英国推进STEP聚变计划建设
摘要
英国选定托卡马克能源公司作为STEP聚变计划的磁体系统合作伙伴，授予7000万英镑合同。该公司将提供高温超导磁体系统，支持2040年投运的示范聚变电站。同时，UKFE与达索系统签订3000万英镑合同，扩展电站信息管理系统能力。STEP项目目标包括发电超过100 MW、实现氚自给自足和开发经济可行的技术路径。
英国的托卡马克能源公司被指定为英国STEP聚变计划的磁体系统合作伙伴，而法国的达索系统公司则获得合同，将扩展STEP的产品生命周期管理能力。
2022年10月，位于英格兰诺丁汉郡的West Burton燃煤电站厂址被选定为英国球形托卡马克能源生产(STEP)项目的所在地。示范电站计划于2040年开始运行。STEP的技术目标是：提供可预测的超过100 MW的净电力输出；创新开发电力生产之外的聚变能源利用途径；确保氚自给自足；在适当的聚变条件下对材料和部件进行鉴定；以及开发具有经济生命周期成本的可行路径。除了STEP聚变设施外，还计划建设一个技能中心和商业园区。
英国聚变能源有限公司(UKFE)——英国原子能管理局的子公司，将建造英国的原型聚变电站——现已向托卡马克能源公司授予了一份价值7000万英镑（9500万美元）的合同，合同期限至2029年3月。该公司被确定为具有特殊能力交付电站磁体的领先英国本土制造专家。
根据协议，托卡马克能源公司将作为系统合作伙伴，为磁体提供八个工作包，与UKFE的综合项目团队在磁体、托卡马克系统和等离子体集成等关键领域密切合作。交付工作将通过TE Magnetics——托卡马克能源公司的高温超导(HTS)技术部门来领导，该部门为先进HTS磁体系统带来了专门的设计、制造和试验能力。
该合同还允许继续使用该公司创纪录的ST40——一台紧凑型高场球形托卡马克装置，最近提供了创纪录水平的等离子体电流和能量性能。
托卡马克能源公司首席执行官Warrick Matthews表示：“确认我们在英国世界领先聚变计划中的地位对托卡马克能源公司来说是值得骄傲的一天。HTS磁体是一项变革性技术，对于交付像STEP这样的能源生产聚变装置以及在其它领域释放新的性能水平至关重要。我们的专业知识和经验包括运行当今最先进的两台聚变装置，这些将在我们合作扩大规模以实现低碳、安全能源未来的过程中具有无价的价值。”
UKFE首席商务官Dan Bishop表示：“这种合作关系是关于共同交付。托卡马克能源公司带来了互补的技能、设施和经验，能够快速推进。我们通过这种合作关系增强了实现STEP计划目标的能力。”
信息管理系统升级
同时，UKFE已授予软件开发公司达索系统一份3000万英镑的合同，以扩展3DEXPERIENCE平台内的交付和能力，该平台是STEP电站信息管理系统(PIMS)的核心部分。
3DEXPERIENCE平台将为STEP提供一个单一、可信的电站信息来源，技术团队和合作伙伴可以在一个共享环境中设计数据、需求、仿真和系统模型。这将提高工程精度、降低风险，并支持英国首个原型聚变电站的顺利交付。
该平台还将为电站的数字孪生模型奠定基础。这将使工程师能够在物理建造之前以及电站整个生命周期内在虚拟环境中建模、试验和优化系统。
PIMS还将加强与工业界和学术界合作伙伴的协作，帮助英国建立未来商业聚变能源所需的能力。
UKFE工程计划总监Debbie Kempton表示：“这项协议标志着West Burton STEP原型聚变电站信息基线的演变过程中的一个重要里程碑。由3DEXPERIENCE平台提供支持的PIMS将在创建未来聚变电站蓝图的同时实现快速、高效和严谨的工程交付，发挥关键作用。STEP计划很高兴继续与达索系统合作，共同致力于聚变能源的未来。”
英国聚变能源有限公司工程-计算、建模和仿真负责人Patricia Verrier补充道：“3DEXPERIENCE平台将提供实现STEP雄心所需的数字能力，为我们提供这样一个规模和重要性的项目所需的清晰度、信心和可追溯性。PIMS将提供一个统一的环境，使每个决策、需求、模型和仿真都相互连接。它将改变STEP聚变设计、集成和管理原型电站的方式。”