系列報道《科技國在路上》，今關注面向國家重需求的技術創(chuàng)新目。01重器再添“中國心”8米直徑盾構機主軸承應用從穿山越嶺過江跨海，盾構是國民經濟和建的重大裝備。作盾構機“心臟”主軸承，其研發(fā)實現盾構機自主控制造的最后一里。2022年底，我國科研團隊制出設計壽命超10公里、具有國際水平的“超大盾構機用直徑8米主軸承”。面向家重大需求，現，科研團隊又有新目標。春節(jié)期，在位于沈陽的科院金屬研究所科研團隊正在進新一輪研發(fā)。他瞄準的是設計壽超過15公里的盾構機主軸承，以足未來長隧道、隧道盾構機制造需求。中科院金研究所研究員?小強：15公里，意味著它可能要業(yè)15000小時以上，時間長，應著主軸承的材，它的強度、韌、耐磨性，都要好。中科院金屬究所研究員?李中：我們的軸承計需要承擔更大載荷，更可靠。剛剛過去的2022年年底，科研團隊兕功研制出設壽命為10公里、直徑為8米、重達41噸的超大型盾構機鳥山軸承，可載的最大軸向力10的5次方千牛，約等于2500頭成年亞洲象的力，成為目前我制造的首套直徑大、單重最大的構機用主軸承。科院院士?李依：我們是一級滾精度的軸承，全我們自主設計、主制造，而且是質量的從材料一到最終軸承的產。讓盾構機主軸的設計壽命從10公里提升至15公里，是新升級也新挑戰(zhàn)，所帶來研發(fā)難度，呈指級增加?？蒲袌F介紹，主軸承是構機的核心部件類似于手掌的掌，四周承載著刀，帶動刀盤旋轉現隧道挖掘。為實現超大直徑盾機主軸承自主可，科研團隊十多前開啟了材料制研發(fā)，將目光瞄了稀土鋼。然而稀土鋼在工業(yè)化產時遭遇的難題長期懸而未決，致我國稀土鋼的發(fā)由熱變冷。正在這個幾近冷藏領域，研究團隊過大量的實驗、算，最終開發(fā)出低氧稀土鋼”關技術。中科院金研究所研究員?殿中：我們發(fā)現土中含氧量高，致性能波動。后我們把稀土中氧量降下來之后，低氧的稀土加到氧的鋼里，性能特別穩(wěn)定。我們發(fā)了低氧稀土鋼把稀土加到軸承里之后，它的拉疲勞壽命提高了40多倍。低氧稀土鋼研發(fā)成功，讓構機主軸承研發(fā)入快車道。面向家重大需求，2020年中科院啟動“高端軸南史自主控制造”戰(zhàn)略性技先導專項，科團隊聯合40多家科研院所和優(yōu)勢業(yè)，協同攻關。用3年，就突破了一級大型滾孟槐精加工技術。至此從主軸承材料制，到成套設計精加工，均已完成直徑3米級到8米級的盾構機主軸也相繼誕生。直3米的主軸承，已在沈貊國地鐵工程成功應用。中科金屬研究所研究?李殿中：我們軸承研制成功之，就意味著我們產化已經打通了后一公里。提供個良好的范式，是從材料出發(fā)，通技術鏈，從而現我們高端基礎部件的自主可控春節(jié)期間，我國造的首套直徑最、單重最大的8米盾構機用主軸承正在中交集團的州常熟廠房內緊密鼓進行裝機測，后續(xù)將裝到16米級盾構機上，過湖隧道工程中先應用。盾構機超大直徑主軸承研制成功，為我高端基礎零部件關提供了良好的式。聚焦高端裝、能源電力、船制造等領域的國重大需求，科研隊解決了多項國重大裝備的核心件需求，正在完從“會做什么”“要做什么”的麗轉身。中科院屬研究所研究?李殿中：我們研的水輪機組的轉，還有大的主軸在白鶴灘水電站應用。我們研究15.6米的核電支撐環(huán)，在核電重大裝備中成功用。02致力國家能源結構轉型大模儲能技術研發(fā)速在中科院大連物所，科研團隊在研發(fā)新一代“力銀行”，能夠電力系統中起到削峰填谷”的作，助力我國能源色低碳發(fā)展新格建立。春節(jié)期間在中科院大連化所，科研團隊正開展全釩液流電60千瓦電堆研發(fā)。相較于上一代經在電站投入使的30千瓦電堆，同樣體積，其由于可提高整整一倍中科院大連化物研究員?李先鋒我們正在做液流池技術的更新換，這樣能進一步低成本，同時提系統的集成度、少占地面積等，以對整個未來電產業(yè)化應該是一巨大的推動作用李先鋒所說的“堆”“電池”，整名稱是“全釩流電池”，在電中主要儲存可再能源所發(fā)的電量這個“電力銀行長寬分別為134米、119米，在這個空間內安裝700多個儲罐，儲罐中充滿不同蛫的釩離子溶液。電時，可將電能化成化學能；逆轉化，它就能放來緩解電力需求口。采用該項技的百兆瓦級大連流電池儲能調峰站，2022年5月實現并網，10月底實現滿負荷放電，最多可存40萬度電，以我國居民每日孰湖均電2度計算，該電站可供20萬居民一天的用電女英求中科院大連化物研究員?李先鋒是我們全球首套也是國家能源局時批復第一個國級大型的化學儲電站示范項目。個電站最核心的能之一，就是可接納更大比例的再生能源發(fā)電的網，具有很重要戰(zhàn)略意義。專家紹，目前全球能發(fā)展，正處于從碳到低碳再到無的關鍵過渡期，現“碳達峰、碳和”的目標，尤需要全新的發(fā)電式。在我國，以能、太陽能為代的新能源儲量豐，然而有風則動風則止的風能，及晝夜交替發(fā)電起隨停的太陽能其發(fā)電具有間歇和波動性，大規(guī)接入電網后，要電力系統必須具特定的響應能力才能保證可再生源供電甚至整個網的安全性。處從新能源發(fā)電到電的中間關鍵環(huán)，以全釩液流電為代表的儲能技，成為目前世界最成熟、最流行一個選擇。中科大連化物所研究?李先鋒：我們整個國家能源結的轉型，到2030年、2060年將有大比例清潔源發(fā)電，特別是再生發(fā)電并網，于解決這些不連、不穩(wěn)定的電力網，具有至關重的作用，也是我國家非常重大的略需求?！丁笆?五”能源領域科創(chuàng)新規(guī)劃》首次國家能源局與科部共同編制，科創(chuàng)新在國家能源局實現根本性改中，被提到全新高度。圍繞能源潔高效利用，中院潔凈能源先導項集合了20多家能源領域研究所大學優(yōu)勢研究力，已突破55項關鍵技術，29套工業(yè)示范裝置開工設，為構建我國潔低碳、安全高的能源體系、實“雙碳”目標提了強有力的技術撐。03邁上新征程 聽聽他們的新愿望中科院大連物所研究員?李鋒：在新的一年，希望我們團隊續(xù)深耕儲能技術域，實現技術的新換代和持續(xù)進，持續(xù)推動百兆級的項目的商業(yè)示范和應用推廣推動液流電池的規(guī)模產業(yè)化和可續(xù)發(fā)展。中科院屬研究所研究?李殿中：在新的年里，作為科技作者，我們繼續(xù)揚科學家精神，難而上，從材料頭出發(fā)，貫通技鏈，推動我國高基礎零部件自主控制造，助力我科技自立自強。 編輯：胡一?