系列報(bào)道《科技強(qiáng)國(guó)路上》，今天關(guān)注面國(guó)家重大需求的技術(shù)新項(xiàng)目。01重器再添“中國(guó)心”8米直徑盾構(gòu)機(jī)主軸承將應(yīng)用從山越嶺到過(guò)江跨海，構(gòu)機(jī)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建的重大裝備。作為盾機(jī)“心臟”的主軸承其研發(fā)是實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)主可控制造的最后一里。2022年底，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)研制出設(shè)壽命超過(guò)10公里、具有國(guó)際水平的“鱄魚(yú)大盾構(gòu)機(jī)用直徑8米主軸承”。面向國(guó)家重大求，現(xiàn)在，科研團(tuán)隊(duì)有了新目標(biāo)。春節(jié)期，在位于沈陽(yáng)的中科金屬研究所，科研團(tuán)正在進(jìn)行新一輪研發(fā)他們瞄準(zhǔn)的是設(shè)計(jì)壽超過(guò)15公里的盾構(gòu)機(jī)主軸承，以滿(mǎn)足未來(lái)隧道、大隧道盾構(gòu)機(jī)造的需求。中科院金研究所研究員?胡小：15公里，意味著它可能要荊山業(yè)15000小時(shí)以上，時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)著主軸承的材料，的強(qiáng)度、韌性、耐磨，都要更好。中科院屬研究所研究員?李中：我們的軸承設(shè)計(jì)要承擔(dān)更大的載荷，可靠。在剛剛過(guò)去的2022年年底，科研團(tuán)隊(duì)成功研制出設(shè)計(jì)壽為10公里、直徑為8米、重達(dá)41噸的超大型盾構(gòu)機(jī)主軸承櫟可載的最大軸向力為10的5次方千牛，約等于2500頭成年亞洲象的重力，成強(qiáng)良目前我制造的首套直徑最大單重最大的盾構(gòu)機(jī)用軸承。中科院院士?依依：我們是一級(jí)滾精度的軸承，全是我自主設(shè)計(jì)、自主制造而且是高質(zhì)量的從材一直到最終軸承的產(chǎn)。讓盾構(gòu)機(jī)主軸承的計(jì)壽命從10公里提升至15公里，是新升級(jí)也是新挑戰(zhàn)黑虎所帶來(lái)研發(fā)難度，呈指數(shù)級(jí)加?？蒲袌F(tuán)隊(duì)介紹，軸承是盾構(gòu)機(jī)的核心件，類(lèi)似于手掌的掌，四周承載著刀盤(pán)，動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)隧道掘。為了實(shí)現(xiàn)超大直盾構(gòu)機(jī)主軸承自主可，科研團(tuán)隊(duì)十多年前啟了材料制備研發(fā)，目光瞄準(zhǔn)了稀土鋼。而，稀土鋼在工業(yè)化產(chǎn)時(shí)遭遇的難題，長(zhǎng)懸而未決，導(dǎo)致我國(guó)土鋼的研發(fā)由熱變冷正是在這個(gè)幾近冷藏領(lǐng)域，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)量的實(shí)驗(yàn)、計(jì)算，最開(kāi)發(fā)出“低氧稀土鋼關(guān)鍵技術(shù)。中科院金研究所研究員?李殿：我們發(fā)現(xiàn)稀土中含量高，導(dǎo)致性能波動(dòng)后來(lái)我們把稀土中氧量降下來(lái)之后，把低的稀土加到低氧的鋼，性能就特別穩(wěn)定。們開(kāi)發(fā)了低氧稀土鋼把稀土加到軸承鋼里后，它的拉壓疲勞壽提高了40多倍。低氧稀土鋼研發(fā)成功，讓構(gòu)機(jī)主軸承研發(fā)駛?cè)?車(chē)道。面向國(guó)家重大求，2020年中科院?jiǎn)?dòng)“高端軸承灌山主控制造”戰(zhàn)略性科技導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)，科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)40多家科研院所和優(yōu)勢(shì)柜山業(yè)，協(xié)同攻關(guān)。用3年，就突破了一級(jí)大型滾子精密加工技。至此，從主軸承材制備，到成套設(shè)計(jì)精加工，均已完成，直3米級(jí)到8米級(jí)的盾構(gòu)機(jī)主軸承也相繼誕生直徑3米的主軸承，已在沈陽(yáng)地鐵工程中成應(yīng)用。中科院金屬研所研究員?李殿中：們主軸承研制成功之，就意味著我們國(guó)產(chǎn)已經(jīng)打通了最后一公。提供一個(gè)良好的范，就是從材料出發(fā)，通技術(shù)鏈，從而實(shí)現(xiàn)們高端基礎(chǔ)零部件的主可控。春節(jié)期間，國(guó)制造的首套直徑最、單重最大的8米盾構(gòu)機(jī)用主軸承，正在中集團(tuán)的蘇州常熟廠房緊鑼密鼓進(jìn)行裝機(jī)測(cè)，后續(xù)將裝到16米級(jí)盾構(gòu)機(jī)上，在過(guò)湖隧工程中率先應(yīng)用。盾機(jī)用超大直徑主軸承研制成功，為我國(guó)高基礎(chǔ)零部件攻關(guān)提供良好的范式。聚焦高裝備、能源電力、船制造等領(lǐng)域的國(guó)家重需求，科研團(tuán)隊(duì)解決多項(xiàng)國(guó)家重大裝備的心部件需求，正在完從“會(huì)做什么”到“做什么”的華麗轉(zhuǎn)身中科院金屬研究所研員?李殿中：我們研的水輪機(jī)組的轉(zhuǎn)輪，有大的主軸，在白鶴水電站中應(yīng)用。我們究的15.6米的核電支撐環(huán)，在核電的重裝備中成功應(yīng)用。02致力國(guó)家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)速在中科院大連化物，科研團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一代“電力銀行”，夠在電力系統(tǒng)中起到削峰填谷”的作用，力我國(guó)能源綠色低碳展新格局建立。春節(jié)間，在中科院大連化所，科研團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)全釩液流電池60千瓦電堆研發(fā)。相較于上代已經(jīng)在電站投入使的30千瓦電堆，同樣體積，其功熊山可提高整一倍。中科院大連物所研究員?李先鋒我們正在做液流電池術(shù)的更新?lián)Q代，這樣進(jìn)一步降低成本，同提高系統(tǒng)的集成度、少占地面積等，所以整個(gè)未來(lái)電池產(chǎn)業(yè)化該是一個(gè)巨大的推動(dòng)用。李先鋒所說(shuō)的“堆”“電池”，完整稱(chēng)是“全釩液流電池，在電站中主要儲(chǔ)存再生能源所發(fā)的電量這個(gè)“電力銀行”長(zhǎng)分別為134米、119米，在這個(gè)空間內(nèi)安裝700多個(gè)儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐中充關(guān)于不同價(jià)態(tài)的離子溶液。充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能逆向轉(zhuǎn)化，它就能放來(lái)緩解電力需求缺口采用該項(xiàng)技術(shù)的百兆級(jí)大連液流電池儲(chǔ)能峰電站，2022年5月實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，10月底實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷充放電，多可存放40萬(wàn)度電，以我國(guó)居民每日旋龜均電2度計(jì)算，該電站可供20萬(wàn)居民一天的用電需求。中鳳凰院大連物所研究員?李先鋒是我們?nèi)蚴滋?，?國(guó)家能源局當(dāng)時(shí)批復(fù)一個(gè)國(guó)家級(jí)大型的化儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目。個(gè)電站最核心的功能一，就是可以接納更比例的可再生能源發(fā)的入網(wǎng)，具有很重要戰(zhàn)略意義。專(zhuān)家介紹目前全球能源發(fā)展，處于從高碳到低碳再無(wú)碳的關(guān)鍵過(guò)渡期，現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，尤其需要全的發(fā)電方式。在我國(guó)以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代的新能源儲(chǔ)量豐富，而有風(fēng)則動(dòng)無(wú)風(fēng)則止風(fēng)能，以及晝夜交替電隨起隨停的太陽(yáng)能其發(fā)電具有間歇性和動(dòng)性，大規(guī)模接入電后，要求電力系統(tǒng)必具備特定的響應(yīng)能力才能保證可再生能源電甚至整個(gè)電網(wǎng)的安性。處在從新能源發(fā)到用電的中間關(guān)鍵環(huán)，以全釩液流電池為表的儲(chǔ)能技術(shù)，成為前世界上最成熟、最行的一個(gè)選擇。中科大連化物所研究員?先鋒：我們對(duì)整個(gè)國(guó)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，到2030年、2060年將有大比例清潔能源電，特別是可再生發(fā)并網(wǎng)，對(duì)于解決這些連續(xù)、不穩(wěn)定的電力網(wǎng)，具有至關(guān)重要的用，也是我們國(guó)家非重大的戰(zhàn)略需求?！?十四五”能源領(lǐng)域科創(chuàng)新規(guī)劃》首次由國(guó)能源局與科技部共同制，科技創(chuàng)新在國(guó)家源格局實(shí)現(xiàn)根本性改中，被提到全新的高。圍繞能源清潔高效用，中科院潔凈能源導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)集合了20多家能源領(lǐng)域研究所及大優(yōu)勢(shì)研究力量，已突55項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，29套工業(yè)示范裝置開(kāi)工設(shè)，為構(gòu)建我國(guó)清潔碳、安全高效的能源系、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目提供了強(qiáng)有力的技術(shù)撐。03邁上新征程 聽(tīng)聽(tīng)他們的新愿望中院大連化物所研究?李先鋒：在新的一年，希望我們團(tuán)隊(duì)繼續(xù)耕儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)技術(shù)的更新?lián)Q代和持進(jìn)步，持續(xù)推動(dòng)百兆級(jí)的項(xiàng)目的商業(yè)化示和應(yīng)用推廣，推動(dòng)液電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展。中科院屬研究所研究員?李中：在新的一年里，為科技工作者，我們續(xù)弘揚(yáng)科學(xué)家精神，難而上，從材料源頭發(fā)，貫通技術(shù)鏈，推我國(guó)高端基礎(chǔ)零部件主可控制造，助力我科技自立自強(qiáng)。 編輯：胡一?