蹲点·探新 | 零下269℃的“突围”

   作者: 王紫璇       日期: 2026-05-19   

【编者按】 创新,是破局开路的关键引擎。在加快打造“创新浙能”的实践路上,集团系统上下积极“亮剑”,扎根能源保供、项目建设、产业升级等各领域,踊跃创新“动力源”,为奋进能源高质量发展挑重担、解难题、做先锋,在火热一线奋力擦亮“浙能我能 以心向新”党建品牌,助推构建清洁低碳、安全可靠、高效节能的新型能源体系。

本网特别推出“蹲点·探新”系列,系统联动基层新闻宣传队伍,直奔攻坚一线,记录生动现场,讲述创新浙能故事。


在量子计算、低温超导、先端医疗、国防军工等战略领域,液氦温区脉管制冷机犹如一台“超级冰箱”,为量子比特稳定、超导磁体运行提供着4.2K(约零下268.95℃)的极低温环境。近年来,这项技术和配套组件已成为制约我国高端产业发展的“卡脖子”难题。

为破解困局,白马湖实验室氢能储运团队正进行着一场“突围”。从图纸设计到样机落地,从良品率低迷到性能达标,他们如何在工艺与设计的矛盾中寻找平衡?又如何打破国际垄断,以自主创新闯出一条国产化道路?

走进深冷技术实验室,一台银灰色脉管制冷机平稳运转,低沉而均匀的声响,是科研人员最安心的信号。目前,这款脉管制冷机已完成实验室性能验证,制冷量、降温时间、系统功耗等核心指标全面达到国际一流水平,正处于量产前的关键工艺改进阶段。

脉管制冷机样机。 王紫璇 摄

看似顺畅的运行背后,是团队无数次在工艺与性能之间的反复磨合。2025年8月下旬,团队首次实现核心性能指标全面突破。但他们没有急于发布成果,而是沉在实验室里,用半年多时间开展多轮结构迭代与验证,在性能最优与加工可行之间寻找最佳平衡点。

部分设计方案在理论上性能完美,但机械加工、焊接工艺难以落地,加工五套设备往往只能成功一套;而简化工艺、便于生产的设计,又可能牺牲部分核心性能。“我们要做的,就是在保证性能达标的前提下,找到那个加工可行性的‘最优解’。”团队技术负责人方凯博士说。

团队正在进行产品性能测试。 王紫璇 摄

在一次常规实验中,设备整体性能优于以往,但一级流道阻力反常的大于二级流道。在经过五轮实验分析后,团队没有放过这一细微的偏差,经过精细化测试与反复排查,最终锁定症结:焊接时微小焊料堵塞了流道,导致一级流道性能下降、阻力异常。

团队精细检测产品工艺。 王紫璇 摄

除此之外,供应商产品质量不稳定等问题,也有可能成为研发路上的“拦路虎”。在采访过程中,方凯从干燥箱里拿出了两大包废弃的金属丝网,这种用于装填制冷机的回热填料需要保持洁净、平整,否则稍有不慎就会影响制冷机的性能。由于供应商提供的不同批次产品良莠不齐,团队用一个下午的时间从5000多片薄如纸张的金属丝网中筛选出了2000多片可以用于实验的产品。

废弃的金属丝网。 王紫璇 摄

图为电镜下洁净、平整的金属丝网。 方凯 提供

图为电镜下优劣回热填料对比。品质不佳的回热填料在电镜下呈现出不规则的形状,而优质的回热填料则呈现出规则、饱满、光滑的球状。 方凯 提供

如何让国产高端制冷装备快速走进应用场景?团队给出的答案清晰而坚定:对标国际先进产品,实现无损替换。“我们的策略很明确,安装接口完全按照进口产品标准设计。”方凯介绍,基于他在国外积累的工作经验,团队在规避国际专利壁垒的前提下,对脉管制冷机内部结构进行了深度优化。这意味着,用户无需更改现有系统即可换上国产新机,实现性能的无缝衔接甚至超越。这一策略的背后,是沉甸甸的产业使命。

超导电力、氢能储运、可控核聚变等未来能源关键技术,均依赖极低温环境作为运行基础,液氦温区脉管制冷机正是能够支撑新型能源体系的底层核心装备。此次技术攻关,不仅可打破国外对液氦温区脉管制冷机的技术垄断与出口限制,实现关键设备的国产化替代,更补上了能源科技与量子产业全国产化链条上的关键一环,为量子计算、高端医疗、前沿科学装置和新型能源体系建设等领域发展提供了坚实支撑。

当前,团队正与高校、科研机构深度对接,协同推进量子系统全国产化进程。随着工艺持续改进、良品率稳步提升,设备将进入产业化阶段,为国内前沿科研与产业发展提供稳定可靠保障。

从指标突破到工艺攻坚,从实验室样机到产业化落地,白马湖实验室科研人员扎根一线、沉心钻研,把创新写在设备上、把成果落在产线中,以“啃硬骨头”的韧劲破解 “卡脖子”难题。

这台自主研发的脉管制冷机,不仅冷却着量子芯片,也让产业链的“焦虑”降温,点亮了自主创新的信心,为浙能集团加速培育壮大新质生产力、加快推动“两新”深度融合,写下生动的一线注脚。