可控核聚变产业数据跟踪（二）：7.3亿低温系统招标，聚变产业化驶入快车道

行业研究/行业深度 2025年11月19日 7.3亿低温系统招标，聚变产业化驶入快车道——可控核聚变产业数据跟踪（二） 行业及产业机械设备 投资要点： 强于大市 事件：2025年11月13日，聚变新能（安徽）有限公司披露件约7.3亿元低温系统部招标项目，项目涵盖氦制冷机、低温分配阀箱、氦储气系统、氦回收纯化系统等核心装备。本次招标规模较以往低温系统项目明显提升，在国内聚变工程中属于体量较大、覆盖面较为完整的成套采购。 随着聚变装置建设向更高磁场、更长脉冲及更高可靠性要求演进，低温系统的重要性进一步凸显。低温系统是聚变装置不可或缺的基础工程系统，通过制备并持续输送多温区深冷冷源，保障超导磁体、热屏蔽、真空泵和电流引线等关键部件在目标温区内稳定运行。低温系统通常由制冷端制备冷量、分配端低损输送冷量、应用端吸收并回收冷量三部分组成：1）制冷系统，通过压缩机组、冷箱、换热器与透平膨胀机制取不同温区的氦冷源；2）分配系统，利用冷箱、真空绝热管线和低温阀站将冷量以极低热损传输至各关键部件；3）应用系统，包括磁体强制流冷却、热屏蔽冷却、低温真空泵、电流引线以及氦的储存、回收与净化等深冷负载。 相关研究 《可控核聚变产业数据跟踪（一）：优先布局磁体系统供应商，把握CFEDR中长期机遇》2025-09-28 2025年10月，紧凑型聚变能实验装置BEST杜瓦底座安装完成。随着制冷、分配及回收净化等成套低温装备陆续启动招标，低温系统正成为重点采购项目。此前我们在《可控核聚变产业数据跟踪（一）》中统计了2025年初至9月1日的各系统招标情况，低温系统累计招标额为3,514万元，占比约5.2%。而截至目前，2025年以来已公开的低温系统相关标的累计招标额规模已增至10.9亿元，其中约87.2%在2025年11月之后集中发布。 证券分析师 王凯S0820524120002021-32229888-25522wangkai526@ajzq.com 根据DOE对ITER的成本拆分框架，我们测算CFEDR的低温系统市场空间约72亿元。鉴于低温系统技术门槛高、成套集成复杂度高，我们认为在既有聚变装置中具备深冷工程经验的企业，有望在CFEDR的招标阶段取得相对优势。1）我们估算BEST和CRAFT两项目合计规划投资额约190.6亿元，2025年以来公开披露低温系统相关标的累计招标额达10.9亿元，假设按DOE在ITER成本评估中“低温系统约6%成本占比”推演，其对应预算约11.4亿元，目前披露规模已达到约95.6%。2）在此前系列报告中，我们测算CFEDR总投资约1,200亿元；参照ITER工程估算，假设CFEDR低温系统成本占比约6%，则相应市场空间约72亿元。 投资建议：回顾此前的公开招标数据，由于BEST项目招标尚处中期节点，低温系统尚未进入集中采购阶段，我们认为市场对低温系统在聚变工程中的实际重要性尚未形成充分认识。随着BEST、CRAFT等装置逐步推进至低温系统实施阶段，相关成套设备采购有望加速落地。在此背景下，我们建议关注在低温气体与深冷工艺具备深厚技术积累、并具备向聚变装置低温系统延展能力的企业：杭氧股份（002430.SZ），中泰股份（300435.SZ），冰轮环境（000811.SZ），雪人集团（002639.SZ）等。 风险提示：聚变装置建设进度可能低于预期风险；工程节点与招标释放节奏波动风险；国产替代推进不及预期风险；政策调整、预算安排与工程推进不确定性风险。 目录 1.什么是核聚变低温系统？....................................................................4 1.1低温系统是托卡马克装置稳定运行的关键设备....................................................................41.2CRAFT低温系统以氦制冷机系统为基础，验证关键技术.....................................................5 2.当前时点，为何关注核聚变装置低温系统？......................................8 2.1BEST主机组装全面启动，低温系统采购推动产业加速演进...............................................82.2对标ITER成本结构，CFEDR有望释放72亿元低温系统需求...........................................10 3.可控核聚变低温系统主要参与公司...................................................13 4.风险提示.............................................................................................14 图表目录 图表1：冷冻管线和冷箱将把ITER低温装置产生的冷量分配至整个装置的各用冷单元....4图表2：典型低温冷却配置.........................................................................................................5图表3：CRAFT低温系统结构简图..............................................................................................6图表4：CRAFT氦制冷机系统设计要求及其制冷用户..............................................................6图表5：CRAFT低温系统运行状态..............................................................................................7图表6：根据ITER施工项目甘特图，BEST项目对应到低温系统集中采购阶段...................8图表7：可控核聚变装置系统划分.............................................................................................9图表8：2025年初至9月1日可控核聚变招标金额构成（分环节）....................................9图表9：2025年初至今低温系统招标项目一览......................................................................10图表10：低温系统成本在ITER中占比6.0%...........................................................................11图表11：部分核聚变装置项目招标情况和时间.....................................................................12图表12：可控核聚变低温系统主要参与公司梳理（不完全统计）.....................................13 1.什么是核聚变低温系统？ 1.1低温系统是托卡马克装置稳定运行的关键设备 什么是低温系统？低温系统是核聚变装置的基础工程系统，负责制备并持续输送多温区深冷冷源，包括用于超导磁体的4–20K氦冷源，以及用于热屏蔽和其他冷负载的50–80K氦/氮冷源，以确保磁体、热屏蔽、真空泵、电流引线等关键部件在对应温区内稳定运行。 为什么需要低温系统？聚变装置的磁约束依赖数十特斯拉级的强磁场，而产生高磁场的方式只能依靠大尺寸超导磁体。超导磁体的关键在于其工作温度窗口极窄：只有在4–20K低温环境下，超导材料才能保持零电阻状态并承受极高电流密度。一旦温度升高，超导体会瞬间“退超”，导致电阻急剧上升、热量失控并触发猝灭，严重时会造成磁体损伤甚至主机停堆。因此，维持磁体、热屏蔽、电流引线等部件的温度稳定，是托卡马克主机安全、稳定运行的基础物理条件。 从系统角度看，低温系统承担三项不可替代的作用。 1）维持超导磁体处于可工作温区。4–20K的深冷环境使超导体保持超导态（部分高温超导磁体可在20–50K运行，但主流装置仍以4K以下低温超导为主），从而允许磁体在几十千安电流下长期稳定运行，实现对上亿度等离子体的有效约束。2）提供多级温区的热管理体系。超导磁体外层、真空室热屏蔽、电流引线过渡段等部件具有不同工作温度，低温系统需持续提供多级冷负载，以减少热入侵、降低能耗。3）支撑主机调试与长期运行的系统级可靠性。无论是磁场建立、维持还是磁场快速卸载，都需要深冷系统在动态负载下保持压力、温度和流量的高精度控制。 资料来源：ITER，爱建证券研究所注：蓝色部分为低温传输主干网；黄色部分为阀箱和分配控制节点 低温系统通常由三部分构成：制冷端制备冷量、分配端低损输送冷量、应用端吸收并回收冷量。1）制冷系统：通过压缩机组、冷箱、换热器和透平膨胀机等设备将常温氦气制取成4–80K不同温区的深冷氦源；2）分配系统：由主/辅冷箱、真空绝热管线、低温阀站和相分离器等组成，将不同温区冷量以极低热损方式输送至装置本体；3）应用系统：包括超导磁体的强制流氦冷却回路、热屏蔽冷却、低温真空泵及电流引线等深冷负载，并配套氦的储存、回收与净化装置。 1.2CRAFT低温系统以氦制冷机系统为基础，验证关键技术 我们用CRAFT（聚变堆主机关键系统综合研究设施）低温系统举例。在CRAFT低温系统中，1）制冷端由四台氦制冷机组成，涵盖200W@4.5K、1kW@3.8K、3kW@4.5K以及250W@1.8K等多档冷量，承担4–80K冷源的制备任务；2）分配端通过多级冷箱、真空绝热管线及阀站，将冷量输送至各测试回路；3）应用端则面向大型超导磁体、中小型导体和材料试验平台，支持低温流体力学、低温控制、安全等关键技术研究。根据CRAFT各试验系统冷量需求，低温系统总当量制冷量约为7.2kW@4.5K，实现了试验平台的全温区深冷供给与氦介质闭式循环。此外还有氮气管理系统、空气系统、氦气回收系统、纯化系统以及低温控制系统五个辅助系统提供辅助功能来服务氦制冷机系统的运行。 资料来源：《聚变堆主机关键系统综合设施低温系统的可靠性分析研究》纵逸文，爱建证券研究所 CRAFT所采用的四台氦制冷机（3kW@4.5K、1kW@3.8K、200W@4.5K、250W@1.8K）属于试验平台配置，旨在覆盖1.8–80K全温区低温需求。工程化托卡马克装置一般会配备更大规模、工况更单一的集中式氦制冷厂。 由于CRAFT装置是为未来CFEDR装置的工程建设提前进行研究性验证，因此其运行计划也参照了CFEDR装置，要求其具备长周期、高可用率和频繁脉冲运行的能力。系统在运行中需在300K、80K和4.5K三个温区之间切换：系统在长期停机后处于300K状态，通过预冷阶段缓降至约80K进入待机；随后完成磁体液氦充注降至4.5K，进入放电前准备工况；在等离子体脉冲运行期间维持磁体在4.3–4.5K稳态冷却。脉冲结束 后系统回到4.5K待机，按计划进入短期维护时再升至80K待机，而在长周期停机阶段磁体与热屏进一步恢复至300K。通过“预冷—待机—等离子体运行—短期维护—长期停机”的闭环运行模式，低温系统实现对超导磁体、热屏蔽以及真空系统的深冷供应。 CRAFT低温系统必须能够支持16个月连续运行、27天脉冲周期