氦制冷机节流级的最佳工作点

在氦制冷机/液化器中,最末级的冷却一般采用节流方式.节流级的各参数的选择必然会影响氦制冷机的制冷量或氦液化率.讨论了节流级节流前压力、末级换热器的热端温度及其效率对制冷量或液化率的影响,得出了不同模式下的节流级的最佳工作点.     

美国KPSI公司1430型氦液化/制冷系统简介

<正>中科院等离子体物理研究所进口了一台美国KPSI公司生产的1430型氦液化/制冷系统,为超导磁体提供液氦,同时为防辐射冷屏提供 20 K的冷氦气。该系统既可作为氦液化器运行,也可以作为100 K、20K、     

4KG-M制冷机做冷源的自循环氦液化装置研制

采用5台1.5W/4.2KG-M制冷机(日本住友RDK415D)并联研制出了1台方便实验室使用的小型氦液化装置,并为其建立了性能测量实验台。实验结果表明:液氦温度为4.17K(饱和压力为96kPa)时,氦液化率为74L/d;液氦温度为4.42K(饱和压力为121kPa)时,液化率为116L/d,经拟合,在4.2K(饱和压力为100kPa)时液化率为83L/d,并且通过100小时以上的连续运行,说明该氦液化装置自循环性能良好。通过实验发现:实测氦液化率远大于制冷机冷头制冷量对应的计算氦液化率。分析认为:G-M制冷机气缸壁对氦气预冷是提高实际氦液化率的主要因素。     

大型氦液化器

<正>1908年首次在一物理实验室获得了氦液化,并且以后在与工业部门的合作中进一步得到了发展。50年后工业上才开始使用氦液化器。1960年起在美国 Kansas,把从贮运的天然气中分离出来的氦进行了液化,使几年内所使用的设备的液化功率上升了一个数量级。可是在大型氦液化器范围内,应用物理学仍占统治地位。以超导磁铁和高频率一气蚀为基础制造的大型粒子加速器用液氦进行冷却。这种设备的产冷量,在最大商业液化器产冷量的范围内,甚至超过它的产冷量。     

200 W@4.5 K氦制冷机自动控制系统的设计与实现

聚变技术综合研究设施（CRAFT）低温系统计划建造4座氦制冷机,200 W@4.5 K氦制冷机作为其中之一将用于为超导材料性能研究平台提供测试条件。通过对工艺流程的分析,明确了200 W@4.5 K氦制冷机液化模式的控制流程。基于CODAC进行了氦制冷机控制系统的设计与开发,阐述了具体的网络架构和软件设计,以及液化模式下的压缩机自动控制流程和控制回路的设计与实现。运行结果表明,所设计的自动控制程序能够有效完成压缩机启动过程中的增载和压力控制。     

膨胀机对修正克劳特氦液化循环的影响及其热力学分析

以膨胀机为研究对象,分析了膨胀机对基于两级膨胀机串联的修正克劳特氦液化循环的影响.通过对系统中的部件进行逐个分析,用编程的方式实现了对氦液化循环的模拟,得到了不同膨胀机分流量、一级膨胀机出口压力、膨胀机效率下循环的液化率,并从热力学角度进行分析.研究结果表明膨胀机的分流量为80％时循环液化率最大,该值会随一级膨胀机出口...     

大型氦液化装置的优化设计

一、液化循环的程序日本神户制钢所研制的氦液化装置的工艺流程有两种,如图1所示。现有文献所发表的几种流程基本上属于克劳德循环。1.液化量液化循环的熵—温度曲线如图2所示。液化气体所需的热力学的最小功为:     

PFHE型五级液氮预冷氢膨胀与四级氦膨胀氢液化工艺研究

研究了以板翅式换热器(PFHE)为核心的30万方/天五级液氮(LN2)预冷氢膨胀制冷氢液化系统和四级氦膨胀制冷氢液化系统的原理和工艺流程,两种氢液化工艺均可将氢气液化为-252℃的液氢(LH2);给出了两种氢液化工艺具体参数和主液化装备板翅式换热器的设计计算方法;借助制冷效率、压力损失等主要参数理论计算和两种工艺的特点...     

超流氦气液相分离器实验装置研制

外太空科学探测系统需要4 K以下制冷系统的支持,超流氦(HeII)是在此温度区间的一种理想冷却剂,超流氦空间制冷系统的关键部件超流氦相分离器是利用超流氦的超流特性和热机械效应实现气液相分离的.根据超流氦相分离器研究的需要,研制了一套超流氦多孔塞气液相分离器的实验装置及其测量系统.利用该实验装置成功地完成了多批多孔塞样品的特性实验,获得了丰富的实验数据.介绍了实验装置方案选择、结构组成、实验方法及调试结果.     

全球氦供求形势及其回收利用

概述了全球氦资源分布与市场消费结构情况,全球氦资源主要来自美、俄等少数国家,近年来,全球氦需求的增长及供应的减少导致价格上涨和氦贸易紧缩,美国等开始建立更加严格的立法和保护措施,我国氦资源贫乏,大量依赖进口,因此为了保证我国氦的供给安全,必须加强氦资源的回收循环利用。     

一种新型碳分子筛填充柱在高纯气体分析中的应用

建立了一种新型碳分子筛(CST)微填充柱分析高纯氦中杂质组分的方法,该方法利用一根色谱柱完成高纯氦中所有杂质组分的分离,简化了分析气路流程,结果表明该方法具有重复性好(2%),操作简便等特点。探讨应用CST柱作为预柱在不同气体分析中的可行性,通过CST与PQ柱作为预柱的对比实验表明CST柱解决了PQ柱对低浓度氧气不可逆吸附的问题,对NH3、SF6、Si H4等气体分析应用表明CST柱作预柱在基流稳定性和氧气分析方面较PQ柱有一定优势,但是也存在可能会与某些特定基底气反应及无法预分离等问题。     

中国散裂中子源低温系统氦制冷系统的安装与调试

氦制冷系统是中国散裂中子源(CSNS)低温系统的重要组成部分,能够为氢循环系统提供2 200 W@20 K的冷源。介绍了CSNS氦制冷系统的组成及设备布局图及氦制冷系统的调试原理,完成了控制界面图及氦制冷系统的安装和调试准备工作,详细说明了调试的过程,获得了700 W/1 400 W/2 200 W 3种制冷功率下的状态参数。氦制冷系统调试顺利完成,结果满足了验收指标。     

基于夹点技术的修正布雷顿循环优化分析

为提高修正布雷顿循环氦液化系统的液化率及效率,基于夹点技术的优化方法对该系统进行优化分析。通过建立夹点技术的T-H组合曲线图分析系统的夹点所在、利用Fortran模拟计算来定性、定量地分析系统的主要性能指标,如系统压缩机出口压力、膨胀机中间压力等与系统的液化率及效率之间的关系。发现当膨胀机中间压力为600—800 MPa时,系统的液化率和效率最高。     

氦液化循环中透平流量的优化及影响因素热力学分析

为了在氦液化循环中获得最大的液化率,采用MATLAB编程实现流程中的热力学计算,针对带液氮预冷的Collins循环中的透平流量(me_1、me_2)进行优化分析。首先根据前人已得到的结论验证了模型的正确性,在此基础上进行深入研究。结果显示,当固定流程中的高低压力、换热器有效度以及透平的等熵效率时,透平的分流量为压缩机入口总流量的74%并且两台透平均分时系统可获得最大的液化率,且这一最优流量并不随透平的等熵效率和换热器的有效度改变。     

阶跃压力变化下液氦汽化实验的动态特性

提出了氦汽化实验中压力变化影响的动态分析结果。与时间相关的边界条件下扩散方程的通解被用来描述变化压力下液氦系统的动态响应。同时还得到了阶跃压力变化下的特殊情况下的题解。计算的液体温度响应值表明，大多数实验由于液氦的低导热性而不太可能达到平衡状态。初始液化或汽化速率较大，但随时间急剧下降。推荐了一种计算瞬态效应的方法，根据氦汽化实验计算热损率过程中对该法进行了观察。采用完全无混合的假设，本文的分析方法提供了一种计算系统内压力增大或减小时引起的热损率上限（液化）和下限（汽化）方法。以前报告的平衡分析方法适用于主液柱内完全混和状况并提供相反的约束条件。     

氦制冷机和液化器中的纯化系统

主要介绍了氦制冷机和氦液化器中应用的几种典型的氦纯化器的工作原理，主要工作程序和优缺点，并介绍了讨论了几种氦纯化器的设计方案，吸附量和计算以及可用于氦纯化器的工程设计。     

新的氦液化装置

日本科学技术厅研制了一种使用超导磁体的新的氦液化机(磁冷冻装置)，在氦液化方面获得成功，磁冷冻是将磁性材料放入强磁场中，或从强磁场中取出而产生极低温的一种方法。这次研制的装置是把4．5万高斯的超导磁体与直径3厘米、长5厘米的圆柱状钆、镓和拓榴石(三级)单品加以组合，     

准确快速测定高纯氮气中的杂质含量

简介了基于中心切割和脱氧法的HE50型DID氦离子化放电色谱仪的工作原理和工作条件等参数。武钢氧气公司从实际生产出发,对色谱仪的气路流程进行了改进,经过分析试验,建立了一套完整的分析方法。对高纯氮气中杂质含量的测量结果显示,该分析方法可以满足生产需要,从而达到准确、快速测量高纯氮气中杂质含量的目的。     

G—M/J—T闭式循环4.5K氦制冷液化装置的研制与试验

介绍了G—M/J—T氦制冷液化装置的流程设计、主要部机、调试和试验结果,以及结论。该装置最低温度达到4．4K,制冷量大于1．7W/4.5K。图6。     

贫氦天然气中氦的回收与利用

对近年来国内外从贫氦天然气中回收氦的技术发展动态和氦的利用作了介绍,对He/CH_4的分离新技术与合成氨尾气提氦技术的优缺点作了简要评述,论述了利用钛基合金可逆贮氢特性进行H_2/He变温吸附分离的可能性。