空间低温光学试验深低温背景环境的实现

为了实现空间低温光学试验的深低温背景条件,对实现深低温环模技术以及氦冷却系统进行了探讨.通过分析得到以氦循环方式建立的20 K稳定深低温冷黑背景是最为合适的低温光学试验背景环境.该系统是由氦液化系统配合相应冷氦分配装置以及终端冷舱组成密闭循环系统.氦液化系统是基于由布雷顿循环和焦耳-汤姆逊作用组合而成的克劳德循环,它能持续提供一定流量和压力的液氦或冷氦气作为循环系统中制冷工质,从而为试验提供稳定的深低温环境.     

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。     

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。     

0.2 K～300 K温区氦-3的p-h和T-s图

基于最新的德拜模型氦-3状态方程、氦-3饱和曲线特征方程和熔化曲线特征方程编写了氦-3热物性计算程序.在大量热物性的计算数据的基础上绘制了氦-3在0.2 K～300 K,0.000 1MPa～30 MPa范围内的p-h图和T-s图.与先前基于实验数据绘制的0.2 K～20 K温区氦-3的p-h图和T-s图相比,该图的绘制是建立在热力学理论计算的基础之上,适用温区得到了拓展,随机误差一般在2%以内.     

中国散裂中子源低温系统调试及运行进展（英文）

中国散裂中子源(简称CSNS)低温系统的主要作用是为靶站慢化器提供满足温度和压力要求的低温超临界氢。低温系统的调试历经1年,主要包括4个方面:(1)氦制冷机验收测试,使用制冷机内部的加热器作为热负载,测试制冷机的制冷量;(2)氦降温测试,使用模拟负载模拟慢化器动态热负荷,采用氦气降温至20K后复温并检漏。(3)氢降温测试,采样氢降温至20K并优化控制逻辑。(4)低温系统与慢化器的联合降温测试。CSNS低温系统目前已经完成了所有调试工作,并配合靶站谱仪的调试工作完成5次较长时间的持续稳定运行。     

1.8K常压超流氦低温系统的设计与分析

中国科学院等离子体物理研究所ITER CC导体测试装置背景超导磁体,由4.2 K液氦浸泡冷却,能够提供7 T背景场,为了满足超导导体测试需要更大背景场(10 T)的要求,将采用1.8 K超流氦浸泡冷却。针对该测试装置的低温系统设计了一种1.8 K常压超流氦低温系统,给出了该系统的关键组成部分并对获取1.8 K常压超流氦的流程进行了分析。针对预冷与节流相结合获取1.75 K超流氦方案进行了分析和计算,同时针对此方案给出了其物理过程的T-s图,计算了1.75 K超流氦液体得率。     

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。     

和的分析在氦液化器系统中的应用

作者制出了一个氦的焓-图,其压力范围为0.5大气压到150大气压,温度范围是3K到300K。以焓-图对克劳特循环的氦液化器系统作了分析,并引证它的每个部件。最后,平衡表达了提供系统的各部件损失的总函数,并作出了系统的流图和氦压缩机的-图。     

超临界氦获得设备

超导和超低温技术正在磁流体发电、核聚变反应堆、能源贮存、磁悬浮列车等方面获得了愈来愈多的应用。日本神户制钢所为日本文部省核聚变科学研究所研制了一套与超导、超低温有关的设备。去年1月在日本岐阜县启用。这套设备以核聚变研究为主,也是超临界氦的研究和应用设备。这个设备的主要性能指标有:1.超临界氦获得系统。制冷功率为500W(4.4K);氦液化能力200L/h;超临界氦产量为50g/s(4.5K)。2.强度试验装置。最大负载为10MN;试     

液氖的制取和应用

为了获得极低温,除液氢(冷至14—30°K)和液氦(冷至1.5—5°K)之外可使用惰性液氖,它能使温度达到24—43°K的范围。下面列出作为致冷剂的氖、氢和氦的物理性能:     

苏联氦液化及制冷装置介绍

<正>苏联氦液化及制冷装置研究与生产,由氦机械科研生产联合体(НПО《Гелиймаш》)承担。1．低温氮装置КГУ-600/15-150/4.5-40该装置用于生产液氦或4.5K、15K温度水平的冷量。装置为带活塞式膨胀机的中压制冷循环,并有液氮预冷。技术参数如下:     

2 kW/4 K氦制冷机制冷循环的优化计算

HT- 7U超导托卡马克的纵场磁体和极向场磁体均采用 3.8K超临界氦迫流冷却。其低温系统氦制冷机在 4K温区的基本设计容量为 10 5 0 W/3.5 K 2 0 0 W/4 .4K 13g/s· L He。给出了氦制冷机的基本流程 ,对其制冷循环进行了热力学分析 ,得到了影响制冷循环的关键独立参数。并以 2台串联透平膨胀机的排气温度为独立变量对氦制冷循环进行了优化 ,得到了氦制冷循环设计的最优参数值及它们对所需压缩机流量的影响     

15K氦制冷设备通过技术鉴定

<正>为我国即将发射的气象卫星红外遥控探测仪器定标与试验设备用的ZLHe-0．215/258型15K氦制冷设备,1988年6月29日在杭州通过技术鉴定．浙江省机械工业厅,受国家机械委军工配套局委托,组织了这次技术鉴定会,由17个单位31位代表参加．15K氦制冷     

超流氦低温系统发展及涡轮冷压缩机的应用

2 K下大型氦低温系统已采用离心式涡轮冷压缩机在低温低压下对饱和液氦槽减压操作,以获得超流氦或过冷氦.介绍了2K温度级超流氦制冷机发展情况和涡轮冷压缩机在氦制冷系统中的应用,以及中国科学院等离子体物理研究所EAST超导托卡马克氦低温制冷机中过冷氦的制取过程.     

氦氮混合工质脉管制冷中的温度平台研究

采用氦氮混合气体为工质对脉管制冷机性能进行了研究,由于在制冷过程中会发生氮组分的液-固相变;可以获得在一定的外加负荷下氮三相点63.15K附近的温度平台,对氦氮混合工质在氮组分发生液-固相变情况下的温度、压力特性进行了研究,利用固氮贮存的冷量、使得制冷机在关机后依旧可提供一段时间的温度平台,提出了一种具有新冷头结构的建议,为脉管制冷机的应用提供了新思路。     

日本致冷技术的动态

日本20K 以下的低温致冷研究工作是随着低温物理学的研究在东京大学开始的。那时,科研人员除了已经积累了一些基本的物理数据外,还努力试制了一台氦液化装置。可是,日本的第一台氦液化器是从国外进口的 ADL 型柯林斯氦液化器。1952年,安装在东京大学。在     

磁冷冻机

据日刊报道,日立制作所机械研究所研制出冷冻能力为5瓦特的磁冷冻机,这是目前世界上冷冻容量最大的磁冷冻机,它用于把—269℃(4.2K)的液态氦(氦Ⅰ)进一步冷却,成为2.2K以下的超流动氦(氦Ⅱ),从而大幅度提高用液氦冷却的加速器超导磁铁的性能和电子显微镜的分辩能力。     

用于超导电缆系统的新型氦制冷机

目前超导电力输送电缆的研制方案需要在4.5K~14K范围内操作的低温制冷机,该温度范围只能利用氦作为最后制冷剂而获得。这种氦制冷机应用对投资、外形尺寸、运转可靠性及运转费用在经济性方面影响很大。由于氦的分子量比较小,目前氦制冷机设计的技术水平取决于采用费用大、易于维修的大型高效往复式压缩机,还是采用效率较低的紧凑的喷油螺杆压缩机。     

50 kA超导变压器杜瓦及高温超导电流引线的设计与优化

CICC超导导体性能测试用50 kA超导变压器由初级线圈和次级线圈组成,初级线圈浸泡在4.2 K液氦低温杜瓦中,次级线圈为CICC导体采用4.2 K/354 637 Pa超临界氦迫流冷却,液氦和超临界氦均由500 W/4.5 K制冷机提供,变压器低温杜瓦的理论液氦蒸发率为1.52 L/h。为减少电流引线漏热,超导变压器采用B i-2223/AgAu高温超导(HTS)二元电流引线,并且在颈管中部设计了一个新型的直接用液氮冷却的热截流装置来截断电流引线高温端的热流;最后对铜电流引线部分进行了尺寸优化计算,得到最佳截面积和直径分别为28 mm2和6 mm。     

氦-3的汽化热和熔解热

基于Clausius-Clapeyron方程、维里方程和最新开发的氦-3相平衡曲线方程计算了氦-3在平衡曲线上的两个重要性质:汽化热(0 K～3.315 7 K)和熔解热(0.001 K～35 K).计算结果覆盖的温度范围广,精度也满足工程应用的需求.