超临界氦循环泵的设计方法

超临界氦循环泵用于超导磁体的迫流冷却.从普通离心泵的基本理论出发,分析了低比转速超临界氦循环泵的特性,从提高效率的角度比较了多种设计方法.得出最理想的方法是提高泵的转速,同时也证明了超临界氦循环泵采用高速全流泵和高速部分流泵设计的可行性.     

EAST低温系统超临界氦循环泵的自动控制

为确保EAST超导磁体安全、稳定地进行降温,通过分析超导磁体氦迫流冷却回路并结合低温系统降温操作流程,在低温控制系统中设计并实现了氦循环泵的自动启动和失超处理等顺序控制流程;采用选择性控制结构和改进的增量式PID控制算法,实现了氦循环泵入口压力的自动控制.经过降温实验验证,氦循环泵的自动控制策略满足低温系统的运行要求,在一定程度上提高了系统的自动化程度.     

模拟超临界氦迫流冷却系统

为ＣＩＣＣ子缆及子缆接头试验而设计的超临界氦迫流冷却系统由高压氦气钢瓶,汇流排,减压阀,流量控制阀,换热器等部件组成。     

超临界氦增压系统及试验研究

为了对超临界氦增压技术在运载火箭中的应用可行性进行验证,研究超临界氦增压系统设计参数的匹配特性,本文对比分析了不同增压方式的效率,开展了超临界氦增压系统试验.在试验中通过分析比对超临界氦增压系统的各项参数,获得了超临界氦增压系统的增压性能,同时验证了超临界氦的置换、预冷、加注等流程.试验表明,在适当的参数匹配条件下,超临界氦增压系统增压性能稳定,是一种具有较高效率和可靠性的液体火箭的增压方案.     

部分流低温液氮泵性能及流动特性仿真研究

对部分流低温液氮泵进行了外特性及内流场特性的数值模拟研究。通过两种数学模型及不同计算方法的对比,以扬程的预测差异为依据,确定了采用SIMPLEC压力耦合方式标准湍流模型最为精准,扬程偏差在4%以内。泵内流场的分析可知,泵的速度流场分布与部分流泵的设计理论相符;模拟的叶片头部的负压区验证了实验中的零压头现象。     

超临界氦增压系统仿真与优化设计

采用基于集总参数法的AMESim两相流库及32参数的MBWR物性方程,针对超临界氦增压的地面预增压过程及箭上增压过程,构建了超临界氦增压系统仿真模型,实现了从亚临界的气液两相流到临界流、超临界流状态的全过程仿真。以某超临界氦增压系统为算例进行了超临界氦增压仿真分析,并建立了超临界氦增压系统优化模型,以增压完成后挤压气瓶剩余质量和液氦贮罐内剩余质量最小为优化目标,以挤压气瓶容积,液氦贮罐容积为优化变量,采用多目标遗传算法对该超临界氦增压系统参数进行了优化设计,在满足增压要求的情况下减轻了系统的总质量。     

部分流式液氮泵水力特性测试

结合应用中高扬程小流量特点,设计加工了一台长轴式部分流低温液氮泵。为评价包括扬程、气蚀特性等泵的实际性能,搭建了一个低温液体泵测试平台。实验测试了不同转速下泵的流量、扬程,并与设计值进行比较,给出了泵的运行工况建议。试验中泵在6 600 r/min转速下达到扬程71 m。     

超临界氦的储存及排放

叙述了超临界氦储存过程中存在的热分层现象,研究了超临界氦储槽的有效容积,日蒸发率,填充率对储槽气枕空间内压力和温度变化的影响,给出了估算增压排放液氦所需气量的方法和实例。     

先进光源技术研发与测试平台(PAPS)2 K超流氦低温系统流程设计与计算

先进光源技术研发与测试平台(PAPS)2 K超流氦低温系统流程设计与计算需根据系统热负荷以及功能需求,进行方案设计和管道的规格选型,确定氦制冷机制冷能力.使用关联式编程计算方法对PAPS氦低温系统进行了流程模拟和计算,确定了2 K超流氦的获得方式,并研究了不同的节流前温度与节流效率以及相分离器供液质量流量的关系,重点介...     

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。     

超临界氦贮罐实验研究及漏热分析

采用高真空多层绝热结构,研制了一套超临界氦球形贮罐。对贮罐进行漏热估算和应力校核,漏热估算为1.44 W,应力符合设计要求。在液氦加注过程中,监测液氦温度波动特别大,且温度计引线管上有结霜现象出现,分析漏热原因是出现了剧烈热声振荡。将温度计引线管与增压管连通,连通后热声振荡消除。对该超临界氦贮罐进行液氦密封憋压绝热性能测试,液氦压力到达2 MPa的时间约7.5 h,压力平均上升速率为0.267 MPa/h,换算成漏热量为12 W,仍远远大于漏热估算值,分析是由于在连通管路中形成了环流,造成较大漏热。提出了该类超临界氦贮罐的设计改进原则。     

周期性冲击对大型超导核聚变低温系统氦透平膨胀机影响研究

超导核聚变装置磁体会因"交流损耗"而产生大量的热,迫使磁体内通道压力升高,导致与之直接相连的氦透平膨胀机的运行稳定性与运行效率受到严重影响,从而影响超导核聚变实验。详细分析超导核聚变装置用低温氦透平膨胀机受周期性冲击的机理与不可回避性,并用提高氦透平膨胀机本身性能、改善制动调节与氦透平膨胀机出口压力调节的反馈控制思想,得出一些提高氦透平膨胀机稳定性、降低冲击的方法。高效气体轴承与优化的转子结构可以有效提高氦透平膨胀机本身的抗干扰能力;快速响应制动功率,使之与负载匹配,可有效改善外界干扰程度;氦透平膨胀机出口压力快速调节,可降低氦透平膨胀机进出口参数,降低影响。     

大型氦低温制冷系统研究进展

低温超导技术在基础科学研究中的广泛应用,极大地带动了低温工程的发展.大型强子对撞机(LHC)、国际热核聚变实验堆(ITER)、先进实验超导托卡马克(EAST)、北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPC-Ⅱ)所配套的大型氦低温系统,分别作为国际与国内最大的低温装置,代表了当今低温技术的最高水平.介绍了这4个典型低温系统的流程、性能指标以及运行情况,以及其它具有代表性的氦低温系统及其应用.     

EAST低温系统俄制氦透平膨胀机维修改进与测试

EAST氦低温系统是EAST( Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一,4台不同进口参数的氦透平膨胀机又是EAST氦低温系统的核心部件,4种类型的氦透平膨胀机全是俄罗斯进口的氦透平膨胀机,其启动过程稳定差,易损坏.主要对俄制损...     

氦低温系统中油过滤技术研究

说明了低温系统螺杆压缩机使用润滑油的作用，分析指出对于氦气进行油过滤的重大意义，并详细介绍了氦低温系统中油的过滤系统。通过研究油分离的原理及方法，对各过滤环节进行深入研究，为低温系统长期稳定、安全、可靠地运行奠定基础。     

低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统设计

设计了一套氦透平膨胀机实验系统,该系统可以用来对工作在液氢—常温区范围内的不同规格的氦透平膨胀机进行性能测试,还可以用于开展以氦为工质的低温环境下透平膨胀机实验研究,以期掌握氦透平膨胀机的关键技术并进一步提高氦透平膨胀机的性能。