低温超高真空下用的直径520毫米的金丝密封圈

稳态磁镜装置超导磁体系统低温恒温器中液氦贮槽的上法兰,其密封圈直径为520毫米,要求工作在10—16k 的低温下和6.67×10~(-6)帕以上的超高真空环境中,为满足液氦的低温要求及烘烤的高温要求,选用金丝密封圈在法兰设计及密封圈安装等方面采取了一些措施:法兰与法兰圈获用加厚设计,台阶式密封结构;试验了两种密封圈安装工艺:法兰密封性能的液试验表明,第二种安装工艺在常温下漏率小于1.69×10~(-7)帕·升/秒:介绍了与整机一起进行的液氦试验:第二种安装工艺在充液氦后真空度达到6.67×10~(-7)帕,系统真空室剩余气体的氦分压小于1.33×10~(-9)帕,满足物理实验要求。     

上海EBIT装置低温超导段超高真空系统

介绍了上海电子束离子阱实验装置(EBIT)低温超导段常温和低温的真空获得系统设计,通过溅射离子泵和低温冷面的冷凝抽气系统达到了所需真空要求。系统的真空调试结果表明,常温下极限真空达到10-6 Pa,液氦低温下在离子阱外围区域测量值是5×10-8 Pa。离子阱区的压力是通过建立区域气体流动模型计算得到。结果预示,在离子捕集区真空度能达到10-10 Pa的设计指标。     

液氦输送技术

正确掌握液氦输送方法，对减少液氦预冷量，充分利用氦气冷量和提高液氦输送效率有着十分重要的经济意义，对液氦输送管的结构特点和使用要求及液氦预冷，液氦的输送方法和几种特殊容器的输送方法做了介绍。     

液氦贮存容器中热声振荡发生条件及抑制措施

巨大温差的存在致使液氦贮存容器中容易自发产生热声振荡,造成远高于绝热设计预期的漏热损失。为抑制或者消除液氦贮存容器中的热声振荡,以Rott计算得出的热声振荡临界曲线为出发点,分析了热声振荡的发生条件,介绍了热声振荡的抑制措施。针对用于超临界氦贮存的110 L液氦容器,计算了其各连接管路避免热声振荡发生所需的几何尺寸条件。在调节几何尺寸不能满足要求的情况下,通过引入外加振荡阻尼器的方法,获得了不同条件下振荡阻尼器的结构参数。研究方法和结果可对液氦贮存容器的设计提供参考。     

1000L卧式液氦供气杜瓦的研制

低温液体储运具有效率高，供气质量好，压力稳定，供气简便及使用安全的特点，液氦供气杜瓦不仅具有常规杜瓦的要求，而且气压可控，本文主要论述了1000L液氦供气杜瓦的工作原理和结构设计，及主要研制工艺和试验情况，介绍了液氦供气系统的特点，产品于1997年9月投入正常使用，全部性能指标达到设计要求，液氦日蒸发率为0．9％。     

空间液氦制冷器隔热屏蔽系统设计及优化

以空间液氦制冷器为研究对象,介绍了空间液氦制冷器隔热屏蔽系统的设计思路以及方法,设计了一套以气冷屏为主、包括真空多层绝热和隔热支撑结构在内的隔热屏蔽系统,并编制数值计算程序对其进行了优化。计算结果显示了气冷屏尺寸是影响制冷器内部温度场以及内胆热负荷的关键因素,提出了气冷屏尺寸的优化结果。     

超导HWR腔垂直测试低温系统试验研究

中国科学院先导科技专项ADS(Accelerator Driven Suberitical,ADS)嬗变系统中超导HWR(half-wave resonator,HWR)腔垂直测试需低温系统维持4.2 K(液氦)的低温环境,低温系统降温过程包括氮气置换、液氮预冷、氦气置换和液氦冷却。通过实验建立了低温系统降温4个阶段不同测点温度随时间的变化规律,在此基础上,计算了液氦的消耗速率和杜瓦的静态热负荷,分析了低温系统在稳定工作状态时最佳的液氦补液时间间隔。结果表明:该低温系统满足超导HWR腔垂直测试需求,消耗液氮约175 kg、液氦约2 048 L,低温系统稳定工作时液氦体积消耗速率为32 L/h,杜瓦静态热负荷为21.36 W,液氦合理补液时间间隔为4 h,为后续超导HWR腔垂直测试提供了保障。     

管路连接件／阀门的低温泄漏试验

为了对航天飞机液氦供应管线的管路连接件／阀门进行泄漏试验，已构想并设计了高压、可变温的低温泄漏试验系统。该系统能够产生连续的变温（５．５～３００Ｋ）、变压（１０￣（－２）～７０×１０￣５Ｐａ）试验环境，具有一个大的样品室（直径９０ｍｍ、长２８８ｍｍ），并且运转费用低。从低温泄漏试验的角度看，该系统具有用途广泛的特殊功能。它由变温恒温器、高压样品室、真空泵组、气体流量控制系统、压力和温度控制系统及检漏系统和测量系统组成。对低温泄漏试验的一般性讨论也做了介绍。     

用于MRI零蒸发率液氦容器中的再冷凝器设计

介绍了用于ＭＲＩ零蒸发率液氦容器中的氦蒸气再冷凝器的设计方法，分析了冷凝器上凝结液膜的传热、流动状况及膜层流态的影响，并给出了有关计算结果。     

低温技术在受控核聚变实验中的应用

在中国环流器一号（ＨＬ－１）等离子体物理实验中，增加了弹丸注入和电子回旋共振加热系统。对低温技术在其中的应用情况，液氦输送系统，输液方法及氦气回收系统做了介绍。在一次等离子体物理实验中，总共使用液氦２７３３Ｌ。在弹丸注入系统中，使装置的等离子体密度提高了１～２倍。在装置上成功地实现了电子回旋共振加热，使等离子体电子温度增加３０％以上。     

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。     

300kW超导单极电机低温技术及试验研究

简述了３００ｋＷ超导单极电机试验的低温系统，介绍了超导单极电机的磁体低温系统及液氦、液氮冷却，输液及运行情况，分析比较了多次试验研究的结果。     

大口径实验杜瓦瓶漏热分析与防护

<正>介绍20升大口径玻璃实验液氦杜瓦瓶漏热的分析计算。指出漏热的主要途径是杜瓦端盖和杜瓦金属套向液氦面的辐射     

用于控温器的弹簧刚度自动检测系统

本文介绍了控温器用弹簧刚度单片机自动检测系统，包括机械部分及系统硬件配置、测量方法、软件设计和主要功能。该检测系统测量误差为±０．０２Ｎ／ｍｍ，检测速度为４００个／小时。     

氩霜竞争吸附实验平台的设计与验证

为了研究氩霜对氦气与氢气的混合气体竞争吸附的特性,设计并搭建了一套低温实验台,该实验台主要包括液氦恒温器、吸附室和气体缓冲室,能实现氩霜在低温下对纯氦气、纯氢气以及两种气体的混合物的吸附特性的研究。从理论上分析了液氦恒温器的热力性能,预冷恒温器低温部分所需液氦为35.3 L,系统漏热为7.109 2 W,稳定运行时液氦耗量为9.8 L/h。为了验证本实验台的可信度,以氦气为吸附质气体,研究了氩霜在液氦温度下对其吸附的吸附特性,通过与文献实验数据的对比,表明该实验台在低温下研究氩霜对不同气体的吸附研究是可信的。     

液氮冷却技术在超导磁体中的应用

介绍了核磁共振成像设备中超导磁体在液氦输送前，磁体在液氮中进行充分预冷以及液氮的排出方法。掌握正确的预冷方法对减少第一次液氦输送预冷量有重要的经济意义     

液氦自动输送系统

术文介绍研究用小型杜瓦(50升)液氦自动输送系统，该系统设备简单，输液安全、可靠。     

液氦极限过热度计算方法比较

利用预测液体极限过热度的经验公式,对液氦的极限过热度进行了计算,对各种方法进行了比较与分析;指出采用涨落理论所导出的公式对液氦极限过热度所进行的预测具有实践上的意义和价值.     

非平衡流下氦温区负压换热器性能分析

为探究实际工况下负压换热器内液氦与氦气流量不均所造成的影响,采用分布参数法建立了板翅式负压换热器计算模型,以液氦流量变化为例,研究了非平衡流下负压换热器性能的变化,并分析了翅片参数在非平衡流时对负压换热器造成的影响。在所研究的流量范围内,结果表明:对于设计流量为50 g/s的负压换热器而言,液氦流量增大会造成换热效率先减小后增大,并在液氦流量为74.7 g/s处达到最小值66.1%;增大液氦流量会使系统产液量提高344.4%,氦气压降升高53.5%,但氦气压降值小于100 Pa;翅高的增大使系统产液量和氦气压降分别平均降低4.3%和90.9%,翅宽的增大使系统产液量和氦气压降分别平均降低3.5%和75.2%;增大翅高和翅宽均会使系统产液量提高的幅度变大,使氦气压降增大的幅度变小。     

YH-50型液氦容器的绝热计算

本文叙述了液氦容器的设计特点,对三种不同型式的气体冷却屏进行了分析比较,提出了基于实验数据的低温容器颈管传热的简便计算方法,并以50立升液氦容器为实例,进行了高真空-多层气体屏绝热结构的热力计算。50立升的YH-50型液氦容器的实测日蒸发率为3.2、3.5%,与计算结果相符合。