ITER线圈终端盒真空隔断的结构设计与分析

真空隔断是真空盒体与低温分配管路之间的连接接口。本文主要介绍了真空隔断的结构设计,并应用有限元分析软件ANSYS Workbench建立了真空隔断的三维实体模型,对其进行了热和结构的耦合分析,获得真空隔断故障态时的应力和温度分布以及传导热。分析的结果为真空隔断的研制提供了可靠的理论依据。     

大型氦制冷低温真空系统的设计研究

在大型空间环境试验设备的研制中,大型氦制冷低温真空系统的设计和制造有很大的技术难度,本文介绍了我国某大型窨环境试验设备中的大型氦制冷低温室系统的设计研究工作,对设计研究中的一些技术问题进行了研究探讨。     

低温氦气体轴承透平膨胀机的设计

针对我国氦透平膨胀机的研制任务，设计了一台氦气体轴承透平膨胀机。从机械性能方面就该氦透平膨胀机开展了理论与试验研究，以高稳定性为主要目标进行了氦透平膨胀机的结构设计，实现了绝热及密封、快速装拆等要求。氦透平常温、低温实验证明该机具有良好的热力性能及机械性能，本文侧重于对该氦透平膨胀机结构设计的探讨。     

ITER 10kA高温超导电流引线测试装置低温系统的研究

为ITER CC 10 kA高温超导电流引线服务的低温性能测试装置已研制完成,并成功运行。其低温系统主要由500W/4.5 K氦制冷机,真空杜瓦,低温组件(低温阀门,过冷槽,管道加热器,热防护层),汽化器及低温传输管线等部分组成。本文对真空杜瓦和过冷槽进行设计,并讨论该低温系统的冷却流程方案,最后通过电流引线10 kA稳态实验结果对低温系统的运行效果进行分析,结果表明该低温系统运行稳定,能满足ITER CC电流引线的测试需要。     

EAST-NBI低温真空系统

为了产生并维持中性束生成与传输过程所要求的洁净真空压力分布环境,设计了全超导托卡马克核聚变实验装置"东方超环"(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,简称EAST)的中性束注入器(Neutral Beam Injector,简称NBI)的低温真空系统。对低温真空系统的总体布局、低温冷凝屏的结构设计、冷却方式与冷量供应、运行温度的确定等关键问题进行了详细分析。通过性能测试,验证了所设计的低温真空系统能满足EAST的NBI(简称EAST-NBI)对洁净真空压力分布环境的要求。     

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。     

超大型航天遥感器评价系统漏孔高效定位方法研究

超大型航天遥感器评价系统是用于大口径光学遥感器在地面模拟在轨环境的条件下进行性能测试与评价的试验装置,由真空容器、低温热沉系统、真空获取系统、氮流程系统、外热流模拟装置等组成。真空容器是超大型航天遥感器评价系统的主体,其结构复杂、开孔数量较多、体积庞大,存在泄漏因素多,其漏率指标是影响航天器地面模拟试验工作真空度指标能否实现的关键因素。本文针对真空容器研制过程各个阶段氦质谱检漏方法进行了对比分析,并根据超大型真空容器研制过程的漏孔定位难点进行分析,在研制过程提出了利用氦质谱负压采样法,优化了真空容器氦质谱检漏流程,实现了漏孔快速、高效定位,并在实际工程应用中取得了良好效果。     

EAST-NBI用差分式低温冷凝泵的设计

为了维持EAST-NBI内的真空环境以满足中性束生成与传输过程对真空压力分布的要求,设计了EAST-NBI用差分式低温冷凝泵.本文概述了中性束注入加热的原理以及EAST-NBI真空系统的组成,详细阐述了EAST-NBI用差分式低温冷凝泵的结构设计,抽速和冷凝面积的确定,液氦系统和液氮系统热负荷的计算等关键问题.该差分式低温冷凝泵通过在EAST-NBI综合测试台上进行大量实验验证,完全满足EAST-NBI对真空系统的要求.     

低温真空腔体结构设计及传热分析

为适应未来航天低温光学系统的需要,研制了1套测量光学元件低温场和低温变形的系统。该系统由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。其中低温真空腔体是该系统中关键的装置,为光学元件的低温真空实验提供了必要的条件。对低温真空腔体的结构设计、真空度和传热进行了分析探讨,并且对梯形薄壁绝热支撑进行了详细结构热分析和COSMOSWORK软件的传热分析,结果表明可以满足低温真空的实验要求。     

航天用低温高压静密封的试验研究

为了提高氢氧发动机静密封的可靠性,解决低温（２０Ｋ）、高压（２４ＭＰａ）、高真空（１０＾－３Ｐａ）环境中的静密封问题,设计了专用低温恒温器,用氦质谱检漏仪测定液氢温度下不同内压时试验法兰的密封性,取得了圆满成功。     

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...     

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.     

EAST装置大型低温杜瓦中内外冷屏系统的检漏

针对EAST装置大型低温杜瓦中内外冷屏系统存在的泄漏及对外真空室真空度的影响,采用氦质谱负压真空、正压真空及吸枪法相结合的方法,确定了多处泄漏点并分析了泄漏原因,通过修复使EAST外真空室低温运行时的压强﹤1×10~(-4)Pa,满足了EAST外真空室运行的需要。EAST内外冷屏系统的检漏方法和经验可以运用到大型、复杂的和具有狭小活动空间的真空系统检漏,尤其是对多管道、复杂材料的检漏具有一定的参考价值。     

NBI综合测试台低温真空系统设计

低温真空系统是NBI综合测试台(NBITF)的一个重要子系统,它为与束的生成和传输过程相关的各类实验提供真空环境支持。在介绍NBITF基本组成的基础上,重点阐述了其低温真空系统的冷凝屏结构与布局设计、气源特性和热负荷特性,并最终讨论确定了低温真空系统的冷量供给形式。实验结果表明,该低温真空系统的设计能满足NBITF的设计使用要求,并验证了EAST-NBI低温真空系统设计的正确性。     

空间站用高温截止阀氦质谱检漏技术研究

在研制中的空间站上,使用了一种高温截止阀,需要进行250℃条件下的氦质谱检漏,测试阀门内部处于正压、真空两种工况下的总漏率。该高温截止阀为满足空间站特殊使用要求,对检漏提出了严格要求,测试设备需要能够进行阀门正压检漏、真空检漏以及加热与温度控制。为了完成该高温截止阀氦质谱检漏,设计了红外加热灯阵、温度测量控制系统、氦质谱正压检漏系统、氦质谱真空检漏系统,完成了空间站用截止阀高温工作条件漏率测试。     

冷氦增压真空绝热小导管的结构设计

长三甲火箭在国内率先采用了冷氦增压技术，但其总体计算是否正确，管路结构设计是否协调可靠，都需经动力试车来考核。为了使在地面进行的动力试车能较好地模拟高空的真空环境，设计了ＣＯ２冷凝真空绝热小导管，并成功地应用于动力试车中。     

氦透平膨胀机叶轮造型与设计方法

在制冷和低温系统中,氦低温系统的效率主要取决氦透平膨胀机的效率.利用ANSYA软件对氦透平膨胀机中工作轮和制动轮进行叶片造型,并对模型进行数值模拟计算.分析结果显示ANSYS可以比较方便快捷的设计出符合设计参数的透平膨胀机工作轮和制动轮,对提高氦透平膨胀机制冷效率和稳定性等方面都有实际意义.     

SHINE测试站低温传输线真空系统研制

SHINE测试站低温系统主要包括三大子系统：低温制冷机系统、低温工质传输与分配系统以及辅助系统,其中真空系统作为低温系统中的辅助系统,为制冷机、低温传输管线等系统提供重要的性能保障。本文介绍了SHINE测试站低温传输线真空系统,包括总体布局设计,物理设计需求,真空指标,真空系统设计,关键设备选型,安装和调试等工作。目前,测试站各真空区段室温下的平均稳态真空度均优于1.0×10^-2 Pa,2 K低温状态时平均稳态真空度优于1.0×10^-3 Pa,满足低温传输管线物理需求,各非标真空设备、真空获得及测量设备等经过一年多的连续运行,可靠稳定无故障,因此测试站真空系统的研制方案能满足物理指标和实际工程要求,为绝热真空腔体真空系统设计积累了经验。     

新型氦气体轴承透平膨胀机的研制

着重介绍所开发的新型氦气体轴承透平膨胀机的主要设计参数及关键部件的结构，该氦气体轴承透平膨胀机用于空间环境模拟的氦制冷系统，在设计中，利用多目标优化程序获得了较好的热力性能及较高的失稳转速，同时还开展了不同工质的相似模化研究，以便更好地预测氦透平膨胀机的热力性能，为了测试透平膨胀机的热力性能及机械性能，进行了多次的常温空气试车及液氮级温度低温试车，试验结果及现场实际车结果表明氦气体轴承透平膨胀机具有优异的热力性能及机械性能，满足了神舟号飞船发射前的热真空试验要求。     

电真空器件的气密性检测

基于氦质谱检漏仪的结构和原理,设计了适用于电真空器件气密性检测的检漏平台。电真空器件的结构特点及测量精度要求决定了氦罩法和喷吹法是电真空器件氦质谱检漏技术中最常用方法,氦罩法测定总漏率,总漏率超出允许值后用喷吹法对漏孔准确定位。双回路复杂结构和复杂串联漏孔的定位,表明了氦质谱喷吹法在电真空器件检漏中的影响因素必须遵循的喷吹检漏原则。同时,温度、临时密封材料和设备材料吸附等因素会带来一定的测量误差。