离心式涡轮冷压缩机叶轮的研究

对于大型氦低温系统,采用多级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,获得过冷氦,是目前国际上一种比较通用的方法。文章介绍了离心式涡轮冷压缩机的国外应用情况。根据中科院等离子体物理研究所EAST超导托卡马克氦低温系统当中过冷槽的设计制冷量,进行冷压机叶轮设计,并对模型进行CFD数值模拟计算。     

冷压缩机叶顶间隙形态对气动性能的影响

冷压缩机是大冷量超流氦低温系统的关键设备。通过数值计算与实验相结合的方法,探究了低温下氦工质冷压缩机叶顶间隙变化对其性能的影响规律。结果表明:增大间隙导致压缩机压比和效率的降低,两者呈线性关系;相比前缘间隙,尾缘间隙对气动性能影响更大;增大叶顶间隙,机匣面回流区域增大且向流道前缘移动,对质量流量进行补充,喘振点向质量流量降低的方向移动。     

低温过冷测试平台冷压缩机性能的测试研究

冷压缩机具有工作温度低、尺寸小、功耗低、便于操控等特点,是大型过冷氦低温系统中的关键设备。对低温过冷测试平台的冷压缩机进行测试,方法为采用两台串联的冷压缩机在低温低压下直接抽吸饱和液氦容器,液氦容器内装有电加热器用以模拟超导磁体的热负荷,并调节氦气蒸发速率。测试表明,冷压缩机的稳定工作参数接近设计值,运行过程中冷压缩机始终保持安全运行,未出现喘振情况,液氦容器温度和压力分别达到3 K、22 kPa,满足设计要求。     

一种低温制冷机用氦压缩机的研究

介绍了低温制冷机系统中氦压缩机的工作原理。通过对一般压机泵的研究,设计了专用的氦压缩机泵,引用了先进的热交换及过滤技术,解决了该类压缩机的滤油问题,延长了其使用寿命,提高了制冷机的可靠性。     

快速应对电网闪对EAST低温系统影响研究

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;EAST氦低温系统是高能耗能系统,拥有7台氦压缩机(4台低压缩机,3台高压缩机),总功率达到1.4 MW左右,由于EAST实验是连续运行(每次在120天以上),中间不能有停机、停电等事故,否则实验无法正常运行。其供电稳定性是个大问题,对供电系统、变电站的要求都很高;然而在实验期间由于一些非人为因素,还是出现几次"电网闪"跳电事故,低温系统压缩机部分或全部停机、氦透平膨胀机全停、冷却水泵系统全停、真空泵系统全停等事故。若事故处理不当会导致丢气、管道压力过高、液氦容器爆炸、损坏磁体等严重后果。文中给出了EAST实验期间出现电网闪的事故时进行相应处理步骤与一些快速应对的操作经验。     

冷冻靶制备用低温氦气循环系统

常温高压渗透充气、低温冷却的冷冻靶球,需要20K以下的低温循环氦气,用于冷却高压渗透室和低温恒温腔。本套系统采用GM制冷机为冷源,采用专用氦压缩机为循环泵,设计高效率的回热式换热器,实现末端的20K以下低温氦气,通过低温氦气冷却终端部件,实现了20K的低温恒温环境和渗透室的冷却。     

冷压缩机转子的优化设计

冷压缩机作为液氦/超流氦低温制冷系统的核心部件之一,为了保证其运行的安全性和高效率,冷压缩机转子设计要能同时满足转子运行速度高、隔热效果好的要求,在转子设计时既要考虑转子动力学特性,又要考虑转子隔热效果。基于大型有限元分析软件ANSYS,分析了不同结构下的冷压缩机转子的临界转速,使设计额定转速工作在一阶弯曲临界转速以下,且留有一定裕量;为减小计算复杂程度,采用了热阻分析方法。将动力学仿真和热阻分析综合考虑,结果表明,通过在转子中设计局部中空薄壁结构并选择合适的尺寸,可得到优化的转子结构。     

超流氦系统负压换热器研究进展

近年来我国大型低温制冷系统研制取得了较大的进展,对超流氦低温系统的研制提出了需求,而超流氦系统的高效运行离不开负压换热器。文中介绍了超流氦低温系统中负压换热器的研究进展、传热机理中存在的问题及其未来发展的方向,为负压换热器的设计以及以后的探索提供参考。     

氦制冷/液化流程优化设计与分析综述

针对现存主要的大型低温氦制冷/液化流程的优化设计方法进行了详细总结和分析,从而得出一些普适性的结论。指出流程设计过程中存在的可进一步优化的问题,对如何设计高效节能的大型氦低温系统具有参考意义。     

氦制冷/液化流程优化设计与分析综述北大核心

针对现存主要的大型低温氦制冷/液化流程的优化设计方法进行了详细总结和分析,从而得出一些普适性的结论。指出流程设计过程中存在的可进一步优化的问题,对如何设计高效节能的大型氦低温系统具有参考意义。