超导重力仪用液氦恒温器研制

介绍了一套超导重力仪用液氦恒温器,包括技术指标要求、总体结构、关键技术、试验步骤及结果。恒温器液氦消耗量为0.8L/h,真空腔体内部温度稳定度为±5mK,低温下真空腔体真空度优于5×10-4Pa,各参数均优于技术指标要求,完全满足超导重力仪工作环境要求。表明该设计方案是合理的,试验流程是正确的。

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。

ICF用低温冷冻靶制备系统设计

ICF(惯性约束聚变)点火用低温冷冻靶①,需要在常温下,把气体高压渗透入直径1mm以内,厚度um数量级的靶球体内,最终压力:100MPa～150MPa,再由制冷系统降温至20K以下,此过程中,靶球的温度场也降温至20K以内。降温及清洗结束后,由送靶机构取出用于分层和物理诊断等。本装置实现冷冻靶的气体渗透充填、冷却降温、分层时的精确控温等过程。

30M-35kV/2000A高温超导电缆制冷系统

本文介绍了我国新研制成的首条并网运行的热绝缘型30M-35KV/2000A高温超导电缆制冷系统。该制冷系统主要有液氮泵箱、过冷箱、高真空输液管道、液氮贮槽、辅助减压抽空系统、泵箱及气动阀门供气系统、监控系统所组成。冷却方式是过冷液氮循环,制冷方式是G-M制冷机和减压抽空(备用)。给出了制冷系统的运行结果。

高温超导磁体试验装置设计

在高温超导磁体试验装置设计中,冷却方式有制冷机传导冷却和液氮浸泡冷却两种。制冷机传导冷却是将磁体通过一种热导率高的材料与制冷机冷头相连。该方式为保证绝缘、冷量传递、温场均匀性等指标,对磁体的结构设计要求较高;液氮浸泡冷却是将高温超导磁体浸泡在液氮中,该方式虽然对磁体结构设计要求有所降低,但在试验过程中需定期补充蒸发掉的液氮,试验过程较繁琐。有鉴于此,我们设计了一套利用热虹吸原理的零蒸发液氮浸泡冷却高温超导磁体试验装置,超导磁体吊装在杜瓦上盖板法兰下,液氮浸泡超导磁体,带GM制冷机的液氮再冷凝杜瓦与超导磁体分开,用一根真空绝热管道将两者连接起来,利用热虹吸原理构成自循环系统。

高温超导磁体液氮零蒸发冷却系统设计及性能试验

随着高温超导技术的发展,可用于交变电磁场条件下且临界温度高于77K的高温超导线材已经得到商业化应用,液氮温区的高温超导磁体冷却技术也取得了巨大进步。本文作者设计了一种高温超导磁体液氮零蒸发冷却系统,并进行了相关性能试验。结果表明,整个试验过程中,液氮无损耗,实现液氮零蒸发功能;系统液氮温度处于70K^77K之间,且温度可控,为高温超导磁体在特定温度下的性能研究提供了条件;给出了液氮温度与系统净输出冷量的关系,并与理论计算进行了比较;提出了影响系统性能的关键问题。

低温加工用低温氮气系统研制

近年来,国内外机械加工领域陆续研究开展低温加工方面的研究。本套装置将低温技术运用于超精密加工领域,通过液氮加热产生低温氮气的方法,为数控机床提供气压0～0.1MPa,温度-150℃～0℃连续可调,控温精度优于±2℃的低温氮气。文中对该装置系统流程和设计做了详细的介绍。经实验证明,本套装置完全达到技术指标,系统设计合理、结构简单、易于控制和操作。

大功率涡旋式氦压缩机系统的研制

介绍了一种5.6KW功率涡旋式氦压缩机系统的研制情况,主要是为了配套大冷量低温制冷机而研制的。采用特有的技术对商用空调压缩机进行了改制,并配套了自行设计的高效可靠的滤油纯化系统,满足了制冷机长期可靠工作的要求。经过运行试验和客户使用,该氦压缩机系统性能是可靠的,研制是成功的,并已小批量生产销售。

高温超导磁体低温氦气冷却系统设计及性能试验

高临界温度的超导材料的出现,使得使用高于液氦温度的低温氦气来冷却高温超导磁体的冷却系统有着广泛的应用前景。设计了一种高温超导磁体低温氦气循环冷却系统,并进行了相关性能试验。结果表明,系统使用温度范围广,可对多种不同临界温度的高温超导磁体进行冷却;系统控温精度较高,为高温超导磁体在特定温度下的性能研究提供了条件;指出了影响系统性能的关键问题。

一种惰性气体回收器的研制

文中介绍了一种从空气中针对惰性气体氪和氙的回收纯化装置。包括回收纯化惰性气体氪和氙的方法选择、原理、流程介绍及设计计算,并根据原理流程及设计计算进行了设计选型和结构设计。

低温制冷机冷头换热器设计与分析

提出了一种低温制冷机冷头换热器新的结构形式,通过有限元软件分析计算,获得了换热器的温度场分布,并经过分析提出了改进方法,得到改进后的冷头换热器结构形式,通过有限元分析计算验证了改进后的换热器可以满足应用要求,证明了换热器结构的合理性。

LNP-8型液氮设备

介绍了我公司研制成功的一套LNP-8型液氮设备。该液氮设备由变压吸附设备提供纯氮气,3LY-0.8/194型回热式制冷机提供冷量将氮气液化,输液软管将液氮输送到YDZ-300液氮容器内保存,在液氮设备工作的同时,YDZ-300液氮容器内的液氮也可以同时对外提供。该液氮设备在环境温度6℃的情况下,液氮产量9.5L/h,在环境温度35℃的情况下,液氮产量8.5L/h。

材料变温电导测量系统

针对合金材料在温度变化过程中电导率的变化引起性能改变问题,为此,设计了一套材料电导率测量系统。通过简单的操作就能测量从常温到低温下的材料电导率,并实现数据的显示、保存、打印和网络传输等功能。该系统利用温度校正方法,消除了温度变化给电导率引起的测量误差。该系统具有较高的测量精度,可广泛应用于不同材料的电导率测量。

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。

低温风洞中摄像机防护性能研究

低温风洞作为一种极具战略意义的大型科学装置,近年来得到众多科研工作者越来越深入的研究。为实时监控低温风洞内的相关实验状况,在洞内安放摄像机成为必然。由于科技水平的限制,目前还没有能够在风洞低温环境中直接使用的摄像机,必须对摄像机进行低温防护,以保证其在洞内有一个可以正常工作的温度环境。通过运用真空绝热技术,研制了一套真空玻璃杜瓦防护装置对摄像机进行低温防护,并对装置防护性能进行研究。

用于高温超导磁体的固氮系统设计与实验

相比于其他制冷剂,固氮具有热容大的特点,利用这一特点冷却高温超导磁体,可以实现超导磁体系统较高的热稳定性。将高温超导浸泡在液氮内,采用单台10K双级G-M制冷机将液氮变成固氮,可获得最低8K的固氮系统。对固氮冷却的超导磁体进行10~60K的宽温区控温实验,可获得±0.05K的高稳定性控温精度,从而进行不同温度下超导磁体的临界电流、临界磁场以及稳定性研究。

一种氦气循环冷却系统的研究

主要针对一种氦气循环冷却系统的研究进行了论述,此系统主要包括氦气循环、制冷循环、换热单元及控制单元四部分所组成。控制单元通过对换热单元的温度控制以达到对氦气循环的温度控制,氦气循环对终端进行冷却,使终端工作在所要求的温区。同时控制单元可以采集终端的进出口温度,再加上定流量的氦气循环可以计算终端的发热量。

宽频大口径低温接收机噪声测试研究

为解决2~14 GHz宽频大口径馈源低温接收机等效噪声温度测试难度大的问题,研制了一套测试装置,论述了等效噪声温度测试基本理论和测试方法,分析了测试过程中商用通信频率和馈源张角对测试结果的影响。测试结果表明,在三个频率点2.2 GHz、8 GHz和14 GHz测试值分别为15.8 K、12.1 K和25.2K,均优于项目要求的指标,验证了测试数据可靠、测试方法可行。

用于高温超导带材载流能力测试的实验装置研制

在不同的环境温度、磁场强度以及磁场应加角度下,高温超导带材的载流能力Icc也会存在较大的不同。为了测定高温超导带材在不同温度及复杂磁场下的载流能力,研制了一套实验装置。该实验装置可以提供0~4T任意角度磁场、20K^77K任意温度环境、0~1,000A稳定通流能力的平台。

一种大口径无液氦低温超导磁体系统的研制

将铜和不锈钢材料制作成Φ646mm×1175mm大口径低温超导磁体复合骨架,骨架两端设计有传热热桥。选用1.5W@4.2K的G-M制冷机作为冷源,采用高导热的无氧铜编织带作为制冷机二级冷头和传热热桥之间的柔性连接件,来实现柔性传热。经过124h后,实现了低温超导磁体系统的冷却。超导磁体闭环运行后,磁场强度达到设计值,均匀区内不均匀度优于指标要求。