高能同步辐射光源(HEPS)氦低温传输系统模拟与计算

使用EcosimPro商业软件和关联式编程两种方法,对HEPS氦低温传输系统进行了模拟和计算,研究了管道内径和管道粗糙度对管道压降的影响。结果表明流动压降随着管道内径的增大而减小,但降低的幅度越来越小,当管道直径从30.8 mm提高至56.8 mm,压降仅降低了约510 Pa;流动压降随粗糙度的增加而增加,但管径越大压降增加越小,当管径为30.8 mm时,选用电抛光管压降下降了954 Pa;管道的漏热量和降温复温时间随管径的增大而提升。通过计算分析最终选择主干来流管道公称直径为DN25,内径为30.8 mm的普通金属管,分支来流管道公称直径为DN10,内径为14.6 mm的普通金属管,主干回流管道公称直径为DN50,内径为56.8 mm的普通金属管,分支回气管道公称直径为DN20,内径为23.8 mm的普通金属管,满足工程需求。

利用支撑热容消减ITER低温系统热脉冲方法的分析

国际热核聚变实验堆(ITER)低温系统的一个主要任务就是移除当磁场变化及聚变反应时在磁体系统内产生的大量脉冲热负荷。为了削减回到制冷机的热负荷峰值,在脉冲阶段将部分波动热负荷释放到磁体支撑部分,但这种方法将会导致磁体支撑部分的温度略有升高,从而影响磁体超导线的温度。为此建立了一个纵向场磁体的一维非稳态模型,采用FORTRAN语言编程求解一组非稳态的控制方程进行模拟计算,以此来研究实施这种方法的可行性。计算结果表明依靠磁体支撑部分吸收脉冲热负荷时,超导线的最高温度仍低于5K的最高限制。

HEPS超导高频腔低温恒温器氮低温制冷循环系统的热力学性能分析

高能同步辐射光源(HEPS)氮低温制冷循环系统为储存环隧道内的7个超导高频腔低温恒温器提供液氮冷量。氮低温制冷循环系统的热力学分析目的是针对HEPS超导高频腔低温恒温器的特点,建立系统的热力学分析模型,研究其工作过程,计算分析系统的制冷系数与循环增压比之间的对应关系。同时,考虑到系统的整体布局,进一步分析计算氮低温制冷循环系统中氮气压缩机和低温透平膨胀机的火用损,优化了系统的热力学设计参数。HEPS氮低温制冷循环系统的热力学性能分析与计算结果对于系统最优化设计和后期工程实践具有一定的指导意义。

650 MHz双cell超导腔冷氦气自动降温方案研究

本文以先进光源技术研发与测试平台(PAPS)中的650 MHz双cell超导腔的降温过程为主要研究对象,采用准则关系式法及计算流体力学方法构建了整体换热模型并编程计算,得到了降温过程中超导腔所需的冷氦气入口腔前参数。根据腔前参数反推流程,考虑整体布局和局部阻力的损失,计算了兑温阀门开度与腔前参数的对应关系,从而可通过兑温阀门开度时刻表来实现整体降温过程的自动控制。

氮低温制冷循环系统在大科学装置中的应用与发展

大科学装置中低温设备的氮低温冷量需要日益快速增长,为减少能耗和保障装置的长期稳定运行,基于大科学装置氮低温系统运行需求,介绍了氮低温制冷循环系统在国内外大科学装置中的应用情况,总结了目前大科学装置中应用氮低温制冷循环系统的研究现状,并探讨以氮制冷机为核心的氮低温制冷循环系统在未来大科学装置中发展方向。

低温单色器硅晶体界面接触热阻的实验研究

随着同步辐射装置的发展,同步辐射光源亮度不断地提高,其会对单色器硅晶体产生巨大的热负荷。若不及时有效地释放这些热负载,会导致晶体局部变形,从而影响光的传输效率。接触热阻是影响硅晶体散热能力的重要因素,因此设计和搭建了固体界面接触热阻的实验测量平台,测量不同填充材料及压力对接触热阻的影响。该研究不仅完善了硅晶体与无氧铜接触热阻在低温真空环境下的实验数据,也为晶体单色器的理论分析和冷却结构设计提供了可靠的参数保证。

液氮间接冷却双平晶单色器面吸收与体吸收的对比研究

针对高能同步辐射拟采用U35波荡器光源,用有限元软件对晶体单色器第一晶体着光面施加面功率密度和体功率密度分别进行数值模拟,给出晶体最高温和热变形去掉二次项和三次项后的高度误差和斜率误差,为高精度光源束线设计中单色器后面的热变形矫正装置提供参数要求。计算结果显示面吸收最高温和热变形去掉二次项和三次项后的斜率误差均大于体吸收结果,并且单色器热负荷利用体吸收进行模拟也更符合实际工况。