AMS02超导磁体的低温地面支持设备系统(CGSE)方案研究

AMS02是用于探测空间反物质、暗物质及宇宙射线的第二代阿尔法磁谱探测仪,它将利用航天飞机发射至国际空间站上,并以超导状态工作3年以上。AMS02的核心是一个大型超导磁体,重达2000kg,需要在发射前用一低温地面支持设备系统(CGSE)对磁体进行冷却并在磁体杜瓦中加注2.5m3的超流氦。该文介绍此CGSE的技术要求、总体方案、冷却过程和主要子系统。

CGSE中液位指示稳定的低温沸腾换热器的设计

低温地面支持设备系统CGSE是用于冷却第二代阿尔法磁谱仪AMS02的磁体组件并将超流氦注入AMS02磁体杜瓦的低温设备系统。介绍用于CGSE系统中液位指示稳定的补液式低温沸腾换热器,介绍了换热器的技术特性、设计原理、结构特征和技术要求。该低温沸腾换热器的结构特征主要在于两个筒体的使用,其中加注液体及装液位计的稳定筒与沸腾的换热筒是分开的,通过封头连通,减小了沸腾引起的液位计信号波动。另外的一个结构特征是汇气管的使用,降低了气流对液位的冲击。最终实现了液位指示稳定,提高了低温沸腾换热器的换热性能,具有显著的经济效益和社会效益。

低温地面支持设备系统CGSE中模拟器的结构和强度设计

第二代阿尔法磁谱仪AMS02是即将送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪,低温地面支持设备系统CGSE是用于冷却AMS02的磁体组件并将超流氦加注入AMS02磁体杜瓦的低温设备系统,上海交通大学将完成CGSE系统的施工设计、制造和调试。文中介绍用于测试CGSE性能的模拟器,模拟器方案、功能、结构设计特点,并进行了模拟器强度校核计算。

低温地面支持设备系统CGSE中阀箱的方案和强度设计

低温地面支持设备系统CGSE是用于冷却第二代阿尔法磁谱AMS02的磁体组件并将超流氦注入AMS02磁体杜瓦的低温设备系统。介绍用于CGSE系统中气氦管路阀箱和液氦管路阀箱,介绍了阀箱的技术要求、方案设计、结构特征,并进行了强度校核计算,两个阀箱的筒体和下封头的壁厚为4 mm,上封头的壁厚为5 mm,能满足两个阀箱承受0.1 MPa外压的强度要求。