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我國研發(fā)成功-271℃超流氦大型低溫制冷裝備 |
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2021年4月15日,由中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)研制”通過驗(yàn)收及成果鑒定,標(biāo)志著我國具備了研制液氦溫度(零下269攝氏度)千瓦級和超流氦溫度(零下271攝氏度)百瓦級大型低溫制冷裝備的能力,可滿足大科學(xué)工程、航天工程、氦資源開發(fā)等國家戰(zhàn)略高技術(shù)發(fā)展的迫切需要。
液氦溫度低至零下269攝氏度,是深低溫區(qū)最重要的低溫源。但越往低溫推進(jìn),制冷技術(shù)難度、成本、功耗都呈幾何級數(shù)上升。理化所在幾十年低溫技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,在洪朝生院士、周遠(yuǎn)院士的指導(dǎo)下,通過一代代低溫科技工作者的不懈努力,堅(jiān)持走自主創(chuàng)新道路,經(jīng)過5年多奮斗,在液氫溫度(零下253攝氏度)制冷機(jī)的基礎(chǔ)上,自主研制出技術(shù)指標(biāo)為2500W@4.5K和500W@2K的大型氦制冷機(jī)。
項(xiàng)目取得了一系列核心技術(shù)突破,包括大型低溫制冷系統(tǒng)整機(jī)設(shè)計(jì)體系構(gòu)建及控制技術(shù)、系列化氣體軸承氦透平膨脹機(jī)技術(shù)、大型超流氦負(fù)壓換熱器技術(shù)、大型高效氦氣噴油螺桿壓縮機(jī)技術(shù)、高穩(wěn)定性離心式冷壓縮機(jī)技術(shù)、大型復(fù)雜低溫制冷系統(tǒng)集成與調(diào)試技術(shù)等。
該項(xiàng)目“邊研究、邊應(yīng)用、邊轉(zhuǎn)化”,實(shí)現(xiàn)了百瓦級大型制冷機(jī)成功應(yīng)用,包括用于寧夏鹽池液化天然氣閃蒸汽提氦項(xiàng)目,初步打通了我國氦資源開發(fā)的技術(shù)鏈條;應(yīng)用于直線加速器;出口應(yīng)用于韓國核聚變大科學(xué)裝置等。
項(xiàng)目的成功實(shí)施還帶動了我國高端氦螺桿壓縮機(jī)、低溫?fù)Q熱器和低溫閥門等行業(yè)的快速發(fā)展,提高了一批高科技制造企業(yè)的核心競爭力,使相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從低端到高端的提升,在我國初步形成了功能齊全、分工明確的低溫產(chǎn)業(yè)群。
成果鑒定專家組認(rèn)為,該項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,其中高穩(wěn)定性離心式冷壓縮機(jī)技術(shù)和兆瓦級氦氣噴油式螺桿壓縮機(jī)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平!
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2022年2月刊 封面)