一种提供液氦迫流冷却工质的装置

技术特征：
1.一种提供液氦迫流冷却工质的装置，其特征在于：包括热负载液氦槽系统、循环泵液氦槽系统、过冷氦液氦槽系统及冷箱，所述热负载液氦槽系统、循环泵液氦槽系统和过冷氦液氦槽系统均位于冷箱内。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热负载液氦槽系统将低温用户返回的氦冷却工质降温至正压液氦温度，实现消纳吸收低温用户热负荷的功能；所述循环泵液氦槽系统将循环泵增压升温后的氦冷却工质降温至正压液氦温度，实现消纳吸收循环泵热负荷的功能；所述过冷氦液氦槽系统将正压液氦温度的氦冷却工质降温至负压液氦温度，实现消纳吸收过冷氦热负荷的功能。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热负载液氦槽系统包括热负载液氦槽，循环泵液氦槽系统包括循环泵液氦槽，过冷氦液氦槽系统包括过冷氦液氦槽；低温氦工质供应管路分别与热负载液氦槽、循环泵液氦槽和过冷氦液氦槽的入口管路连接；过冷氦液氦槽的出口连接至冷压缩机入口；低温氦工质返回管路分别与热负载液氦槽、循环泵液氦槽和冷压缩机出口管路连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热负载液氦槽系统设有液氦槽、调节阀、换热器、温度计、压力计和液位计；优选地，所述循环泵液氦槽系统设有液氦槽、循环泵、调节阀、换热器、温度计、压力计和液位计；优选地，所述过冷氦液氦槽系统设有液氦槽、冷压缩机、调节阀、换热器、压力计、温度计和液位计。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述冷压缩机可以置于装置外面；可选地，所述冷压缩机采用常温减压泵替代，实现正压液氦降温至负压液氦温度的功能。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括装置工艺管路，所述工艺管路及冷箱实现低温用户预冷过程、液氦槽预冷及储液过程、旋转机械预冷和启动过程，并为低温用户运行提供液氦迫流冷却工质；所述装置工艺管路及冷箱设有工艺管路、调节阀、加热器和带冷屏的真空绝热冷箱。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热负载液氦槽系统包括热负载液氦槽(lhe1)和位于热负载液氦槽(lhe1)内的第一换热器(hx1)；所述循环泵液氦槽系统包括循环泵液氦槽(lhe2)和位于循环泵液氦槽(lhe2)内的第二换热器(hx2)；所述过冷氦液氦槽系统包括过冷氦液氦槽(lhe3)和位于过冷氦液氦槽(lhe3)内的第三换热器(hx3)；氦制冷机连接第一装置接口(j1)入口，第一装置接口(j1)出口分成四路，第一路连接至热负载液氦槽(lhe1)供应入口；第二路连接至循环泵液氦槽(lhe2)供应入口；第三路经过第四换热器(hx4)连接至过冷氦液氦槽(lhe3)供应入口；第四路分成两个支路，第一支路连接第三装置接口(j3)，第二支路经加热器(h)连接至热负载液氦槽系统；第三装置接口(j3)用于连接低温用户入口；过冷氦液氦槽(lhe3)回气出口经第四换热器(hx4)连接至冷压缩机(cc)入口；热负载液氦槽(lhe1)回气出口、循环泵液氦槽(lhe2)回气出口和冷压缩机(cc)出口均连接至第二装置接口(j2)；第二装置接口(j2)用于连接氦制冷机；低温用户出口连接第四装置接口(j4)入口，第四装置接口(j4)出口分成两路，一路连接至热负载液氦槽(lhe1)供应入口，另一路连接至第一换热器(hx1)入口；第一换热器(hx1)出口依次连接循环泵(cp)、第二换热器(hx2)和第三换热器(hx3)入口；第三换热器
(hx3)出口分成两路，一路经加热器(h)返回至热负载液氦槽系统，另一路连接至第三装置接口(j3)。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述过冷氦液氦槽(lhe3)蒸发的氦气经过第四换热器(hx4)和冷压缩机(cc)后，与热负载液氦槽(lhe1)蒸发的氦气和循环泵液氦槽(lhe2)蒸发的氦气混合，然后通过第二装置接口(j2)返回至氦制冷机；装置提供的液氦迫流冷却工质经过第三装置接口(j3)后连接至低温用户，为低温用户提供液氦迫流冷却工质；低温用户通过第四装置接口(j4)连接至所述提供液氦迫流冷却工质的装置，并将氦冷却工质返回至所述提供液氦迫流冷却工质的装置。

技术总结
本发明公开了一种提供液氦迫流冷却工质的装置，包括热负载液氦槽系统、循环泵液氦槽系统、过冷氦液氦槽系统、装置工艺管路和冷箱。所述热负载液氦槽系统消纳吸收低温用户的热负荷；所述循环泵液氦槽系统消纳吸收循环泵的热负荷；所述过冷氦液氦槽系统消纳吸收过冷氦的热负荷；所述装置工艺管路及冷箱实现低温用户预冷过程、液氦槽预冷和储液过程、旋转机械预冷和启动过程，并为低温用户提供液氦迫流冷却工质以实现低温用户运行。本发明公开的一种提供液氦迫流冷却工质的装置，通过优化液氦迫流冷却循环方式，利用能级梯度分级管理低温热负荷，能够有效降低液氦迫流冷却装置的热负荷，从而减少氦低温系统投资规模和运行成本。从而减少氦低温系统投资规模和运行成本。从而减少氦低温系统投资规模和运行成本。


技术研发人员：陆小飞 张启勇 成安义
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2022/5/31