低溫制冷設(shè)備研發(fā)上新臺階 我國首臺液氦溫區(qū)制冷機(jī)研制成功

核輻射被用來給泡椒鳳爪殺菌、微波爐走進(jìn)千家萬戶……在我國，航空航天技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用往往能夠?qū)崿F(xiàn)民用設(shè)備的進(jìn)一步提升，因此，關(guān)注航空航天領(lǐng)域的高新技術(shù)也是有必要的。近日，我國低溫制冷設(shè)備研發(fā)和制造能力又邁上新臺階，該制冷機(jī)可連續(xù)84小時運(yùn)行。

在國家財政部重大科研裝備研制項目II期“液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)研制”的支持下，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所自主研發(fā)成功的首臺全國產(chǎn)化250W液氦溫區(qū)制冷機(jī)今天在河北省廊坊市通過專家驗收。這標(biāo)志著我國低溫制冷設(shè)備研發(fā)和制造能力邁上了新臺階，實現(xiàn)了液氫溫區(qū)到液氦溫區(qū)的關(guān)鍵突破。

中科院理化所研究員、項目首席科學(xué)家李青說，該制冷機(jī)的研制成功，填補(bǔ)了我國液氦溫區(qū)大型氦低溫制冷機(jī)制造技術(shù)的空白。有了這種制冷機(jī)，不僅可以進(jìn)一步滿足國家航空航天、大科學(xué)裝置等戰(zhàn)略領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展需求，而且可以促進(jìn)國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)得到持續(xù)發(fā)展。

在項目一期成功研制國內(nèi)首臺萬瓦級液氫溫度制冷機(jī)的基礎(chǔ)上，中科院理化所自2015年開始研制新一代指標(biāo)為250W@4.5K的液氦溫區(qū)低溫制冷機(jī)，實現(xiàn)向更低溫度的突破。經(jīng)過一年多的攻關(guān)，首臺全國產(chǎn)化的250W液氦溫區(qū)制冷機(jī)于2017年研制成功，該制冷機(jī)在連續(xù)84小時的運(yùn)行測試期間，制冷量達(dá)到280W，溫度低達(dá)4.32k(-268.83℃)，各項性能指標(biāo)均優(yōu)于考核指標(biāo)。

驗收會上，專家們一致認(rèn)為，該項目完成了任務(wù)目標(biāo)，實現(xiàn)了全國產(chǎn)化，達(dá)到國際先進(jìn)水平。項目攻克了液氦溫區(qū)的高速氦透平膨脹機(jī)技術(shù)、緊湊型低漏率換熱器技術(shù)、低溫調(diào)節(jié)閥門設(shè)計和制造技術(shù)、制冷機(jī)系統(tǒng)集成調(diào)控技術(shù)，以及高效氦螺桿壓縮機(jī)技術(shù)。專家組一致同意該制冷機(jī)研制通過驗收。

全國產(chǎn)化250W@4.5K低溫制冷機(jī)的成功研制，標(biāo)志著我國液氦溫區(qū)大型制冷機(jī)從設(shè)計、制造到穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)與能力得到全面提升，同時也培養(yǎng)出一批高端設(shè)備制造支撐企業(yè)。在國家及社會力量的支持下，研究所依托于該重大科研裝備研制項目技術(shù)，創(chuàng)立了產(chǎn)業(yè)化企業(yè)——北京中科富海低溫科技有限公司。驗收會后，該公司還發(fā)布了其研發(fā)的三款低溫制冷機(jī)產(chǎn)品。

液氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)是指制冷溫度在4.5K溫區(qū)范圍，制冷量幾百乃至萬瓦以上，集流程優(yōu)化與控制技術(shù)、氣體軸承透平膨脹機(jī)技術(shù)、氦壓縮機(jī)及高效濾油技術(shù)、復(fù)雜低溫系統(tǒng)的集成調(diào)控技術(shù)為一體的低溫制冷系統(tǒng)。