[实用新型]一种用于低温用户性能测试的低温恒温器过冷系统

说明书

本实用新型属于聚变反应堆技术，具体涉及一种用于低温用户性能测试的低温恒温器过冷系统，包括低温恒温器、设在低温恒温器内通过管线连接的氦循环泵和热交换器，热交换器通过管线连接至低温用户，液氮通入氦循环泵中，液氦杜瓦和制冷机通过管路连通，并且连通到氦循环泵和热交换器之间的管路上。低温恒温器中内置有氦循环泵和热交换器可以提供大流量的超临界氦冷却和迫流氦冷却方式，依托低温系统产生大流量的液氦，同时在低温系统停机或出现故障时，也可对聚变堆低温用户进行性能测试。

技术领域

本实用新型属于聚变反应堆技术，具体涉及一种用于低温用户性能测试的低温恒温器过冷系统。

背景技术

近年来，聚变堆、加速器、强磁场装置等的参数性能不断提高，极大地促进了大型氦低温技术的发展。目前世界上已有液化量从0.5L/h到几千L/h的氦液化装置，制冷量从几十瓦到几十千瓦的氦制冷机。在国际热核反应实验堆 (ITER)、中国科学院东方超环(EAST)、核工业西南物理研究院环流器2号M (HL-2M)等国内外聚变装置上，液氦低温系统作为最常规及有效的冷却系统被聚变研究者所采用。聚变堆低温用户中，主要有超导磁体、超导线圈、超导馈线系统、中性束注入低温泵、托卡马克内置低温泵、超导电子回旋装置以及弹丸注入系统等构成，制冷机的制冷量和液化率决定了低温系统的规模大小。由于聚变堆低温用户液氦消耗量巨大，因此，以往的低温系统中低温用户的使用往往伴随着聚变实验的进行，对于低温用户的参数性能测试也往往只能匹配于聚变堆实验参数，具有极大的限制性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于低温用户性能测试的低温恒温器过冷系统，能够在正常实验状态和非正常实验状态下低温用户参数性能模拟测试时，对液氮过冷。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于低温用户性能测试的低温恒温器过冷系统，包括低温恒温器、设在低温恒温器内通过管线连接的氦循环泵和热交换器，热交换器通过管线连接至低温用户，液氦通入氦循环泵中，液氦杜瓦和制冷机通过管路连通，并且连通到氦循环泵和热交换器之间的管路上。

所述的氦循环泵和热交换器位于液氦平面以下。

液氦纯度为99.999％以上。

所述的液氦杜瓦选用5000～10000L容量。

所述的液氦杜瓦最大工作压力10psi。

所述的氦循环泵的泵头压力0.5-1bar。

本实用新型的有益效果如下：

液氦经过输液管供给至实验平台，供控实验平台在液氦预冷下，主要设备低温恒温器中内置有氦循环泵和热交换器可以提供大流量的超临界氦冷却和迫流氦冷却方式，同时在低温用户前端配有测试元件，用于性能参数测量。测试完成后的液氦，通过回收管道进入液氦杜瓦中储存，或者直接回到低温系统低压端，完成整个实验过程。

依托低温系统产生大流量的液氦，同时在低温系统停机或出现故障时，也可对聚变堆低温用户进行性能测试。其中，产生的超临界氦和迫流氦均可用于低温用户性能测试。超临界氦压力和温度波动均比较均匀，但流量较小，迫流氦压力和温度波动相对较大，流量也大。

正常实验模式下可由制冷机产生液氦，测试完成后，液氦回收至低温系统低压端，完成循环；非正常实验模式下，可由杜瓦压送液氦，测试完成后，液氦回收至杜瓦中，完成循环。

使用氦循环泵可以极大地提高液氦流量，迫流冷却氦流量远大于超临界氦流量。

附图说明

图1为聚变堆用低温系统供控实验平台工作原理示意图；

图2为低温恒温器示意图；

图中：a.正常循环模式，b.非正常循环模式；