[发明专利]一种液氦储槽充装前预冷装置

权利要求书

1.一种液氦储槽充装前预冷装置，其特征在于，所述一种液氦储槽充装前预冷装置包括液氦储罐(1)、节流阀(2)、回注截止阀(3)、液氦截止阀(4)、液氦低温泵(5)、换热器(6)、压缩机(7)、安全阀(8)、第一喷射装置(9)、液氦储槽(10)、密度计(11)、第一液氢截止阀(12)、第一液氢低温泵(13)、第二液氢截止阀(14)、第三液氢截止阀(15)、单向阀(16)、第二喷射装置(17)、第二液氢低温泵(18)、控制单元(19)，所述第一喷射装置(9)、第二喷射装置(17)安装在液氦储槽(10)内，所述液氢通过第二液氢截止阀(14)、第三液氢截止阀(15)分别与第二液氢低温泵(18)、液氦低温泵(5)连接，所述液氦储罐(1)顶部出口通过节流阀(2)与第一喷射装置(9)连接，所述液氦储罐(1)底部出口依次通过液氦截止阀(4)、液氦低温泵(5)、换热器(6)、单向阀(16)与第一喷射装置(9)连接，所述液氦储槽(10)上部出口依次通过回注截止阀(3)、换热器(6)、压缩机(7)与第二喷射装置(17)连接，所述安全阀(8)安装在液氦储槽(10)顶部出口，所述液氦储槽(10)底部出口依次连接有密度计(11)、第一液氢截止阀(12)与第一液氢低温泵(13)，所有设备连接方式均为管道连接，所述控制单元(19)控制节流阀(2)、回注截止阀(3)、液氦截止阀(4)、安全阀(8)、第一液氢截止阀(12)、第二液氢截止阀(14)、第三液氢截止阀(15)、单向阀(16)的开度与开闭状态；

所述一种液氦储槽充装前预冷装置采用“液氢初步预冷+氦气深化预冷+液氦蒸发预冷”的方法预冷液氦储槽(10)，包括以下步骤：

所述“液氢初步预冷”方法，打开回注截止阀(3)、第二液氢截止阀(14)、第三液氢截止阀(15)、单相阀(16)，液氢分别通过液氢低温泵(5)、第二液氢低温泵(18)后汇合经过第一喷射装置(9)喷入液氦储槽(10)，液氦储槽(10)内被气化的液氢回流并依次经过换热器(6)、压缩机(7)和第二喷射装置(17)喷入液氦储槽(10)，调节安全阀(8)开度排出多余氢气，当液氦储槽(10)温度降至28K后，通过安全阀(8)排出液氦储槽(10)内剩余氢气，关闭其余阀门；

所述“氦气深化预冷”方法，打开节流阀(2)，氦气进入液氦储槽(10)，液氦储槽(10)压力大于0.5MPa后关闭节流阀(2)，待液氦储槽(10)温度不变，经安全阀(8)排出氦气至液氦储槽(10)压力降至0.11MPa，重复上述“氦气深化预冷”方法至液氦储罐(1)压力降到0.11MPa，关闭节流阀(2)，经安全阀(8)排除氦气至液氦储槽(10)压力降为0.2MPa；

所述“液氦蒸发预冷”方法，打开回注截止阀(3)、液氦截止阀(4)、单向阀(16)，液氦从液氦储罐(1)底部出口依次通过液氢低温泵(5)、换热器(6)和第一喷射装置(9)喷入液氦储槽(10)，液氦储槽(10)内氦气回流并依次通过换热器(6)、压缩机(7)和第二喷射装置(17)喷入液氦储槽(10)，当液氦储槽(10)温度降为4.7K后，预冷结束。