中科富海大型低温装备与配套工程- 大数跨境

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中科富海大型低温装备与配套工程

中科富海

2025-07-31

基础科学与能源安全不可或缺的核心装备—2K~20K氦制冷机液化器

支撑前沿科学技术发展与能源安全

满足国民经济与国家战略发展需求

大型低温制冷机（2K-20K）及大型液化装置在超导加速器、核聚变装置、超导强磁场、反应堆冷中子源CNS、散裂中子源SNS、超导电力设备、超导磁悬浮、宇宙深低温环境模拟、氦气回收、液化和储运、氢气液化和储运等领域有着广泛的应用，是大科学工程、航空航天、新能源等高技术产业的核心技术设备，是国家综合竞争力的重要体现。

20K氦制冷机

20K氦制冷机采用氦透平逆布雷顿制冷循环来获得20K的制冷能力，在20K氦制冷机中，所获得的低于20K的冷氦气冷却完用户设备后返回冷箱，回收冷量后循环利用。

氦制冷机系统基本构成

①氦压缩机，②液氦温区冷箱，③液氦杜瓦，④油分离器，⑤控制柜，⑥同轴输液管，⑦液氮储罐，⑧氦气储罐。

氦制冷机性能指标

4.5K氦液化器

氦气液化器的工作原理基于深度制冷技术，其核心是通过多级预冷和最终的焦耳-汤姆逊（Joule-Thomson, J-T）节流膨胀来实现氦气的液化。

图2氦气压缩氦液化装置系统组成图

氦液化器的主要设备包括：①氦压缩机， ②4.5K 冷箱，③液氦杜瓦，④油分离器，⑤控制柜，⑥同轴输液管，⑦污氦干燥器，⑧回收压缩机，⑨ 液氮储罐，⑩ 氦气储罐， ⑪氦气瓶组，⑫回收气囊。

低压氦气首先通过压缩机增压，然后经过高精滤油器去除杂质，进入液氮预冷级，将温度降至约77K。预冷后的氦气进一步进入高压氦气透平膨胀机制冷阶段，温度进一步降低。预冷后的氦气分成两路，一路进入串联的两级透平膨胀机膨胀产生冷量，与杜瓦回气混合冷却；另一路高压氦气被回气冷却后进入节流阀，通过等焓减压降温实现氦气液化。最后，低温换热器实现冷量回收，提升系统能效。

4.5K氦制冷机主要性能指标

低温工程及配套产品

液氦杜瓦

中科富海液氦杜瓦系列产品适用于低温液氦的运输和储存，是专为液氦在低温超导、核磁共振、大科学等领域的使用而生产的可靠产品。作为液氦温区低温系统的重要组成部分，全系列产品采用真空绝热多层包扎、蒸汽冷却及低温冷凝吸附技术，有效减少液氦蒸发率。采用先进的绝热技术设计，无需液氮预冷，使用、维护方便。

低温恒温器

低温恒温器利用低温流体或其它方法使样品处在恒定的, 或按所需方式变化的低温温度下, 并能对样品进行一种或多种物理量的测量。低温恒温器是实验杜瓦容器和容器内部装置的总称, 广泛应用于低温下的热物理性质测量、材料在低温下的机械性能与实验、光学物理研究、材料磁热特性测量和超导实验等领域。中科富海承接各类低温恒温器的设计、加工、集成工作。

低温分配阀箱

低温分配阀箱是低温系统的重要组成部分，用来将低温流体通过分配阀门分配到不同的终端，保证低温系统及设备的正常工作。主要由真空绝热冷箱、低温阀门、低温Bayonet、多层绝热包扎、安全泄压设备、温度、压力测量组成。中科富海承接各类低温阀箱的设计、加工、集成工作。

低温传输管线

低温传输管线是低温系统的重要组成部分，用来将低温流体输送到不同的终端。低温传输管线采用真空多层绝热方式减少漏热，主要由外管、真空夹层、多层绝热包扎、绝热支撑、膨胀节、防辐射屏组成。根据输送低温流体的数量，可以分为单通道或多通道低温传输管线；根据管道的刚性，可以分为刚性管或柔性管。中科富海承接各类低温传输管线的设计、加工、集成工作。