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低温系统工作进展 ( 2001 上 )

低温系统工作进展 ( 2001 上 ). 2kW/4.4K 制冷机与 HT-7U 装置冷却 螺杆压机站与控制系统 大型超导磁体试验厅低温工程 500Nm3/h 氦纯化器 CICC 流体阻力系数测量 , 质量控制 下半年计划，条件与要求. 2kW/4.4K 制冷机及装置冷却工作进展 1. 确定了 HT-7U 低温系统的总体方案； 2. 完成了2 kW/4.4K 制冷机的热力学计算； 3. 基本完成了制冷机的工艺流程设计 4. 透平膨胀机已交货并验收 5. 完成了装置外冷却回路的初步设计 6. 完成了 CICC 的摩擦系数的测量实验 7. 完成了文丘利流量计的常温实验.

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低温系统工作进展 ( 2001 上 )

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  1. 低温系统工作进展(2001上) 2kW/4.4K制冷机与HT-7U装置冷却 螺杆压机站与控制系统 大型超导磁体试验厅低温工程 500Nm3/h氦纯化器 CICC流体阻力系数测量,质量控制 下半年计划，条件与要求

  2. 2kW/4.4K制冷机及装置冷却工作进展1. 确定了HT-7U低温系统的总体方案；2. 完成了2kW/4.4K制冷机的热力学计算；3. 基本完成了制冷机的工艺流程设计4. 透平膨胀机已交货并验收5. 完成了装置外冷却回路的初步设计6. 完成了CICC的摩擦系数的测量实验7. 完成了文丘利流量计的常温实验

  3. HT-7U 2kW/4.4K制冷机热力分析流程图 T2 T1 55 54 LN2 52 T3 13 10 17 12 15 19 16 14 18 C2 51 50 C1 26 22 49 210 25 23 20 24 27 21 ORP 36 30 333 37 39 32 34 31 35

  4. MODE 4 : 1250 W + 13.8 g/s • 膨胀机效率为0.76，0.77，0.668 3478 m3/h 209.88 g/s 19.5 bar 58.1 g/s 138.65 g/s 57.43 g/s 300.0 K 1.05 bar 1.04 bar 0.37 bar 1579 kJ/kg 293.0 K 293.0 K 293.0 K 1537 304.1 1537 N2 He 200 W +1092×3 90.24 K 489.2 19.0 bar 50 W + 52.3×3 1.1 bar 0.42 bar 80.0 K 1.15 bar 78.40 K 77.8 K 77.8 K 435.4 77.5 kJ/kg 419.6 419.6 －119.9 kJ/kg 70 W + 163.5×3 19.0 bar 46.14 K 40.43 K 40.43 K 256.6 225.3 225.2 99.96 g/s 6.207 kW T1 40 W + 70×1 6.976bar 34.6 K 34.6 K 33.6 K 33.6 K 194.2 194.5 189.7 189.7 6.976bar 20.79 K 20.79 K 1.1 bar 90 W + 79.1×2 0.42 bar 115.6 17.66 K 120.0 17.66 K 4.124 kW 106.2 106.7 99.96 g/s T2 50 W +50.3×1 1.2 bar 0.47 bar 13.3 K 12.5 K 12.5 K 67.68 78.72 79.61 18.8 bar 8.829 K 0.993 kW 25 W + 34.4×1 37.61 T3 4.5 bar 109.93 g/s 6.419 K 6.069 K 6.069 K 28.58 42.72 45.28 4.5 bar 5.587 K 2.275 bar 18.22 5.195 K 15 W 4.407 K 38.7 g/s 1.20 bar 30.61 11.07 4.006 K 13.8 g/s 3.8 K 33.35 8.209 3.5 K 57.43 g/s 0.47 bar 30 W 29.97 kJ/kg 1250 W

  5. HT-7U 冷屏的冷却 1 8 5 2 7 4 6 3 T4 Thermal Shield 11 9 10

  6. 冷屏热负荷 25kW 19.5 bar 110 g/s 110 g/s 26.4 g/s 300.0 K 1.05 bar 5.1 bar 1579 kJ/kg 293.0 K 293.0 K 1538 kJ/kg 304.1 He 150 W + 1140×1 N2 5.1 bar 5.2 bar 89 K 90.0 K 90.0 K 482.4 484.0 484.0 19.0 bar 5.2 bar 40 W 80.0 K 80.0 K 29 g/s 5.72 kW 1.15 bar 78.40 K 435.4 432.0 LN2 77.5 kJ/kg －119.9 kJ/kg 110 g/s 19.2 kW T4 13.85 kW 5.3 bar 56.5 K 309.5 kJ/kg

  7. HT-7U 低温系统流程简图(超临界氦泵为纵场线圈供冷) C1 C2 ORP LN2 T4 T1 T2 T3 4.4K 4.4K 3.5K Current leads HT-7U Thermal Shield and Support Toroidal Magnet and Intercoil Structure Poloidal Magnet and Support Busline

  8. HT－7U极向场线圈的摩擦系数实验结果

  9. 螺杆压机站 • 完成压机站详细的工艺流程设计和操作控制方案的编写。 • 已请合肥工大老师开始PLC及上位工控机的控制、测量及通信软件设计和数据的输出图形设计。 • 自动控制需要的PLC模件和必须的软件已招标订货和订货。 • 螺杆压机自动控制阀门、温度传感器、压力、压差变送器和控制柜经招标订货，现已到货, 并进行了单元试验，目前已进入现场安装，控制柜也已开始接线组装。 • 除油系统重新招标，由柳州富达公司提供两级复合成一体的除油器。 • 吸附器内部检查及修理已经完成，活性炭早已到货。 • 干燥器管线改造完成，硅胶早已到货。 • 法兰连接的阀门管线的橡胶垫圈密封已全部改造成O圈密封。

  10. 中央数据库 从机数据库 主机数据库 图一、HT－7U低温制冷系统的测量控制结构框图 HT-7U中央控制室 信息网络 EtherNET 从 机 主 机 分 线 箱 控制器网络 Controller Link 控制器网络 Controller Link PLC PLC 隔离的RS-232到 RS－485转换器 信号调理 数据采集 GPIB 远端数据 采集控制模块 螺杆压机组 现场控制信号 系统收气 现场控制信号 气体纯度分析 螺杆压机 现场监测信号 制冷机 现场监测信号 制冷机 现场控制信号 磁体冷却 现场控制信号 HT-7U制冷机控制系统

  11. 上位机 Database 隔离的RS-232到 RS－485转换器 通讯支持卡 电缆 ～80m 远端数据采集 控制模块 PLC 下位机 压机组现场 Compressors 现场监测信号 图二、压缩机机组控制系统结构图

  12. No Name Order Qty. 1 OMRON CPU CS1G-CPU44-E 1 2 CPU底板单元10槽 CS1W-BC103 1 3 扩展底板单元10槽 CSIW-BI103 1 4 连接电缆0.3m CS1W-CN313 1 5 串行通信单元 CS1W-CLK21 1 6 通讯支持板 3G8F5-CLK21 1 7 电源单元 C200HW-PA204S 2 8 16路数字输入 C200H-ID212 5 9 16路数字输出 C200H-OC225 6 10 8路模拟量输入 C200H-AD003 4 11 8路模拟量输出 C200H-DA004 1 12 4路温度测量 C200-TS102 3 可编程序控制器欧姆龙PLC，型号：SYSMAC CS1

  13. 气动调节阀 压力、压差变送器 共有12个型号，33件

  14. 控制柜

  15. 改造后的氦气干燥器

  16. 瑞典Stal螺杆压机 安装与管线施工

  17. 氦纯化器装配施工 • 从年初开始500Nm3/h氦纯化器的设计、阀门订货、外协件检漏和打压。现遇到2大困难：1) 一个换热器泄漏，2) 一个液氮杜瓦有漏。这些外协件由原合肥通用机械研究所的华通公司设计制作，由邱宁签订合同，交货时又未检验，与制造方交涉后又迟迟未予修复，3-4个月过去了没有结果。此外，需要的阀门也未配全；估计纯化器的装配完成将延期至年底。所以这项目需要调整计划。

  18. 500Nm3/h 氦纯化器

  19. 大型磁体低温试验厅 • 进行3次大型超导磁体试验杜瓦的冷屏杜瓦试验，最终由低温中心承担冷屏的管线改进、添加铜板和多层绝热任务，使冷屏在十多小时内冷却到80K,解决了冷屏几次降温不到位难题。 • 目前天气非常炎热，正承担大型磁体试验杜瓦的电流引线装配工作和CICC模型线圈低温试验前的供冷管线施工。

  20. 上冷屏管线 改造加铜板 包扎多层 绝热材料 中冷屏管线 改造加冷屏

  21. 装配中电流引线和低温传输管线 杜瓦内过冷、液氦槽管线施工

  22. 零散进展 • MG300/1.8德国制冷机的1#冷箱在运输中内部管线断裂和低温吸附器损坏，现已修复；油扩散泵等真空泵进行查验；部分控制阀恢复安装。 • 从低温附厅到HT-7U主机的低温传输线和超导传输线的布局的连接界面进行了重新设计，确定了总体方案。 • 设计了超导同轴传输线，准备在10月进行低温试验。 • 联系到购买超临界氦泵的美国公司，对纵场线圈的冷却由泵驱动氦流。 • 与北京科健超导公司签订10,000升液氦贮槽合同。 • 宣传质量控制的重要性，绘制低温系统质量控制流程图、完成撰写部分作业指导书、设计质量控制卡并试运行。

  23. 下半年计划完成下列主要工作 • 尽快把2kW/4.4K制冷机的换热器制造发标和确定制造厂家, • 开始2kW/4.4K制冷机的冷箱设计， • 进行低温阀门的设计及选购， • 进行制冷机的操作及控制规程的编写 • 开始低温传输线、控制阀箱和超导传输线的设计， • 完善螺杆压机站的除油系统改造，完成螺杆压机及自动控制系统的初步调试， • 争取完成两台500Nm3/h氦纯化器装配， • 完成大型磁体试验杜瓦电流引线装配和模型线圈低温试验前的供冷准备工作(含室外管线施工)。 • 为模型线圈试验供冷。

  24. 经费、条件、问题与建议 • 在年初提出经费修改计划时已突破1350万，增加到1770万，(不含超临界氦泵和装置要求的低温控制阀)。由于仍然用俄罗斯透平膨胀机，只是低温阀门和控制系统比最初计划超出较多，估计1770万够了。 • 2kW/4.4K制冷机、大型低温&超导传输线、过冷槽&控制阀箱这些主要低温设备的机械工程设计的工作量与HT-7U装置的可比，而低温中心的设计力量远远不足，在未来2-3年内低温中心还承担原型线圈供冷任务，所以现提请工程指挥部特别注意。 • 白红宇曾提出以招标方式寻找一设计、加工、安装为一体的合作单位(设计院或大型企业)，完成这些低温设备制造，请工程指挥部考虑此建议。

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