在零下271摄氏度的极端低温环境中,百瓦级功率的制冷能力不再是科幻,而是通过我国大型低温制冷技术的重大突破成为了现实。国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”成功验收及成果鉴定,是这一领域取得的一次重要里程碑。
该项目得到了财政部的大力支持,由中国科学院理化技术研究所承担。专家组对项目进行了认可,认为整体技术达到了国际先进水平,其中高稳定性离心式冷压缩机技术和兆瓦级氦气喷油式螺杆压缩机技术更是领先于世界。
这项液氦到超流氦温区大型低温制冷装备对于航空航天、氢能源储运、氦资源开发等领域以及一批大科学装置至关重要。多年来,我国在这一领域依赖进口,而部分专用设备甚至难以买到。
项目总指挥、中科院理化所研究员刘新建分享了他们取得的关键突破,包括大型低温制冷系统整机设计体系构建及控制技术、系列化气体轴承氦透平膨胀机技术、大型超流氦负压换热器技术、大型高效氦气喷油螺杆压缩机技術、高稳定性离心式冷压缩机技術、大型复杂低温制冷系统集成与调试技術等。
首席科学家、中科院理化所研究员李青进一步阐述了这个挑战性的问题:从零下269摄氏度开始,每降一个温度点或每增加一个数量级功率,就会面临指数级增长的困难。这使得万瓦级和千瓦级的大型低温制冷装备成为全球科技界追求的一个目标,并将激发更多创新力量。
据了解,这种百瓦级超流氦温度的大型制造已经应用于宁夏盐池液化天然气闪蒸气提 氧工程,以及加速器和核聚变科学装置等前沿领域,为相关行业带来了强有力的支撑。此外,该项目还促进了我国高端螺杆压缩机、换热器和阀门产业发展,最终形成了一套功能齐全且分工明确的完整产业链条。