Description
جهاز لمكيلة الهيليوم عالي الأمن
يستخدم نظام تسييل الهليوم دورة تبريد للممدد التوربيني للهليوم برايتون لتحقيق سعة التبريد المطلوبة. أولاً، يتم الحصول على غاز الهيليوم عالي الضغط من خلال ضاغط الهليوم. ويخضع جزء من غاز الهليوم عالي الضغط لتبريد التمدد في الممدد التوربيني، في حين يتم تبريد غاز الهليوم عالي الضغط المتبقي بشكل تدريجي في المبادلات الحرارية متعددة المراحل. وأخيراً، يتم الحصول على الهيليوم السائل عن طريق خنق صمام جول طومسون (Joule-Thomson)، ويتم إخراج الهيليوم السائل الناتج مباشرة كمنتج. ويُشار إلى هذا النوع من معدات التبريد بالخمور المركزة للهليوم.
يستخدم نظام تسييل الهليوم دورة تبريد للممدد التوربيني للهليوم برايتون لتحقيق عملية تسييل غاز الهليوم. يتكون النظام من عدة مكونات ومعدات رئيسية.
ضاغط الهليوم: ضاغط الهليوم مسؤول عن ضغط غاز الهليوم الوارد إلى ضغط مرتفع. يشكل غاز الهليوم عالي الضغط هذا نقطة البداية لعملية التسييل.
2) فلتر غاز الهليوم: يُستخدم فلتر غاز الهليوم لإزالة الشوائب والملوثات من غاز الهليوم، مما يضمن نقاء الغاز وجودته قبل المعالجة الإضافية.
3. 4.5K صندوق التبريد: يُعد صندوق التبريد 4.5K مكونًا أساسيًا في النظام، كما أنه يعمل كحاوية معزولة عن طريق التفريغ. وهي تحتفظ بدرجات حرارة منخفضة للغاية، حوالي 4,5 كلفن (حوالي - 268,65 درجة مئوية أو - 451,5 درجة فهرنهايت)، وهي مطلوبة لعملية التسييل. يحتوي صندوق التبريد على مكونات مختلفة تلعب أدوارًا محددة في عملية التسييل.
أ. المبادلات الحرارية متعددة المراحل: هذه المبادلات الحرارية مسؤولة عن التبريد التدريجي لغاز الهليوم عالي الضغط الذي يتم الحصول عليه من الضاغط. تسهل المبادلات الحرارية نقل الحرارة بين الغاز الوارد وسوالة التبريد، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة الغاز.
ب. الهليوم Turbo-Expander: يعد الممدد التوربيني للهليوم مكونًا أساسيًا يستخدم تمدد غاز الهليوم عالي الضغط لتحقيق التبريد. ومع تمدد الغاز، تنخفض درجة حرارته مما يؤدي إلى تأثير التبريد. وتعرف هذه العملية بالتبريد عن التوسع، وهي تلعب دوراً حاسماً في عملية التسييل.
ج. سفينة الأدازوربر الداخلية: تساعد السفينة الداخلية ذات القحص على إزالة أي شوائب متبقية أو ملوثات من غاز الهليوم، مما يضمن نقاء منتج الهليوم المسال النهائي.
د. صمامات انخفاض درجة الحرارة: تنظم هذه الصمامات تدفق غاز الهليوم وتتحكم فيه عند درجات الحرارة المنخفضة داخل النظام.
هـ. مكونات القياس: يتم دمج العديد من أجهزة الاستشعار وأجهزة القياس في صندوق التبريد لمراقبة وقياس المعلمات مثل درجة الحرارة والضغط ومعدلات التدفق في مراحل مختلفة من عملية التسييل.
4) نظام التحكم: يشرف نظام التحكم على تشغيل وتنظيم نظام تسييل الهليوم بالكامل. فهو يدير عمل الضاغط والصمامات والمبادلات الحرارية والمكونات الأخرى للحفاظ على ظروف العملية المثلى وضمان كفاءة عملية التصفية.
5) ديورار الهليوم السائل: إن عملية إزالة الهليوم السائل هي حاوية التخزين النهائية للهليوم المسال. وهي تستقبل الهليوم بعد مروره عبر صندوق التبريد وتحتفظ بحالة درجة الحرارة المنخفضة.
6) خط النقل المحوري: هذا خط نقل متخصص يربط الصندوق البارد بانحلال الهليوم السائل. فهو يسمح بنقل الهليوم المسال بسلاسة وبمراقبة من الصندوق البارد إلى منطقة خزن الهليوم.
خزان المخزن المؤقت لغاز الهليوم: يعمل خزان المخزن المؤقت لغاز الهليوم كخزان لغاز الهيليوم داخل النظام. وهو يساعد في تنظيم وتثبيت ضغط الغاز، وضمان استمرار المعروض من الهليوم عالي الضغط لعملية التسييل.
| المشروع | الأداء |
| مع التبريد المسبق LN | 40 لترًا/ساعة~50 لترًا/ساعة |
| بدون التبريد المسبق LN | 15 لترًا/ساعة |
| طاقة الضاغط | 90 كيلووات |
| مؤتمر الأطراف^-1 | 660 واط/واط~528 واط/واط |
| استهلاك Ln | 25 لترًا/ساعة |
| التشغيل المستمر | 8000 ساعة |
| نقاء الهيليوم | 90-100% |
تقنية محمل الدفع للغاز عالي الثبات:
* سرعة تشغيل ثابتة > 220000 دورة في الدقيقة (عدد الدورات في الدقيقة)
* السرعة القصوى: 270000 دورة في الدقيقة
المبادل الحراري ذو اللوحة منخفضة التسرب للغاية:
* معدل التسرب < 10^-9 Pa
عملية محسّنة:
* صمام التحويل للمبادل الحراري متوسط الضغط: التكيف مع ظروف تشغيل المبادل الحراري، وتحسين ظروف عمل التوربينة، والتبريد السريع.
* عملية تنقية داخلية محسنة: التكيف مع التغيرات في نقاء الهليوم المعالجة، ومنع انسداد الجليد في المبادل الحراري الرئيسي.
* تجاوز التدفق العكسي لتقليل وقت التبريد.
تقنية التحكم الذكي:
* واجهة سهلة الاستخدام
* تحكم ثابت
* مقاييس ترابط الأمان
| التوصيل الفائق | الاندماج النووي | فيزياء الطاقة العالية |
| الفضاء الجوي | الطاقة المتجددة |
Complaint
