氦低温系统内纯化杂质分离计算.pdfVIP

2014年第 2期 低 温 工 程 NO．2 2014 总第 198期 CRYOGENICS Sum NO。198 氦低温系统 内纯化杂质分离计算 翟金亮 庄 明 邱立龙 (中国科学院等离子体物理研究所 合肥 230031) 摘 要：针对 500w@4．5K氦制冷机 内纯化系统对杂质分离进行 了计算，并得 出了压力变化对 于各杂质最终纯度的影响。在保证某一特定系统纯度条件下 ，得 出换热器设定温度点与工作压力的 关系。最后根据能量平衡 ，得 出纯化气体与冷气的流量关系。 关键词 ：内纯化 系统 纯度 杂质 换热器 中图分类号 ：TB662 文献标识码 ：A 文章编号：1000-6516(2014)02—0049—05 Calculationofimpuritiesseparation ofintegrated purifierin helium cryogenicsystem ZhaiJinliang ZhuangMing QiuLilong (InstituteofPlasmaPhysics，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China) Abstract：Theimpuritiesseparationcalculationofintegratedpurifierina500W @ 4．5K helium refrig— eratorwasgivenandtheinfluencesofpressurechangesonthefinalpuritywerepresented．Therelationbe- tween settemperaturesandoperatingpressureswasobtainedundertheconditionthatthesystem waskeptat aparticularpurity．Accordingtotheenergybalance，therelationofflowbetweengastobepurifiedanderyo- genicgaswasreached． Keywords：integratedpurifier；purity；impurity；heatexchanger 表 1 进入 内纯化氦气中杂质来源 1 引 言 Table1 Impuritiessourcesinhelium 大型低温系统多 以氦气作为工质，进入氦低温系 统前的污氦气中掺杂着较多的诸如 H：0、N：、H 、0：、 Ne、Ar等杂质气体。内纯化氦气中各种杂质气体 的来 源如表 1所示。杂质气体对于氦制冷机产生很大的危 害 ，为了保证氦制冷机的安全平稳运行 ，必须对工质氦 气进行纯化 ，使其达到系统运行所需要的纯度 。 进人内纯化系统污氦气 中的H0会 由分子筛干 燥器去除，H，和Ne会由2O一3OK温区氖氢吸附器去 目前大型氦低温系统对于氦气杂质 的纯化主要 除，因此低温换热器中去除的杂质主要为 N 和 0 。 分为外纯化和内纯化两种 ，分别采用低温吸附和低温 收稿 日期 ：2013—12一O1；修订 日期 ：2014-01—21 作者简介 ：翟金亮 ，男 ，28岁 ，硕士研究生 。 50 低 温 工 程 冷冻技术。外纯化系统主要消耗液氮冷量，将杂质氦 2 内纯化