散裂中子源低温系统的概念设计

为促进中子散射技术在中国的进一步发展,中国科学院和广东省政府将在广东省东莞市建设一座基于加速器的散裂中子源装置(CSNS).设计的低温系统主要包括氦制冷机、氢循环冷箱和氢安全系统,其中氢循环系统采用单相超临界氢循环工质,氢泵强制循环的技术模式.氦制冷系统提供低温氦气,通过换热器将氢循环回路的全部热负荷带走,氢安全系统采用了多重屏障隔绝措施来确保低温系统的安全.介绍了CSNs低温系统的基本原理和布局,并详细说明了其主要技术参数及工作过程.     

中国散裂中子源氢循环系统的氢排放方案设计

为保障中国散裂中子源(CSNS)氢循环系统停机时,顺利、安全地将低温氢排放至大气中,设计一套可靠的氢排放系统非常重要。设计的氢排放系统包括氢排放管道、氢放空管、净化吹扫管道以及排放控制阀、阻火器、止回阀等装置。介绍了CSNS氢循环系统流程,CSNS氢排放方式和氢排放系统的流程,详细阐述了氢排放管道的设计和允许排放流量的计算。CSNS氢排放系统的设计考虑了CSNS装置的现场环境、风向、风速及居民区的距离,并通过计算确定了氢排放管道的长度,氢排放的最小流量和最大流量。     

中国散裂中子源低温系统的氢降温优化研究

为了保障中国散裂中子源(CSNS)低温系统的平稳、顺利降温,减小降温过程中的压力波动,避免放气造成冷源的损失和温度的反复,研究了低温系统近两年多轮降温实验的降温曲线和数据,逐渐优化了氢降温控制逻辑。通过制冷机控制软件的升级和控制逻辑的修改,实现了300—34 K的平稳降温,使降温过程由完全不可控提升到了半可控阶段。通过34 K以下降温控制逻辑的修改和优化,实现了氢循环34—16 K的平稳降温,使整个降温过程完全平稳、可控。因此,经过长达两年的氢降温优化研究,终于找到了一种可靠的超临界氢降温方法,成功实现了CSNS低温系统的平稳、顺利降温。     

中国散裂中子源低温系统氦制冷系统的安装与调试

氦制冷系统是中国散裂中子源(CSNS)低温系统的重要组成部分,能够为氢循环系统提供2 200 W@20 K的冷源。介绍了CSNS氦制冷系统的组成及设备布局图及氦制冷系统的调试原理,完成了控制界面图及氦制冷系统的安装和调试准备工作,详细说明了调试的过程,获得了700 W/1 400 W/2 200 W 3种制冷功率下的状态参数。氦制冷系统调试顺利完成,结果满足了验收指标。     

中国散裂中子源低温系统调试及运行进展（英文）

中国散裂中子源(简称CSNS)低温系统的主要作用是为靶站慢化器提供满足温度和压力要求的低温超临界氢。低温系统的调试历经1年,主要包括4个方面:(1)氦制冷机验收测试,使用制冷机内部的加热器作为热负载,测试制冷机的制冷量;(2)氦降温测试,使用模拟负载模拟慢化器动态热负荷,采用氦气降温至20K后复温并检漏。(3)氢降温测试,采样氢降温至20K并优化控制逻辑。(4)低温系统与慢化器的联合降温测试。CSNS低温系统目前已经完成了所有调试工作,并配合靶站谱仪的调试工作完成5次较长时间的持续稳定运行。     

中国散裂中子源小型非直冷式低温恒温器技术

中国散裂中子源(CSNS)中国自主建设的第一台散裂中子源,CSNS一期工程需设计并配置3套以上的小型低温恒温器。介绍了CSNS小型非直冷式低温恒温器及系统设计、系统控制设计以及测试结果,获得了该恒温器内真空腔的真空度、样品管氦气压力与温度之间的变化关系,为低温恒温器的设计和在CSNS应用中的运行维护提供了理论依据。     

基于G-M制冷机的小型氢液化装置开发

设计研制了一套基于G-M制冷机的常压常温氢气直接液化的小型装置,包括液氢杜瓦、正仲转换装置、供气系统、液氢输送系统和测量系统等,提出了微正压氢液化工艺方法,制定了氢操作流程工艺及安全防护措施,并开展了实验测试.实验结果表明,该氢液化方案是可行且有效的,该装置是安全可靠的.在压力为162 kPa时,该小型氢液化装置的氢气...     

氢动力车用液氢贮罐的发展现状及展望

综述了随车贮氢技术的发展过程和现状,比较了各种随车贮氢技术的特点,认为液氢贮氢具有重量轻、体积小、安全、加注时间短等突出优点,是氢动力车的首选贮氢方式。介绍了随车液氢贮罐以及液氢充装系统的技术特点,分析了我国目前液氢贮罐的制造能力、技术现状以及今后的发展方向。     

散裂中子源超临界低温氢循环用氢氦换热器设计

中国散裂中子源工程(CSNS)采用氦制冷循环冷却超临界氢至20 K温区,进而用低温超临界氢慢化中子。根据冷却系统的运行工况和参数要求,使用MUSE软件对氢氦换热器进行设计计算,并分析了其压力、温度、传热系数的沿程分布。结果显示氦气侧的压降限制主导了换热器的主要结构尺寸。由于氦制冷机的氦气压力和质量流量较低,氦气侧的传热系数较低,研究表明这是该换热器性能提升的瓶颈。     

稀土组元对AB5型无钕贮氢合金低温性能的影响

采用均匀设计的方法设计了无钕贮氢合金的A侧组元La、Ce和Pr,用三电极的方法测试不同成分贮氢合金在-30℃和-40℃下的放电性能、合金的交换电流密度、对称因子以及氢在贮氢合金中的扩散系数,用回归分析方法分析了稀土组元对贮氢合金低温性能的影响.研究表明,在-30℃下0.4C放电容量及在-40℃下0.2C放电容量与铈含量的平方正相关;在-30℃下0.2C放电及在-40℃下0.1C放电,合金放电容量与镧和铈乘积及镧含量的平方正相关,与镧的含量负相关;在-30℃下0.1C放电,合金放电容量与镧和铈乘积、镧含量的平方和铈的含量正相关.贮氢合金的低温性能受氢扩散控制.