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1、I * * t m * 与建世上海光源低温系统的设计与建设许皆平，撩傻杰中国科学院上海压用物理研究所【摘要】根据上海同步辐射装置( 上海光源”) 超导高频腔对低温晴要求，进暂7 低温液氨卑统的设计与连设，最终连到7 顼期的制冷功率并且在带土三台超导腔女战后连续无故障运行十 。、前言上海光源l 程是十五剿词的国象重大科学【程，设计为先进的第二代中能同步辐射业游。“上海j t 源将E 够提供从x 射线远红外渡段的高亮度光，是牛命科学、材料科学信自科学等众彩学科研究= 不可替代的先进手段和练台研究平台，也是做】U 子、制药、新十t 料普先进r “业拄术研拄的重要F 段，为有效提高装置的整体陛能，“上
2、海光源电子堞仁环包含“二个串娃的超导高频肌述腔：超导鬲频腔的采用使得整个同步辐射鞋置需要低温系统的支持。本文将重电介绍低温系统的流程设计、一科实施状况、测试鲒枭1 。压行成果。二、流程简介幽I 上海光源q 温系统流程简蚓低温系统流程妊型l 所示。系统中的氩制j 夸机采用修正的C l a u d e 制冷循环。系统m ，室温氢气经压缩机压缩、油气分离过滤后经高压氦气管道进入制冷机冷箱。在冷箱6 主流氦气经液氮积冷、多级换热冷却、J T 阀膨胀节流后被部分液化井储存r 液氮杜瓦中，另一部分氮气经串联的两级气体轴承透平蟛胀机膨胀后直接返回到制圩机低压侧。祉瓦。的液全国目月f # 、* a & 术讨*
3、 空燕氦_ 白= 稳序控制下经过多通道传输线到选3 个分立的控制阎箱。通过控制阀箱段其各自的单通道传输线，液氮被灌注到与阀箱对应的3 个在线的超导腔恒温槽中。汽化厉的低温氯气经多通道传输线、制冷机后返回压缩机低压侧，循环使用。三、工程实施1工程主要时间点低温系统T 样主要时问节点如表1 所示。制冷机与2 0 0 0 L 渡氨杜瓦如图2 所示。j 霞氰多通道传输管线如图3 所示，该传输线由日本高能加速器研究中心提供技术主持本所自行研制，一次研制成功。多通道传精管线截面如图4 所示。表l 低温系统主要时间节点主要时间点工程事件2 0 0 5 1 1与法液空签订合约2 0 0 72安装制冷机安装多通
4、道传输线制冷机验收挣却第一台超导腔三台超导腔同时运行三台超导腔在储存环内同时运行圈2 制挎机与2 0 0 0 L 液氮杜瓦图3 液氮多通道传输管线目4 多通道传输管线截面2调试过程中出现的主要问题与解决办法在橱试过程中透平损坏= 敬。之后调商透甲损坏的原冈足常温管道污染严重，导致透平轴承管道污染，透平启动后# 死造成损坏。常温管道污染的原同是常温管道到货币没有进行及时的密封，致健施上中将污染物( 尘十、打磨焊接坡口时产生的砂轮的碎削，金属颗粒) 带入管道，发现后用化学清洗剂循环清洗。固为循环水泵流草不够，没有选划定的流速，导致清洗效果不住，污染物仍然残1 竽在管道目。为丁健管道内擘干燥，佳用压
5、缩空气进彳j 畎扫，致使管道内壁的污染物中检测出空气M 缩机油的成份。此后在制冷机公司的要求r ，我们重新建造了常温氦气管道，在充氮密封庭好焊接坡口在管道 U 处厂前完成，并经洗净、两端封口后运到工地安鞋。透平轴承管道处加装了氦气过滤装胃：新常温管道敷发在2 号地r 通道内，其走向下意图如咧5 所示。目5 常温管道走向图( 单根全氏2 5 0 余米)四、测试结果与运行成果制冷机调试结粜如图6 所示。测试方式是，在液氨杜瓦6 设置电加热器，电加热器的加热功翠在6 0 0 W 以上，在趟导腔要求的运行条件F ( 杜瓦压力稳定在13 B a r ，杜瓦漳位构全国首届粒于加速真空、低温技术讨尝论立集波
6、动小于1 ) ，制冷机连续7 2 小时稳定运行图6 制冷机调试结果表2 低温系统土要运行参数2 0 0 0 L 杜瓦压力2 0 0 0 L 杜瓦压力波I m h 动2 0 0 0 L 杜瓦液憧3 0 蹦2 0 0 0 L 杜瓦液位波制冷机动制冷机回气压力一级透平转速二级透平转速透平轴承温度压缩机出口压力压缩机出口压力波压缩机进口压力压缩机 压缩机进口压力渡E S D 4 4 1 变频变化0 3 6 压缩机轴承温度4 5 6 0 中压氢气储罐压力氨气储罐 低压氦气储罐压力液氯储罐压力液氨储罐 液氢消耗量4 0 0 0 L 天在完成制冷机调试后，2 0 0 8 年4 月2 7 日至3 0 日完成了
7、制冷机的验收工作。自2 0 0 8 年6 爿2 9 目起，低温系统至今已经连续无故障运行一年零一个( 其中，带二台超导腔作为负载无故障运行1 0 个月义1 周) 。在此期间，制冷机的运行参数稳定。上海光源低温系统的设计与建设低温系统主要运行参数如表2 所示。在低温系统运行期间，为了便于设备的管理，保证设备的正常运行，低温组制定了设备运行负责人制度，同时制定了低温系统操作技术手册。五、结论根据上海光源超导高频腔对低温系统的要求，进行了低温系统的设计和建设。虽然在系统建设与制冷机调试运行中遇到一些困难，但最终还是取得了圆满成功，为超导腔和上海光源的长时间持续稳定运行奠定了坚实的基础。参考文献【l
8、】K H o s o y a m ae t c ，D e v e l o p m e n to fah i g hp e r f o r m a n c et r a n s f e rl i n es y s t e m ，K E K ，H i g hE n e r g yA c c e l e r a t o rR e s e a r c hO r g a n i z a t i o nT S u k u b a ，I b a r a k i ，J a p a n ，P 5 2 】刘立强等，“上海光源”超导高频腔低温系统预设计，中国科学院理化技术研究所，北京，1 0 0 0 8 0 ，P 4l O
