本发明专利技术涉及一种双冷屏负压低温换热器测试装置，属于超低温技术领域。包括：低温冷箱及外部设备。所述的低温冷箱由箱体、液氮及液氦冷屏、4.5K液氦槽、1.8K超流氦槽、被测换热器、加热器及气动调节阀组成。所述的外部设备由液氮及液氦杜瓦、氦气钢瓶、气柜、手动调节阀、加热器、常温减压泵及真空泵组成。通过真空泵抽真空减少冷箱内气体导热，设置双冷屏减少辐射漏热，氦气钢瓶为液氦杜瓦提供供液动力并可调节进入4.5K液氦槽的压力，气柜可对4.5K液氦槽蒸发的氦气进行回收，在被测换热器入口设置旁通阀可减小高压路流量，从而实现实验的偏工况运行。本发明专利技术可以多工况进行实验，具有结构简单、操作可靠、可控制变量参数等优势。
A testing device of double cold screen negative pressure low temperature heat exchanger
【技术实现步骤摘要】
一种双冷屏负压低温换热器测试装置
本专利技术涉及一种低温换热器测试装置，尤其是涉及一种双冷屏负压低温换热器测试装置。
技术介绍
超流氦系统在核聚变及高能物理等领域应用广泛，超流氦几乎无粘，很容易渗透到磁体内部，能够迅速消除热扰动。使用超流氦来冷却超导磁体和加速器能够提高稳定性,减少能量消耗和运行成本。超流氦热导率非常高，导热性能远高于金属，具有优良的流动和传热性能，在许多应用场合，常常用其冷却超导磁体。超流氦低温系统一般包括一套4.5K氦低温系统和一套1.8K/2K超流氦低温子系统。超流氦低温子系统主要包括冷压机/常温泵和负压换热器。超流氦制冷系统一般采用三种方式对氦浴减压：常温真空泵、冷压机，及常温泵与冷压机混合。负压换热器作为超流氦系统的关键设备，直接影响整个系统的性能。它的作用主要是回收负压氦气的冷量，提高超流氦系统的效率及超流氦得率。不同于普通换热器，负压换热器的应用条件更苛刻，对效率和压降的要求也更高，且须考虑变物性的影响等因素，所以其设计也更加复杂。另一方面，有关超流氦系统负压换热器设计的核心数据及技术主要由国外换热器企业掌握。国内换热器设计目前能够使用的传热及压降关联式大多为空分实验所得到的，直接应用到超流氦系统会有较大误差，因此开展负压换热器的实验及研究，对于打破国外垄断，发展我国超流氦低温技术有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是通过建立负压低温换热器的通用实验装置，能够对不同类型换热器、不同工况进行大范围实验，能够对负压低温换热器的传热及压降性能进行验证及分析，为超流氦低温技术的发展提供基础。本专利技术的上述技术问题是通过下述方案得以解决的。本专利技术涉及一种双冷屏负压低温换热器测试装置，所述的双冷屏负压低温换热器测试装置包括低温冷箱和外部设备，所述的低温冷箱包括箱体(1)、上端盖(2)、液氮冷屏(11)、液氦冷屏(12)、4.5K液氦槽(13)、1.8K超流氦槽(14)、被测换热器(9)、第一加热器(15)、第二加热器(16)及低温气动调节阀(8)，上端盖(2)固定连接于箱体(1)上部，所述的外部设备由液氮杜瓦(3)、液氦杜瓦(4)、氦气钢瓶(5)、气柜(18)、手动调节阀(10)、第三加热器(17)、常温减压泵(6)以及对冷箱进行抽真空的真空泵(7)组成。所述的一种双冷屏负压低温换热器测试装置，液氮冷屏(11)固定连接于箱体(1)内壁，液氦冷屏(12)与液氮冷屏(11)同心安装并安装于液氮冷屏(11)内侧。一种双冷屏负压低温换热器测试装置，4.5K液氦槽(13)吊装于上端盖(2)并位于冷箱的上部，被测换热器(9)安装于4.5K液氦槽(13)的下部，第二加热器(16)固定安装于4.5K液氦槽(13)与被测换热器(9)之间的管道外，1.8K超流氦槽(14)吊装于上端盖(2)，位于被测换热器(9)的下部，被测换热器(9)与1.8K超流氦槽(14)之间安装有低温气动调节阀(8)，此处实现节流减压功能，加热器(15)安装于1.8K超流氦槽(14)的下部，位于冷箱的最底部。一种双冷屏负压低温换热器测试装置，液氮杜瓦(3)、液氦杜瓦(4)及氦气钢瓶(5)的出口分别安装有手动调节阀(10)。上端盖(2)通过低压路排气管与第三加热器(17)固定连接，第三加热器(17)通过管道与常温减压泵(6)相连接。一种双冷屏负压低温换热器测试装置，4.5K液氦槽(13)外部连接有排气管，排气管另一侧固定连接于气柜(18)。使用真空泵(7)对箱体(1)抽真空减少冷箱内气体的导热，通过在冷箱内设置液氮冷屏(11)和液氦冷屏(12)减少外界空气对内部装置的辐射漏热，通过氦气钢瓶(5)为液氦杜瓦(4)提供供液动力并调节液氦杜瓦(4)内压力，从而调节进入4.5K液氦槽(13)的液氦压力，通过气柜(18)对4.5K液氦槽(13)蒸发的氦气进行回收，通过在被测换热器入口设置旁通阀减小高压路流体流量。有益效果：本专利技术可以针对多种不同类型换热器，在多种不同工况下进行实验研究，拓展了实验的范围，提高了实验数据的精度，为超流氦低温技术的发展奠定了基础。附图说明图1为专利技术的测试装置的结构示意图。图中标号：箱体1、上端盖2、液氮杜瓦3、液氦杜瓦4、氦气钢瓶5、常温减压泵6、真空泵7、低温气动调节阀8、被测换热器9、手动调节阀10、液氮冷屏11、液氦冷屏12、4.5K液氦槽13、1.8K超流氦槽14、第一加热器15、第二加热器16、第三加热器17、气柜18。具体实施方式为使对本专利技术的技术方案及所达成的功效有进一步的了解和认识，下面结合实施例及附图详细说明。如图1所示，本专利技术所述的一种双冷屏负压低温换热器测试装置，所述的双冷屏负压低温换热器测试装置包括低温冷箱和外部设备，所述的低温冷箱包括箱体(1)、上端盖(2)、液氮冷屏(11)、液氦冷屏(12)、4.5K液氦槽(13)、1.8K超流氦槽(14)、被测换热器(9)、第一加热器(15)、第二加热器(16)及低温气动调节阀(8)，上端盖(2)固定连接于箱体(1)上部，所述的外部设备包括液氮杜瓦(3)、液氦杜瓦(4)、氦气钢瓶(5)、气柜(18)、手动调节阀(10)、第三加热器(17)、常温减压泵(6)以及对冷箱进行抽真空的真空泵(7)。液氮冷屏(11)固定连接于箱体(1)内壁，液氦冷屏(12)安装于液氮冷屏(11)内侧，液氦冷屏(12)且与液氮冷屏(11)同心安装。4.5K液氦槽(13)吊装于上端盖(2)并位于冷箱的上部，被测换热器(9)安装于4.5K液氦槽(13)的下部，第二加热器(16)固定安装于4.5K液氦槽(13)与被测换热器(9)之间的管道外，1.8K超流氦槽(14)吊装于上端盖(2)，位于被测换热器(9)的下部，被测换热器(9)与1.8K超流氦槽(14)之间安装有低温气动调节阀(8)，此处实现节流减压功能，第一加热器(15)安装于1.8K超流氦槽(14)的下部，位于箱体(1)的最底部。液氮杜瓦(3)、液氦杜瓦(4)及氦气钢瓶(5)的出口分别安装有手动调节阀(10)。上端盖(2)通过低压路排气管与第三加热器(17)固定连接，第三加热器(17)通过管道与常温减压泵(6)相连接。4.5K液氦槽(13)外部连接有排气管，排气管另一侧固定连接于气柜(18)。本专利技术通过使用真空泵(7)对箱体(1)抽真空减少冷箱内气体的导热，通过在冷箱内设置液氮冷屏(11)和液氦冷屏(12)减少外界空气对内部装置的辐射漏热，通过氦气钢瓶(5)为液氦杜瓦(4)提供供液动力并调节液氦杜瓦(4)内压力，从而可调节进入4.5K液氦槽(13)的液氦压力，通过气柜(18)对4.5K液氦槽(13)蒸发的氦气进行回收，通过在被测换热器入口设置旁通阀可以减小高压路流体流量，从而实现实验的偏工况运行。该测试装置可针对多种类型换热器进行多工况实验，拓展了实验的范围，提高了实验数据的精度。试验步骤：启动真空泵(7)对箱体(1)抽真空，开启液氮杜瓦(3)的阀门使液氮进入液氮冷屏(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双冷屏负压低温换热器测试装置，其特征在于：/n所述的双冷屏负压低温换热器测试装置，包括低温冷箱和外部设备，所述的低温冷箱包括箱体(1)、上端盖(2)、液氮冷屏(11)、液氦冷屏(12)、4.5K液氦槽(13)、1.8K超流氦槽(14)、被测换热器(9)、第一加热器(15)、第二加热器(16)及低温气动调节阀(8)，上端盖(2)固定连接于箱体(1)上部，所述的外部设备包括液氮杜瓦(3)、液氦杜瓦(4)、氦气钢瓶(5)、气柜(18)、手动调节阀(10)、第三加热器(17)、常温减压泵(6)以及对冷箱进行抽真空的真空泵(7)。/n
【技术特征摘要】
1.一种双冷屏负压低温换热器测试装置，其特征在于：
所述的双冷屏负压低温换热器测试装置，包括低温冷箱和外部设备，所述的低温冷箱包括箱体(1)、上端盖(2)、液氮冷屏(11)、液氦冷屏(12)、4.5K液氦槽(13)、1.8K超流氦槽(14)、被测换热器(9)、第一加热器(15)、第二加热器(16)及低温气动调节阀(8)，上端盖(2)固定连接于箱体(1)上部，所述的外部设备包括液氮杜瓦(3)、液氦杜瓦(4)、氦气钢瓶(5)、气柜(18)、手动调节阀(10)、第三加热器(17)、常温减压泵(6)以及对冷箱进行抽真空的真空泵(7)。
2.根据权利要求1所述的一种双冷屏负压低温换热器测试装置，其特征在于：
所述的液氮冷屏(11)固定连接于箱体(1)内壁，液氦冷屏(12)安装于液氮冷屏(11)内侧，且液氦冷屏(12)与液氮冷屏(11)同心安装。
3.根据权利要求1所述的一种双冷屏负压低温换热器测试装置，其特征在于：
所述的4.5K液氦槽(13)吊装于上端盖(2)并位于冷箱的上部，被测换热器(9)安装于4.5K液氦槽(13)的下部，第二加热器(16)固定安装于4.5K液氦槽(13)与被测换热器(9)之间的管道外，1.8K超流氦槽(14)吊装于上端盖(2)，位于被测换热器(9)的下部，被测换热器(9)与1.8K超流氦槽(14)之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：张启勇，杨鹏程，朱志刚，吴克平，张传佳，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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