在家用冰箱的百瓦级功率下,零下18摄氏度已是常态,但要达到同等功率制冷至零下271摄氏度,则需引入国际先进技术。近日,一项国家重大科研装备项目——“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”成功通过验收及成果鉴定,这标志着中国已经具备了研发千瓦级和百瓦级大型低温制冷设备的能力。
该项目得到了财政部的大力支持,由中国科学院理化技术研究所主导完成。专家们认为,该项目整体技术水平达到了国际领先标准,其中高稳定性离心式冷压缩机技术和兆瓦级氦气喷油式螺杆压缩机技术更是走在了世界前沿。
这项液氦到超流氦温区大型低温制冷装备对于航空航天、氢能源储运以及一系列科学研究领域至关重要。在过去,我国对此类高端设备一直依赖进口,甚至有些专门需求的产品都难以买到。
项目总指挥刘新建研究员表示,他们团队取得了一系列关键创新,如大型低温制冷系统设计与控制、气体轴承透平膨胀机、高效超流氦负压换热器、大型螺杆压缩机及离心式冷压缩机等多个方面都有所突破。此外,还包括了复杂低温系统集成调试等多个领域。
首席科学家李青研究员解释道,在温度降至零下269摄氏度后,每进一步降低温度或增加功率水平,都会面临指数级增长的挑战。而万瓦级和千瓦级液氦温度的大型低温设备,是全球科技界尚未解决的问题,也将成为未来科研团队争取克服的一道难题。
据悉,这种百瓦级超流氦温度的大型制冷装置已被应用于宁夏盐池液化天然气闪蒸提取钾碱过程,以及加速器核聚变实验室等场合,为相关行业带来了强劲推动。同时,该项目还促进了我国高端螺杆压缩机、换热器及阀门制造业快速发展,并逐步形成了一套完整且专业化的地球产业链。