[发明专利]一种超低温流体传输管线真空隔断装置

说明书

技术领域

本发明属于一种超低温流体传输管线中的真空隔断装置，具体应用于2K低温系统的低温分配阀箱与低温恒温器连接的2K低温传输管线中，该装置实现各真空系统的独立性，防止某一真空系统受到破坏时影响其它真空系统。

背景技术

为了进一步提高超导加速腔、超导磁体的品质因素，将其工作在2K低温环境当中。2K的超流氦一般是由4.2K液氦减压降温来获得，对设备漏热要求极其严格。在大型的低温系统中，为了实现各真空系统的独立性，防止某一真空系统受到破坏时影响其他真空系统，需要在低温传输管线中设置真空隔断装置。低温传输管线中的真空隔断作为室温部件与低温部件过渡装置，需要考虑诸多因素：首先必须保证在中心低温区域有很小的漏热，真空环境中有足够的机械强度，同时有很好的真空密封性能。2K低温传输管线包括各温区的低温管线，而且由于低温流体的不同对漏热的要求也不尽相同，4.2K液氦较80K液氮更为珍贵，2K液氦较4.2K超流氦更为珍贵，所以最重要的是要尽量减小来自室温端的热负荷,尤其减小对中心低温区域2K液氦的消耗，同时真空隔断装置要在反复降温、复温过程中有足够的机械稳定性。综上所述，设计2K低温传输管线真空隔断装置有一定的难度。

目前的技术中，没有涉及中心低温区域为2K的真空隔断(2K的超流氦保存不易，对其设备的漏热的要求更为严格)，现有方案中的真空隔断均不太适用于此场合中。

发明内容

本发明目的是要提出一种超低温流体传输管线中的真空隔断装置，本装置能够实现真空系统的独立性，并具有足够的机械强度、很好的真空密封性能、补偿冷热收缩位移量、尤其对中心低温区域有很小的热负荷。

本发明的技术为了减小中心低温区域2K的热负荷，采用多种手段增加导热路径，充分利用4.2K液氦的较大显热值，适当牺牲4.2K液氦。同时对其他温区流体的热负荷也采取相应的手段。

本发明公开的2K低温流体传输管线真空隔断装置，包括有实现真空环境的的真空隔断法兰，若干穿过真空隔断法兰的不同温区低温管线及其对应的真空套管以及优化温度梯度的铜冷沉。2K低温传输管线真空隔断装置是室温部件与低温部件过渡装置，而且不设置冷屏；真空隔断法兰焊接有各温区带有波纹管的双层套管，同时各温区低温管线之间通过铜冷沉来建立联系，双层套管适当位置设置有上一温区的铜冷沉作为热截止来有选择性的消耗较高温区的流体来减小较低温区的流体消耗。

本发明的技术方案为：

一种超低温流体传输管线真空隔断装置，其特征在于包括真空隔断法兰，所述真空隔断法兰连接有各温区的低温管线，包括超低温区、第一低温区与第二低温区，第二低温区温度高于第一低温区温度，第一低温区温度高于超低温区温度；每一温区包括一套管及穿过并伸出该套管的低温管线；所述超低温区位于所述真空隔断法兰中心，所述第一低温区分布于所述超低温区外围，所述第二低温区分布于所述第一低温区外围；所述超低温区的低温管线、第一低温区的低温管线、第二低温区的低温管线分别穿过所述真空隔断法兰，各温区的所述套管一端与所述真空隔断法兰密封连接；每一套管分别通过一热截止与上一温区的低温管线连接，且该热截止的温度与该上一温区的低温管线温度相同。

进一步的，所述套管为加装波纹管的双层套管。

进一步的，所述双层套管的内层和外层一端分别与所述低温管线和真空隔断法兰密封连接。

进一步的，所述双层套管的内层长度为其外层长度的一半。

进一步的，所述超低温区、第一温区外围分别设有一对应的低温区域套管。

进一步的，所述超低温区域内设置有降温/复温管线。

进一步的，所述超低温区为2K低温区，所述第一低温区为4.2K低温区，所述第二低温区为80K低温区。

进一步的，所述的上一温区的低温管线与下一温区的套管通过铜冷沉连接

进一步的，所述铜冷沉与套管之间采用钎焊来作为热截止