[发明专利]用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法有效

专利信息
申请号: 202110550603.9 申请日: 2021-05-20
公开(公告)号: CN113153714B 公开(公告)日: 2022-02-11
发明(设计)人: 王铭翔;谢远来;胡纯栋;汪金新;郎嘉琪;陶玲;唐宁;章思 申请(专利权)人: 中国科学院合肥物质科学研究院
主分类号: F04B49/00 分类号: F04B49/00;F04B49/06;F04B37/08
代理公司: 合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙) 34124 代理人: 杜丹丹
地址: 230031 安徽*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 用于 中性 注入 系统 低温泵 组件 运行 控制 方法
【权利要求书】:

1.用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,低温泵组件包括液氮杜瓦、液氦杜瓦、分子泵、罗茨泵、低温泵、温度测量控制装置,所述液氮杜瓦与低温泵内防辐射挡板连接,所述液氦杜瓦与所述低温泵内低温吸附面连接,低温吸附面上具有活性炭和加热丝,温度测量控制装置连接加热丝,分子泵、罗茨泵分别与低温泵连接;

包括以下步骤:

降温,开启液氮冷却低温泵的防辐射挡板,使其温度稳定在80±5K;开启液氦冷却低温泵的低温吸附面,使其温度维持在4.5-6K;

稳态运行,通过调节液氮液氦的流量,使低温吸附面维持在4.5-6K,防辐射挡板维持在80±5K;

再生过程,包括多次循环进行升温,抽空和制冷,次数大于等于5;通过加热丝加热进行升温,并通过温度测量控制装置实时监测加热温度,加热过程中,抽出释放的气体,待降温到工作温度,打开液氦,逐步降温,降温完成;

回温,关闭液氦,温度上升到80±5K时,关闭液氮直至低温吸附面、防辐射挡板温度回到常温状态,回温完成;

所述低温泵组件还包括设置在所述液氮杜瓦与低温泵的液氮连接管道上的液氮阀门、所述液氦杜瓦与所述低温泵的液氦连接管道上的液氦阀门、压力测量装置、报警装置、控制装置,所述压力测量装置分别连接在液氮连接管道和液氦连接管道上,所述压力测量装置位于所述液氮阀门和所述液氦阀门的后端,所述压力测量装置连接所述报警装置,所述控制装置连接所述液氮阀门、液氦阀门、压力测量装置、报警装置;

所述降温的具体过程为:首先采用罗茨泵粗抽,再用分子泵抽中等真空,再开启液氮阀门,冷却低温泵防辐射挡板,通过监测防辐射挡板表面温度、液氮连接管道进出口温度来监测降温过程;防辐射挡板降到80±5K后,保持液氮阀门一定开度,维持温度保持在80±5K;开启液氦阀门,通过监测低温吸附面的温度来监测降温过程;低温吸附面温度降到4.5±0.5K后,保持液氦阀门一定开度,维持低温吸附面温度在4.5-6K,同时调节液氮阀门开度,维持防辐射挡板温度在80±5K,使整个系统保持稳定,降温过程结束。

2.根据权利要求1所述的用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,所述稳态运行具体过程为:降温到位后,以液氮液氦出口温度为目标值,通过调节液氮阀门和液氦阀门的开度调节实现液氮液氦出口温度的稳定,同时,压力测量装置设置压力保护阈值,超过压力保护阈值时,所述报警装置动作;控制装置调节液氮阀门和液氦阀门的开度,使低温吸附面维持在4.5-6K,防辐射挡板维持在80±5K,系统保持稳态运行。

3.根据权利要求1所述的用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,所述再生过程为部分再生,循环次数为5-10次。

4.根据权利要求3所述的用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,所述防辐射挡板和所述低温吸附面上设置有温度传感器,温度传感器连接温度测量控制装置。

5.根据权利要求3所述的用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,所述部分再生包括以下步骤:关闭液氦;加热低温吸附面上加热丝到90±5K,温度测量控制装置通过温度传感器测得的温度实时监控加热过程;加热过程中抽出释放的气体,通过监测压力的变化来监控抽气过程;抽气完成后,停止抽气,待降温到工作温度;打开液氦,逐步降温到4.5-6K,降温完成。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,所述再生过程还包括完全再生,所述完全再生过程位于多次部分再生循环后。

7.根据权利要求6所述的用于中性束注入系统的低温泵组件运行控制方法,其特征在于,所述完全再生包括以下步骤:关闭液氦、液氮,加热丝工作,温度测量控制装置监控加热到300±10K;加热过程中将释放的气体抽出,通过监测压力的变化来监控抽气过程;抽气完成后,停止抽气,完全再生完成。

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