一种氦液化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种氦液化系统，包括氦气气源、制冷机换热装置、低温存储装置、循环换热装置及循环驱动装置；所述氦气气源通过管道输入到制冷机换热装置内；所述制冷机换热装置内的出气端与低温存储装置的进气端连接；所述循环换热装置内设置有第一通道及第二通道；所述低温存储装置的出气端与循环换热装置内第一通道的进气端连通；所述循环换热装置内第一通道的出气端与循环驱动装置的进气端连通；所述循环驱动装置的出气端与循环换热装置内第二通道的进气端连通；所述循环换热装置内第二通道的出气端与制冷机换热装置的进气端连通；本实用新型专利技术，避免了冷量的流失以及气态氦气的泄露。

【技术实现步骤摘要】
一种氦液化系统
本技术涉及氦液化
，具体为一种氦液化系统。
技术介绍
氦在自然界中主要存在于天然气体或放射性矿石中。在地球的大气层中，氦的浓度十分低，只有五点二万分之一。现有的小型氦液化工艺流程中，大都依托制冷机将氦气降温，液化后存储于杜瓦装置中。在氦气降温、液化过程中杜瓦装置中的氦气会不断地向回收装置放出氦气，具体表现在：第一：杜瓦装置中放出的氦气为高纯气体，而氦气的回收过程会对氦气造成新的污染，污染后的氦气需要再次纯化。放出的氦气无论是回收过程还是纯化过程都会消耗能源，对能源造成浪费。第二：如果仅仅具备氦液化装置，不具备回收装置和纯化装置，那么杜瓦中放出的氦气只能放进大气中，更是带来了氦资源的浪费。第三：杜瓦装置中放出的氦气温度也较低，在某种程度上也会带来冷量的损失。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于：提供一种杜瓦中放出的氦气不用流向回收装置，同时将氦气中冷量尽量回收，减小损失的氦液化系统。为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种氦液化系统，包括氦气气源、制冷机换热装置、低温存储装置、循环换热装置及循环驱动装置；所述氦气气源通过管道输入到制冷机换热装置内；所述制冷机换热装置内的出气端与低温存储装置的进气端连接；所述循环换热装置内设置有第一通道及第二通道；所述低温存储装置的出气端与循环换热装置内第一通道的进气端连通；所述循环换热装置内第一通道的出气端与循环驱动装置的进气端连通；所述循环驱动装置的出气端与循环换热装置内第二通道的进气端连通；所述循环换热装置内第二通道的出气端与制冷机换热装置的进气端连通。低温存储装置中充满常压常温氦气。常温气源输入特定流速的氦气，氦气经进气口流入制冷机换热装置，受制冷机提供的冷量影响，氦温度降低。在循环驱动装置的作用下，低温储存容器中气体被抽出，从制冷机换热装置的低温氦进入低温储存容器。同时，从低温储存容器中抽出的氦经循环换热装置及循环驱动装置，再经循环换热装置的第二通道后经另一进气口流入制冷机换热装置，以供进一步降温液化；低温存储装置内气体温度不断降低，循环驱动装置抽出的气体温度不断降低。低温存储装置中氦温度不断下降，当容器底部温度达到氦气的临界温度时，氦气开始液化，容器底部开始积液；氦两次流经循环换热装置，流经第一通道、第二通道的氦充分换热，进一步避免了冷量的损失。优选地，所述制冷机换热装置的进气端包括两个独立的进气口；所述循环换热装置内第二通道的出气端、氦气气源的气体分别通过制冷机换热装置的两个独立进气口输入到制冷机换热装置内。优选地，所述氦气气源与制冷机换热装置之间连接的管道上安装有第一调节阀。优选地，所述氦气气源与制冷机换热装置之间连接的管道上还安装有第一流量测量计，且第一流量测量计设置在第一调节阀的后方。优选地，所述循环换热装置内第一通道的出气端与循环驱动装置的进气端之间连接的管道上安装有第二调节阀。优选地，所述所述循环换热装置内第一通道的出气端与循环驱动装置的进气端之间连接的管道上还安装有第二流量测量计；所述第二流量测量计设置在第二调节阀的后方。优选地，所述低温存储装置为杜瓦瓶。优选地，所述制冷机换热装置为G-M型号的制冷机。初始状态下，低温存储装置中充满常压常温氦气。常温气源输入特定流速的氦气，氦气经进气口流入制冷机换热装置，受制冷机换热装置提供的冷量影响，氦温度降低。在循环驱动装置的作用下，低温储存容器中气体被抽出，从制冷机换热装置的低温氦进入低温储存容器。因为回收装置和纯化装置一般都是在高压工况下进行(＞50bar)，而本回流工艺是在较低的压力进行的(＜0.5bar)，所以单位质量的氦气使用循环驱动装置的能耗远远小于回收装置和纯化装置之和。同时，从低温储存容器中抽出的氦经循环换热装置的第一通道流入第二调节阀及第二流量测量计，再经循环驱动装置，再经循环换热装置的第二通道后经另一进气口流入制冷机换热装置，以供进一步降温液化。按照上述循环，低温存储装置内气体温度不断降低，循环驱动装置抽出的气体温度不断降低。低温存储装置中氦温度不断下降，当容器底部温度达到氦气的临界温度时，氦气开始液化，容器底部开始积液。此时，调整第一调节阀，并观看第一流量测量计，使循环驱动装置从低温存储装置中抽出气体的速率大于低温存储装置因漏热蒸发的气体的速率，使得常温气源的氦不断进入，低温存储装置内氦也会不断降温液化。上述过程中，氦两次流经循环换热装置，流经第一通道、第二通道的氦充分换热，进一步避免了冷量的损失。与现有技术相比，本技术的有益效果是：A.氦两次流经循环换热装置，流经第一通道、第二通道的氦充分换热，避免了冷量的损失，降低了气态氦气的泄露；B.调整第一调节阀，并观看第一流量测量计，使循环驱动装置从低温存储装置中抽出气体的速率大于低温存储装置因漏热蒸发的气体的速率，调节精确。附图说明图1为本技术氦液化系统的整体结构示意图。附图标号：1、氦气气源；2、第一调节阀；21、第一流量测量计；3、制冷机换热装置；4、低温存储装置；5、循环换热装置；6、第二调节阀；62、第二流量测量计；7、循环驱动装置。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本技术技术方案，现结合说明书附图对本技术技术方案做进一步的说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。参阅图1，本实施例公开了一种氦液化系统，一种氦液化系统，包括氦气气源1、制冷机换热装置3、低温存储装置4、循环换热装置5及循环驱动装置7；所述制冷机换热装置3的进气端包括两个独立的进气口；所述氦气气源1通过管道输入到制冷机换热装置3的一个独立的进气口内；所述制冷机换热装置3内的出气端与低温存储装置4的进气端连接；所述循环换热装置5内设置有第一通道及第二通道；所述低温存储装置4的出气端与循环换热装置5内第一通道的进气端连通；所述循环换热装置5内第一通道的出气端与循环驱动装置7的进气端连通；所述循环驱动装置7的出气端与循环换热装置5内第二通道的进气端连通；所述循环换热装置5内第二通道的出气端与制冷机换热装置3的另一个独立的进气口连通。所述氦气气源1与制冷机换热装置3之间连接的管道上通过螺栓分别安装有第一调节阀2及第一流量测量计21；所述第一流量测量计21设置在第一调节阀2的后方。所述循环换热装置5内第一通道的出气端与循环驱动装置7的进气端之间连接的管道上通过螺栓分别安装有第二调节阀6及第二流量测量计62；所述第二流量测量计62设置在第二调节阀6的后方。所述低温存储装置4为杜瓦瓶。所述制冷机换热装置3为G-M型号的制冷机。本实施例的工作原理是：初始状态下，低温存储装置4中充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氦液化系统，其特征在于：包括氦气气源、制冷机换热装置、低温存储装置、循环换热装置及循环驱动装置；所述氦气气源通过管道输入到制冷机换热装置内；所述制冷机换热装置内的出气端与低温存储装置的进气端连接；所述循环换热装置内设置有第一通道及第二通道；所述低温存储装置的出气端与循环换热装置内第一通道的进气端连通；所述循环换热装置内第一通道的出气端与循环驱动装置的进气端连通；所述循环驱动装置的出气端与循环换热装置内第二通道的进气端连通；所述循环换热装置内第二通道的出气端与制冷机换热装置的进气端连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种氦液化系统，其特征在于：包括氦气气源、制冷机换热装置、低温存储装置、循环换热装置及循环驱动装置；所述氦气气源通过管道输入到制冷机换热装置内；所述制冷机换热装置内的出气端与低温存储装置的进气端连接；所述循环换热装置内设置有第一通道及第二通道；所述低温存储装置的出气端与循环换热装置内第一通道的进气端连通；所述循环换热装置内第一通道的出气端与循环驱动装置的进气端连通；所述循环驱动装置的出气端与循环换热装置内第二通道的进气端连通；所述循环换热装置内第二通道的出气端与制冷机换热装置的进气端连通。


2.根据权利要求1所述的一种氦液化系统，其特征在于：所述制冷机换热装置的进气端包括两个独立的进气口；所述循环换热装置内第二通道的出气端、氦气气源的气体分别通过制冷机换热装置的两个独立进气口输入到制冷机换热装置内。


3.根据权利要求1所述的一种氦液化系统，其特征在于：所述氦气气源与制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆国，苏玉磊，刘占卿，邱一男，何超峰，王振兴，刘岩云，胡俊豪，王天祥，张华标，高旭，陈虹，叶海峰，周家屹，雷刚，张晓萍，江延明，邱小林，陈强，
申请(专利权)人：安徽万瑞冷电科技有限公司，北京特种工程设计研究院，
类型：新型
国别省市：安徽;34