CN107965940B - 超流氦低温系统 - Google Patents

Abstract

一种超流氦低温系统，压缩机单元的出口和氦液化单元的第一入口连通，氦液化单元的第一出口和第一储罐入口连通，第一储罐第一出口和氦液化单元的第二入口连通，氦液化单元的第二出口和压缩机单元入口连通；第一储罐第二出口和超流氦制冷机的第一入口连通，超流氦制冷机的第一出口和第二储罐的入口连通，第二储罐的出口和超流氦制冷机的第二入口连通，超流氦制冷机的第二出口和加热器的入口连通，加热器的出口和无油负压室温泵单元的入口连通，无油负压室温泵单元的出口和压缩机单元的入口连通。上述超流氦低温系统，采用无油负压室温泵单元，可长期免维护运行，不需要附加的除油装置，降低了超流氦系统复杂性，减少由于油颗粒引入造成的系统损伤。

Description

超流氦低温系统

技术领域

本发明涉及低温制冷技术领域，尤其涉及一种超流氦低温系统。

背景技术

由于超流氦具有更低的温度、极小的粘度和高导热率等优点，法国国家科研中心与原子能总署下属研究所、美国杰斐逊实验室、德国电子同步加速器DESY、日本高能加速器研究机构KEK、欧洲核子中心CERN等先后建立了超流氦温区大型低温制冷系统，用以支持由各种大型超导磁体和超导射频腔构成的超导加速器和超导对撞机的长期稳定运行。

上二十世纪八十年代后期开始，法国的科研人员采用法国法液空研制的300W@1.8K低温系统，超流氦(HeII)冷却的Tore-Supra托克马克磁体成功运行。此后，美国杰弗逊实验室率先开展了2kW级超流氦制冷系统，连续电子束加速器CEBAF是第一个使用了制冷量在2K下千瓦级别的加速器项目，其制冷量为4.8kW@2K。之后，欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)将制冷量提高到20kW的量级。LHC共有1323对NiTi超导磁体，只有超流氦冷却可实现1.9K的极低温物理环境，产生高磁场。正是由于大科学工程以及对大型低温制冷系统的需求日益增多，欧洲的大型低温制冷技术得到快速发展，并且形成了专门生产大型低温制冷系统的跨国公司，如瑞士林德公司、法国法液空公司等。这些跨国公司发展了系列大型低温制冷设备，制冷量从数百瓦级直至万瓦级，从而保证了欧美国家及日本在新兴产业、能源、科学研究等方面的顺利进展，满足了各项关键系统与产业对大型低温制冷系统的需要。

北京大学重离子研究所的超导加速器装置(PKU-SCAF)是国内第一家在运行的超流氦温区大型低温制冷系统，制冷量为70W，整套低温系统由瑞士林德公司提供。中国科学院高能物理研究所ADS注入器I超流氦温区大型低温制冷系统是目前国内最大的，主要包括4.5K制冷系统和2K减压降温系统。该2K低温系统的最大制冷能力可达200W@2K，采用法国法液空公司定制。

超流氦温区大型低温制冷系统的实现一般有三种方式：1)室温压缩机组、液氦温区制冷机和冷压缩机，直接利用冷压缩机对液氦温区制冷机回气的负压氦气进行减压降温；2)室温压缩机组、液氦温区制冷机和负压室温泵(泵组)，利用负压室温泵对液氦温区制冷机回气的负压氦气进行减压降温；3)室温压缩机组、液氦温区制冷机、冷压缩机和负压室温泵(泵组)，利用冷压缩机和负压室温泵(泵组)共同作用对负压氦气实现减压降温。第一种方式冷压缩机在极低温下需要实现大压缩比，对冷压缩机提出较高的要求，目前能掌握该关键技术的公司有日本IHI公司和法国法液空公司。第二种和第三种方式中，超流氦温区大型低温制冷系统所使用的负压室温泵(泵组)均采用油润滑负压室温泵(泵组)，润滑油可以对在增压输送过程中的氦气进行有效降温，如油式旋片泵和油式螺杆泵等。由于负压室温泵(泵组)的润滑油与室温压缩机(组)所采用的润滑油的黏度要求不同，需要对润滑油进行特殊处理，同时必须在大型低温制冷系统内采用附加的除油装置来除去负压室温泵(泵组)的润滑油，以避免降温后油分子形成颗粒对低温系统造成损害，这样必然增加系统复杂性；同时需要对负压室温泵(泵组)的泵油进行定期更换，增加维护成本。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种可以满足低温系统长期免维护运行的需求，同时剔除了附加的除油装置，降低了系统复杂性和可能由于油颗粒引入造成的对低温系统损伤的超流氦低温系统。

一种超流氦低温系统，包括压缩机单元、氦液化单元、第一储罐、第二储罐、超流氦制冷机、加热器、无油负压室温泵单元和旁通阀；

所述压缩机单元的出口和所述氦液化单元的第一入口连通，所述氦液化单元的第一出口和所述第一储罐的入口连通，所述第一储罐的第一出口和所述氦液化单元的第二入口连通，所述氦液化单元的第二出口和所述压缩机单元的入口连通；

所述第一储罐的第二出口和所述超流氦制冷机的第一入口连通，所述超流氦制冷机的第一出口和所述第二储罐的入口连通，所述第二储罐的出口和所述超流氦制冷机的第二入口连通，所述超流氦制冷机的第二出口和所述加热器的入口连通，所述加热器的出口和所述无油负压室温泵单元的入口连通，所述无油负压室温泵单元的出口和所述压缩机单元的入口连通。

在一个实施例中，还包括气体管理子系统，所述气体管理子系统包括与所述压缩机单元并联的气动调节阀门组。

在一个实施例中，所述压缩机单元包含压缩机构和高精滤油子系统，压缩机构为单台单级压缩机，或单台多级压缩机，或串联的两台单级压缩机，或串并联组合的多台单级压缩机。

在一个实施例中，所述氦液化单元为基于克劳德循环、修正克劳德循环或二至六级透平的柯林斯循环形成的氦液化单元。

在一个实施例中，所述氦液化单元还设有预冷工质入口和预冷工质出口，预冷工质为液氮或低温混合工质。

在一个实施例中，所述超流氦制冷机为焦-汤节流阀、负压换热器及冷压缩机的组合，或焦-汤节流阀与负压换热器的组合，或焦-汤节流阀与冷压缩机的组合。

在一个实施例中，所述第一储罐为液氦杜瓦、冷量测试子系统、低温分配阀箱或用户特定负载。

在一个实施例中，所述无油负压室温泵单元为一台无油负压室温泵或至少两台无油负压室温泵并联形成的泵组。

与现有闭式超流氦低温系统相比，上述超流氦低温系统，采用无油负压室温泵单元，可以满足超流氦低温系统长期免维护运行的需求，同时剔除了附加的除油装置，降低了超流氦低温系统复杂性和可能由于油颗粒引入造成的对超流氦低温系统的损伤。

附图说明

图1为一种实施方式的超流氦低温系统的结构示意图；

图2为实施例1所示的超流氦低温系统的结构示意图；

图3为实施例2所示的超流氦低温系统的结构示意图；

图4为实施例3所示的超流氦低温系统的结构示意图；

图5为实施例4所示的超流氦低温系统的结构示意图；

图6为实施例5所示的超流氦低温系统的结构示意图；

图7为实施例6所示的超流氦低温系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一实施方式的超流氦低温系统100，包括压缩机单元110、氦液化单元120、第一储罐140、第二储罐150、超流氦制冷机160、加热器170、无油负压室温泵单元180和旁通阀185。

压缩机单元110的出口和氦液化单元120的第一入口连通，氦液化单元120的第一出口和第一储罐140的入口连通，第一储罐140的第一出口和氦液化单元120的第二入口连通，氦液化单元120的第二出口和压缩机单元110的入口连通。氦液化单元120的第一出口流出饱和液氦。第一储罐140的第一出口流出4.5K饱和氦气。

第一储罐140的第二出口和超流氦制冷机160的第一入口连通，超流氦制冷机160的第一出口和第二储罐150的入口连通，第二储罐150的出口和超流氦制冷机160的第二入口连通，超流氦制冷机160的第二出口和加热器170的入口连通，加热器170的出口和无油负压室温泵单元180的入口连通，无油负压室温泵单元180的出口和压缩机单元110的入口连通。第一储罐140的第二出口流出饱和液氦。超流氦制冷机160的第一出口流出超流氦。第二储罐150的出口流出2K低温氦气。

上述超流氦低温系统100还包括气体管理子系统190，气体管理子系统190包括与压缩机单元110并联的气动调节阀门组。

具体的，压缩机单元110包含压缩机构和高精滤油子系统。压缩机构可以为单台单级压缩机，或单台多级压缩机，或串联的两台单级压缩机，或串并联组合的多台单级压缩机。高精滤油子系统可以除去压缩机组件的油颗粒，确保压缩机单元出口的油含量达到10ppb量级。压缩机构的压缩机为室温压缩机。请参考图2，当压缩机构为单台单级压缩机时，气体管理子系统290包括分别与压缩机单元并联的第一管路和第二管路，第一管路上设有第一阀门212，第二管路上串联设有第二阀门214和第三阀门216，以及设于第二阀门214和第三阀门216之间的高纯氦气储罐218。请参考图1，当压缩机构为第一压缩机112和第二压缩机114串联的组合时，气体管理子系统190包括与第一压缩机112的出口和第二压缩机114的入口并联的第三管路，与第一压缩机出口和第一压缩机入口并联的第四管路，以及与第一压缩机的出口和第二压缩机的入口并联的第五管路。第三管路上设有第四阀门192，第四管路上设有第五阀门194，第五管路上设有第六阀门196、第七阀门198以及设于第七阀门196和第七阀门198之间的高纯氦气储罐199。

可以理解，氦液化单元120为换热器和透平膨胀机的组合。具体的，氦液化单元可以为基于克劳德循环、修正克劳德循环、两级透平的柯林斯循环或多级(2<n≤6)透平的柯林斯循环形成的氦液化单元。氦液化单元120还设有预冷工质入口121和预冷工质出口122。

可以理解，超流氦制冷机160可以为焦-汤节流阀、负压换热器及冷压缩机的组合，或焦-汤节流阀与负压换热器的组合，或焦-汤节流阀与冷压缩机的组合。

可以理解，第一储罐140可以为液氦杜瓦、冷量测试子系统、低温分配阀箱或用户特定负载。当第一储罐140为液氦杜瓦时，用于存储液氦。当第一储罐140为冷量测试子系统时，内置加热器，用于模拟测试制冷量。当第一储罐140为低温分配阀箱时，用于将4.5K的饱和氦气输送给用户或被冷却负载，来进行降温。当第一储罐140为用户特定负载时，可以结合用户的冷却温度需求提供4.5K～80K的低温氦气。

可以理解，无油负压室温泵单元180可以为一台无油负压室温泵或至少两台无油负压室温泵并联形成的泵组。在图1所示的实施例中，无油负压室温泵单元180包括并联的4台无油负压室温泵。

如图1所示的上述超流氦低温系统100的工作过程如下：压缩机单元110为超流氦低温系统100提供动力源，实现氦气从低压到高压的增压过程。气体管理子系统190通过PID参数控制阀门开度，从而稳定超流氦低温系统100的高压气体管路111、中压气体管路113和低压气体管路115的氦气压力。氦液化单元120将压缩机单元110输出的高压氦气降温液化变成液氦。从氦液化单元120输出的液氦经过液氦低温管线117进入到第一储罐140内。4.5K饱和氦气通过第一低温回气管路119从第一储罐140的第一出口流入至氦液化单元120的第二入口，然后从氦液化单元120的第三出口通过低压气体管路115进入压缩机单元110。而4.5K饱和液氦经过液氦传输管路141进入超流氦制冷机160，在超流氦制冷机160内，4.5K饱和液氦通过节流降温产生超流氦，从超流氦制冷机160的第一出口流出的超流氦，通过超流氦低温管线151，进入第二储罐150内。从第二储罐150流出的2K低温氦气通过第二低温回气管路153进入超流氦制冷机160提供冷量后再从超流氦制冷机160的第二出口流出，经过加热器170变为常温负压氦气，再通过无油负压室温泵单元180进行增压输送，再回到室温压缩机单元110的低压吸气端，完成整个一个循环。

与现有闭式超流氦低温系统相比，上述超流氦低温系统100，采用无油负压室温泵单元，可以满足超流氦低温系统100长期免维护运行的需求，同时剔除了附加的除油装置，降低了超流氦低温系统100复杂性和可能由于油颗粒引入造成的对超流氦低温系统100的损伤。

下面为具体实施例部分。

实施例1

请参考图2，实施例1为基于克劳德循环的超流氦低温系统。

该超流氦低温系统包括室温压缩机210、气体管理子系统290、氦液化单元120、液氦低温管线217、第一储罐240、第一低温回气管路219、液氦传输管路241、超流氦低温管线251、第二储罐250、第二低温回气管路253、超流氦制冷机260、加热器270、无油负压室温泵单元280、旁通阀285、高压气体管路211和低压气体管路215。

气体管理子系统290包括和室温压缩机210的出口和入口并联的第一管路和第二管路，第一管路上设有第一阀门212，第二管路上串联有第二阀门214和第三阀门216，在第二阀门214和第三阀门216之间设有高纯氦气储罐218。

氦液化单元220是基于克劳德循环，包括透平膨胀机222、低温换热器组和节流阀228。其中，低温换热器组包括依次并联设置的第一换热器221、第二换热器223、第三换热器225和第四换热器227。第一换热器221还设有预冷工质入口224和预冷工质出口226。透平膨胀机222的入口设于第二换热器223至第三换热器225的供给管路上，透平膨胀机222的出口设于第四换热器227至第三换热器225的回流管路上。节流阀228设于第四换热器227至第一储罐240的供给管路上。

该超流氦低温系统工作过程如下：室温压缩机210为低温系统提供动力源，实现氦气从低压到高压的增压过程；气体管理子系统290通过PID参数控制阀门开度，从而稳定系统的高压气体管路211和低压气体管路215的氦气压力；氦液化单元220基于克劳德循环，通过液氮预冷和透平膨胀机222制冷，使低温换热器组逐级降温，通过节流阀228节流降温产生的液氦，经过液氦低温管线217进入到第一储罐，从第一储罐240流出的4.5K饱和氦气通过第一低温回气管路219回到氦液化单元220，然后通过低压气体管路215回到压缩机单元210。而从第一储罐240流出的4.5K饱和液氦经过液氦传输管路241进入超流氦制冷机260，在超流氦制冷机260内通过节流降温产生超流氦，再通过超流氦低温管线251，进入第二储罐250，同时从第二储罐250流出的2K低温氦气通过第二低温回气管路253，进入超流氦制冷机260提供冷量后，经过加热器270变为常温负压氦气，利用无油负压室温泵单元280进行增压输送，再回到室温压缩机210的低压吸气端，完成整个一个循环。

实施例2

请参考图3，实施例2为基于修正克劳德循环的一种采用无油负压室温泵单元的闭式超流氦低温系统。

该超流氦低温系统包括室温压缩机310、气体管理子系统390、氦液化单元320、液氦低温管线317、第一储罐340、第一低温回气管路319、液氦传输管路341、超流氦低温管线351、第二储罐350、第二低温回气管路353、超流氦制冷机360、加热器370、无油负压室温泵单元380、旁通阀385、高压气体管路311和低压气体管路315。

实施例2中，气体管理子系统390的结构和实施例1相同，在此不再赘述。

氦液化单元320是基于修正克劳德循环，包括第一透平膨胀机332、第二透平膨胀机334、低温换热器组和节流阀328。其中，低温换热器组包括依次并联的第一换热器321、第二换热器323、第三换热器325、第四换热器327、第五换热器329和第六换热器330。第一换热器321还设有预冷工质入口326和预冷工质出口324。第四换热器327还设有膨胀气进口和膨胀气出口。第一透平膨胀机332的入口设于第二换热器323至第三换热器325的供给管路上，第一透平膨胀机332的出口与第四换热器327的膨胀气入口连通，第四换热器327的膨胀气出口与第二透平膨胀机334的入口连通，第二透平膨胀机334的出口设于第六换热器330至第五换热器329的回流管路上。节流阀328设于第六换热器330至第一储罐340的供给管路上。

该超流氦低温系统工作过程如下：室温压缩机310为低温系统提供动力源，实现氦气从低压到高压的增压过程；气体管理子系统390通过PID参数控制阀门开度，从而稳定系统的高压气体管路311和低压气体管路315的氦气压力；氦液化单元320基于修正克劳德循环，通过液氮预冷和两个透平膨胀机制冷，使低温换热器组逐级降温，通过节流阀328节流降温产生的液氦，经过液氦低温管线317进入到第一储罐340，从第一储罐340流出的4.5K饱和氦气通过第一低温回气管路319回到氦液化单元320，然后通过低压气体管路315回到压缩机单元310。而从第一储罐340流出的4.5K饱和液氦经过液氦传输管路341进入超流氦制冷机360，在超流氦制冷机360内通过节流降温产生超流氦，再通过超流氦低温管线351，进入第二储罐350，同时从第二储罐350流出的2K低温氦气通过第二低温回气管路353，进入超流氦制冷机360提供冷量后，经过加热器370变为常温负压氦气，利用无油负压室温泵单元380进行增压输送，再回到压缩机单元310的低压吸气端，完成整个一个循环。

实施例3

请参考图4，实施例3为基于两级透平的柯林斯循环的一种采用无油负压室温泵单元的闭式超流氦低温系统。

该低温系统包括室温压缩机410、气体管理子系统490、氦液化单元420、液氦低温管线417、第一储罐440、第一低温回气管路419、液氦传输管路441、超流氦低温管线451、第二储罐450、第二低温回气管路453、超流氦制冷机460、加热器470、无油负压室温泵单元480、旁通阀485、高压气体管路411和低压气体管路415。

实施例3中，气体管理子系统490的结构和实施例1相同，在此不再赘述。

氦液化单元420是基于两级透平的柯林斯循环，包括第一透平膨胀机432、第二透平膨胀机434、低温换热器组和节流阀428。其中，低温换热器组包括依次并联的第一换热器421、第二换热器423、第三换热器425、第四换热器427、第五换热器429和第六换热器430。第一换热器421还设有预冷工质入口426和预冷工质出口424。第一透平膨胀机432的入口设于第二换热器423至第三换热器425的供给管路上，第一透平膨胀机432的出口设于第四换热器427至第三换热器425的回流管路上，第二透平膨胀机434的入口设于第四换热器427至第五换热器429的供给管路上，第二透平膨胀机434的出口设于第六换热器430至第五换热器429的回流管路上。节流阀428设于第六换热器430至第一储罐440的供给管路上。

该超流氦低温系统工作过程如实施例2，这里不再赘述。

实施例4

请参考图5，实施例4为基于三级透平的一种采用无油负压室温泵单元的闭式超流氦低温系统。

该超流氦低温系统包括室温压缩机510、气体管理子系统590、氦液化单元520、液氦低温管线528、第一储罐540、第一低温回气管路519、液氦传输管路541、超流氦低温管线551、第二储罐550、第二低温回气管路553、超流氦制冷机560、加热器570、无油负压室温泵单元580、旁通阀585、高压气体管路511和低压气体管路515。

实施例4中，气体管理子系统590的结构和实施例1相同，在此不再赘述。

氦液化单元520是基于三级透平的制冷循环，包括第一透平膨胀机532、第二透平膨胀机534、第三透平膨胀机536、低温换热器组和节流阀528。其中，低温换热器组包括依次并联的第一换热器521、第二换热器523、第三换热器525、第四换热器527、第五换热器529、第六换热器530和第七换热器536。第一换热器521还设有预冷工质入口526和预冷工质出口524。第四换热器527还设有膨胀气进口和膨胀气出口。第一透平膨胀机532的入口设于第二换热器523至第三换热器525的供给管路上，第一透平膨胀机532的出口与第四换热器527的膨胀气入口连通，第四换热器527的膨胀气出口与第二透平膨胀机534的入口连通，第二透平膨胀机534的出口设于第六换热器530至第五换热器529的回流管路上。第三膨胀机536与第六换热器530至第七换热器536的供给管路并联设置。节流阀528设于第七换热器539至第一储罐540的供给管路上。

该超流氦低温系统工作过程如实施例2，这里不再赘述。

实施例5

请参考图6，实施例5为基于六级透平的一种采用无油负压室温泵单元的闭式超流氦低温系统。

该低温系统包括压缩机单元610、气体管理子系统690、氦液化单元620、液氦低温管线617、第一储罐640、第一低温回气管路619、液氦传输管路641、超流氦低温管线651、第二储罐650、第二低温回气管路653、超流氦制冷机660、加热器670、无油负压室温泵单元680、旁通阀685、高压气体管路611、低压气体管路615和中压气体管路613。

压缩机单元610包括串联的第一压缩机612和第二压缩机614。

气体管理子系统690包括与第一压缩机612的出口和第二压缩机614的入口并联的第三管路，与第一压缩机612出口和第一压缩机614入口并联的第四管路，以及与第一压缩机612的出口和第二压缩机614的入口并联的第五管路。第三管路上设有第四阀门692，第四管路上设有第五阀门694，第五管路上设有第六阀门696、第七阀门698以及设于第六阀门696和第七阀门698之间的高纯氦气储罐699。

氦液化单元620是基于多级透平的柯林斯循环，包括透平膨胀机组、低温换热器组和节流阀628。透平膨胀机组包第一透平膨胀机631、第二透平膨胀机633、第三透平膨胀机634、第四透平膨胀机635、第五透平膨胀机637和第六透平膨胀机639。低温换热器组包括依次并联设置的第一换热器621、第二换热器623、第三换热器625、第四换热器627、第五换热器629、第六换热器630和第七换热器632。第一换热器621还设有预冷工质入口626和预冷工质出口624。第一透平膨胀机631和第二透平膨胀机633串联，第一透平膨胀机631的入口设于第二换热器623至第三换热器625的供给管路上，第二透平膨胀机633的出口设于第四换热器627至第三换热器625回流至第一压缩机612入口的管路上。第三透平膨胀机634和第四透平膨胀机635串联，第三透平膨胀机634的入口设于第四换热器627至第五换热器629的供给管路上，第四透平膨胀机635的出口设于第五换热器629至第一压缩机612的入口的回流管路上，第五透平膨胀机637的入口设于第五换热器629至第六换热器630的供给管路上，第五透平膨胀机637的出口设于第七换热器632至第六换热器630至第二压缩机614的入口的回流管路上。第六透平膨胀机639与第六换热器630至第七换热器632的供给管路并联。节流阀628设于第七换热器632至第一储罐640的供给管路上。

该超流氦低温系统工作过程如实施例2，这里不再赘述。

实施例6

请参考图7，实施例6为基于冷压缩机的一种采用无油负压室温泵单元的闭式超流氦低温系统。

该超流氦低温系统包括压缩机单元710、气体管理子系统790、氦液化单元720、液氦低温管线717、第一储罐740、第一低温回气管路719、液氦传输管路741、超流氦低温管线751、第二储罐750、第二低温回气管路753、超流氦制冷机760、加热器770、无油负压室温泵单元780、旁通阀785、高压气体管路711、中压气体管路713和低压气体管路715。

压缩机单元710包括串联的第一压缩机712和第二压缩机714。气体管理子系统790和实施例5相同，在此不再赘述。

超流氦制冷机760包括串联的三个冷压缩机和一个J-T节流阀。

该超流氦低温系统工作过程如下：压缩机单元710为低温系统提供动力源，实现氦气从低压到高压的增压过程；气体管理子系统790通过PID参数控制阀门开度，从而稳定系统的高压气体管路711、中压气体管路713和低压气体管路715的氦气压力；氦液化单元720产生的液氦经过液氦低温管线717进入到第一储罐，从第一储罐流出的4.5K饱和氦气通过第一低温回气管路719回到氦液化单元720，然后通过低压气体管路715回到压缩机单元710。而从第一储罐740流出的4.5K饱和液氦经过液氦传输管路741进入超流氦制冷机760，在超流氦制冷机760内通过节流降温产生超流氦，再通过超流氦低温管线751，进入第二储罐750，同时从第二储罐750流出的2K低温氦气通过第二低温回气管路753，进入超流氦制冷机760中通过冷压缩机762进行增压，经过加热器770变为常温负压氦气，利用无油负压室温泵单元780进行增压输送，回到压缩机单元710的低压吸气端，完成整个一个循环。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种超流氦低温系统，其特征在于，包括压缩机单元、氦液化单元、第一储罐、第二储罐、超流氦制冷机、加热器、无油负压室温泵单元和旁通阀；

所述压缩机单元的出口和所述氦液化单元的第一入口连通，所述氦液化单元的第一出口和所述第一储罐的入口连通，所述第一储罐的第一出口和所述氦液化单元的第二入口连通，所述氦液化单元的第二出口和所述压缩机单元的入口连通；

所述第一储罐的第二出口和所述超流氦制冷机的第一入口连通，所述超流氦制冷机的第一出口和所述第二储罐的入口连通，所述第二储罐的出口和所述超流氦制冷机的第二入口连通，所述超流氦制冷机的第二出口和所述加热器的入口连通，所述加热器的出口和所述无油负压室温泵单元的入口连通，所述无油负压室温泵单元的出口和所述压缩机单元的入口连通；所述旁通阀一边与所述加热器的出口连通，另一边与所述压缩机单元的入口连通。

2.如权利要求1所述的超流氦低温系统，其特征在于，还包括气体管理子系统，所述气体管理子系统包括与所述压缩机单元并联的气动调节阀门组。

3.如权利要求1所述的超流氦低温系统，其特征在于，所述压缩机单元包含压缩机构和高精滤油子系统，所述压缩机构为单台单级压缩机，或单台多级压缩机，或串联的两台单级压缩机，或串并联组合的多台单级压缩机。

4.如权利要求1所述的超流氦低温系统，其特征在于，所述氦液化单元为基于克劳德循环、修正克劳德循环或二至六级透平的柯林斯循环形成的氦液化单元。

5.如权利要求4所述的超流氦低温系统，其特征在于，所述氦液化单元还设有预冷工质入口和预冷工质出口，所述预冷工质为液氮或低温混合工质。

6.如权利要求1所述的超流氦低温系统，其特征在于，所述超流氦制冷机为焦-汤节流阀、负压换热器及冷压缩机的组合，或焦-汤节流阀与负压换热器的组合，或焦-汤节流阀与冷压缩机的组合。

7.如权利要求1所述的超流氦低温系统，其特征在于，所述第一储罐为液氦杜瓦、冷量测试子系统、低温分配阀箱或用户特定负载。

8.如权利要求1所述的超流氦低温系统，其特征在于，所述无油负压室温泵单元为一台无油负压室温泵或至少两台无油负压室温泵并联形成的泵组。

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