CN207881347U - 一种氦液化系统 - Google Patents
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Abstract
一种氦液化系统，包括液化器单元、第一冷箱、内纯化器单元和第二冷箱，所述液化器单元设于所述第一冷箱内，所述内纯化器单元设于所述第二冷箱内，所述内纯化器单元从所述液化器单元引入冷氦气作为冷源。上述氦液化系统提供了一种外置式的内纯化器，通过将内纯化器单元与液化器单元分别安装在两个冷箱中，仍然采用液化器单元的冷氦气作为内纯化器单元纯化过程的冷源，这种布置方案结构简单，既保证了没有外冷源条件下，内纯化器单元仍然能够正常运行，又便利了对内纯化器单元的调试。
Description
技术领域
本实用新型涉及低温制冷技术领域，尤其涉及一种氦液化系统。
背景技术
大型透平膨胀氦液化器是采用透平膨胀机提供冷源，低温换热器实现对氦气逐级预冷，最后通过节流方式实现液化的氦液化装置。由于在实际使用过程中会将氦气液化为液氦，因此需要有不断供应的氦气源。在实际使用中，氦气源通常为从用户处回收的污氦气，其中含有包括水、二氧化碳、氮、氧等在内的各种杂质气体。作为原料气，需要首先对其进行纯化处理，清除其中的杂质成分，之后才能把符合要求的高纯氦气输入到液化主流程中进行液化。目前常用的纯化方法包括：外纯化方式和内纯化方式。
外纯化方式下，纯化过程是在液化器单元所在的真空冷箱外部完成的，原料气通入有外部冷源，如液氮，的外纯化器中，对原料气中的杂质气体实现低温吸附，处理后的原料气被通入液化器真空冷箱中实现氦液化。这种方式需要额外的液氮供应，如果现场没有液氮，液化器将无法正常工作。
内纯化方式下，目前的纯化装置布置在液化器单元所在的真空冷箱内，纯化所需冷源来自于液化器单元中，原料气中的杂质气体在低温下被液化或固化，实现纯化，纯化后的高纯氦气进入液化器单元被液化。这种方式内纯化器冷源来自于液化器单元，两者关联性很强，需要对内纯化器进行调试。然而，传统氦液化系统内纯化器单元与液化器单元被安装在一个真空冷箱中，不便于调试。
实用新型内容
鉴于此，有必要提供一种便于调试的氦液化系统。
一种氦液化系统，包括液化器单元、第一冷箱、内纯化器单元和第二冷箱，所述液化器单元设于所述第一冷箱内，所述内纯化器单元设于所述第二冷箱内，所述内纯化器单元从所述液化器单元引入冷氦气作为冷源。
在一个实施例中，所述液化器单元和所述内纯化器单元之间设有第一常温管路、低温管路和第二常温管路，所述内纯化器单元通过所述第一常温管路输送纯化后的氦气至所述液化器单元进行液化，所述液化器单元通过所述低温管路输送冷氦气至所述内纯化器单元作为冷源，所述冷氦气在所述内纯化器单元回温后通过所述第二常温管路流回所述液化器单元。
在一个实施例中，还包括高压污氦气容器，所述高压污氦气容器与所述内纯化器单元连接。
在一个实施例中，所述内纯化器单元包括气液分离器和多级换热器。
在一个实施例中，所述液化器单元包括节流阀、膨胀机和多级换热器。
在一个实施例中，所述第一冷箱为真空冷箱。
在一个实施例中，所述第二冷箱为真空冷箱。
上述氦液化系统提供了一种外置式的内纯化器，通过将内纯化器单元与液化器单元分别安装在两个冷箱中，仍然采用液化器单元的冷氦气作为内纯化器单元纯化过程的冷源，这种布置方案结构简单，既保证了没有外冷源条件下，内纯化器单元仍然能够正常运行，又便利了对内纯化器单元的调试。
附图说明
图1为一实施方式的氦液化系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，一实施方式的氦液化系统100，包括液化器单元10、第一冷箱20、内纯化器单元30和第二冷箱40，液化器单元10设于第一冷箱20内，内纯化器单元30设于第二冷箱40内，内纯化器单元30从液化器单元10引入冷氦气作为冷源。
如图1所示，液化器单元10和内纯化器单元30之间设有第一常温管路50、低温管路60和第二常温管路70。第一常温管路50、低温管路60和第二常温管路70上根据需要均可设置阀门。内纯化器单元30通过第一常温管路50输送纯化后的氦气至液化器单元10进行液化，液化器单元10通过低温管路60输送冷氦气至内纯化器单元30作为冷源，冷氦气在内纯化器单元30回温后通过第二常温管路70流回液化器单元10。
请参阅图1，氦液化系统100还包括高压污氦气容器80，高压污氦气容器80与内纯化器单元30连接。具体的，高压污氦气容器80与内纯化器单元30通过第三常温管道90连接。高压污氦气容器80通过第三常温管道90向内纯化器单元30输送污氦气。
在一个实施方式中，内纯化器单元30包括气液分离器和多级换热器等。气液分离器和多级换热器的组合方式可以根据需要进行设置。
在一个实施方式中，液化器单元10包括节流阀、膨胀机和多级换热器等。节流阀、膨胀机和多级换热器可以根据实际需要进行设置。
在一个实施方式中，第一冷箱20为真空冷箱。可以理解，第一冷箱20也可以为外侧采用绝热材料包裹起来的形成的冷箱。
在一个实施方式中，第二冷箱40为真空冷箱。可以理解，第二冷箱40也可以为外侧采用绝热材料包裹起来的形成的冷箱。
上述氦液化系统100，高压污氦气容器80向内纯化器单元30输送高压污氦气。内纯化器单元30的多级换热器逐级预冷处理对污氦气进行纯化，产生高纯氦气。高纯氦气通过第一常温管路50输送至液化器单元10，液化器单元10对高纯氦气进行液化。液化器单元10通过低温管路60向内纯化器单元30输送的高纯冷氦气作为内纯化器单元30的冷源，冷氦气通过内纯化器单元30内的换热器被复温后产生的常温氦气通过第二常温管路70输送回液化器单元10。
上述氦液化系统100，通过将液化器单元10和内纯化器单元30分别放置在不同的冷箱内，在可以利用液化器单元10已有高压冷氦气作为冷源的同时，使得两个冷箱相对独立，有利于内纯化器单元30的调试。相比于传统的液化器单元10和内纯化器单元30共用一个冷箱方案，避免了在调试过程中遇到的结构复杂，调试困难的问题。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种氦液化系统，其特征在于，包括液化器单元、第一冷箱、内纯化器单元和第二冷箱，所述液化器单元设于所述第一冷箱内，所述内纯化器单元设于所述第二冷箱内，所述内纯化器单元从所述液化器单元引入冷氦气作为冷源。
2.如权利要求1所述的氦液化系统，其特征在于，所述液化器单元和所述内纯化器单元之间设有第一常温管路、低温管路和第二常温管路，所述内纯化器单元通过所述第一常温管路输送纯化后的氦气至所述液化器单元进行液化，所述液化器单元通过所述低温管路输送冷氦气至所述内纯化器单元作为冷源，所述冷氦气在所述内纯化器单元回温后通过所述第二常温管路流回所述液化器单元。
3.如权利要求1所述的氦液化系统，其特征在于，还包括高压污氦气容器，所述高压污氦气容器与所述内纯化器单元连接。
4.如权利要求1所述的氦液化系统，其特征在于，所述内纯化器单元包括气液分离器和多级换热器。
5.如权利要求1所述的氦液化系统，其特征在于，所述液化器单元包括节流阀、膨胀机和多级换热器。
6.如权利要求1所述的氦液化系统，其特征在于，所述第一冷箱为真空冷箱。
7.如权利要求1所述的氦液化系统，其特征在于，所述第二冷箱为真空冷箱。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109631494A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-04-16 | 北京中科富海低温科技有限公司 | 一种氦气生产系统和生产方法 |
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2018
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