Hochreiner Helium-Liquefier
Unser Helium-Verflüssigungssystem nutzt einen Helium-Turbo-Expander Brayton Kühlzyklus, um die gewünschte Kühlleistung zu erreichen. Zunächst wird Hochdruck-Heliumgas durch einen Heliumkompressor gewonnen. Ein Teil des Hochdruck-Heliumgases wird im Turboexpander durch Expansionskühlung gekühlt, während das verbleibende Hochdruck-Heliumgas in mehrstufigen Wärmetauschern schrittweise gekühlt wird. Schließlich wird flüssiges Helium durch Drosselung durch ein Joule-Thomson Ventil gewonnen, und das daraus resultierende flüssige Helium wird direkt als Produkt ausgegeben. Diese Art von Kühlgeräten wird als Heliumverflüssiger bezeichnet.
Das Helium-Verflüssigungssystem nutzt einen Helium-Turbo-Expander Brayton Kühlzyklus, um den Prozess der Verflüssigung von Heliumgas zu erreichen. Das System besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten und -Geräten.
1. Helium Kompressor: Der Helium Kompressor ist für die Verdichtung des einströmenden Heliumgases auf einen hohen Druck verantwortlich. Dieses Hochdruck-Heliumgas ist der Ausgangspunkt des Verflüssigungsprozesses.
2. Helium Gasfilter: Der Helium Gasfilter wird verwendet, um Verunreinigungen und Verunreinigungen aus dem Heliumgas zu entfernen, um die Reinheit und Qualität des Gases vor der weiteren Verarbeitung sicherzustellen.
3. 4,5K Cold Box: Die 4,5K Cold Box ist ein entscheidender Bestandteil des Systems und dient als vakuumisolierter Behälter. Es hält extrem niedrige Temperaturen, um 4,5 Kelvin (etwa -268,65 Grad Celsius oder -451,5 Grad Fahrenheit), für den Verflüssigungsprozess erforderlich. Die Coldbox enthält verschiedene Komponenten, die im Verflüssigungsprozess eine besondere Rolle spielen.
a. Mehrstufige Wärmetauscher: Diese Wärmetauscher sind für die schrittweise Kühlung des aus dem Kompressor gewonnenen Hochdruck-Heliumgases verantwortlich. Die Wärmetauscher erleichtern die Wärmeübertragung zwischen dem einströmenden Gas und dem Kühlmedium und senken so die Gastemperatur.
b. Helium Turbo-Expander: Der Helium Turbo-Expander ist eine Schlüsselkomponente, die die Expansion des Hochdruck-Heliumgases nutzt, um eine Kühlung zu erreichen. Mit der Expansion des Gases sinkt seine Temperatur, was zu einem Kühleffekt führt. Dieser Prozess wird als Expansionskühlung bezeichnet und spielt eine entscheidende Rolle im Verflüssigungsprozess.
c. Interner Adsorber-Behälter: Der interne Adsorber-Behälter hilft, alle verbleibenden Verunreinigungen oder Verunreinigungen aus dem Heliumgas zu entfernen, wodurch die Reinheit des Endprodukts aus verflüssigtem Helium gewährleistet wird.
d. Niedertemperaturventile: Diese Ventile regulieren den Durchfluss und steuern die Bewegung des Heliumgases bei niedrigen Temperaturen im System.
e. Messkomponenten: In die Coldbox sind verschiedene Sensoren und Messgeräte integriert, um Parameter wie Temperatur, Druck und Durchflussraten in verschiedenen Phasen des Verflüssigungsprozesses zu überwachen und zu messen.
4. Steuerungssystem: Das Steuerungssystem überwacht den Betrieb und die Regelung der gesamten Helium-Verflüssigung. Es verwaltet die Funktion des Kompressors, der Ventile, der Wärmetauscher und anderer Komponenten, um optimale Prozessbedingungen zu gewährleisten und eine effiziente Verflüssigung zu gewährleisten.
5. Flüssiges Helium Dewar: Das flüssige Helium Dewar ist das Endlagergefäß für das verflüssigte Helium. Es empfängt das Helium, nachdem es durch die Kühlbox geleitet wurde, und behält seinen niedrigen Temperaturzustand bei.
6. Koaxial-Transferleitung: Dies ist eine spezielle Transferleitung, die die Cold Box mit dem flüssigen Heliumdewar verbindet. Es ermöglicht den reibungslosen und kontrollierten Transfer des verflüssigten Heliums aus der Kühlbox in den Lagerdewar.
7. Helium Gas Buffer Tank: Der Helium Gas Buffer Tank dient als Reservoir für das Helium Gas innerhalb des Systems. Es hilft, den Gasdruck zu regulieren und zu stabilisieren und sorgt so für eine kontinuierliche Versorgung mit Hochdruck-Helium für den Verflüssigungsprozess.
| Projekt |
Leistung |
| Mit LN-Vorkühlung |
40 l/h~50 l/h |
| Ohne LN-Vorkühlung |
15 l/h |
| Kompressorleistung |
90 kW |
| COP^-1 |
660 W/W~528 W/W |
| LN-Verbrauch |
25 l/h |
| Dauerbetrieb |
8000 Stunden |
| Unreine Heliumreinheit |
90-100% |
Hochstabile Gas-Drucklagertechnologie:
* stabile Betriebsgeschwindigkeit > 220.000 U/min (Umdrehungen pro Minute)
* Höchstgeschwindigkeit: 270.000 U/min
Ultra-Low Leakage Plate-Fin Wärmetauscher:
* Leckrate < 10^-9 Pa
Optimierter Prozess:
* Bypass-Ventil für den Zwischendruck-Wärmetauscher: Anpassung an die Betriebsbedingungen des Wärmetauschers, Optimierung der Turbinenarbeitsbedingungen und schnelle Kühlung.
* verbesserter interner Reinigungsprozess: Anpassung an unreine Helium-Reinheitsschwankungen, Verhinderung von Eisblockierung im primären Wärmetauscher.
* Backflow Bypass zur Reduzierung der Abkühlzeit.
Intelligente Steuerungstechnik:
* benutzerfreundliche Oberfläche
* stabile Kontrolle
* Sicherheits-Interlock Maßnahmen
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