[发明专利]一种超低温冷压缩机性能试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种超低温冷压缩机性能试验系统。

背景技术

近年来，随着我国大科学装置的建立，为其提供冷源的关键制冷设备-超流氦系统的研究和开发增强。为了保证大科学装置在非设计工况，极端运行条件下的安全性，则必须界定整个超流氦低温系统的安全工作范围。作为低温系统核心运动部件-低温压缩机，需要对其进行低温性能测试，以检测其是否能满足性能要求及相关质量标准，为开发研制出稳定运行、高效的低温压缩机(组)以及为进一步的优化设计提供基础参考数据。如果采用氦气进行冷压缩机的常温测试，由于密度的差异，导致冷压缩机的流量非常小，难以运行。因此，为了测试超流氦系统中低温压缩机(组)的工作范围，必须设法对低温压缩机在超流氦温区下进行充分的实验研究，建立低温压缩机性能试验系统必不可少。

基于上述描述，目前已有冷压缩机测试是将其接入4.5K制冷系统直接测试，一方面与4.5K制冷系统耦合在一起，增大集中调试难度。另外一方面，缺乏压缩机的入口状态参数调节手段，局限于测试额定入口温度下的冷压缩机性能参数。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种测试环境稳定性、可靠性，满足冷压缩机变工况运行的性能要求的超低温冷压缩机性能试验系统。

一种超低温冷压缩机性能试验系统，包括第一储罐、过冷池、控压装置、负压换热器、节流阀、第二储罐、待测冷压缩机单元、负压加热器、压缩组件、液化装置和第三储罐，其中，所述第一储罐、所述过冷池、所述负压换热器、所述节流阀、所述第二储罐和所述待测冷压缩机单元设于冷箱内，所述过冷池包括外壳和设于所述外壳内的换热器；

所述第一储罐的出口和所述过冷池内的所述换热器的入口连通，所述过冷池内的所述换热器的出口与所述负压换热器的高压侧入口连通，所述负压换热器的高压侧出口与所述节流阀的入口连通，所述节流阀的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负压换热器的低压侧入口连通，所述负压换热器的低压侧出口和所述待测冷压缩机单元的入口连通，所述待测冷压缩机单元的出口和所述负压加热器的入口连通，所述负压加热器的出口和所述压缩组件的入口连通，所述压缩组件的出口和所述液化装置的入口连通，所述液化装置的出口和所述第三储罐的入口连通，所述第三储罐的出口和所述第一储罐的入口连通，所述第三储罐的出口还和所述过冷池的外壳的第一入口连通，所述控压装置和所述过冷池的外壳的第二入口连通，所述控压装置为负压装置或正压装置。

在一个实施例中，所述压缩组件包括真空泵和压缩机，所述负压加热器的出口和所述真空泵的入口连通，所述真空泵的出口和所述压缩机的入口连通，所述压缩机的出口和所述液化装置的入口连通。

在一个实施例中，还包括回收气囊，所述压缩机的出口还和所述回收气囊的入口连通。

在一个实施例中，还包括流量计，所述负压加热器的出口和所述流量计的入口连通，所述流量计的出口和所述压缩组件的入口连通。

在一个实施例中，所述冷箱为真空冷箱，所述冷箱内设有液氮冷屏。

在一个实施例中，还包括旁通阀，所述旁通阀和所述待测冷压缩机单元并联设置。

在一个实施例中，所述待测冷压缩机单元的入口还设有阀门。

在一个实施例中，所述第二储罐还设有模拟负载加热器。

在一个实施例中，所述第一储罐为储存4.5K液氦的储罐，所述第二储罐为储存2K超流氦的储罐，所述第三储罐为储存4.5K液氦的储罐。

上述超低温冷压缩机性能试验系统，通过设置冷箱将待测冷压缩机单元测试平台与氦液化装置分离开来，使得待测冷压缩机单元测试平台控制方便，在不对已有的制冷系统进行改造的情况下，提供低温环境，提高测试过程中的稳定性与可靠性。通过设置第三储罐起液氦缓冲作用，使得待测冷压缩机单元测试系统与制冷系统各自相对独立，防止相互干扰，保证待测冷压缩机单元测试环境稳定性、可靠性。此外，在待测冷压缩机单元测试过程中需要首先通过液氦的节流产生超流氦，由于管道及设备的阻力会导致液氦部分气化，导致待测冷压缩机单元入口的状态参数发生变化，不能保证完整的测试工况范围。因此，上述超低温冷压缩机性能试验系统进一步通过在第一储罐出口设置过冷池，并控制过冷池的过冷度，提供一定过冷度的液氦，一方面保证了设计工况下待测冷压缩机单元的入口温度，另一方面还能够在偏离待测冷压缩机单元入口温度的情况下，测试待测冷压缩机单元的性能参数变化，满足待测冷压缩机单元变工况运行的性能要求。

附图说明