[发明专利]一种液氮注入系统及方法和应用

权利要求书

1.一种液氮注入系统，其特征在于，包括：液氮贮存罐和低温吸附器；

所述液氮贮存罐上安装有第一液位计、压力计、放空管、溢流管、液氮输出管和自循环管；所述放空管上安装有第一阀门；所述溢流管上安装有第二阀门；所述液氮输出管上安装有第三阀门和第四阀门，第三阀门靠近液氮贮存罐；所述自循环管上自液氮贮存罐的液氮出口端至液氮贮存罐的液氮入口端依次安装有第五阀门、增压器、第六阀门和第七阀门；

所述低温吸附器上安装有第二液位计，且低温吸附器的入口连通液氮输出管的出口；

所述低温吸附器应用于高纯氦气净化系统，所述高纯氦气净化系统包括主氦气回路，所述主氦气回路的出口依次连通隔膜压缩机和至少一条净化列；所述净化列包括尘埃过滤器，所述尘埃过滤器的入口连通隔膜压缩机的出口，尘埃过滤器的出口连通电升温器的入口；所述电升温器的出口分两路，一路连通第一热交换器的换热媒质侧入口，另一路依次连通第一捕捉器、管道过滤器和第一热交换器的换热媒质侧入口；所述第一热交换器的换热媒质侧出口依次连通冷却器、第二捕捉器；所述第二捕捉器的出口分两路，一路连通第二热交换器的换热媒质侧入口，另一路依次连通分子过筛器和第二热交换器的换热媒质侧入口；所述第二热交换器的换热媒质侧出口连通所述低温吸附器的入口；所述低温吸附器的出口依次连通第二热交换器、第一热交换器的入口；所述第一热交换器的出口分两路，一路连通主氦气回路的入口，另一路连通尘埃过滤器的入口。

2.根据权利要求1所述的液氮注入系统，其特征在于，所述第一液位计和溢流管安装在液氮贮存罐上靠近顶部的位置；所述液氮贮存罐位于低温吸附器的上方。

3.根据权利要求1所述的液氮注入系统，其特征在于，所述放空管位于液氮贮存罐中间靠上的位置。

4.根据权利要求1所述的液氮注入系统，其特征在于，所述自循环管所连通的液氮贮存罐的液氮出口和液氮贮存罐的液氮入口均位于液氮贮存罐的底部；所述液氮输出管所连通的液氮贮存罐的液氮出口位于液氮贮存罐的底部。

5.根据权利要求1所述的液氮注入系统，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第七阀门均为电磁阀；所述第六阀门为调压阀。

6.一种液氮注入方法，其特征在于，利用如权利要求1至5任意一项所述的液氮注入系统进行液氮注入，包括以下步骤：

S100:检查确认液氮贮存罐内的液位大于1m，压力大于0.1MPa；

S200:在液氮贮存罐处于供液氮待命状态时，依次全开第三阀门，保证第四阀门5-10％的开度，为低温吸附器液氮槽注入液氮，再调节第一阀门的开度使液氮贮存罐内压力维持在0.2-0.5MPa之间，液氮贮存罐进入供液氮状态。

7.根据权利要求6所述的液氮注入方法，其特征在于，步骤S200中，在低温吸附器液氮储槽补充液氮过程中，需密切监视液氮储槽液位及液氮供应与液氮贮存罐液位的变化，确保液氮储罐液位每降低0.07-0.13m，低温吸附器液氮储槽液位升高0.7-1.3m。

8.根据权利要求6或7所述的液氮注入方法，其特征在于，当液氮贮存罐液位大于1m，压力小于0.1MPa时，还包括液氮贮存罐自增压的步骤。

9.根据权利要求8所述的液氮注入方法，其特征在于，液氮贮存罐自增压的方法，包括以下步骤：

(1)关闭第三阀门，停止提供液氮，适当调小第一阀门的开度，检擦确认第二阀门满阀关闭；

(2)依次打开第五阀门、第七阀门，并缓慢打开第六阀门，同时关注液氮贮存罐压力，当压力升至0.2-0.5MPa之间时，调节第一阀门，使液氮贮存罐压力维持在0.2-0.5MPa之间，而后关闭第五阀门，20-40min后关闭第七阀门、第六阀门，完成液氮贮存罐自增压。