文章来源：理化技术研究所

在国家财政专项支持下，经过项目组成员几年的共同努力，中国科学院理化技术研究所“大型低温制冷设备研制”专项取得新进展，10kW/20K大型低温制冷系统在理化所廊坊基地实现成功运行，并基于远程控制实现了整机自动开关机及连续72小时稳定运行和性能测试。通过测试，该大型低温制冷系统的主要性能指标达到制冷量³10kW/20K、透平效率³70%。

　　大型低温制冷设备是前沿科技研究、高技术应用不可替代的基础支撑装备。随着社会经济的高速发展，我国已成为大型低温制冷设备的使用大国。然而，由于我国处于核心技术不掌握、国产化不能实现、需求长期依赖进口的被动局面，特殊领域还面临“禁运”的潜在危机，导致我国需要低温技术支撑的核心关键系统的发展受到很大限制，“瓶颈”效应十分明显（尤其是战略高技术领域）。

　　为了突破这种现状，理化所从2010年开始，在几十年低温技术研究积累的基础上，对大型氢氦低温制冷技术、工程与系统应用涉及的众多低温领域基础问题、关键设备和关键技术进行了系统和深入的研究，突破了高速氦透平膨胀机稳定性、超低漏率铝板翅式换热器设计制造、高精滤油系统设计、气动低温调节阀制造以及集成调控五大核心关键技术，实现了对氦透平膨胀机、冷箱系统、控制系统的研制，并结合流程设计与仿真，在理化所廊坊基地顺利完成低温制冷设备集成总装与调试工作，成功研制出国内首台制冷量超过10kW/20K的液氢温度级大型低温制冷机。其关键设备氦透平膨胀机、超低漏率铝板翅式换热器、高精滤油系统等均为自主研制。其中自主研制的氦气体轴承透平膨胀机的稳定运行转速达到10万转/分，绝热效率达到70%以上，性能达到国际水平。该大型低温制冷设备经过连续三天稳定运行和性能测试，表明其稳定性和主要性能指标达到了国际先进水平。

　　10kW/20K大型低温制冷设备的成功研制，标志着我国自主设计与制造液氢温度级大型低温制冷设备能力的形成，可以满足未来国家战略高技术发展的需求；对我国打破垄断，自主研发大型低温制冷设备，特别是对液氦温度乃至超流氦温度大型低温氦制冷系统的研制奠定了技术基础和工业基础；对我国高新科学技术的发展具有重要的支撑作用。

10kW/20K大型低温制冷系统