摘要：高能同步辐射光源中,波荡器是插入件系统中的最前沿设备,低温可大幅提高其内禀矫顽力和峰值场强。本文设计了“过冷液氮迫流冷却循环”,采用全真空绝热设计,分析了稳压的理论本质,并提出了新的稳压方式。搭建实验台,对过冷液氮迫流循环的稳定机制、载冷能力和热力学性质等进行了实验研究。结果表明,过冷液氮迫流冷却循环可长期保持,压力波动控制在±300 Pa范围内,验证了稳压机制的理论分析,达到同类设备的最佳水平。低温波荡器磁结构冷却在80 K左右,载冷量可以达到1000 W以上,达到高能同步辐射光源装置要求的各项指标。

摘要：中国散裂中子源二期升级采用超导腔技术方案,其中在165~300 MeV能量段采用648 MHz 6-cell超导腔模组,每个模组中集成3只6-cell超导腔。超导腔工作在脉冲模式,为了保证超导腔2 K下的频率满足运行要求,每只超导腔需要一套低温调谐器对其频率进行精确调节控制。针对648 MHz 6-cell超导腔的结构和运行特点进行了低温调谐器的设计,采用快慢组合机构补偿超导腔的频率偏移,对调谐器的基本性能和超导腔脉冲模式运行下的动态洛伦兹失谐进行了分析。

摘要：为了实现仅依靠小型制冷机和热传导方式带走超导腔热量、抛弃复杂的液氦系统,对超导腔的传导冷却结构展开了研究。根据传热要求为650 MHz超导腔初步设计了5种不同的冷却结构,并使用数值模拟软件进行传热仿真,研究了不同的冷却结构、冷却结构的材料和接触热阻等因素对冷却效果的影响。研究结果表明:设计3个冷头比2个冷头更合理,连接冷头和冷环的热桥长度与超导腔的温度近似成线性关系,束管处的热桥有利于截断束管漏热。热桥材料采用高纯铝的冷却效果好于高纯无氧铜,同时热桥与冷环的接触热阻应控制在10 K·cm^(2)/W以下。

摘要：中国散裂中子源是中国第一台、世界第四台脉冲型散裂中子源,其已于2020年2月达到100 kW功率的设计指标,运行稳定高效,供束效率位于国际前列。中国散裂中子源二期升级方案中总束流功率将升级到500 kW,其中直线加速器段将采用超导加速腔结构,束流能量由80 MeV提高到300 MeV。其中在80~165 MeV能量段采用324 MHz双spoke超导腔,在165~300 MeV能量段采用648 MHz 6-cell椭球超导腔。采用CST、COMSOL等仿真软件完成324 MHz双spoke超导腔的电磁、机械设计及优化,达到实际运行指标要求。为了提高腔运行的稳定性,在腔的设计中对E_(P)/E_(acc)着重进行了优化,使其尽量降低。

摘要：基于中国近年来超导腔的研究及发展趋势,设计了一种新型超导腔2 K垂直测试低温恒温器,该恒温器集外真空容器、80 K液氮冷屏、液氦低温杜瓦、2 K回冷换热器、J-T阀门以及低温分配与传输为一体。利用恒温器内部回冷提高2 K超流氦的产生效率,并且使得相分离器的回流冷量得到充分利用,以最大限度减少2 K温度的低温热负荷。

摘要：为实现移动式低温LNG贮罐的优化设计与安全运行,以高真空多层绝热结构LNG贮罐为研究对象,在分析其结构与承载特点的基础上,针对实际使用中经历的启动、制动、颠簸等多种工况,采用有限元方法分析了该类贮罐总体及局部的应力强度分布。结果表明:多种工况下,内容器内壁靠近滑动端支承的部位应力强度均最高,特别是遭遇羁绊颠簸时,其最大应力强度达到323.5MPa,比静态操作提高了62.5%,因此在LNG贮罐内、外容器上设置合适厚度与间距的加强圈对降低局部应力强度很有必要。同时水平加速度在-0.5g-1.0g区间交变时的疲劳分析与评定表明,LNG贮罐当前结构满足疲劳强度的要求,但最大交变应力强度点均出现在靠近固定支承的加强圈的边缘,说明结构不连续等对贮罐膜应力状态的破坏是导致疲劳失效的主因,故移动式LNG贮罐应尽量采用圆滑过渡结构。

摘要：高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)插入件系统计划研制一台基于镨铁硼的低温波荡器(CPMU)样机。低温波荡器的最大热负荷预计不超过700 W@80 K,要求低温系统冷却磁铁温度至85 K以下。低温波荡器低温系统采用过冷液氮闭循环迫流冷却的方式,对低温波荡器真空室内磁铁磁极阵列和真空内大梁进行冷却。根据热负荷估算情况,设计主循环流量为12 L/min,分为两条支路分布冷却低温波荡器内上下两排磁铁磁极阵列。根据循环流量对泵的热量、换热器换热能量、流经低温波荡器的液氮平均温度的影响,推导了液氮循环泵的调节策略。

摘要：电流引线作为连接室温电源与低温超导磁体的部件,温度跨越范围大,是低温恒温器的最主要热负荷之一。超导波荡器(SCU)用高温超导电流引线主要采取小型制冷机直接传导冷却的形式,通过对合肥光源超导波荡器(HLS-2 SCU)用400 A高温超导二元电流引线铜段的长度、截面等几何参数进行理论优化,以减小小型低温制冷机的热负荷。考虑室温端热阻以及铜段低温端的温度对最小漏热的影响,得出铜段最佳值参数。通过有限元仿真计算结果进行验证,得出的结果吻合的较好。最终确定了400 A高温超导电流引线的设计参数。

摘要：先进光源技术研发与测试平台(PAPS)2 K超流氦低温系统流程设计与计算需根据系统热负荷以及功能需求,进行方案设计和管道的规格选型,确定氦制冷机制冷能力。使用关联式编程计算方法对PAPS氦低温系统进行了流程模拟和计算,确定了2 K超流氦的获得方式,并研究了不同的节流前温度与节流效率以及相分离器供液质量流量的关系,重点介绍超导腔的垂直测试站流程计算结果。经过流程计算可得:氦制冷机制冷能力选择2500 W@4.5 K,5000 L液氦储存杜瓦需为3个站点设备端提供21.52 g/s的1.3×105 Pa饱和液氦。主供液管内径选择23 mm,主回气管内经选择250 mm,超导腔氦池回气至减压降温泵入口的沿程阻力为195.12 Pa,不超过200 Pa,管道选型合适,能够满足要求。

摘要：1.3GHz超导腔是北京大学超导加速器装置(PKU-SCAF)中的关键设备,在正式安装之前,需对其进行超流氦条件下的性能测试。在2K垂直测试恒温器功能及流程分析的基础上,对恒温器关键部件进行了强度计算,形变分析、温度场仿真分析,给出了关键设备-低温负压换热器的设计参数,对垂直测试恒温器2K温区进行了热负荷分析与计算,确定了恒温器的结构形式,为恒温器的低温测试和稳定运行提供了理论依据。