6月11日，中科院理化所低溫工程與系統應用研究中心和公共技術服務中心液氦技術發展室在理化所廊坊所區舉行40L/h氦液化器（L40B）合作協議簽署儀式。
▲低溫工程與系統應用研究中心和公共技術服務中心液氦技術發展室簽署合作協議
簽約儀式由財政部重大科研裝備研制項目II期總指揮、理化所黨委副書記兼紀委書記劉新建主持，國家財政專項監理、北京懷柔綜合性國家科學中心書記馮稷，理化所副所長王雪松，項目首席科學家李青，低溫工程與系統應用研究中心主任龔領會，公共技術服務中心主任孟祥敏，液氦技術發展室負責人馬謙及理化所相關管理部門和設備研發人員參加會議。
多年來，我國在大型低溫制冷領域一直缺乏成熟的氦液化器產品，幾乎全部依賴進口。自2010年開始，中科院理化所在完成國家財政部重大科研裝備研制項目I期“大型低溫制冷設備研制”的同時，布局了向更低溫區發展的4.5K制冷系統的研制。低溫工程與系統應用研究中心研發團隊歷時8年，相繼成功自主研制出氦液化率為40L/h的小型氦液化器——L40A和L40B氦液化器。
40L/h氦液化器屬于透平膨脹制冷型氦液化器系列中最小規模的液化器，也是技術難度最高的氦液化器，其核心技術是攻克4.5K低溫系統所特有的20萬轉/分鐘級超高速氦氣體軸承透平膨脹機的穩定性難題。
▲L40B氦液化器
在L40A氦液化器的研制過程中，研發團隊重點突破了兩級串聯轉速均為22萬轉/分鐘的高速、高效、高穩定的氦透平膨脹機技術瓶頸，實現了氦氣的液化，該氦液化器目前已投入某公司商業運行。
在此基礎上，L40B氦液化器更加強調整機系統結構設計的緊湊性和透平效率、液化率等系統關鍵指標的整體提升。通過不斷改進，冷箱和換熱器等關鍵設備的體積大為縮小，同時，液化器的整體性能也得到了提高。通過流程方案的優化和集成調試工藝的提升，使得L40B的實驗結果和設計性能更加吻合，整機性能達到國際水平。
40L/h氦液化器的成功研制，驗證了理化所提出的4.5K制冷系統的流程組織、透平膨脹機技術、低溫換熱器技術、冷箱集成技術、氦氣壓縮機技術等大型氦低溫制冷系統關鍵技術的技術路線、技術方案、制造和集成工藝的正確性與合理性，標志著我國已具備自主研制標準化和系列化氦液化器的設計和制造能力。
在理化所先進低溫技術研發平臺發展規劃框架下，通過所內研究中心之間合作協議的簽署，開創了新技術或新產品不出所門即可完成驗證或示范應用的新模式。
40L/h氦液化器移交至理化所液氦技術發展室進行示范性生產運行，在具有30多年氦液化器運行和維修維護經驗的專業團隊的生產運行和管理下，通過實際運行的積累和情況反饋，將會對理化所氦液化器產品性能的不斷提高和設計制造技術的不斷完善起到重要作用。同時，在理化所建立一個向國內低溫工程界和大型氦低溫制冷機用戶展示技術和代表性產品的窗口，展現理化所低溫技術研發和系統應用能力。
▲全國產化4.5K低溫制冷機
關于4.5K制冷系統
2017年10月18日，在國家財政部重大科研裝備研制項目II期“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”的支持下，中科院理化所自主研發成功首臺全國產化250W@4.5K液氦制冷機，并通過專家驗收。這標志著我國低溫制冷設備研發和制造能力邁上了一個嶄新的臺階，實現了液氫溫區到液氦溫區的關鍵突破，填補了我國液氦溫區大型氦低溫制冷機制造技術的空白。該制冷機不僅可以進一步滿足國家航空航天、大科學裝置等戰略領域的高技術發展需求，而且可以促進國內相關領域的先進技術得到持續發展。
液氦溫區大型低溫制冷系統是指制冷溫度在4.5K溫區范圍，制冷量幾百乃至萬瓦以上，集流程優化與控制技術、氣體軸承透平膨脹機技術、氦壓縮機及高效濾油技術、復雜低溫系統的集成調控技術為一體的低溫制冷系統。在項目I期成功研制國內首臺萬瓦級液氫溫度制冷機的基礎上，中科院理化所自2015年開始研制250W@4.5K液氦溫區低溫制冷機，以期實現向更低溫度的突破。經過全體科研人員一年多的拼搏奮斗，2017年成功研制出首臺全國產化液氦制冷機，該制冷機在運行測試期間，制冷量穩定在280W@4.32K（考核指標：250W@4.5K），系統單位能耗（1/COP）達到536W/W，各項性能指標均優于考核指標，整機性能達到國際先進水平。
專家們一致認為，中科院理化所研制出國內首套250W@4.5K氦制冷機，完成了任務目標，實現了全國產化，達到國際先進水平。攻克了液氦溫區的高速氦透平膨脹機技術、緊湊型低漏率換熱器技術、低溫調節閥門設計和制造技術、制冷機系統集成調控技術，以及高效氦螺桿壓縮機技術。
同時，中科院理化所承擔的大型低溫制冷裝備產業化工作也取得了重要進展，依托于該重大科研裝備研制項目技術，創立了產業化企業——北京中科富海低溫科技有限公司。公司已于2016年8月在北京市海淀區正式注冊成立，注冊資本1.3億。
▲首套200W@4.5K大型氦制冷機系統出口韓國商業合同正式簽約
2017年11月21日，中科富海低溫科技有限公司與韓國Vitzrotech公司簽訂了200W@4.5K大型氦制冷機出口商業采購合同。這是繼2017年1月10日理化所與韓國國家核聚變研究所（NFRI）簽訂“中國-韓國大型低溫制冷系統”戰略合作框架協議以來，雙方積極落實合作協議內容取得的重要合作成果。
據了解，該套200W@4.5K大型氦制冷機系統應用于韓國國家核聚變研究所大科學裝置KSTAR-NBI（中性束注入器）升級改造項目中，為低溫泵冷板提供冷量，保證系統獲得并維持超高真空。
▲低溫工程與系統應用研究中心和公共技術服務中心液氦技術發展室簽署合作協議
簽約儀式由財政部重大科研裝備研制項目II期總指揮、理化所黨委副書記兼紀委書記劉新建主持，國家財政專項監理、北京懷柔綜合性國家科學中心書記馮稷，理化所副所長王雪松，項目首席科學家李青，低溫工程與系統應用研究中心主任龔領會，公共技術服務中心主任孟祥敏，液氦技術發展室負責人馬謙及理化所相關管理部門和設備研發人員參加會議。
多年來，我國在大型低溫制冷領域一直缺乏成熟的氦液化器產品，幾乎全部依賴進口。自2010年開始，中科院理化所在完成國家財政部重大科研裝備研制項目I期“大型低溫制冷設備研制”的同時，布局了向更低溫區發展的4.5K制冷系統的研制。低溫工程與系統應用研究中心研發團隊歷時8年，相繼成功自主研制出氦液化率為40L/h的小型氦液化器——L40A和L40B氦液化器。
40L/h氦液化器屬于透平膨脹制冷型氦液化器系列中最小規模的液化器，也是技術難度最高的氦液化器，其核心技術是攻克4.5K低溫系統所特有的20萬轉/分鐘級超高速氦氣體軸承透平膨脹機的穩定性難題。
▲L40B氦液化器
在L40A氦液化器的研制過程中，研發團隊重點突破了兩級串聯轉速均為22萬轉/分鐘的高速、高效、高穩定的氦透平膨脹機技術瓶頸，實現了氦氣的液化，該氦液化器目前已投入某公司商業運行。
在此基礎上，L40B氦液化器更加強調整機系統結構設計的緊湊性和透平效率、液化率等系統關鍵指標的整體提升。通過不斷改進，冷箱和換熱器等關鍵設備的體積大為縮小，同時，液化器的整體性能也得到了提高。通過流程方案的優化和集成調試工藝的提升，使得L40B的實驗結果和設計性能更加吻合，整機性能達到國際水平。
40L/h氦液化器的成功研制，驗證了理化所提出的4.5K制冷系統的流程組織、透平膨脹機技術、低溫換熱器技術、冷箱集成技術、氦氣壓縮機技術等大型氦低溫制冷系統關鍵技術的技術路線、技術方案、制造和集成工藝的正確性與合理性，標志著我國已具備自主研制標準化和系列化氦液化器的設計和制造能力。
在理化所先進低溫技術研發平臺發展規劃框架下，通過所內研究中心之間合作協議的簽署，開創了新技術或新產品不出所門即可完成驗證或示范應用的新模式。
40L/h氦液化器移交至理化所液氦技術發展室進行示范性生產運行，在具有30多年氦液化器運行和維修維護經驗的專業團隊的生產運行和管理下，通過實際運行的積累和情況反饋，將會對理化所氦液化器產品性能的不斷提高和設計制造技術的不斷完善起到重要作用。同時，在理化所建立一個向國內低溫工程界和大型氦低溫制冷機用戶展示技術和代表性產品的窗口，展現理化所低溫技術研發和系統應用能力。
▲全國產化4.5K低溫制冷機
關于4.5K制冷系統
2017年10月18日，在國家財政部重大科研裝備研制項目II期“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”的支持下，中科院理化所自主研發成功首臺全國產化250W@4.5K液氦制冷機，并通過專家驗收。這標志著我國低溫制冷設備研發和制造能力邁上了一個嶄新的臺階，實現了液氫溫區到液氦溫區的關鍵突破，填補了我國液氦溫區大型氦低溫制冷機制造技術的空白。該制冷機不僅可以進一步滿足國家航空航天、大科學裝置等戰略領域的高技術發展需求，而且可以促進國內相關領域的先進技術得到持續發展。
液氦溫區大型低溫制冷系統是指制冷溫度在4.5K溫區范圍，制冷量幾百乃至萬瓦以上，集流程優化與控制技術、氣體軸承透平膨脹機技術、氦壓縮機及高效濾油技術、復雜低溫系統的集成調控技術為一體的低溫制冷系統。在項目I期成功研制國內首臺萬瓦級液氫溫度制冷機的基礎上，中科院理化所自2015年開始研制250W@4.5K液氦溫區低溫制冷機，以期實現向更低溫度的突破。經過全體科研人員一年多的拼搏奮斗，2017年成功研制出首臺全國產化液氦制冷機，該制冷機在運行測試期間，制冷量穩定在280W@4.32K（考核指標：250W@4.5K），系統單位能耗（1/COP）達到536W/W，各項性能指標均優于考核指標，整機性能達到國際先進水平。
專家們一致認為，中科院理化所研制出國內首套250W@4.5K氦制冷機，完成了任務目標，實現了全國產化，達到國際先進水平。攻克了液氦溫區的高速氦透平膨脹機技術、緊湊型低漏率換熱器技術、低溫調節閥門設計和制造技術、制冷機系統集成調控技術，以及高效氦螺桿壓縮機技術。
同時，中科院理化所承擔的大型低溫制冷裝備產業化工作也取得了重要進展，依托于該重大科研裝備研制項目技術，創立了產業化企業——北京中科富海低溫科技有限公司。公司已于2016年8月在北京市海淀區正式注冊成立，注冊資本1.3億。
▲首套200W@4.5K大型氦制冷機系統出口韓國商業合同正式簽約
2017年11月21日，中科富海低溫科技有限公司與韓國Vitzrotech公司簽訂了200W@4.5K大型氦制冷機出口商業采購合同。這是繼2017年1月10日理化所與韓國國家核聚變研究所（NFRI）簽訂“中國-韓國大型低溫制冷系統”戰略合作框架協議以來，雙方積極落實合作協議內容取得的重要合作成果。
據了解，該套200W@4.5K大型氦制冷機系統應用于韓國國家核聚變研究所大科學裝置KSTAR-NBI（中性束注入器）升級改造項目中，為低溫泵冷板提供冷量，保證系統獲得并維持超高真空。
