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EAST低温系统氦透平膨胀机的设计与测试

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第一章 引言

1.1 EAST装置低温系统简介

1.2 EAST低温系统氦气透平膨胀机

1.3透平膨胀机在国内外低温系统中的应用

1.4透平膨胀机的主要发展方向与关键技术

1.5本论文研究的主要内容

第二章 氦透平膨胀机结构及加工、装配工艺

2.1氦透平膨胀机的结构

2.2 EAST低温系统氦透平膨胀机结构分析

2.3主要零部件结构及材料

2.4透平膨胀机的加工和组装工艺

2.6本章小结

第三章 EAST低温系统氦透平膨胀机零部件的设计

3.1氦透平膨胀机叶轮的设计

3.2透平膨胀机叶轮的线型设计

3.3氦透平膨胀机轴向力、止推轴承和循环油量的计算

3.4转子动平衡不平衡量的计算

3.5转子临界转速的计算

3.6本章小结

第四章 EAST低温系统氦透平膨胀机的运行和测试

4.1透平膨胀机的安装及调试前的准备

4.2氦透平膨胀机运行限制条件

4.3氦透平膨胀机实际运行参数

4.4 EAST氦低温系统四台氦透平膨胀机启动过程

4.5透平膨胀机的实际效率与制冷量计算

4.6透平膨胀机运行的故障分析及维修

4.7本章小结

第五章 结论与工作展望

参考文献

致谢

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摘要

大型超导磁体和大型低温技术已在全球的粒子加速器和核聚变实验等装置中广泛应用。中国科学院等离子体物理研究所建造的EAST托卡马克是一全超导的先进稳态可控核聚变实验装置。其纵场和极向场超导磁体采用超临界氦迫流冷却,工作温度为3.8 K。
   EAST低温系统共有四台俄制氦透平膨胀机。本文主要描述了EAST低温系统中四台氦透平膨胀机的设计参数、启动过程和运行过程,并且对透平膨胀机在运行过程中的性能参数进行测试和分析,测试结果表明四台透平膨胀机的效率都略低于设计值,而流量都比设计值大(高出20%),总的制冷量大于设计值;实验表明四台透平膨胀机的设计完全满足EAST装置对冷量的需求,全部超导磁体均己冷却到液氦温度,从而保证了EAST物理实验的正常运行。
   本文还主要对四台俄制透平膨胀机的整体结构和主要部件的结构进行了介绍;叶轮尺寸、耗油量、临界转速等问题进行了设计计算;主要零部件的材料选择、造型、加工过程、零部件装配等问题分别进行了阐述,并把设计结果和俄罗斯的结果进行了比较。计算比较结果表明:叶轮的尺寸、耗油量等参数与目前俄罗斯的产品的参数基本一样,但透平膨胀机A的额定转速略大,透平膨胀机B、C、D的额定转速也基本一样;一价临界转速都高于额定转速。最后还简要分析了启动过程中卡死的原因、对使用后的透平膨胀机的清洗、透平主要零部件的加工制造等问题进行了简单阐述。

著录项

  • 作者

    付豹;

  • 作者单位

    中国科学院合肥物质科学研究院;

  • 授予单位 中国科学院合肥物质科学研究院;
  • 学科 制冷及低温工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 白红宇;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 制冷机;
  • 关键词

    氦透平膨;

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