氫能觀察據(jù)中國科學(xué)院理消息：中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)研制”于4月15日通過驗(yàn)收及成果鑒定，標(biāo)志著我國具備了研制液氦溫度4.2K（零下269攝氏度）千瓦級、超流氦溫度2K（零下271攝氏度）百瓦級大型低溫制冷裝備的能力。



液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷裝備是航空航天、氫能源、氦資源、國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施等戰(zhàn)略領(lǐng)域不可或缺的核心基礎(chǔ)。中科院理化所依靠幾十年低溫技術(shù)的深厚積累，在中科院院士洪朝生、周遠(yuǎn)指導(dǎo)下，通過一代代低溫科技工作者的不懈努力，堅(jiān)持走自主創(chuàng)新道路，經(jīng)過多年拼搏奮斗，在液氫溫度20K（零下253攝氏度）制冷機(jī)的基礎(chǔ)上，自主研制出了技術(shù)指標(biāo)為2500W@4.5K和500W@2K的大型氦制冷機(jī)。


液氦是制造超低溫的“神器”。多年來，我國大型低溫制冷裝備全部依賴進(jìn)口，但關(guān)鍵核心部件以及用于特殊領(lǐng)域的專用制冷裝備國外對我禁運(yùn)。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目取得了一系列核心技術(shù)突破，包括大型低溫制冷系統(tǒng)整機(jī)設(shè)計(jì)體系構(gòu)建及控制技術(shù)、系列化氣體軸承氦透平膨脹機(jī)技術(shù)、大型超流氦負(fù)壓換熱器技術(shù)、大型高效氦氣噴油螺桿壓縮機(jī)技術(shù)、高穩(wěn)定性離心式冷壓縮機(jī)技術(shù)、大型復(fù)雜低溫制冷系統(tǒng)集成與調(diào)試技術(shù)等。

該項(xiàng)目在應(yīng)用和成果轉(zhuǎn)化方面也取得重要進(jìn)展，打造了“邊研究、邊應(yīng)用、邊轉(zhuǎn)化”的發(fā)展模式。百瓦級大型制冷機(jī)成功實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，包括用于寧夏鹽池液化天然氣閃蒸氣提氦項(xiàng)目、相關(guān)加速器，以及出口應(yīng)用于韓國核聚變大科學(xué)裝置（KSTAR）等，得到用戶廣泛認(rèn)可，支撐了相關(guān)行業(yè)發(fā)展。

項(xiàng)目首席科學(xué)家、中科院理化所研究員李青介紹，到零下269℃之后，溫度每下降1℃或功率每增加一個(gè)數(shù)量級，難度都將指數(shù)級地增加。液氦溫度萬瓦級和超流氦溫度千瓦級的大型低溫制冷裝備，是世界級難題，也將是科研團(tuán)隊(duì)下一步挑戰(zhàn)的目標(biāo)。

項(xiàng)目的成功實(shí)施，帶動(dòng)了我國高端氦螺桿壓縮機(jī)、低溫?fù)Q熱器和低溫閥門等行業(yè)的快速發(fā)展，提高了一批高科技制造企業(yè)的核心競爭力，使相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從低端到高端的提升，在我國初步形成了功能齊全、分工明確的低溫產(chǎn)業(yè)群。

據(jù)悉，氦氣壓縮機(jī)主要應(yīng)用于半導(dǎo)體前道制程設(shè)備的蒸發(fā)、濺射和離子注入的真空系統(tǒng)，同時(shí)在天文、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。氦氣壓縮機(jī)可以驅(qū)動(dòng)不同尺寸的低溫泵,按照法蘭的口徑分成：8英寸、10英寸和16英寸。氦氣壓縮機(jī)也可以用于不同制造商生產(chǎn)的低溫泵。

大型低溫制冷系統(tǒng)是國家戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域不可替代的核心基礎(chǔ)平臺，關(guān)系到我國新一代航空航天、能源與環(huán)境安全、國家大科學(xué)工程等的發(fā)展，我國重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃的16個(gè)重大專項(xiàng)中，有8項(xiàng)與低溫制冷技術(shù)有關(guān)。

載人航天與探月工程重大專項(xiàng)、超導(dǎo)托克馬克（人造小太陽）等十多項(xiàng)大科學(xué)工程必須在液氦、液氫級低溫環(huán)境下運(yùn)行，大型低溫制冷設(shè)備是實(shí)現(xiàn)大科學(xué)裝置低溫環(huán)境的唯一手段。大型低溫制冷設(shè)備也正是氦氣資源開采、儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)、回收鏈不可或缺的核心設(shè)備?？杀粦?yīng)用于航天航空、大科學(xué)工程、清潔能源、核工業(yè)廢料處理、軍工產(chǎn)品、癌癥治療等國家重點(diǎn)領(lǐng)域。

氦氣是人類發(fā)現(xiàn)臨界溫度最低的物質(zhì)，利用液氦的-268.9℃的低沸點(diǎn)，可將液氦用于超低溫冷卻。氦氣壓縮機(jī)作為大型低溫系統(tǒng)的核心部件之一，其效率和壽命直接關(guān)系到整個(gè)大型低溫系統(tǒng)的能力、運(yùn)行成本以及穩(wěn)定性。

低溫技術(shù)攻關(guān)國家隊(duì)在十幾年前就啟動(dòng)了對核心子裝備的研究和甄選，先后有10家國內(nèi)外壓縮機(jī)制造企業(yè)躍躍欲試，其中不乏德國，英國，日本的國際知名品牌壓縮機(jī)廠商。國產(chǎn)壓縮機(jī)企業(yè)雪人股份此前收購世界螺桿壓縮機(jī)鼻祖企業(yè)瑞典SRM之后，在國內(nèi)建立了先進(jìn)的制造工廠和測試試驗(yàn)室，從試驗(yàn)樣機(jī)做起，作為核心部件之一，要求氦氣壓縮機(jī)組幾千小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，其性能直接關(guān)系到整個(gè)大型低溫系統(tǒng)的可靠性，要求效率高、漏率低、穩(wěn)定性強(qiáng)。

據(jù)該公司最新對投資者的回復(fù)中可以看到：“國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)研制”項(xiàng)目所采用的是公司生產(chǎn)的“兆瓦級”大型的氦氣壓縮機(jī)設(shè)備，獲得-271℃溫度下百瓦級的制冷量。”