中国大型低温制冷设备发展的突破

几百瓦的功率，制冷到零下18摄氏度，家用冰箱都可以。同样的功率，冷却到零下271摄氏度，需要国际先进技术。

近日，国家重大科研设备开发项目“大型低温制冷系统从液氦向超流氦温区发展”通过成果验收鉴定，表明我国有能力研制液氦温(-269摄氏度)千瓦级、超流氦温(-271摄氏度)100瓦级的大型低温制冷设备。

本项目由财政部资助，中科院理化所承担。根据专家组的成果鉴定，项目整体技术达到国际先进水平，其中高稳定性离心式冷压缩机组技术和兆瓦级注氦螺杆压缩机技术达到国际先进水平。

从液氦到超流氦温区的大型低温制冷设备是航空航天、氢能储运、氦资源开发和一批科学仪器不可缺少的核心基础。多年来，中国的大型低温制冷设备依赖进口，一些特殊的制冷设备甚至买不到。

中国科学院物理与化学研究所项目负责人、研究员刘新建介绍，该项目取得了一系列核心技术突破，包括大型低温制冷系统整体设计系统的构建与控制技术、系列化气体轴承氦透平膨胀机技术、大型超流氦负压换热器技术、大型高效注氦螺杆压缩机技术、高稳定性离心式冷压缩机技术、大型复杂低温制冷系统集成与调试技术等。

该项目的首席科学家、中科院理化所研究员李庆表示，在-269摄氏度之后，温度每下降1度，或者功率每增加一个数量级，难度就会成倍增加。液氦温度10000瓦、超流氦温度10000千瓦的大型低温制冷设备是世界级难题，将是科研团队的下一个挑战目标。

据了解，超流氦温100瓦大型制冷机已应用于宁夏盐池液化天然气氦提取工程、加速器和核聚变科学装置，支持相关产业发展。该项目还推动了我国高端氦气螺杆压缩机、低温换热器、低温阀门行业的快速发展，初步形成了功能齐全、分工明确的低温产业集群。