CEPC部分双环方案低温系统讨论.pptVIP

主环5-cell超导腔冷却流程 * CEPC 低温系统关键技术研究—目标国产化 CEPC 低温系统 12kW@4.5K 大型氦制冷机关键技术研究（理化所） 1）CEPC大型氦制冷机的设计和研究； 2）CEPC 大型制冷机的透平膨胀机研制； 3）CEPC 大型制冷机氦压缩机研制； CEPC 超流氦2K低温系统关键技术研究（高能所） 4）CEPC 大型低温系统设计研究； 5）大流量2K 低温J-T 热交换热器研制； 6）大流量氦离心式冷压缩机研制； * 项目1: CEPC 大型氦低温制冷机关键技术研究 研究所：中科院理化技术研究所 主要设计研究内容： 流程预设计：热力循环方案的选择，热力循环方案的优化，低温部件的设计及选型； 大型制冷机可靠性、可用性、易维护性 和可检测能力等的分析； 整机的动态仿真，对整机工作性能预测。 * 国内正在研制的2.5KW@4.5K或500W@2K大型制冷机 * 项目2: CEPC 大型透平膨胀机研制 研究所：中科院理化技术研究所 设计和研制： 高稳定性径向轴承的设计与研制： 高承载力止推轴承的设计与研制： 动压气体轴承研制： 高效氦制冷透平叶轮叶型研究： 氦透平膨胀机热冲击研究： 电机制动的新型高速透平膨胀机研制： * 氦透平膨胀机研制技术路线图 * 项目3: CEPC 氦螺杆压缩机研制 研究所：中科院理化技术研究所 设计和研制： 研究空气螺杆压缩机改为氦压缩机在结构上的革新；对转子型线进行优化设计；分析阴阳转子配合间隙对压缩机密封、润滑及磨损的性能的影响。 研究适于氦螺杆压缩机的冷却及润滑方式，对油－氦混合气体在压缩腔室的传热进行数值模拟，研究喷油冷却的冷却效果；研究压缩机油在不同温度、压力下的润滑性能。 研究氦螺杆压缩机轴封的动态密封技术，优化轴封的动态密封方案。 * CEPC 氦螺杆压缩机研制 * 项目4: CEPC 低温系统设计研究 研究所：高能所 主要内容： 流程初步设计、PID管路及仪表图初步设计、系统布局设计、设备初步选型 系统安全性、可靠性、功能性、维护性 和检测能力等的分析 各运行模式流程预算 完成概念设计报告 * IHEP-2K低温系统 * 项目5: 2K低温J-T换热器研制 研究所：高能所 设计和研制： 优化物理设计和结构设计，研制高效率和低压损的高效紧凑型2K换热器； 对各种换热器进行分析研究，通过实验确定优化的换热器结构形式； 对超流氦传热和强化负压传热过程进行研究； 对紧凑型负压换热器及负压管道设计，解决工艺和密封问题； 搭建测试平台，对换热器参数在负压低温环境下的精确测量和控制。 * 2K低温J-T换热器研制 * Existing 4.4K cryogenic facility at TLS 项目6:大流量氦离心式冷压缩机研制 研究所：高能所 设计和研制： 开展离心式冷压缩机热力特性、密封绝热特性、内部流动不稳定特性、喘振恢复特性以及多台冷压缩机串联运行特性的设计研究 研究解决电磁轴承、高转速电机，叶轮及流道，叶轮动平衡，不稳定流等问题。 研究负压冷压缩机磁悬浮轴承支撑技术、磁悬浮轴承耦合动态特性仿真、磁悬浮轴承稳定性控制技术、负压冷压缩机喘振恢复技术 * 大流量氦离心式冷压缩机研制 * * 谢谢各位! * * * * * * * * CEPC 部分双环方案低温系统讨论 * 内容 CEPC主环部分双环超导腔主要参数 CEPC低温系统热负荷预算 CEPC低温系统布局及方案 CEPC低温系统关键技术及预研项目 * * ? Higgs 单环 （Pre-CDR） Higgs 局部双环 （高亮度 Higgs 局部双环 （低功率） Z-pole 局部双环 ? 超导腔频率（MHz） 650 650 650 650 超导腔总数 384 384 384 32 超导腔cell数 5 2 2 1 腔数 / 恒温器 4 6 6 2 恒温器长度（m） 10 10 10 5 恒温器数目 / 高频半分区 6 4 4 1 恒温器总数 96 64 64 16 腔压（MV） 18.25 9.5 9.26 4.47 加速梯度（MV/m） 15.8 20.6 20.1 19.4 超导腔有效长度（m） 1.153 0.461 0.461 0.231 R/Q（Ω） 514 206 206 103 品质因数Q0 4E10 2E10 2E10 5.0E9 每腔储能（J） 158.7 107.4 102.1 47.6 运行温度（K） 2 2 2 2 每腔高阶模功率（kW） 3.6 0.8 0.5 0.2 每腔2 K动态热负荷（W） 16.2 21.9 ? 20.8 38.9 ? CEPC 部分双环超导腔主要参数 CEPC 主环超导腔低温热负荷 Booster环采用1.3GHz