CEPC部分双环方案低温系统讨论PPT课件

.,1,CEPC部分双环方案低温系统讨论,.,2,2,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,.,3,CEPC部分双环超导腔主要参数,.,4,CEPC主环超导腔低温热负荷,Booster环采用1.3GHz9-cell超导腔，全环256只9-cell超导腔，每8只腔公用一台cryomodule，共32台Cryomodule；工作温度2K。主环单环方案采用650MHz5-cell超导腔，全环384只5-cell超导腔，每4只腔共用一台Cryomodule，共96台Cryomodule；工作温度2K。主环部分双环方案采用650MHz2-cell超导腔，全环384只2-cell超导腔，每6只腔共用一台Cryomodule，共64台Cryomodule；工作温度2K,4,.,5,Booster环热负荷初步预算,.,6,主环单环方案热负荷初步预算,.,7,主环部分双环方案热负荷初步预算,.,8,CEPC低温系统总热负荷,.,9,CEPC低温系统电功率消耗初步预算,.,10,主环部分双环方案,共设8个低温超导站点：每个站点Booster环4台Cryomodule，共32台；每个站点主环12台(或8台）Cryomodule，共96台（或i64台）。每个站点的低温制冷能力为12KW4.5K，共96KW4.5K制冷能力。,+Cryo,+1/2Cryo,.,11,CEPC单环方案与部分双环方案比较,两个方案所需总的制冷能力和电功率相近；部分双环方案由于超导腔cell数减少，恒温器数量由96台减少到64台，能够部分降低造价；,.,12,CEPC低温系统方案,CEPC低温系统拟采用超流氦低温系统设计，超流氦和正常态氦相比，具有非常大的等效导热系数，可以迅速消除热扰动，提高超导系统的稳定性。同时超流氦几乎没有黏性，超流氦很容易渗透到超导设备的各个部分，超导设备的热稳定性高。超流氦低温系统具有独特的优势。,.,13,超流氦低温系统三种不同的方案,（A）常温泵,(C)冷压机,(B)常温泵和冷压机,.,14,世界各大加速器实验室采用的方案,2K,.,15,LHC4.5K/2K制冷机流程,.,16,低温系统冷却方案,特点：1）压缩机、储气罐以及水电仪表空气气等常温设备全部安装在地面；2）带液氮预冷的上冷箱也安装在地面上，防止液氮或氮气进入地下造成安全隐患；3）低于液氮温区的设备全部安装在地下，以减少距离上的传热损失；,.,17,增强器环9-cell超导腔冷却流程,.,18,主环5-cell超导腔冷却流程,.,19,CEPC低温系统关键技术研究目标国产化,CEPC低温系统12kW4.5K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；,.,20,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。,.,21,国内正在研制的2.5KW4.5K或500W2K大型制冷机,.,22,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：,.,23,氦透平膨胀机研制技术路线图,.,24,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。,.,25,CEPC氦螺杆压缩机研制,.,26,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、P&ID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,.,27,IHEP-2K低温系统,.,28,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。,.,29,2K低温J-T换热器研制,Existing4.4KcryogenicfacilityatTLS,.,30,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