零蒸發(fā)自供液氦的超導(dǎo)磁體液氦杜瓦瓶（二）

氦氣被趕到杜瓦上方的液氦貯槽中，被氦冷凝器冷卻。這樣，由于液氦杜瓦瓶上方的液氦貯槽和下方的超導(dǎo)磁體存在溫差，便形成了自然對(duì)流循環(huán)，超導(dǎo)磁體會(huì)不斷被下沉的冷氦氣冷卻，直至達(dá)到液氦溫度。在02MPa的正壓力， 則液氦貯槽內(nèi)的氦液面計(jì)讀數(shù)會(huì)增大，G-M制冷機(jī)二級(jí)冷頭上的氦冷凝器將補(bǔ)充的氦氣液化，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)了自供液氦。圖3為杜瓦的降溫過(guò)程曲線，直接將浸泡式超此過(guò)程中，要不斷地給液氦杜瓦瓶?jī)?nèi)膽補(bǔ)充氦氣。導(dǎo)磁體從室溫冷卻至液氦溫度，用時(shí)96小時(shí)，制冷機(jī)吃氣量為一瓶高壓鋼瓶氦氣，約合氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(273K，101325Pa)下6立方米。在降溫和生產(chǎn)液氦過(guò)程中一直在補(bǔ)充室溫氦氣，液氦貯槽的冷屏溫度維持在58K，磁體內(nèi)冷屏溫度維持在64K。杜瓦內(nèi)膽的液面計(jì)顯示每小時(shí)氦液面升高0.25cm，即每小時(shí)可生產(chǎn)185毫升液氦，換算成氦液化率為4.4升。
4漏熱估算
G-M制冷機(jī)冷頭的熱負(fù)荷有輻射漏熱，吊裝拉桿的傳導(dǎo)漏熱，固體支撐的傳導(dǎo)漏熱，頸管的傳導(dǎo)漏熱；二級(jí)冷頭的熱負(fù)荷有輻射漏熱，吊裝拉桿的傳導(dǎo)漏熱，測(cè)量線的傳導(dǎo)漏熱。磁體通電時(shí)，還有焦耳熱，接觸電阻發(fā)熱，渦流損耗發(fā)熱。杜瓦夾層真空度達(dá)到1.5×10-4Pa，殘余氣體漏熱很小，可以忽零蒸發(fā)自供液氦的超導(dǎo)磁體杜瓦配置住友SR DK-408D型號(hào)的G-M制冷機(jī)是用戶的要求，其二級(jí)冷頭在溫度4.2K時(shí)制冷量只有1.0W。而同類型的零蒸發(fā)并且可生產(chǎn)液氦的杜瓦，如美國(guó)略[2]。表1為各項(xiàng)漏熱的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)漏熱計(jì)算，查G-M制冷機(jī)熱負(fù)荷曲線(圖2)，可得知一、二級(jí)冷頭工作時(shí)的溫度應(yīng)在38K和4.1K。在降溫和生產(chǎn)液氦過(guò)程中一直在補(bǔ)充室溫氦氣，一、二級(jí)冷頭均高于理論值。Quantum Design公司已商業(yè)化的超導(dǎo)量子磁強(qiáng)計(jì)(SQUID magnetometer) 杜瓦， 每小時(shí)可生產(chǎn)83.3毫升液氦[3]，氦液化率約為2升/天，配置的G-Ｍ制冷機(jī)型號(hào)是住友SR DK-415E， 其二級(jí)冷頭在溫度4.2K時(shí)制冷量為1.5W。本杜瓦若同樣配置SR DK
結(jié)論
測(cè)量線的傳導(dǎo)漏熱
零蒸發(fā)自供液氦的超導(dǎo)磁體杜瓦可以將冷質(zhì)量60kg的浸泡式超導(dǎo)磁體從室溫冷卻至液氦溫度，用時(shí)96小時(shí)。不補(bǔ)氣時(shí)可以維持零蒸發(fā)運(yùn)行；補(bǔ)
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實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析從2007年3月至2009年6月共進(jìn)行了7次降氣時(shí)可以生產(chǎn)液氦。與國(guó)外同類杜瓦相比，零蒸發(fā)
自供液氦的超導(dǎo)磁體液氦杜瓦瓶在熱絕緣方面具有技術(shù)領(lǐng)溫實(shí)驗(yàn)，每次都順利地將超導(dǎo)磁體冷卻至液氦溫度。在預(yù)冷期間，只需保證電和冷卻水的供應(yīng)。白天人工調(diào)節(jié)氦氣閥，使之略為正壓；晚上供氣量略小即可，無(wú)需人員看管，負(fù)壓運(yùn)行是容許的，次日視內(nèi)膽
先優(yōu)勢(shì)，已申請(qǐng)實(shí)用新型**并獲得了授權(quán)。