中国散裂中子源低温系统完成20K超临界氢降温

5月5日至8日，中国科学院高能研究所东莞分院中国散裂中子源(CSNS)低温系统完成了20K超临界氢冷却。本次调试的主要设备包括氦气制冷机、氢气循环冷箱、压力缓冲冷箱、低温氢气输送管道和模拟负荷(两个模拟负荷分别模拟两个调节器的动态热负荷)。

2017年1月初，CSNS低温系统完成了设备安装，并立即开始试运行工作。基于安全考虑，工作人员首先使用氦气进行了五次冷却测试。在调试过程中，不断优化控制逻辑，保证冷却过程的稳定性和可靠性，实现一键自动冷却。从4月份开始，将进行超临界氢气冷却试验的准备工作，包括氢气系统气体分配和排放管道的泄漏率检测、氢气含量报警系统的校准、控制逻辑的优化等。

在完成氢气安全相关准备工作后，低温系统分别于4月21日和25日进行了两轮氢气冷却试验。由于33K附近氢气密度变化剧烈，温度和压力波动剧烈，给调试带来很大困难，试验失败。在分析了前两轮试验的数据并总结经验后，工作人员采用了分阶段冷却的方法并优化了压力控制逻辑。最后，从5月5日开始的第三次冷却试验解决了温度和压力波动的问题。28小时后，20K超临界氢冷却成功完成。之后，低温系统分别加载120瓦和160瓦的加热器功率，利用模拟负载模拟100千瓦质子束产生的动态热负载，并在此状态下稳定运行48小时。测试成功了。在连续的8轮冷却试验中，低温系统的所有成员都放弃休假休息，从而保证了调试按计划顺利完成。

CSNS深冷系统20K超临界氢冷却的成功经验为后续与慢化剂的联合调试提供了可靠的依据。

CSNS低温系统20K超临界氢冷却控制人机界面

氢气设备室