Способ захолаживания объекта криостатирования

(5)5 ИЯ ИЕ ИЗОБ Т ВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКО%44 научно иогенн роизводствено машиностроЕ. Гракин и истема захола- нератохнике, технити. Л. Система криоген ного сверхпровод атора, Сб, Сверхпр сится к холодильнои особам работы криоОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСГ 1 АТЕНТ СССР)(56) Глебов И,АКалитин П,П, и др. Скриогенного обеспечения и способживания сверхпроводящего турбогера. - Сб, Сверхпроводимость в тТруды И всесоюзной конференции ике использования сверхпроводимоТ.11. 1984, с,193 - 196.Дудкин И.Е. и дробеспечения модельго магнита МД-генер Изобретение отн технике, а именно к с генных систем,Известен способ та криогенной систе тельного охлаждени блока ожижения гел ток газообразного ге Недостатком так низкая экономичнос энергозатрат.. Наиболее близки ности является спосо екта криостатировани контроля температурь та на входе в объект подключения блоков системы.захолаживания обьекмы путем его предвария, а затем с помощью ия путем впоыска в полия жидкого гелия, ого способа является ть из-за повышенных м по технической сущб захолаживания обья путем постоянногоосновного криоагени последовательного криогенной гелевой димость в технике. - Труды 11 Всесоюзной конференции по технике использования с верх п роводимости. Л т. И, 1984, с.184 - 187. (54) СПОСОБ ЗАХОЛАЖИВАНИЯ ОБЪЕКТА КРИОСТАТИ РОВАН ИЯ(57) Способ захолаживания объекта криостатирования. Применение: в криогенной технике. Сущность изобретения; в способе захолаживания объекта криостатирования контролируют расход основного криоагента в обьекте, его температуру на выходе из обьекта, его давления на входе и выходе иэ обьекта и по указанным параметрам постепенно определяют холодопроизводительность блоков, а подключение каждого блока проводят при равенстве холодопроизводительностей этого и предыдущих блоков. 1 з,п. ф-лы, 1 ил. Недостатком данного способа является низкая экономичность и большое время захолаживания,Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения энергозатрат и времени захолаживания.Цель достигается тем, что в способе эахолаживания обьекта криостатирования постепенно контролируют расход основного криоагента в объекте, температуру криоагента на выходе из объекта, его давления на входе и выходе из объекта и по указанным параметрам постоянно определяют хладопроизводительность блоков, подключение каждого иэ блоков проводят при равенстве хладопроиэводительностей этого и предыдущих блоков. а в объект криостатирования направляют дополнительные потокикриоагента и проводят измерения их температуры и расхода на выходе из объекта,На чертеже представлена схема криогенной системы, реализующая данный способ, 5Система содержит блок предварительного охлаждения 1, блок ожижения гелия 2, гелиевый рефрижератор 3, резервуар с жидким гелием 4, объект криостатирования 5, запорно-оегулирующую арматуру 6 - 18, дат чики давления 19, температуры 20, давления 21, температуры 22 и расхода криоагента 23, датчики 19, 20, 23 установлены на входе в объект криостатирования 5, а датчики давления 21 и температуры 22 уста новлены на выходе за объектом 5.Система работает следующим образом.На первом этапе газообразный гелий поступает в блок 1, охлаждается там до температуры жидкого азота 30 К и через арма туру 6 поступает в объект криостатирования 5 и возвращается в блок 1 через арматуру 10. В процессе охлаждения объекта 5 постоянно контролируются показания датчиков 19 - 23. По поступившим от датчиков дан ным измеряется экспериментальное значение характерного параметра холодопроизводительности по зависимости:30О 1 = 62 ЗЯТ 22 Р 21),3(Т 20, Р 19, (1) где 3 - энтальпия, определяемая по температуре и давлению из свойств криоагента.Экспериментальное значение холодоп роизводительности блока 1 в данный момент времени сравнивается с расчетным . (экспериментальным) значением холодопроизводительности блока 2 при выходных значениях параметров криоагента, получен ных ранее или рассчитываемых в режиме реального времени по математической модели блока, заложенной в ЭВМ.При сравнении холодопроизводительностей блока 1 и блока 2 предполагается, 45 что режим захолаживания обьекта 5 осуществляется от блока 2 с возвратом гелия из объекта в блок 2 через арматуру 11. Если при сравнении холоддпроизводительность блока 1 больше, чем у блока 2, то процесс ох лаждения объекта 5 от блока 1 продолжается, При их равенстве. объект криостатирования начинают охлаждать от блока 2. Переход от режима охлаждения объекта 5 блоком 1 к режиму охлаждения 55 блоком 2 осуществляется следующим образом, Открывают арматуру 8, 16, 11 и закрывают 6, 10, В этом случае гелий от блока 1 поступает в блок 2, в котором охлаждается до более низкой температуры и через арматуру 16 поступает в объект 5. После этого перехода начинают контролировать холодопроизводительность блока 2 и сравнивать ее со значением у блока 3 с учетом показаний датчиков 21 - 23.О 2 = 2 зРР 22 Р 21) - К(Т 20, Р 19)Оз определяется по расчетным (экспе- .риментальным) характеристикам, полученным ранее. Переход от 1-го к 1 П-му этапузахолаживания осуществляется при равенстве холодопроизводительностей О 2 = Оз.При переходе к Ш-му этапу захолаживания закрывается арматура 16, 11 и открывается арматура 12, 13, 14, 15, 17, 18. Послеэтой операции сравнение характерных параметров блоков прекращается и происходит дальнейшее охлаждение объекта 5 отблока 3 до 4, 5 К и перевод всей системы врежим криостатирования обьекта 5,Описанный способ применим, есливсе элементы объекта охлаждаются от 300до 4, 5 К одновременно. Если же охлаждаемый объект состоит из й элементов, п 1 изкоторых охлаждаются по данному способу,а п 2= й - п 1 подключаются к охлаждению,начиная со П-го или Ш-го этапа по отношению к первой группе элементов; то в этомслучае необходимо сравнивать экспергетические значения холодопроизводительностей Оэ= О(То- Тех)IТвх, которые приведенык начальной температуре То= 300 К, В выражении для О введены обозначения:- номер этапа; Тех - температура криоагента на .входе в обьект.Рассмотрим реализацию способа захолаживания для этого случая на примере объекта, состоящего из двух элементов 5 и 24.Пусть процесс захолакивания элемента 5,как и ранее, осуществляется в три этапа поранее рассмотренному способу, а элемент24 начинают захолаживать, начиная, например, со П этапа.Тогда в начальный момент 1 этапа необходимо дополнительно открыть арматуру 25и 27 и закрыть 26. В процессе захолаживания по поступившим от датчиков данныхопределяется экспериментальное значениехарактерного параметра, рассчитанногоследующим образом;Оэ 2 = (6244 Т 22; Р 21)3(Т 20 Р 19)3+ 628 Я 30 Р 29)- - 4 Т 20, Р Щ То - Т 20)/Т 20. (2)Для этого же момента времени по выходным значениям параметров криоагента(2),Составитель А.ф Техред М.Моргент отов Корректор О.Кравцова Реда кт Заказ 417 ВНИИТираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Про одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго ул,Гагарина% за элементами 5 и 24 аналогично определяется экспергетическая холодопроизводительность Оэз, которая будет равна холодопроизводительности криогенной системы в предположении перевода объекта в 5 тот же момент времени.на 111-й этап захолаживания. Оэз рассчитывается либо по математической модели, либо по ранее полученным экспериментальным данным,Если при сравнении Оэ 2 с Оэз окажется, 10 что Оэ 2Оэз, то процесс продолжают дальше. Если значение Оэ 2 = Оэз, то осуществляется перевод объекта на 111-й этап захолаживания.Если элемент 24 необходимо из техно логических соображений подключить к захолаживанию на последнем (Ш-м) этапе, то перевод объекта на 111-й этап осуществляется также при равенстве Оэ 2 = Оэз, но при этом Оэ 2 рассчитывается по зависимости 20 (1), а не (2), а Озз - аналогично зависимости Формула изобретения 1. Способ захолаживания объекта криостатирования путем псстоянного контроля температуры основного криоагента на входе в объект и последовательного подключения блоков криогенной гелиевой системы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения энергозатрат и времени захолаживания, дополнительно контролируют расход основного криоагента в объекте, его давление на входе и выходе из объекта и по указанным параметрам постоянно определяют холодопроизводительность блоков, а подключение каждого из блоков проводят при равенстве холодопроизводительностей этого и предыдущего блоков,2, Способ по п 1,отл ичающи йся тем, что в объект криостатирования направляют дополнительные потоки криоагента и проводят измерение их температуры и расхода на выходе из объекта,