文档介绍：第 41 卷
第 3 期西
安
交
通
大
学
学
报 Vol. 41
3
2007 年 3 月 JOU RNAL OF XI
AN JIA OTONG U NIVERSITY M ar . 2007
用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析
余锋, 厉彦忠, 王斯民, 蒲亮
( 西安交通大学能源与动力工程学院, 710049, 西安)
摘要: 为向冷中子源装置氢系统提供 17
5 K 的低温冷源, 设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和 4
种膨胀机预冷模式, 并对这 5 种循环模式进行热力分析和分析, 获得了各循环模式下的主要热力参
数并分析比较了各自的热力性质. 结果表明: 带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷 2 种模式的热力性
能最好, 效率最高; 对于膨胀机预冷循环, 并联模式优于串联模式, 前置式优于后置式. 循环系统
损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器, 减小这 3 部分损失的途径有以下方面: 改善循环, 减小系
统氦的质量流量; 提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率; 改善换热器的内部温度、温差、压力分
布及物流分配. 本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础.
关键词: 冷中子源; 逆布雷顿循环; 效率; 损失; 换热器
中图分类号: TB66
文献标识码: A
文章编号: 0253
987X( 2007) 03
0316
05
Analysis of Helium Cryogenic Cycle for the Cooling of Cold Neutron Source
Yu Feng , Li Yanzhong, W ang Sim in, Pu Liang
( School of E nergy and Pow er Engin eering, Xi
an Jiaoton g U niversity, Xi
an 710049, Chin a)
Abstract: A reverse Brayton cycle w ith advance r efrigeratio n of liquid nitr ogen and four cycles
w ith advance ex pander refrig er ation w ere desig ned to pro vide 17. 5 K cold so urce for H 2 sy stem of
cold neutron source ( CN S) pr oject. Based on thermodynamic and exerg putation for the
different cycle modes, thermodynamic parameter s, ex ergy loss, ex ergy efficiency and cy cle capa-
bility w ere obtained and analysed respectively. T he results show that the capabilities and exergy
efficiencies of the cycles w ith liq