氫能觀察據中國科學院理消息：中國科學院理化技術研究所承擔的國家重大科研裝備研制項目“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”于4月15日通過驗收及成果鑒定，標志著我國具備了研制液氦溫度4.2K（零下269攝氏度）千瓦級、超流氦溫度2K（零下271攝氏度）百瓦級大型低溫制冷裝備的能力。



液氦到超流氦溫區大型低溫制冷裝備是航空航天、氫能源、氦資源、國家重大科技基礎設施等戰略領域不可或缺的核心基礎。中科院理化所依靠幾十年低溫技術的深厚積累，在中科院院士洪朝生、周遠指導下，通過一代代低溫科技工作者的不懈努力，堅持走自主創新道路，經過多年拼搏奮斗，在液氫溫度20K（零下253攝氏度）制冷機的基礎上，自主研制出了技術指標為2500W@4.5K和500W@2K的大型氦制冷機。


液氦是制造超低溫的“神器”。多年來，我國大型低溫制冷裝備全部依賴進口，但關鍵核心部件以及用于特殊領域的專用制冷裝備國外對我禁運。

據介紹，該項目取得了一系列核心技術突破，包括大型低溫制冷系統整機設計體系構建及控制技術、系列化氣體軸承氦透平膨脹機技術、大型超流氦負壓換熱器技術、大型高效氦氣噴油螺桿壓縮機技術、高穩定性離心式冷壓縮機技術、大型復雜低溫制冷系統集成與調試技術等。

該項目在應用和成果轉化方面也取得重要進展，打造了“邊研究、邊應用、邊轉化”的發展模式。百瓦級大型制冷機成功實現應用，包括用于寧夏鹽池液化天然氣閃蒸氣提氦項目、相關加速器，以及出口應用于韓國核聚變大科學裝置（KSTAR）等，得到用戶廣泛認可，支撐了相關行業發展。

項目首席科學家、中科院理化所研究員李青介紹，到零下269℃之后，溫度每下降1℃或功率每增加一個數量級，難度都將指數級地增加。液氦溫度萬瓦級和超流氦溫度千瓦級的大型低溫制冷裝備，是世界級難題，也將是科研團隊下一步挑戰的目標。

項目的成功實施，帶動了我國高端氦螺桿壓縮機、低溫換熱器和低溫閥門等行業的快速發展，提高了一批高科技制造企業的核心競爭力，使相關技術實現了從無到有、從低端到高端的提升，在我國初步形成了功能齊全、分工明確的低溫產業群。

據悉，氦氣壓縮機主要應用于半導體前道制程設備的蒸發、濺射和離子注入的真空系統，同時在天文、航天、醫療等領域也有廣泛的應用。氦氣壓縮機可以驅動不同尺寸的低溫泵,按照法蘭的口徑分成：8英寸、10英寸和16英寸。氦氣壓縮機也可以用于不同制造商生產的低溫泵。

大型低溫制冷系統是國家戰略高技術領域不可替代的核心基礎平臺，關系到我國新一代航空航天、能源與環境安全、國家大科學工程等的發展，我國重大科學基礎設施建設中長期規劃的16個重大專項中，有8項與低溫制冷技術有關。

載人航天與探月工程重大專項、超導托克馬克（人造小太陽）等十多項大科學工程必須在液氦、液氫級低溫環境下運行，大型低溫制冷設備是實現大科學裝置低溫環境的唯一手段。大型低溫制冷設備也正是氦氣資源開采、儲存、轉運、回收鏈不可或缺的核心設備?？杀粦糜诤教旌娇铡⒋罂茖W工程、清潔能源、核工業廢料處理、軍工產品、癌癥治療等國家重點領域。

氦氣是人類發現臨界溫度最低的物質，利用液氦的-268.9℃的低沸點，可將液氦用于超低溫冷卻。氦氣壓縮機作為大型低溫系統的核心部件之一，其效率和壽命直接關系到整個大型低溫系統的能力、運行成本以及穩定性。

低溫技術攻關國家隊在十幾年前就啟動了對核心子裝備的研究和甄選，先后有10家國內外壓縮機制造企業躍躍欲試，其中不乏德國，英國，日本的國際知名品牌壓縮機廠商。國產壓縮機企業雪人股份此前收購世界螺桿壓縮機鼻祖企業瑞典SRM之后，在國內建立了先進的制造工廠和測試試驗室，從試驗樣機做起，作為核心部件之一，要求氦氣壓縮機組幾千小時連續運行，其性能直接關系到整個大型低溫系統的可靠性，要求效率高、漏率低、穩定性強。

據該公司最新對投資者的回復中可以看到：“國家重大科研裝備研制項目“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”項目所采用的是公司生產的“兆瓦級”大型的氦氣壓縮機設備，獲得-271℃溫度下百瓦級的制冷量。”