零下271℃、百瓦级 中国大型低温制冷技术取得重大突破

百瓦级功率，制冷至零下18摄氏度，家用冰箱可以做到。同等功率，制冷至零下271摄氏度，则需要国际先进技术。

近日，国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”通过验收及成果鉴定，标志着我国具备了研制液氦温度（零下269摄氏度）千瓦级和超流氦温度（零下271摄氏度）百瓦级大型低温制冷装备的能力。

该项目由财政部支持，中国科学院理化技术研究所承担。成果鉴定专家组认为，项目整体技术达到国际先进水平，其中高稳定性离心式冷压缩机技术和兆瓦级氦气喷油式螺杆压缩机技术达到国际领先水平。

↑国产化液氦温区大型低温制冷系统（中科院理化所供图）

液氦到超流氦温区大型低温制冷装备，是航空航天、氢能源储运、氦资源开发等领域以及一批大科学装置不可或缺的核心基础。多年来，我国大型低温制冷装备依赖进口，部分专用制冷装备甚至买也买不到。

项目总指挥、中科院理化所研究员刘新建介绍，项目取得了一系列核心技术突破，包括大型低温制冷系统整机设计体系构建及控制技术、系列化气体轴承氦透平膨胀机技术、大型超流氦负压换热器技术、大型高效氦气喷油螺杆压缩机技术、高稳定性离心式冷压缩机技术、大型复杂低温制冷系统集成与调试技术等。

项目首席科学家、中科院理化所研究员李青介绍，到零下269摄氏度之后，温度每下降1摄氏度或功率每增加一个数量级，难度都将指数级地增加。液氦温度万瓦级和超流氦温度千瓦级的大型低温制冷装备，是世界级难题，也将是科研团队下一步挑战的目标。

据了解，超流氦温度百瓦级大型制冷机目前已应用于宁夏盐池液化天然气闪蒸气提氦项目、加速器、核聚变大科学装置等，支撑了相关行业发展。项目还带动了我国高端氦螺杆压缩机、低温换热器和低温阀门等行业的快速发展，初步形成了功能齐全、分工明确的低温产业群。（记者董瑞丰）