在國家財政專項支持下，經(jīng)過項目組成員幾年的共同努力，中國科學院理化技術(shù)研究所“大型低溫制冷設(shè)備研制”專項取得新進展，10kW/20K大型低溫制冷系統(tǒng)在理化所廊坊基地實現(xiàn)成功運行，并基于遠程控制實現(xiàn)了整機自動開關(guān)機及連續(xù)72小時穩(wěn)定運行和性能測試。通過測試，該大型低溫制冷系統(tǒng)的主要性能指標達到制冷量³10kW/20K、透平效率³70%。

　　大型低溫制冷設(shè)備是前沿科技研究、高技術(shù)應(yīng)用不可替代的基礎(chǔ)支撐裝備。隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國已成為大型低溫制冷設(shè)備的使用大國。然而，由于我國處于核心技術(shù)不掌握、國產(chǎn)化不能實現(xiàn)、需求長期依賴進口的被動局面，特殊領(lǐng)域還面臨“禁運”的潛在危機，導(dǎo)致我國需要低溫技術(shù)支撐的核心關(guān)鍵系統(tǒng)的發(fā)展受到很大限制，“瓶頸”效應(yīng)十分明顯（尤其是戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域）。 

　　為了突破這種現(xiàn)狀，理化所從2010年開始，在幾十年低溫技術(shù)研究積累的基礎(chǔ)上，對大型氫氦低溫制冷技術(shù)、工程與系統(tǒng)應(yīng)用涉及的眾多低溫領(lǐng)域基礎(chǔ)問題、關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)和深入的研究，突破了高速氦透平膨脹機穩(wěn)定性、超低漏率鋁板翅式換熱器設(shè)計制造、高精濾油系統(tǒng)設(shè)計、氣動低溫調(diào)節(jié)閥制造以及集成調(diào)控五大核心關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了對氦透平膨脹機、冷箱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的研制，并結(jié)合流程設(shè)計與仿真，在理化所廊坊基地順利完成低溫制冷設(shè)備集成總裝與調(diào)試工作，成功研制出國內(nèi)首臺制冷量超過10kW/20K的液氫溫度級大型低溫制冷機。其關(guān)鍵設(shè)備氦透平膨脹機、超低漏率鋁板翅式換熱器、高精濾油系統(tǒng)等均為自主研制。其中自主研制的氦氣體軸承透平膨脹機的穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速達到10萬轉(zhuǎn)/分，絕熱效率達到70%以上，性能達到國際水平。該大型低溫制冷設(shè)備經(jīng)過連續(xù)三天穩(wěn)定運行和性能測試，表明其穩(wěn)定性和主要性能指標達到了國際先進水平。 

　　10kW/20K大型低溫制冷設(shè)備的成功研制，標志著我國自主設(shè)計與制造液氫溫度級大型低溫制冷設(shè)備能力的形成，可以滿足未來國家戰(zhàn)略高技術(shù)發(fā)展的需求；對我國打破壟斷，自主研發(fā)大型低溫制冷設(shè)備，特別是對液氦溫度乃至超流氦溫度大型低溫氦制冷系統(tǒng)的研制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)和工業(yè)基礎(chǔ)；對我國高新科學技術(shù)的發(fā)展具有重要的支撐作用。 

10kW/20K大型低溫制冷系統(tǒng)