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(火用)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,(火用)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(火用)损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器,减小这3部分(火用)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.
冷中子源 逆布雷顿循环 (火用)效率 (火用)损失 换热器