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郑州长城循环泵的降温操作流程

[导读]郑州长城科工贸关于为确保EAST超导磁体安全、稳定地进行降温, 设计并实现了氦循环泵的自动启动和失超处理等顺序控制流程;采用选择性控制结构和改进的增量式PID控制算法, 实现了氦循环泵入口压力的自动控制。

氦循环泵的操作可分为自动和手动两种操作模式。自动模式:操作员在操作界面上触发顺序控制程序, 由程序自动执行泵的预冷、启动、停机等顺序控制, 以及压力、流量等参数控制。手动模式:操作员在DCS操作界面上对阀门进行开关、调节等手动操作来控制循环泵的起、停及其压力、流量。图2所示为单台氦循环泵在低温系统降温操作中的状态转移图。其中, 正常运行与停机为稳定状态;自动、手动起停机及失超处理停机为过渡状态, 在DCS中自动的过渡状态由顺序控制程序执行。氦循环泵运行过程中, 变频器故障会使氦循环泵突然停机。超临界氦循环泵在启动之前应先预冷并注入SHe。当4.5 K液氦槽内的液位涨到15%后, 即可对氦循环泵进行预冷。一般是先预冷TF线圈盒的氦循环泵, 然后再预冷TF线圈的氦循环泵。首先打开泵的排气阀和旁通阀, 关闭进气阀门, 通过出口到入口的回流来实现泵的预冷。待液氦槽与过冷槽中的液位涨至60%后, 可启动氦循环泵。泵开始时以较小转速运转。当出口流量足够大时, 可以打开进、排气阀门, 逐渐关闭旁通阀, 将冷却回路切换至氦循环泵迫流冷却。此时可进行入口压力的自动调节, 通过相应的调节阀将压力控制在3 bar (3×105 Pa) 左右。TF线圈盒的氦循环泵入口压力由阀门V5104、V5108控制, TF线圈的则由阀门V5001、V5003控制。泵的转速可以根据制冷量进行适当调节。氦循环泵闭合回路需要一直维持超导磁体的冷却, 直到装置开始回温时才正常停机。

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