고순도 헬륨 리퀴더
에어 프로덕츠의 헬륨 액화 시스템은 헬륨 터보 익스팬더 Brayton 냉동 사이클을 활용하여 원하는 냉각 용량을 달성합니다. 첫째, 고압 헬륨 가스는 헬륨 압축기를 통해 얻을 수 있습니다. 고압 헬륨 가스의 일부는 터보 익스팬더에서 팽창 냉각을 거치는 반면 나머지 고압 헬륨 가스는 다단계 열 교환기에서 점진적으로 냉각됩니다. 마지막으로, 액체 헬륨은 Joule-Thomson 밸브를 통해 스로틀링하여 얻을 수 있으며, 그 결과 액체 헬륨이 제품으로 직접 출력됩니다. 이러한 유형의 냉동 장비를 헬륨 액리액트라고도 합니다.
헬륨 액화 시스템은 헬륨 터보 익스팬더 Brayton 냉동 사이클을 활용하여 헬륨 가스 청산 공정을 달성합니다. 이 시스템은 여러 가지 주요 구성 요소와 장비로 구성되어 있습니다.
헬륨 압축기: 헬륨 압축기는 유입되는 헬륨 가스를 고압으로 압축합니다. 이 고압 헬륨 가스는 액화 공정의 시작점입니다.
헬륨 가스 필터: 헬륨 가스 필터는 헬륨 가스에서 불순물과 오염 물질을 제거하여 추가 처리 전에 가스의 순도와 품질을 보장하는 데 사용됩니다.
4.5K 콜드 박스: 4.5K 콜드 박스는 시스템의 중요한 구성 요소이며 진공 절연 용기 역할을 합니다. 액화 공정에 필요한 약 4.5Kelvin(약 -268.65도 또는 -451.5도)의 매우 낮은 온도를 유지합니다. 콜드 박스에는 액화 공정에서 특정 역할을 하는 다양한 구성 요소가 포함되어 있습니다.
a. 다단 열교환기: 이 열교환기는 압축기에서 얻은 고압 헬륨 가스를 점진적으로 냉각하는 역할을 합니다. 열교환기는 유입되는 가스와 냉각용 매체 사이의 열 전달을 촉진하여 가스 온도를 낮춥니다.
B. 헬륨 터보 익스팬더: 헬륨 터보 익스팬더 는 고압 헬륨 가스의 확장을 활용하여 냉각을 실현하는 핵심 구성 요소입니다. 가스가 팽창하면 온도가 감소하여 냉각 효과가 발생합니다. 이 공정을 확장 냉각이라고 하며 액화 공정에서 중요한 역할을 합니다.
C. 내부 흡착기 용기: 내부 흡착기 용기는 헬륨 가스에서 남아 있는 불순물이나 오염 물질을 제거하여 최종 액화 헬륨 제품의 순도를 보장합니다.
D. 저온 밸브: 이 밸브는 유량을 조절하고 시스템 내의 저온에서 헬륨 가스의 이동을 제어합니다.
E. 측정 구성 요소: 다양한 센서와 측정 장치가 콜드 박스에 통합되어 있어 액화 공정의 다양한 단계에서 온도, 압력, 유량 등의 매개 변수를 모니터링하고 측정할 수 있습니다.
4.제어 시스템: 제어 시스템은 전체 헬륨 액화 시스템의 작동과 조절을 감독합니다. 최적의 공정 조건을 유지하고 효율적인 액화를 보장하기 위해 압축기, 밸브, 열 교환기 및 기타 구성품의 기능을 관리합니다.
액체 헬륨 듀어: 액화 헬륨의 최종 저장 용기. 헬륨은 콜드 박스를 통과한 후 공급되며 저온 상태를 유지합니다.
동축 전송 라인: 이 라인은 저온 상자를 액체 헬륨 듀와와 연결하는 특수 전달 라인입니다. 이 장치를 통해 액화 헬륨을 냉함 상자에서 저장 장치로 부드럽고 제어된 방식으로 전송할 수 있습니다.
7.헬륨 가스 버퍼 탱크: 헬륨 가스 버퍼 탱크는 시스템 내의 헬륨 가스를 위한 저장조 역할을 합니다. 가스 압력을 조절 및 안정화시켜 액화 공정에 필요한 고압 헬륨을 지속적으로 공급합니다.
| 프로젝트 |
성능 |
| LN 사전 냉각 포함 |
40L/h~50L/h |
| LN 사전 냉각 없음 |
15L/h |
| 컴프레서 출력 |
90kW |
| COP^-1 |
660W/W~528W/W |
| LN 소모 |
25L/h |
| 연속 작동 |
8000시간 |
| 헬륨 순도의 불순물 |
90-100% |
고안정성 가스 스러스트 베어링 기술:
* 안정적인 작동 속도 > 220,000RPM(분당 회전 수)
* 최고 속도: 270,000RPM
초저누출 플레이트 - 핀 열 교환기:
* 누출율 < 10^-9 Pam3/s
최적화된 프로세스:
* 중간 압력 열 교환기용 바이패스 밸브: 열 교환기 작동 조건에 적응하고 터빈 작동 조건을 최적화하며 신속한 냉각
* 내부 정제 공정 개선: 헬륨 순도 변동을 부적응, 1차 열 교환기의 얼음 막힘 방지
* 냉각 시간을 줄이기 위한 역류 바이패스
지능형 제어 기술:
* 사용자 친화적인 인터페이스
* 안정적인 제어
* 안전 연동 장치 측정
감사를 받은 공급업체 
