液氦中心平台介绍

  1. 成立背景: 

  我国氦气资源匮乏,液氦主要来源于进口,受制于美国等富氦国家;国内市场上液氦供应波动大,紧张时只能高价购买,而且常常供应中断;使用液氦的与低温相关的学科研究成本高,很难得到持续保障。在这种背景下,为了支持和保障我校物理、化学、信息、核磁和生命科学等传统优势学科的发展,学校于2011年批准成立液氦中心,由实验室与设备管理部和量子材料科学中心在985经费的支持下共同筹建,经费总投入约为1450万元。 

  2. 功能定位: 

  中心定位为校级公共服务平台,为我校液氦用户提供廉价和有保障的液氦供应。通过氦气的回收和再液化,实现氦资源的循环利用,一方面可以保障校内用户的液氦供应不受市场波动影响,另一方面可以大幅降低科研成本(液氦的使用成本可以降低40-50%)。 

  3. 规划设计: 

  中心的氦气液化车间设在物理学院金工楼,占地约180平方米。配备一整套氦气回收液化系统,包括瑞士林德L70氦液化器一台、德国凯撒CSD125氦气循环压缩机一台和德国宝华G23.2-22氦气回收压缩机一台以及其它辅助设备。根据校内各院系用户分布情况及用量,采用不同的氦气回收方式,方案如下:物理学院各实验室安装氦气回收管道,直通液化车间,对氦气直接进行回收液化;化学学院分站配备气囊、压缩机和钢瓶组,用户的氦气经管道回收到分站,压缩至钢瓶组后再运到主站进行液化;信息学院和核磁中心等各分站设立气囊,用户的氦气经管道回收到气囊,中心工作人员定期到分站压缩氦气,然后送至主站进行液化;液氦中心配备回收车,车上装有压缩机和钢瓶组,用于压缩、收集和转运各分站回收的氦气。 

  4. 发展历程: 

  v 20118月立项获得学校批准; 

  v 20121月通过设备可行性论证,5月定位为校级公共平台;

  v 20126月与瑞士Linde公司签订设备购买合同;

  v 20147月完成液化车间配套设施建设,11月完成设备调试和验收;

  v 201515日中心启动发布会暨揭牌仪式。 

  5. 运行模式:

  用户端低温设备里蒸发出来的氦气通过回收管道先收集到气囊,然后通过回收压缩机压缩到高压贮槽。回收来的不纯净氦气先通过在线干燥器除去水分,再通过纯化器除去氮、氧等杂质后成为纯度>99.99%的高纯氦气,然后经液化器液化成液氦储存在2000升固定杜瓦里。用户需要液氦时,再把液氦从大杜瓦传输到移动杜瓦里,运到用户端使用。主要设备瑞士Linde氦液化器L70装配两级TED16透平膨胀机,采用动态气体轴承技术,易于维护。 

  6. 运行情况:

  中心的液氦供应价格暂定为80/升(市场价格约为120-130/升,紧张时可达200-300/升)。氦气回收率大于90%,回收的氦气纯度大于99.5%,供应的液氦纯度大于99.99%2017年中心用户已达24个,分布在物理、化学和信息等理工科大院。一年里,中心共为用户提供41158升液氦(比2016年增长22%),节省科研经费约200万元,平均每个用户节省约9万元。今年由于卡塔尔国际局势的影响,液氦市场价格增长23%左右,并且供应紧张。因为有液氦中心的保障,校内用户使用液氦没有受到任何影响。2017年受液氦中心支持共发表论文70多篇,其中包括Chemical Society Reviews Nature子刊等。

  7. 平台管理: 

  中心实行专家委员会监督下的主任负责制,通过明确专家委员会、中心主任及主任工程师的责权分工,确保中心的正常运行和资源的合理分配。中心现有固定人员5名,其中专职人员2名,兼职人员3名:专家委员会主任徐洪起教授(兼),主任江颖研究员(兼),技术顾问林熙研究员(兼),主任工程师车裕禄,技术员杜晓峰

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