资源描述：
《可用于ams低温地面支持系统的液氦纯化技术分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、可用于AMS低温地面支持系统的液氨纯化技术分析真空与低温Vacuum&Cryogenics第13卷第1期2007年03月可用于AMS低温地面支持系统的液氨纯化技术分析李娟,汪荣顺，石玉美,顾建明(上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海200240)摘要:通过分析阿尔法磁谱仪(AMS)的低温地面支持系统(CGSE)中的液氨纯度要求,对传统的纯化技术如深冷分憾，吸附，膜分离等进行了分析比较，指出了各种纯化技术存在的问题以及不能满足CGSE要求之处.提出了利用过滤原理进行液氨纯化的新技术.认为金属丝网过滤器具有较好的应用前景.关键
2、词:AMS;CGSE;液氨纯化;过滤中图分类号：0514文献标识码:A文章编号:1006-7086(2007)01-0048-04STUDYONHELIUMPIJR111CATIONTECHNOLOGYAPPLIEDINA1MSCRYOGENICGROUNDEQUIPMENTSYSTEMLIJuan,WANGRong—shun,SHIYu-mei,GUJian-mlng(InstituteoflRefrigerationandCryogenicEngineering.ShanghaiJiaotongUniversity,Shangh
3、ai200240,China)Abstract:RequirementsofheliumpurityappliedinAMScryogenicgroundsupportingequipment(CGSE)areanalyzed.Accordingtotheheliumpurificationcharacteristics.threetraditionaltechnologies.cryogenicfractionation,adsorptionandmembraneseparationarecompared/Somedisadvan
4、tagesthatcannotsatisfytherequirementsofCGT-SEareputforward.Thentheperformanceofmetallicwiremeshfdterisanalyzedandisthoughttobeanapplicabl-emetllod.Keywords:AMS;CGSE;liquidheliumpurification;filtration1引言阿尔法磁谱仪(AlphaMagneticSpectrometer,AMS)是诺贝尔奖获得者丁肇屮教授领导的大型国际合作科学实验项目.
5、它是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪，其主要目标是精确测量高能宇宙线的能谱，寻找反物质以及暗物质，测定宇审射线中齐元素和同位素的含量，研究g射线物理以及捕捉新的奇异物理现象【”.AMS中最关键的部件之一是超导磁体，而超导磁体低温地面支持系统(CGSE,CryogenicGroundSupportingEquipment),W在航夭飞机发射前对超导磁体完成系统冷却，测试和超流氨加注等重要任务•为保持系统的可靠性，系统必须非常清洁，液氧纯度也要求极高.作者旨在通过比较各种传统的纯化技术，指出其存在的问题及不足之处，并提出新的液氨纯化技
6、术一一过滤.收稿日期:2006-11-06.基金项目:上海市科委重人项0(2004CB720703)资助.作者简介:李娟(1982—)，女，湖北省鄂州市人,博士牛，从事低温液体纯化技术研究.李娟等:可用于AMS低温地面支持系统的液氮纯化技术分析2液氨纯度要求及纯化特点在液氨饱和温度4.2K,其至更低温度下，所有液氨中的杂质(如氮，氧等)都将凝固,将有可能造成管路或阀门的堵塞,影响系统的正常运行•常规工业上使用的优等高纯液氮，其纯度可达到99.995%,但该纯度应用于CGSE屮远远不足.文献［2］指出,应用于AMS的液氨屮的杂质颗粒粒
7、径不得超过0.5m(标称等级),氨的纯度大于99.999%,杂质含量02W2.0x10-6,N2W3.0x10-6,H20W2.0x10-6,cJ-I^O.2xl0-6.与其他低温液体提纯相比，液氨的提纯具有一个突出的特点，这就是液氨的标准沸点(4.2K)和汽化潜热(2O.90kJ/kg)远低于其他低温液体(液氢，液氮，液氧和液氟等).这一点对提纯系统提出了更高的要求.首先，温度越低越难维持，极少热量的漏入将导致液氨的急剧蒸发，系统失效•其次,有些材料或介质在普通低温液体温度下可能性能极好，而在液氮温区时的性能则不确定，例如陶瓷材料
8、等国.此外，在CGSE的纯化系统中，由于液氨的流量不高(初步设定2.1g/s),因此要求提纯系统尽量简单，能耗低，占地空间小•其次,AMS预期在太空屮安全运行3a,这对提纯系统提出了一定的寿命要求.正是由于以上特点，导致实现CGSE中
