零下271℃、百瓦級！我國大型低溫制冷技術獲突破

新華社北京電 記者董瑞豐 百瓦級功率，制冷至零下18攝氏度，家用冰箱可以做到。同等功率，制冷至零下271攝氏度，則需要國際先進技術。

近日，國家重大科研裝備研制項目“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”通過驗收及成果鑒定，標志著我國具備了研制液氦溫度（零下269攝氏度）千瓦級和超流氦溫度（零下271攝氏度）百瓦級大型低溫制冷裝備的能力。

該項目由財政部支持，中國科學院理化技術研究所承擔。成果鑒定專家組認為，項目整體技術達到國際先進水平，其中高穩定性離心式冷壓縮機技術和兆瓦級氦氣噴油式螺桿壓縮機技術達到國際領先水平。

液氦到超流氦溫區大型低溫制冷裝備，是航空航天、氫能源儲運、氦資源開發等領域以及一批大科學裝置不可或缺的核心基礎。多年來，我國大型低溫制冷裝備依賴進口，部分專用制冷裝備甚至買也買不到。

項目總指揮、中科院理化所研究員劉新建介紹，項目取得了一系列核心技術突破，包括大型低溫制冷系統整機設計體系構建及控制技術、系列化氣體軸承氦透平膨脹機技術、大型超流氦負壓換熱器技術、大型高效氦氣噴油螺桿壓縮機技術、高穩定性離心式冷壓縮機技術、大型復雜低溫制冷系統集成與調試技術等。

項目首席科學家、中科院理化所研究員李青介紹，到零下269攝氏度之后，溫度每下降1攝氏度或功率每增加一個數量級，難度都將指數級地增加。液氦溫度萬瓦級和超流氦溫度千瓦級的大型低溫制冷裝備，是世界級難題，也將是科研團隊下一步挑戰的目標。

據了解，超流氦溫度百瓦級大型制冷機目前已應用于寧夏鹽池液化天然氣閃蒸氣提氦項目、加速器、核聚變大科學裝置等，支撐了相關行業發展。項目還帶動了我國高端氦螺桿壓縮機、低溫換熱器和低溫閥門等行業的快速發展，初步形成了功能齊全、分工明確的低溫產業群。