Institut für Technische Physik (ITEP)

2kW (4,4 K) Anlage

Die 2 kW Anlage mit einer Verflüssigungsleistung von 600 Litern pro Stunde ist die größte He-Anlage des Institutes
Bilder 2 kW Anlage
Schema 2 kW Anlage Holger Neumann
Schema 2 kW-Anlage
He-Kannenabfüllung Holger Neumann
He-Kannenabfüllung
Der Kühlprozess der 2kW Anlage basiert auf dem Claude Prinzip. Der verdichtete Heliumgasstrom wird nach dem ersten Wärmeübertrager bei 80K aufgespalten. Ein Teil des Heliums strömt über zwei dynamisch gasgelagerte Turbinen und kühlt sich durch die adiabate Entspannung auf etwa 11K ab. Dieser Gasstrom wird dann zur Saugseite des Kompressors zurückgeleitet und kühlt dabei den Hauptgasstrom mit Hilfe von Plattenwärmeübertragern. Der Hauptgasstrom wird nach der Abkühlung auf etwa 11K über eine Joule-Thompson Turbine auf 4bar entspannt und dadurch weiter bis auf 4,5K abgekühlt.
Die 2kW Anlagekann in zehn voll automatischen Betriebsweisen betrieben werden. Die Betriebsweisen umfassen Kühlung bei 3,3K, Kühlung bei 4,4K, Verflüssigung und verschiedene Kombinationen.
Technische Details:
  • Hersteller - Linde AG
  • Kühlleistung - 2kW bei 4,4K (z.B. 700W bei 3,3K, 400W bei 4,4K und 1kW bei 70K) oder 21g/s Verflüssigung
  • Anschlussleistung - 460kW (Teillast) bis 880kW (700W-3,3K+400W-4,4K+1kW-70K, ohne JT-Turbine)
  • Kompressoren - 3 Aerzener Schraubenkompressoren
  • Unterdruckkompressor - Durchsatz 34,5g/s, Saugdruck 260mbar, Enddruck 5,5bar
  • Normaldruckkompressor - Durchsatz 188g/s, Saugdruck 1bar, Enddruck 5,5bar
  • Endstufenkompressor - Durchsatz 213g/s, Saugdruck 5,5bar, Enddruck 17.8bar
  • Speicherkapazität für flüssiges Helium - 10 000 Liter

Tabelle Leistung 2 kW Anlage

Mode

Precooling

with

Refrigeration capacity

Liquefaction

rate

El. power consumption of the compressors

LN2

LHe

3.3 K

4.4 K

70 K

1 Basic

-

5.5 g/s

700 W

400 W

1000 W

9 g/s

855 kW

2 Stand-by

50 g/s

-

500 W

230 W

1000 W

12.3 g/s

819 kW

3 Full load

43 g/s

-

700 W

400 W

1000 W

8.8 g/s

847 kW

4 Pure refrigeration

-

-

-

1440 W

-

-

610 kW

5 Pure liquefaction

-

-

-

-

-

9.1 g/s

614 kW

6 Pure liquefaction

68 g/s

-

-

-

-

21 g/s

671 kW