中国科学院理化技术研究所“一三五”规划 季度进展报告 2019年第二季度 突破一先进激光技术的创新与应用 突破二液氮温区KJ制冷技术创新及其应用 突破三大型低温制冷系统技术研发及工程应用 1115 突破四仿生智能超浸润界面材料体系构筑与调控 培育一光化学转换与光化学合成 15 培育二环境友好材料与绿色生产工艺 培育三激光显示及产业化 培育四分散能源气体液化分离技术与应用 29 培育五液态金属材料前沿技术 40
中国科学院理化技术研究所“一三五”规划 季度进展报告 2019 年第二季度 突破一 先进激光技术的创新与应用 ....................................................1 突破二 液氮温区 KJ 制冷技术创新及其应用......................................1 突破三 大型低温制冷系统技术研发及工程应用 ................................1 突破四 仿生智能超浸润界面材料体系构筑与调控............................5 培育一 光化学转换与光化学合成 ......................................................15 培育二 环境友好材料与绿色生产工艺 ..............................................19 培育三 激光显示及产业化 ..................................................................26 培育四 分散能源气体液化分离技术与应用 ......................................29 培育五 液态金属材料前沿技术 ..........................................................40
突破一先进激光技术的创新与应用 概述:本方向本季度在研项目38项;招聘光学博士2名,招 聘光学和机械设计专业劳务派遣人员5名;召开调度会议12次;改 造中关村园区科研场所400平米。 (一)本方向本季度重要进展 本季度在大功率固体激光及系统和变频固体激光等方面取得重 要进展。(略) (二)下一步工作计划 下一步将继续在大功率固体激光和变频固体激光等方面开展相 关工作。(略) 突破二液氮温区KJ制冷技术创新及其应用 概述:本方向本季度在研项目9项;设置赵密广为中心副主 任;招聘测试劳务派遣人员2名;共召开18次调度会议。 (-)本方向本季度重要进展 本季度在型号用制冷机、小型制冷机和制冷机平台建设等方面 取得重要进展。(略) (二)下一步工作计划 下一步将继续在型号用制冷机、小型制冷机和制冷机平合建设 等方面开展相关工作。(略) 突破三大型低温制冷系统技术研发及工程应用 概述:本方向本季度在研项目1项,即“液氦到超流氦温区大型
1 突破一 先进激光技术的创新与应用 概述：本方向本季度在研项目 38 项；招聘光学博士 2 名，招 聘光学和机械设计专业劳务派遣人员 5 名；召开调度会议 12 次；改 造中关村园区科研场所 400 平米。 （一）本方向本季度重要进展 本季度在大功率固体激光及系统和变频固体激光等方面取得重 要进展。（略） （二）下一步工作计划 下一步将继续在大功率固体激光和变频固体激光等方面开展相 关工作。（略） 突破二 液氮温区 KJ 制冷技术创新及其应用 概述：本方向本季度在研项目 9 项；设置赵密广为中心副主 任；招聘测试劳务派遣人员 2 名；共召开 18 次调度会议。 （一）本方向本季度重要进展 本季度在型号用制冷机、小型制冷机和制冷机平台建设等方面 取得重要进展。（略） （二）下一步工作计划 下一步将继续在型号用制冷机、小型制冷机和制冷机平台建设 等方面开展相关工作。（略） 突破三 大型低温制冷系统技术研发及工程应用 概述：本方向本季度在研项目 1 项，即“液氦到超流氦温区大型
低温制冷系统研制”项目,是中国科学院国家重大科研装备研制专项 计划实施的项目之一,分为6个子方向。 (一)本方向本季度重要进展 1.透平膨胀机方向:完成了2500W六个透平膨胀机机芯的组 装及厂内调试工作,完成了2500W轴承气、透平气过滤器的验收及 组装工作,完成了2500W制动端的验收及组装工作,完成了2500W 六个透平膨胀机厂内测试并具备出厂及安装条件,完成了2500W所 有透平在冷箱上的安装工作并完成了常温升速实验。完成了1000W 氦透平制动端的验收工作,完成了1000W轴承气、透平气的过滤器 的验收工作。完成了新2500W透平的叶轮三维设计工作及机芯部件 的初步设计。完成了富海400W和500W四个膨胀机的一维设计及 机芯部件设计工作。 冷压缩机方向:共进行了5次冷压缩机第一轮样机在性能测 试平台上的实验,对实验数据特别是漏热数据进行了分析讨论,在 此基础上,完成冷压缩机正样设计、优化,正在加工,预计7月验 收 3.冷箱方向:开展500W@2K冷箱现场集成,开展1000W冷 箱现场集成,完成新2500W冷箱集成现场准备工作。 4.集成与调试方向:2500W@45K/500W@2K制冷机:实现整 机系统总装,完成各个焊口进行探伤和打压特检工作,完成特检所 的压力管道渗透检测和压力管道使用证的材料上报工作,等待廊坊 特检所办结出证;完成制冷机系统的检漏和置气工作;完成所有压
2 低温制冷系统研制”项目，是中国科学院国家重大科研装备研制专项 计划实施的项目之一，分为 6 个子方向。 （一）本方向本季度重要进展 1. 透平膨胀机方向：完成了 2500W 六个透平膨胀机机芯的组 装及厂内调试工作，完成了 2500W 轴承气、透平气过滤器的验收及 组装工作，完成了 2500W 制动端的验收及组装工作，完成了 2500W 六个透平膨胀机厂内测试并具备出厂及安装条件，完成了 2500W 所 有透平在冷箱上的安装工作并完成了常温升速实验。完成了 1000W 氦透平制动端的验收工作，完成了 1000W 轴承气、透平气的过滤器 的验收工作。完成了新 2500W 透平的叶轮三维设计工作及机芯部件 的初步设计。完成了富海 400W 和 500W 四个膨胀机的一维设计及 机芯部件设计工作。 2. 冷压缩机方向：共进行了 5 次冷压缩机第一轮样机在性能测 试平台上的实验，对实验数据特别是漏热数据进行了分析讨论，在 此基础上，完成冷压缩机正样设计、优化，正在加工，预计 7 月验 收。 3. 冷箱方向：开展 500 W@2K 冷箱现场集成，开展 1000W 冷 箱现场集成，完成新 2500W 冷箱集成现场准备工作。 4. 集成与调试方向： 2500W@4.5K/500W@2K 制冷机：实现整 机系统总装，完成各个焊口进行探伤和打压特检工作，完成特检所 的压力管道渗透检测和压力管道使用证的材料上报工作，等待廊坊 特检所办结出证；完成制冷机系统的检漏和置气工作；完成所有压
力传感器、安全阀、流量计等的检定,确保在一年有效期内;高压 压缩机运抵廊坊至2019年6月30日,已运行累计时长154小时; 实现压缩机组数据、冷箱真空度、冷水机组数据、气体纯度等的远 程传输和存储;实现冷水机组和压缩机组的远程开启和停机;整机 调试从2019年5月28日开始,完成压缩机小循环,实现压缩机小 循环6个气动阀门PID参数整定,压缩机组性能测试(除高压大于 155bara以上),完成制冷机系统气体纯化,使水、氮、碳水化合物 总含量小于5ppm,油含量小于lppb;依次解决高压压缩机平稳运 行中的四次停机故障,完成压缩机组72小时测试;完成系统冷箱中 循环,透平常温在线测试、气动调节阀PID参数整定、实现气体纯 化模式和快速降温模式。 多透平与换热器组耦合调控平台(即新2500Wa45K制冷 机):结合兰州近物所的实际用户条件,完成向兰州近物所提供 HFRS初步设计报告以及三维布局设计方案 1000V@45K制冷机:与中科富海中山基地确认并完成在中山 基地的布局方案和调试计划。 5.压机寄滤油方向:负压压缩机及配套的滤油器按计划进行 豪顿压缩机和冰轮压缩机发货至指定地点。配合集成方向完成 2500W压缩机的连续运行考核。 6.流程设计方向:完成2500W@45K制冷机冷箱部分桥架的搭 建和布线工作,编写了模拟负载加热电源的PLC控制程序和冷水机 与PLC控制系统的远程通讯程序
3 力传感器、安全阀、流量计等的检定，确保在一年有效期内；高压 压缩机运抵廊坊至 2019 年 6 月 30 日，已运行累计时长 154 小时； 实现压缩机组数据、冷箱真空度、冷水机组数据、气体纯度等的远 程传输和存储；实现冷水机组和压缩机组的远程开启和停机；整机 调试从 2019 年 5 月 28 日开始，完成压缩机小循环，实现压缩机小 循环 6 个气动阀门 PID 参数整定，压缩机组性能测试（除高压大于 15.5bara 以上），完成制冷机系统气体纯化，使水、氮、碳水化合物 总含量小于 5ppm，油含量小于 1ppb；依次解决高压压缩机平稳运 行中的四次停机故障，完成压缩机组 72 小时测试；完成系统冷箱中 循环，透平常温在线测试、气动调节阀 PID 参数整定、实现气体纯 化模式和快速降温模式。 多透平与换热器组耦合调控平台（即新 2500W@4.5K 制冷 机）：结合兰州近物所的实际用户条件，完成向兰州近物所提供 HFRS 初步设计报告以及三维布局设计方案。 1000W@4.5K 制冷机：与中科富海中山基地确认并完成在中山 基地的布局方案和调试计划。 5. 压机寄滤油方向：负压压缩机及配套的滤油器按计划进行； 豪顿压缩机和冰轮压缩机发货至指定地点。配合集成方向完成 2500W 压缩机的连续运行考核。 6. 流程设计方向：完成 2500W@4.5K 制冷机冷箱部分桥架的搭 建和布线工作，编写了模拟负载加热电源的 PLC 控制程序和冷水机 与 PLC 控制系统的远程通讯程序
(二)下一步工作计划 1.透平膨胀机方向:依据整体进度安排,继续完成2500W氦制 冷机透平膨胀机的低温测试,开展2500W制冷机的透平调试工作; 完成1000W氦透平膨胀机机芯的组装及厂内调试工作,并完成出厂 前的全部测试,根据冷箱集成整体进度,完成膨胀机的冷箱安装工作。 按合同进度要求继续推进富海400W和500W四个膨胀机的研制工 作 2.冷压缩机方向:完成自主研制的冷压缩机正样在性能测试平 台上的集成组装和调试,获得了项目任务书要求的性能指标。冷压缩 机样机、正样及测试平台搬运回廊坊中试基地,和2500W@45K系 统集成组装并进行相应的性能实验。 3.冷箱方向:完成500W@2K冷箱现场集成,开展新2500W和 新250W现场集成工作,完成1000W冷箱现场集成 4.集成与调试方向:2500W@45K500W@2K制冷机:开展制冷 大循环调试实验:完成气体纯化模式和杜瓦快速降温模式,完成气动 调节阀PID参数整定,完成液化模式和制冷模式,评估得到 25kW@4.5K制冷能力。完成500W@2K系统的组装总成,检漏、打 压和置气工作,并开展500W@2K系统的调试工作。 多透平与换热器组耦合调控平台(即新2500W@45K制冷机) 完成兰州近物所的招标工作,完成向兰州近物所提供工程设计报告, 并进行专家评审 1000Wa4K制冷机:在中山基地开展制冷机的现场布局设计
4 （二）下一步工作计划 1. 透平膨胀机方向：依据整体进度安排，继续完成 2500W 氦制 冷机透平膨胀机的低温测试，开展 2500W 制冷机的透平调试工作； 完成 1000W 氦透平膨胀机机芯的组装及厂内调试工作，并完成出厂 前的全部测试，根据冷箱集成整体进度，完成膨胀机的冷箱安装工作。 按合同进度要求继续推进富海 400W 和 500W 四个膨胀机的研制工 作。 2. 冷压缩机方向：完成自主研制的冷压缩机正样在性能测试平 台上的集成组装和调试，获得了项目任务书要求的性能指标。冷压缩 机样机、正样及测试平台搬运回廊坊中试基地，和 2500W@4.5K 系 统集成组装并进行相应的性能实验。 3. 冷箱方向：完成 500 W @2K 冷箱现场集成，开展新 2500W 和 新 250W 现场集成工作，完成 1000W 冷箱现场集成 4. 集成与调试方向：2500W@4.5K/500W@2K 制冷机：开展制冷 大循环调试实验：完成气体纯化模式和杜瓦快速降温模式，完成气动 调节阀 PID 参数整定，完成液化模式和制冷模式，评估得到 2.5kW@4.5K 制冷能力。完成 500W@2K 系统的组装总成，检漏、打 压和置气工作，并开展 500W@2K 系统的调试工作。 多透平与换热器组耦合调控平台（即新 2500W@4.5K 制冷机）： 完成兰州近物所的招标工作，完成向兰州近物所提供工程设计报告， 并进行专家评审。 1000W@4.5K 制冷机：在中山基地开展制冷机的现场布局设计