许忠,唐佳丽,欧阳峥嵘,吴琦琦

1.安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601;

2.中国科学院强磁场科学中心,安徽 合肥 230031

1 引 言

稳态强磁场实验装置(Steady High Magnetic Field Facilities,SHMFF)20 MW级水冷系统于2021年完成升级改造,目前运行稳定,系统性能得以有效改善.系统原有制冷能力为两台离心式冷水机组串联制冷,上游1号机最高可将26℃的实验热回水降至15.5℃,再由下游2号机制冷至6℃.制冷运行约10小时蓄满3000 m3低温冷冻水.由于改造涉及蓄冷量的翻倍,因此系统制冷能力需要得以相应升级,以维持合理的制冷时间.改造新增了一台3号大温差离心式冷水机组,制冷温度为18℃至6℃.该机器的选型主要考虑水冷厂房空间限制并满足多数制冷工况.而三台大温差离心式冷水机组的串、并联制冷输入功率巨大,为了降低能耗,在新增离心式冷水机组的上游增加了一台闭式冷却塔,在秋冬湿球温度较低时可以利用室外的“免费冷源”进行制冷,达到节约能源的目的[1].系统升级改造后的原理图如下所示.

图1 水冷系统升级改造后原理图Fig.1 Schematic diagram of cooling water system design after modification

闭式冷却塔又名蒸发式冷却器,相对于开式冷却塔,其优势在于可保持流体的清洁,其利用水的蒸发潜热带走工艺流体的热量,完成冷却过程,具有节能、节水、运行费用低等特点[2].闭式冷却塔的运行效果随着室外空气参数而变化[3],例如湿球温度.湿球温度较低的季节采用闭塔制冷使用,相对于离心式冷水机组具有明显的节能效果.国际上的强磁场实验装置……