Оценка безопасности и надежности системы охлаждения на базе CO₂ для подземного применения при температурах ниже -50 °C

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Новая концепция охлаждения на базе CO₂ оценивается для охлаждения экспериментальных установок ATLAS и CMS, размещенных на глубине до 100 м под землей на Большом адронном коллайдере (БАК) в Центре ядерных исследований (CERN). Введен в эксплуатацию первый опытный образец установки, изготовленный для проверки концептуального проекта и оценки безопасности и надежности системы. В данной работе представлены полученные результаты, обсуждается безопасность и надежность системы, а также список рекомендаций для будущих конечных блоков, обеспечивающих холодопроизводительность 380 кВт для ATLAS и 750 кВт для CMS при температуре кипения -53 °C.

Настоящая статья представляет собой перевод статьи Barroca P, Verlaat B, HafnerA, Blust S, Hulek W, Zwalinski L, Teixeira D. Safety and reliability assessment of CO₂ refrigeration system for underground applications below -50 °C. In: Proceedings of the 9th IIR Conference on the Ammonia and CO₂ Refrigeration Technologies. Ohrid: IIF/IIR, 2021. DOI: 10.18462/iir.nh3-co2.2021.0024 Публикуется с разрешения правообладателя.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Pierre Barroca

Department of Energy and Process Engineering NTNU

Автор, ответственный за переписку.
Email: pierre.a.c.barroca@ntnu.no
Норвегия, 7491, Тронхейм

Bart Verlaat

Department of Energy and Process Engineering NTNU

Email: bart.verlaat@cern.ch
Швейцария, 7491, Тронхейм

Armin Hafner

Department of Energy and Process Engineering NTNU

Email: armin.hafner@ntnu.no
Норвегия, 7491, Тронхейм

Stephanie Blust

Department of Energy and Process Engineering NTNU

Email: stefanie.blust@ntnu.no
Норвегия, 7491, Тронхейм

Wojciech Hulek

CERN

Email: lukasz.zwalinski@cern.ch
Швейцария, Женева

Lukasz Zwalinski

CERN

Email: lukasz.zwalinski@cern.ch
Швейцария, Женева

Daniella Teixeira

University of Cape Town

Email: TXRDAN001@myuct.ac.za
ЮАР, Кейптаун

Список литературы

  1. Verlaat B., Van Lysebetten A., Van Beuzekom M. CO₂ cooling for the LHCb-VELO Experiment at CERN. In: 8th IFF/IRR Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids. Copenhagen, 2008.
  2. Zwalinski L., Bortolin C., Blaszczyk T., et al. CO₂ cooling system for Insertable B Layer detector into the ATLAS experiment. Amsterdam: TIPP, 2014.
  3. Daguin J., et al. CO₂ cooling for particle detectors: experiences from the CMS and ATLAS detector systems at LHC, and prospects for future upgrades. In: Proceedings of the 24th IIR International Congress of Refrigeration. Yokohama, 2015.
  4. Petagna P., Verlaat B., Francescon A. Two-Phase Thermal Management of Silicon Detectors for High Energy Physics. In: Encyclopedia of Two-Phase Heat Transfer and Flow III. 2015. 335–412. doi: 10.1142/9789813229471_0005
  5. Barroca P., Hafner A., Pardiñas A., et al. Evaporative cooling system with natural refrigerant at -50 ℃ and 100 m underground. In: Proceedings of 14th Gustav Lorentzen Conference. Kyoto, 2020.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Подсистемы охлаждения: общее оборудование, компрессорная установка и холодильная камера. Ссылка на точки состояния диаграммы давление-энтальпия на рисунке 2.

Скачать (154KB)
3. Рис. 2. Диаграмма зависимости давления и энтальпии CO₂ от теоретической технологической схемы для транскритического двухступенчатого компрессорного цикла, предложенного для холодильной установки.

Скачать (105KB)
4. Рис. 3. Параметризованное заданное значение противодавления, используемое для оптимизации COP.

Скачать (64KB)
5. Рис. 4. Реакция компрессора марки № 1 на резкое изменение нагрузки.

Скачать (99KB)
6. Рис. 5. (слева) Путь конденсации CO₂ и слива его в маслоотделитель. (справа) Визуализация конденсации CO₂ через смотровое стекло датчика уровня масла.

Скачать (246KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах