氦透平膨胀机研制    

       氦透平膨胀机是氦低温系统的核心部件。2007年8月开始着手氦透平膨胀机的调研与研制工作，包括：油气混合轴承与全静压气体轴承的氦透平膨胀机。叶轮、喷嘴、扩压器等部件是氦透平膨胀机的核心部件，其流道设计直接影响透平的整机效率。而气体轴承、油轴承与转子系统影响其稳定性。  

       研究室设计并搭建了低温氦透平膨胀机整机测试平台，此平台能够很好的对各种结构类型的氦透平膨胀机进行热力性能测试和动态稳定性分析。研究室还建设了高速气体轴承转子实验平台用于研究动静压气体轴承转子的动态稳定性，为开发新的透平膨胀机支撑系统提供实验依据。设计研制的氦透平膨胀机已经应用到2kw低温系统中，运行情况良好。  

冷压机研究

       对于大型氦低温系统，离心式涡轮冷压缩机直接应用于氦槽端的低温低压环境下，将饱和氦蒸汽抽空减压，来获取超流氦或过冷氦。目前低温工程与技术研究室已开展冷压机的基础性研究，已加工组装了冷压机样机，搭建一套冷压机常温测试平台。

低温文丘里流量计研制   

       在国内，中科院等离子体物理研究所较早地将文丘里流量计应用在超导磁体冷却回路及超导托卡马克氦低温系统中。文丘里流量计压力损失小，并且几乎不受外界磁场的影响，同时可应用的温区广、结构简单造价便宜，因而在液氦的回路中选择文丘里流量计作为流量的测量装置，并在超导磁体实验中其准确性获得了认可。  

       课题组拥有低温文丘里流量计常温测试平台，同时完成中国散裂中子源项目(CSNS)文丘里超临界氢流量计样机研制。经常温氮气标定，测量误差低于3.5%，优化后可达2%。并且已经建成满足300-4.2K温区下低温文丘里流量计的测试平台。

低温泵研究   

       我室根据小流量而高扬程的应用要求，设计加工具有较低漏热，较高的水力效率和可靠性的低温液氮泵。搭建低温液体泵测试平台，运用模拟与实验的方法分析低温泵的实际性能表现。并且分析采用无接触的高温超导磁悬浮轴承替代机械轴承应用于低温液体泵，提出相关设计方案并讨论相关应用情况。  

高温超导电流引线

       电流引线作为超导磁体电流供给的连接元件，在超导磁体实验装置中必不可少。HTS电流引线的研制成功，解决了常规电流引线进入磁体低温环境较大漏热问题。课题组研发成功了多种电流引线，如：应用在EAST装置上的15kA/16kAHTS电流引线和小型超导磁体上的800A和135AHTS电流引线。HTS电流引线的应用显著降低低温制冷系统的造价和磁体运行费用。  

       低温传输线设计加工      低温传输线（LN2、LHe）作为制冷机到低温储槽及低温用户的低温介质传输桥梁，其结构设计和绝热技术都有较高的要求。EAST装置低温传输线采用自主专利支撑及新型高真空多层绝热技术，使LHe、LN2在装置运行传输过程中达到了理想的绝热效果，其中EAST低温系统LN2传输线的传输距离达100米以上。 

电气与控制系统  

       EAST 低温控制系统基于Emerson Process Management公司的DeltaV DCS设计开发，并通过OPC（OLE for Process Control）、Modbus、Profibus DP等不同接口协议进行了控制系统的应用功能扩展。它具有集散控制系统的标准三层网络结构，实现了低温过程的集中管理与分散控制。DeltaV DCS为低温系统提供了友好的操作界面，实现了低温过程参数的监测、存储与分析、报警与安全联锁保护及故障诊断等功能，并实现了300~80K预冷与4.5K稳态运行阶段的系统自动控制。