中科富海成立于2016年8月，凭借中科院理化所的顶尖科研力量，攻克了氦气制冷机与液化器的关键技术难题，一举打破国际垄断，填补国内空白，其产品性能卓越，为我国低温装备领域注入强劲动力。公司通过不断的技术创新和产业升级，希望为国家能源结构的转型和环境保护做出贡献，确保国家在关键能源资源上的自主可控，推动绿色能源的广泛应用。本文将从产品到应用，全面介绍中科富海在低温行业的发展成果与技术实力。

一、核心产品

1.氦制冷机

科学上把20K称为液氢温区，4.5K称为液氦温区，2K为超流氦温区。氦制冷机是一种利用氦气作为制冷工质，通过特定的热力学循环实现极低温环境的制冷设备，是实现液氦温区制冷技术的关键设备。

氦制冷机系统基本构成

 ①氦压缩机，②液氦温区冷箱，③液氦杜瓦，④油分离器，⑤控制柜，⑥同轴输液管，⑦液氮储罐，⑧氦气储罐。

中科富海的氦制冷机采用自主开发的高速气体轴承透平膨胀机、超低漏率超流氦负压换热器、高稳定性离心冷压缩机等核心技术。其产品覆盖2K-20K温区，制冷量从几百瓦到数千瓦不等，可满足不同场景的低温需求。

氦制冷机性能指标

2.氦液化器

氦气液化器的工作原理基于深度制冷技术，其核心是通过多级预冷和最终的焦耳-汤姆逊（Joule-Thomson, J-T）节流膨胀来实现氦气的液化。

图2氦气压缩氦液化装置系统组成图

氦液化器的主要设备包括：①氦压缩机， ②4.5K 冷箱，③液氦杜瓦，④油分离器，⑤控制柜，

⑥同轴输液管，⑦污氦干燥器，⑧回收压缩机，⑨ 液氮储罐，⑩ 氦气储罐，⑪氦气瓶组，⑫回收气囊。

低压氦气首先通过压缩机增压，然后经过高精滤油器去除杂质，进入液氮预冷级，将温度降至约77K。预冷后的氦气进一步进入高压氦气透平膨胀机制冷阶段，温度进一步降低。预冷后的氦气分成两路，一路进入串联的两级透平膨胀机膨胀产生冷量，与杜瓦回气混合冷却；另一路高压氦气被回气冷却后进入节流阀，通过等焓减压降温实现氦气液化。最后，低温换热器实现冷量回收，提升系统能效。

氦液化器性能指标

3.低温工程及配套产品

3.1液氦杜瓦

中科富海液氦杜瓦系列产品适用于低温液氦的运输和储存，是专为液氦在低温超导、核磁共振、大科学等领域的使用而生产的可靠产品。作为液氦温区低温系统的重要组成部分，全系列产品采用真空绝热多层包扎、蒸汽冷却及低温冷凝吸附技术，有效减少液氦蒸发率。采用先进的绝热技术设计，无需液氮预冷，使用、维护方便。

3.2低温恒温器

低温恒温器利用低温流体或其它方法使样品处在恒定的, 或按所需方式变化的低温温度下, 并能对样品进行一种或多种物理量的测量。低温恒温器是实验杜瓦容器和容器内部装置的总称, 广泛应用于低温下的热物理性质测量、材料在低温下的机械性能与实验、光学物理研究、材料磁热特性测量和超导实验等领域。中科富海承接各类低温恒温器的设计、加工、集成工作。

3.3低温分配阀箱

低温分配阀箱是低温系统的重要组成部分，用来将低温流体通过分配阀门分配到不同的终端，保证低温系统及设备的正常工作。主要由真空绝热冷箱、低温阀门、低温Bayonet、多层绝热包扎、安全泄压设备、温度、压力测量组成。中科富海承接各类低温阀箱的设计、加工、集成工作。

3.4低温传输管线

低温传输管线是低温系统的重要组成部分，用来将低温流体输送到不同的终端。低温传输管线采用真空多层绝热方式减少漏热，主要由外管、真空夹层、多层绝热包扎、绝热支撑、膨胀节、防辐射屏组成。根据输送低温流体的数量，可以分为单通道或多通道低温传输管线；根据管道的刚性，可以分为刚性管或柔性管。中科富海承接各类低温传输管线的设计、加工、集成工作。

3.5低温配套工程

低温系统规划及设计、低温系统布局、低温流体分配系统设计及制造、低温系统管道设计与制造、低温系统控制系统设计及制造、低温系统联合调试、低温系统维护保养等。

4.氢液化器

液氢具有储能密度高、运输效率高、储存压力低以及高效安全方面的优势，是解决氢能大规模储存运输的有效手段之一，能够大幅降低氢的运输成本和综合成本。液氢产出的超高纯度氢可最大限度满足在交通、半导体、电池等领域的应用。为打破国外垄断、提高我国液氢生产能力，中科富海联合中科院理化所自2019年至今先后投入300kg/D、1.5T/D、5T/D、10T/D成套氢气液化装置的开发。

小型及中型氢液化装置参数规格

1.5TPD（左）及5TPD（右）氢液化装置

二、应用领域

1.大科学工程测试平台及在线装置大科学工程测试平台及在线装置对于进行高精度的科学实验和设备性能验证至关重要。这些装置需要在极低温条件下运行，以确保测试结果的精确性和实验设备的性能稳定性。中科富海提供的氦制冷机为南方光源研究测试平台提供了必要的低温环境，为实现超导腔在4.5K及2K温区的垂直测试和水平测试提供了有力的技术保障。

2.粒子加速器粒子加速器是现代物理学研究中不可或缺的工具，广泛应用于基础研究和应用研究领域。其中的超导磁体需要在极低温度下运行以保持超导状态，确保加速器的高效运行。中科富海提供的千瓦级氦制冷机，为先进能源实验室测试提供了强有力的支持。通过提供稳定的低温环境，确保了粒子加速器中关键部件的性能和加速效率，支持了粒子物理研究的进行。

3.核聚变装置在可控核聚变装置中，如托卡马克装置，利用磁场约束高温等离子体是关键技术之一。高温等离子体具有极高的能量，如果没有磁场约束，等离子体会迅速扩散，核聚变反应就无法持续稳定地进行。只有将超导磁体冷却到其临界温度以下，维持超导状态，才能确保超导磁体能够稳定地产生强大磁场。中科富海先后为韩国国家核聚变研究所大科学装置、核工业西南物理研究院中国环流三号装置以及能量奇点能源科技（上海）有限公司全世界第一台全高温超导的托卡马克洪荒70装置提供的氦制冷机都确保了装置中关键部件性能的稳定并满足了系统的运行和维护需求，确保相关实验研究任务的完成。

4.量子计算量子计算是一种新兴的计算技术，它利用量子力学原理进行信息处理，具有解决特定问题的巨大潜力。量子计算核心部件（如量子比特和控制器件）需要在极低温环境（低至10毫开尔文）下运行，以降低热噪声干扰并提升量子计算稳定性和性能，同时对连续低温系统的稳定性和效率提出极高要求。中科富海为各科研机构提供的大冷量液化器，实现了高效预冷，减少了漏热对最终极低温的干扰，能够为多量子比特芯片或大型稀释制冷机提供充足的预冷能力，满足可扩展量子计算的需求。

5.同位素同位素在医学、工业和科研等领域有广泛应用。在同位素生产过程中，需要精确控制反应条件，包括温度、压力等，以获得所需的同位素比例。中科富海为兰州基于加速器医用同位素药物研发平台项目及中国工程物理研究院低温分离项目提供的千瓦级4.5K及20K氦制冷机，为我国大型超导装置及相关领域提供了全新的国产化低温路线，促进了国产氦膨胀机、氦压缩机、大型低温冷箱、温度传感器、真空等设备的国产化应用和替代进程。

6.空间应用航空航天领域需要模拟太空环境进行材料测试和设备验证，以确保其在极端条件下的性能。中科富海先后为航天系统提供的20K氦制冷机，稳定的为测试系统提供低温环境以用于航空航天领域的空间环境模拟，确保了航天设备在极端条件下的性能和可靠性。

高速飞车和低空经济在国家交通和经济发展中具有重要的战略意义。高速飞车需要超导磁体系统提供强磁场以维持悬浮状态，同时在低温真空环境中确保超导磁体的高效工作，需要可靠的低温系统以支持超导磁体的稳定性和长时间运行。2024年，高速飞车项目低真空环境下系统集成演示验证试验成功，中科富海的氦液化装置为本项目提供了稳定的低温环境。高速飞车有望成为我国综合立体交通体系中的重要组成部分，为交通强国和科技强国战略的实施提供有力支撑。

7.高端医疗重离子束治疗具有照射剂量分布好、对健康组织损伤小、疗程短、治愈率高、毒副作用小等优点。但目前，客户面临着重离子治疗设备体积庞大、不易移动的难题，还有靶向药物合成过程中对2-8℃稳定低温环境的需求。中科富海为兰州泰基离子技术有限公司提供的500W@4.5K制冷机能够为超导磁铁提供必要的4.5K冷量，用于小型化重离子治疗装置研发项目超导磁体系统的低温测试。该制冷机不仅能支持医疗设备小型化和移动化的发展趋势，还能确保治疗和药物合成过程中的稳定性和效率。

8.新型储能氢液化技术是将氢气转化为液态氢的关键技术，对于氢能的储存和运输具有重要意义。随着氢能经济的发展，对于高效、安全的氢液化技术的需求日益增加，以支持氢能的广泛应用。中科富海在2024年成功建设首条民用液氢制储运用全产业链示范工程，液氢全产业链的示范成功，有效解决了氢能大规模、低成本、长距离储运瓶颈问题，可最大限度满足在交通、半导体、电池等领域的应用。随着氢能大规模应用，液氢与可再生能源制氢路线匹配，解决新能源间歇储能等问题，助力碳中和目标实现。

中科富海自2016年成立以来，从大科学工程、核聚变装置到量子计算、氢能储能，公司以核心产品为基石，以创新应用为驱动，持续为国家重大科研项目与战略产业提供可靠的低温解决方案。未来，中科富海将凭借诚信、恒心以及客户的支持，继续深耕低温技术前沿，推动绿色能源转型与高端装备国产化，以技术突破服务国家需求，以低温技术产业化应用带动高端装备制造、新能源等产业链协同发展，为中国低温事业的跨越式发展贡献坚实力量！

来源：中科富海