Hélium-cseppfolyósító

 

 

 

Közép-magyarországi hélium cseppfolyósító és visszagyűjtő rendszer

 

Azonosító VEKOP-2.3.3-15-2017-00015

Támogatás összege (Ft) 489 705 381
Összköltség (Ft) 489 705 381
Projekt megvalósításának kezdete 2017.10.09.
Projekt fizikai befejezésének határideje 2021.06.30.
 

 

Projekt bemutatása:

A cseppfolyós hélium használata megkerülhetetlen az alacsony hőmérsékletek és nagy mágneses terek előállításában. A hélium cseppfolyósítása, a folyadék felhasználása és az elpárolgott gáz visszagyűjtése zárt rendszerben történik. A BME TTK Fizika Tanszékén 1994 óta működik egy hélium-cseppfolyósító üzem, amely mára elöregedett és cseréje szükségessé vált. Az elmúlt bő húsz évben ez a berendezés biztosította a BME Fizikai Intézet, a BME VBK és az ELTE TTK zavartalan ellátását. Csak a Fizika Intézetben több világszínvonalú kísérleti laboratórium működéséhez nélkülözhetetlen a folyamatos cseppfolyóshélium-ellátás. Ezek közé tartozik a kvantumelektronikai, molekuláris elektronikai, mágneses optikai és elektronspin-rezonancia laboratórium is, melyek az elmúlt években két ERC Starting Grant-et, két MTA Lendület pályázatot, és több EU-s network- és nagy összegű OTKA-pályázatot nyertek el, és a legrangosabb folyóiratokban közölt cikkekkel növelték a BME tudományos súlyát. A cseppfolyósító az MSc és PhD képzést is erősen támogatja nem csak a BME-n (Fizikai Intézet, VBK), hanem az ELTE TTK-n is.

A pályázat célja

Célunk a következő 25 évre a cseppfolyóshélium-ellátás biztosítása a közép-magyarországi régió valamennyi kutatóhelye részére. A pályázat keretében a BME kiöregedett hélium-cseppfolyósítóját kiváltó új cseppfolyósító üzem kerülne kiépítésre, valamint korszerűsítenénk és kibővítenénk a héliumgáz-visszagyűjtő rendszert. Az új rendszer a BME-n kívül a lágymányosi kampuszon illetve az MTA Csillebérci Telephelyén („KFKI”) működő összes felhasználó (ELTE TTK, MTA TTK, Wigner FK, MTA EK, MTA EK MFA) igényeit is ellátná. Ezen külső felhasználók valamennyien támogatásukról biztosították a pályázati tervet. A beruházás részeként bekötésre kerülne a BME VBK CH épülete a gázvisszagyűjtő rendszerbe, valamint az ELTE tárolókapacitásának bővítésével az MTA TTK Q2 épülete is. A KFKI telephelyén az MTA EK MFA-ban visszagyűjtő rendszer épülne ki és a KFKI tárolókapacitását felkészítenénk a BME-ről érkező folyadék fogadására és az elpárolgott gáz tárolására. Az elpárolgott héliumgáz a KFKI-ból és az ELTE-ről a BME cseppfolyósítójába szállítva kerül ismét újrahasznosításra. Az érintett felhasználók évente kb. 15.000 liter cseppfolyós héliumot használnak. Ha az újrahasznosítás lehetősége a cseppfolyósító leállásával megszűnne, évente kb. 100 millió Ft értékű hélium gázt kellene a levegőbe elengedni. Ez olyan terhet róna a felhasználókra, hogy több laboratórium kutatási tevékenységét teljesen le kellene állítani.

A projekt pillérei

  • L épületi hélium cseppfolyósító üzem kialakítása

A BME Fizika Tanszék által jelenleg üzemeltetett kiöregedett hélium cseppfolyósító a BME északi kampusz F épület I. lépcsőház alagsorában található. A meglévő helyiség kis mérete miatt egy új, nagyobb kapacitású berendezés telepítése nem megoldható, ezért egy új korszerű üzemi helyiség kialakítása szükséges. A projekt előkészítésekor több lehetséges helyszín került megvizsgálásra, végül a BME északi kampusz L épület pincéje lett kijelölve az új üzem helyeként. Mivel a pince eredeti adottságai nem feleltek meg az új üzem követelményeinek, a projekt részeként a helyiség felújítása és alkalmassá tétele is szükséges. Az új üzem nem használja ki a pince teljes területét, így leválasztásra került egy összesen 106 m2 alapterületű rész, mely két egyenként 73 m2 és 33 m2 technológiai helyiségre oszlik. Új elektromos hálózat és padlózat kerül kialakításra és a kompresszorok hűtését biztosító vízkörök és klímák is elhelyezésre kerülnek, valamint a héliumos kannák mozgatásának biztosítása érdekében megtörténik egy felvonó beépítése. A földszinten a lift előtereként egy 10 m2-es helyiség kerül leválasztásra a csarnoktérből, melynek a tetején helyezkedik majd el a héliumgyűjtő ballon.

  • Új hélium cseppfolyósító beszerzése

A jelenlegi PSI L1410 típusú hélium cseppfolyósító 1995-ben került beüzemelésre, kezdetben csak a BME TTK Fizika Tanszék Szilárdtestfizika laboratóriumot látta el cseppfolyós héliummal, de később a BME VBK és az ELTE TTK NMR készülékeibe is a BME-n cseppfolyósított hélium került töltésre. A 25 éves működés alatt a berendezés kiöregedett és az utóbbi időben a meghibásodások száma is jelentősen megnőtt, így a laboratóriumok stabil héliumellátása egyre nehézkesebb. A projekt fő célja egy új hélium cseppfolyósító beszerzése, mely újabb 20-25 évig biztosítja majd költséghatékonyan a héliumot. Az új berendezés kapacitása a tervek szerint a korábbi rendszer kapacitásának duplája lesz, mely biztosítja újabb felhasználók csatlakozásának lehetőségét. A termelési intenzitás növekedése pedig a még költséghatékonyabb működtetést eredményezi.

  • Alacsony hőmérsékletű mérőrendszer beszerzése

A projekt fő célja, az új hélium cseppfolyósító beszerzése és egy közép-magyarországi üzem kialakítása, egy alap infrastruktúra kiépítését jelenti, mely több különböző szakterülethez tartozó laboratóriumban végzett kutatáshoz biztosítja a héliumot. Emellett a projekt részeként egy olyan új alacsony hőmérsékletű mérőberendezés (kriosztát) is beszerzésre kerül, melyben egy változtatható hőmérsékletű mérőfej és egy szupravezető mágnes is található. Az új kriosztát alacsony héliumfogyasztása lehetővé teszi alanyocs hőmérsékletű mérések költséghatékony kivitelezését a BME Fizika Tanszék Szilárdtestfizika laboratóriumában akár külső felhasználók részére is.

  • Hélium visszanyerő vezetékek kialakítása

Idővonal

2017.10.09.  - Hivatalosan is megkezdődött a projekt előkészítése, elhelyezésre került a tájékoztató tábla
 
2018.01.31. - Indul az új hélium cseppfolyósító üzem tervezése
 

A terveket a Norman Mérnöki Iroda Kft. készíti

2018.06.22. - Elkészültek a hélium vezeték tervei
   
   

Feltöltés alatt

További információk

Feltöltés alatt