近日，由西北農林科技大學和中海石油氣電集團聯合開發的動壓透平膨脹機關鍵技術取得重大突破。該技術在12月23日成功應用到中海石油氣電集團牽頭研制的我國首套全動壓透平膨脹制冷氦液化裝置中，標志著我國在超低溫工程和氦氣應用領域邁出重要一步。
氦氣的液化溫度為-269℃，是世界上最難以液化的物質。氦液化裝置將氦氣進行深度降溫處理并轉化為液氦，從而營造出4K（-269℃）的極低溫環境，是支撐大科學裝置、超導工程、航天工程等國家重大科技領域的關鍵裝備。透平膨脹機是氦液化裝置制冷的關鍵部件，與采用靜壓氣體軸承的傳統透平膨脹機相比，所突破的全動壓透平膨脹機技術具備更高的工作轉速和等熵效率，且不需要額外的供氣裝置，該創新技術不僅可節省5%-8%的氣體流量，還能提升裝置能效，增加8%-15%的液氦產量。此外，動壓透平的自對中和自適應性更強，運行更為可靠。在高轉速下，其抗沖擊和抗渦動能力可達到靜壓透平的3倍以上，完全匹配與適應大工況波動的工業環境。
動壓氣懸浮軸承是實現全動壓透平膨脹的“卡脖子”技術。西農團隊揭示了深低溫環境下氦氣動壓潤滑機理，基于非線性動力學理論優化設計方法，創新發明獨特的分體式箔片以及多支承臂軸承結構，開發高強度箔片材料及新型涂層，最終創制出具備抗沖擊能力強、穩定性好和效率高的動壓氣懸浮軸承。該軸承在啟停及全工況運行時均無需供氣，最高轉速超過30萬轉/分鐘。搭載該軸承的全動壓透平單體設備性能測試指標均達到設計預期。動壓透平膨脹機關鍵技術的突破為該全動壓透平膨脹設備進入工程示范應用奠定了堅實的基礎，為國家戰略工程的高質量發展提供了有力的支撐。
啟承懸浮科技(西安)有限公司參與該全動壓透平膨脹機的研發與制造。
