අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී, ක්රයොජනික් බෙදා හැරීමේ පද්ධති ද්රව නයිට්රජන් හෝ ආගන් එක් ස්ථානයක සිට තවත් ස්ථානයකට මාරු කිරීමට වඩා වැඩි යමක් කරනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. තරලය භාවිතයේ ස්ථානය දක්වා ස්ථායී, පිරිසිදු සහ තනි-අදියර ලෙස පැවතිය යුතුය. කුඩා ප්රමාණයේ තාප ඇතුල්වීම් පවා ක්රියාවලි ස්ථායිතාවයට බලපාන ෆ්ලෑෂ් වායුව, පීඩන උච්චාවචනය හෝ තෙතමනය දූෂණය ජනනය කළ හැකිය.
ඒ නිසා තමයිරික්තක පරිවරණය කළ නළයසාම්ප්රදායික පෙන-පරිවරණය කරන ලද පයිප්ප වෙනුවට අර්ධ සන්නායක ෆැබ් වල පද්ධති බහුලව භාවිතා වේ. නිසි ලෙස කළමනාකරණය කරන ලද පයිප්ප සමඟ ඒකාබද්ධ කළ විටගතික රික්තක පොම්ප පද්ධතිය, සමස්ත තාප කාන්දුව 3 W/m ට අඩුවෙන් පැවතිය හැකි අතර සම්පූර්ණ හුවමාරු රේඛාව හරහා දිගුකාලීන රික්ත ස්ථායිතාව පවත්වා ගනී.
අර්ධ සන්නායක යෙදීම් සඳහා, රික්ත පරිවරණය නළය වටා නිෂ්ක්රීය ස්ථරයක් ලෙස නොසැලකිය යුතුය. එය මැනිය හැකි රික්තක ක්රියාකාරිත්වය සහ දිගු කාලීන නඩත්තු කිරීමේ හැකියාව අවශ්ය වන ක්රියාකාරී තාප පද්ධතියකි. ඉහළ නිරවද්යතාවයකින් යුත් චිප නිෂ්පාදන පරිසරයන් තුළ, තරල සන්තෘප්ත උෂ්ණත්වයේ සුළු වැඩිවීමක් පවා සිසිලන පරිපථ, පිරිසිදු කිරීමේ පද්ධති හෝ ක්රියාවලි පාලන උපකරණවලට බාධා කරන ද්වි-අදියර ප්රවාහ තත්වයන්ට හේතු විය හැක.
ක්රයෝජනික් අර්ධ සන්නායක පද්ධතිවල තාප කාන්දුව වැදගත් වන්නේ ඇයි?
සෑම ක්රයෝජනික් හුවමාරු රේඛාවක්ම තාප හුවමාරුවේ ප්රාථමික ආකාර තුනකින් බලපායි:
- වළයාකාර අවකාශය හරහා විකිරණය
- අවශේෂ අණු නිසා ඇතිවන වායුමය සන්නයනය
- ආධාරක සහ ස්පේසර් හරහා ඝන සන්නයනය
නිසි ලෙස නිර්මාණය කර ඇතිරික්තක පරිවරණය කළ නළය, වළයාකාර පීඩනය සාමාන්යයෙන් 1×10⁻⁴ Pa ට වඩා අඩු වේ. එම රික්තක මට්ටමේ දී, ඉතිරි වායු අණු වලයාකාර පරතරයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස විශාල මධ්යන්ය නිදහස් මාර්ගයක් ඇති අතර එමඟින් වායුමය තාප සන්නායකතාවය බෙහෙවින් අඩු වේ.
බහු ස්ථර පරිවරණය (MLI) භාවිතයෙන් විකිරණ තාප හුවමාරුව පාලනය වේ. පරිවරණය පරාවර්තක තීරු සහ අඩු සන්නායකතා පරතරය ද්රව්යවල ප්රත්යාවර්ත ස්ථර වලින් සමන්විත වේ. නිවැරදි ස්ථර ඝනත්වය සහ ස්ථාපන ක්රමය සමඟ, විකිරණ තාප ප්රවාහය වර්ග මීටරයකට වොට් කිහිපයක් දක්වා අඩු කළ හැකිය.
ඉතිරි තාප මාර්ගය ප්රධාන වශයෙන් යාන්ත්රික ආධාරක වලින් පැමිණේ. මෙම බලපෑම අවම කිරීම සඳහා, G-10 ෆයිබර්ග්ලාස් හෝ Torlon® වැනි අඩු සන්නායකතා ද්රව්ය සාමාන්යයෙන් භාවිතා වේ. ක්රියාත්මක වන අතරතුර තාප හැකිලීම, කම්පනය සහ භූ කම්පන පැටවීම දරා ගැනීමට මෙම ආධාරකවලට තවමත් ප්රමාණවත් යාන්ත්රික ශක්තියක් අවශ්ය වේ.
දිගු හුවමාරු දුරක් හරහා, රික්ත පරිවරණය සහ පෙන පරිවරණය අතර වෙනස ඉතා කැපී පෙනේ. හොඳින් නඩත්තු කරන ලද රික්ත පද්ධතියකට වසර ගණනාවක් ස්ථාවර තාප කාර්ය සාධනයක් පවත්වා ගත හැකි අතර, පෙන පරිවරණය ක්රමයෙන් වායුගෝලයෙන් තෙතමනය අවශෝෂණය කරයි. තෙතමනය පරිවාරක ව්යුහයට ඇතුළු වී කැටි වූ පසු, තාප කාර්යක්ෂමතාව සාමාන්යයෙන් කාලයත් සමඟ පහත වැටේ.
ප්රායෝගික අර්ධ සන්නායක LN₂ බෙදාහැරීමේ පද්ධතිවල,රික්තක පරිවරණය කළ පයිප්පසාම්ප්රදායික පෙන-පරිවරණය කරන ලද රේඛා හා සසඳන විට, විශේෂයෙන් දිගු එළිමහන් ධාවන හෝ අඛණ්ඩව ක්රියාත්මක වන ප්රධාන ශීර්ෂයන් හා සසඳන විට තාපාංකය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකිය.
ගතික රික්තක පොම්ප පද්ධතිය
ස්ථිතික රික්තක ජැකට් වල ඇති එක් ගැටළුවක් නම්, වායු පිටවීම, හීලියම් පාරගම්ය වීම හෝ අන්වීක්ෂීය කාන්දුව හේතුවෙන් රික්තක ගුණාත්මකභාවය වසර ගණනාවක් පුරා සෙමින් පිරිහීමට ලක්විය හැකි බවයි.
මෙයට පිළියමක් ලෙස, විශාල විෂ්කම්භයකින් යුත්රික්තක පරිවරණය කළ නළයපද්ධති a වලින් සමන්විත විය හැකගතික රික්තක පොම්ප පද්ධතියමෙම පද්ධතියට සාමාන්යයෙන් සංයුක්ත ටර්බෝමොලිකියුලර් හෝ අනුචලන පොම්ප සැකැස්මක් ඇතුළත් වන අතර එමඟින් වළයාකාර රික්තය එහි මුල් සැලසුම් තත්ත්වයට වරින් වර ප්රතිස්ථාපනය වේ.
සීතල-කැතෝඩ මානයන් භාවිතයෙන් රික්ත මට්ටම් අඛණ්ඩව නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ. පොම්පය ක්රියාත්මක වන්නේ ඉලක්කගත සැකසුම ඉක්මවා පීඩනය ඉහළ ගිය විට පමණි, එබැවින් බල පරිභෝජනය සහ නඩත්තු අවශ්යතා සාපේක්ෂව අඩු මට්ටමක පවතී.
තායිවානයේ හ්සින්චු හි අර්ධ සන්නායක පහසුකම් උත්ශ්රේණි කිරීමේ ව්යාපෘතියක දී, ක්රියාකාරීව කළමනාකරණය කරන ලද රික්ත පොම්ප පද්ධතියක් මඟින් නිෂ්පාදන මාර්ගය වසා දැමීමකින් තොරව එහි මුල් මෙහෙයුම් තත්ත්වයට ආසන්නව තාප ක්රියාකාරිත්වය යථා තත්ත්වයට පත් කිරීමට වයස්ගත වන LN₂ මාරු ශීර්ෂයකට ඉඩ සැලසීය. නව ව්යාපෘති සඳහා, ක්රියාකාරී රික්ත නඩත්තුව මඟින් පද්ධතියේ සේවා කාලය පුරාවට දිගුකාලීන පරිවාරක ස්ථායිතාව පිළිබඳව ක්රියාකරුවන්ට වඩා හොඳ විශ්වාසයක් ලබා දේ.
ද්රව්ය හා පද්ධති නිර්මාණය
අර්ධ සන්නායක සහ අතිශය අධි-සංශුද්ධතා යෙදුම් සඳහා, අභ්යන්තර ක්රියාවලි නළය සාමාන්යයෙන් 304L හෝ 316L මල නොබැඳෙන වානේ වලින් නිෂ්පාදනය කෙරේ. ඔක්සිජන්-පිරිසිදු සේවා අවශ්යතා සපුරාලීමට සහ දූෂණය වීමේ අවදානම අවම කිරීම සඳහා අභ්යන්තර පෘෂ්ඨයන් පිරිසිදු කර, පිරිසිදු කර, නිෂ්ක්රීය කරනු ලැබේ.
ස්ථාපන පරිසරය අනුව පිටත ජැකට්ටුව තීන්ත ආලේප කරන ලද කාබන් වානේ හෝ මල නොබැඳෙන වානේ භාවිතා කළ හැකිය. පිරිසිදු කාමර යාබද ප්රදේශවල, විඛාදනය හෝ මතුපිට දූෂණය වළක්වා ගැනීම සඳහා මල නොබැඳෙන පිටත ජැකට් බොහෝ විට වඩාත් කැමති වේ.
තාප හැකිලීම ද ප්රවේශමෙන් සලකා බැලිය යුතුය. LN₂ හුවමාරු රේඛාවක් පරිසර උෂ්ණත්වය සහ ක්රියාකාරී උෂ්ණත්වය අතර මීටරයකට ආසන්න වශයෙන් 2.5–3 mm හැකිලීමට ඉඩ ඇත. මෙම චලනය අවශෝෂණය කර ගැනීම සඳහා, නල මාර්ග ජාලය පුරා ගණනය කළ නැංගුරම් ස්ථානවල සාමාන්යයෙන් සීනු ආකාරයේ ප්රසාරණ වන්දිකරුවන් ස්ථාපනය කරනු ලැබේ.
චලනය හෝ නම්යශීලීභාවය අවශ්ය වන විට,රික්ත පරිවරණය කළ නම්යශීලී හෝස්එකලස් කිරීම් බහුලව භාවිතා වේ. සාමාන්ය ස්ථාන අතර ටැංකි සම්බන්ධතා, උපකරණ සම්බන්ධක, බහුවිධ ශාඛා සහ ජංගම ක්රියාවලි ස්කීඩ් ඇතුළත් වේ.
මෙම නම්යශීලී හෝස්, රැලි සහිත අභ්යන්තර හරයක් සහ රික්තක ජැකට් එකක් සහ දෘඩ රික්තක පයිප්පයකට සමාන MLI ව්යුහයක් භාවිතා කරයි. නිසි ලෙස නිර්මාණය කරන ලද එකලස් කිරීම් මඟින් නැවත නැවත ක්රයෝජනික් තාප චක්රයෙන් පසු රික්ත අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගත හැකි අතර පරිවරණය නොකළ ෙගත්තම් හෝස්වල බහුලව දක්නට ලැබෙන බාහිර අයිස් සෑදීම වළක්වයි.
රික්ත පරිවරණය කළ කපාටසහඅදියර වෙන් කරන්නන්
තාප කාන්දුව කළමනාකරණය කිරීම සෘජු නල කොටස් වලට පමණක් සීමා නොවේ. කපාට සහඅදියර බෙදුම්කරුවන්ස්ථාවර ක්රයෝජනික් ප්රවාහ තත්ත්වයන් පවත්වා ගැනීම සඳහා ද ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
A රික්ත පරිවරණය කළ කපාටයසාමාන්යයෙන් තීරණාත්මක මුද්රා තැබීමේ ප්රදේශ අතිශයින් අඩු උෂ්ණත්වයන්ගෙන් ඈත් කර තබා ගැනීම සඳහා දිගු කරන ලද බොනට් එකක් සහ රික්ත-ජැකට් කරන ලද ශරීරයක් භාවිතා කරයි. මෙය කඳ ඇසුරුම් වටා කැටි කිරීම වැළැක්වීමට සහ කපාට ව්යුහය තුළ අනවශ්ය ඝනීභවනය අඩු කිරීමට උපකාරී වේ.
රික්ත පරිවරණයකින් තොරව, කපාට පද්ධතිය තුළ සාන්ද්රිත තාප කාන්දුවීම් ලක්ෂ්ය බවට පත්විය හැකිය. ද්රව ක්රයොජනික් සේවාවේදී, මෙය දේශීයකරණය වූ වාෂ්ප සාක්කු, අස්ථායී ප්රවාහ තත්වයන් හෝ ජල මිටි සිදුවීම් ජනනය කළ හැකිය.
අර්ධ සන්නායක ක්රියාවලි පද්ධති සඳහා, ASME B31.3 සහ EN 13480 අවශ්යතාවලට අනුකූලව විස්තීරණ-බොනට් ගෝල කපාට සහ ඉහළ-ඇතුළත් කිරීමේ බෝල කපාට බහුලව භාවිතා වේ.
A රික්ත පරිවරණය කළ අදියර වෙන් කරන්නාද්රව සංවේදී පහළ උපකරණවලට ඇතුළු වීමට පෙර ෆ්ලෑෂ් වායුව ඉවත් කිරීමට භාවිතා කරයි. අර්ධ සන්නායක යෙදීම් වලදී, අස්ථායී ද්වි-අදියර ප්රවාහයට ක්රියාවලි අනතුරු ඇඟවීම් හෝ උපකරණ අන්තර් අගුළු අවුලුවාලීමට තරම් විශාල පීඩන පැද්දීම් නිර්මාණය කළ හැකිය.
බොහෝ වෙන් කරන්නා සැලසුම් වාෂ්ප-ද්රව වෙන් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා අභ්යන්තර ඩිමිස්ටර් ව්යුහයක් සමඟ ස්පර්ශක ඇතුල්වීමක් භාවිතා කරයි. බොහෝ ව්යාපෘති වලදී, බෙදුම්කරු ක්රියාවලි තට්ටුව අසල ස්ථාපනය කර ඇති කුඩා ටැංකියක් සමඟ ඒකාබද්ධ වේ. කුඩා ටැංකිය සැලකිය යුතු අමතර තාප බරක් හඳුන්වා නොදී කෙටි කාලීන ඉල්ලුමේ උච්චාවචනයන් ස්ථාවර කිරීමට උපකාරී වන දේශීය බෆර් පරිමාවක් ලෙස ක්රියා කරයි.
අර්ධ සන්නායක ව්යාපෘති උදාහරණය
දකුණු කොරියාවේ DRAM පහසුකම් පුළුල් කිරීමේ ව්යාපෘතියක් සඳහා ගිල්වීමේ සිසිලන පරීක්ෂණ උපකරණ සහ වේෆර් සැකසුම් මෙවලම් සපයන නව LN₂ බෙදාහැරීමේ ජාලයක් අවශ්ය විය.
ස්ථාපනයට රික්ත පරිවරණය කරන ලද නම්යශීලී හෝස් එකලස් කිරීම් හරහා බහු මෙවලම් ශාඛාවලට සම්බන්ධ කර ඇති ආසන්න වශයෙන් මීටර් 180 ක දෘඩ රික්ත පරිවරණය කරන ලද පයිප්පයක් ඇතුළත් විය. තොග ගබඩා ප්රදේශය අසල රික්ත පරිවරණය කරන ලද අදියර වෙන් කරන්නෙකු සහ 2 m³ කුඩා ටැංකියක් ස්ථාපනය කරන ලදී.
ගතික රික්තක පොම්ප පද්ධතිය ප්රධාන අඟල් 6 හුවමාරු රේඛා මත වළයාකාර පීඩනය 5×10⁻⁶ mbar ට අඩුවෙන් පවත්වා ගෙන ගියේය.
ක්රියාත්මක කිරීමේදී, ප්රාථමික ශීර්ෂයේ මනින ලද තාප කාන්දුව ස්ථාවර මෙහෙයුම් තත්ව යටතේ සාමාන්යයෙන් 1.3 W/m පමණ විය. වසරක අඛණ්ඩ සේවාවකින් පසු, ආවර්තිතා රික්ත ප්රතිසාධන චක්ර මඟින් පරිවාරක කාර්ය සාධනය මුල් මූලික තත්ත්වයට ආසන්නව තබා ගන්නා ලදී.
පෙර පෙන-පරිවරණය කළ සංකල්පය හා සසඳන විට, පහසුකම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු ද්රව නයිට්රජන් පාඩු සහ වැඩිදියුණු කළ මෙහෙයුම් ස්ථායිතාව වාර්තා කළේය. ක්රියාවලි ලොග් මඟින් පරිවාරක පිරිහීම හා සම්බන්ධ තෙතමනය ආශ්රිත දූෂණ සිදුවීම් ද නොපෙන්වයි.
අයදුම්පත්
රික්ත-පරිවරණය කරන ලද ක්රයොජනික් හුවමාරු පද්ධති අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය, LNG යටිතල පහසුකම්, කාර්මික වායු බෙදා හැරීම සහ ද්රව හයිඩ්රජන් යෙදීම්වල බහුලව භාවිතා වේ.
මෙහෙයුම් පරිසරයන් වෙනස් වුවද, ඉංජිනේරු අරමුණ එලෙසම පවතී:
- රික්ත ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීම
- තාප ඇතුල්වීම අවම කරන්න
- මාරු කිරීමේ ක්රියාවලිය පුරාම අදියර ස්ථායිතාව ආරක්ෂා කිරීම
පද්ධති නිර්මාණය සාමාන්යයෙන් ව්යාපෘති විෂය පථය සහ කලාපීය අවශ්යතා මත පදනම්ව ASME B31.3, EN 13480, සහ ISO 21029 වැනි ජාත්යන්තර ප්රමිතීන් අනුගමනය කරයි.
අර්ධ සන්නායක පහසුකම් සඳහා, ක්රයෝජනික් බෙදාහැරීමේ පද්ධතියේ ක්රියාකාරිත්වය මෙහෙයුම් කාර්යක්ෂමතාව, ද්රව පරිභෝජනය සහ දිගුකාලීන ක්රියාවලි විශ්වසනීයත්වයට සෘජුවම බලපායි. එම නිසා, නල මාර්ග, කපාට, බෙදුම්කරුවන් සහ රික්ත නඩත්තු පද්ධති ස්වාධීන සංරචක වලට වඩා එක් ඒකාබද්ධ තාප පද්ධතියක් ලෙස නිර්මාණය කළ යුතුය.
At HL ක්රයෝජනික්ස්, අපි සම්මත නාමාවලි වින්යාසයන්ට වඩා සැබෑ මෙහෙයුම් තත්ත්වයන්, තාප බර ඉලක්ක සහ ස්ථාපන අවශ්යතා මත පදනම්ව ක්රයෝජනික් හුවමාරු විසඳුම් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා EPC කොන්ත්රාත්කරුවන්, ගෑස් සමාගම් සහ අර්ධ සන්නායක පහසුකම් සමඟ කටයුතු කරන්නෙමු.
ඔබ නව අර්ධ සන්නායක ෆැබ් ව්යාපෘතියක් සැලසුම් කරන්නේ නම් හෝ පවතින LN₂ බෙදාහැරීමේ ජාලයක් උත්ශ්රේණි කරන්නේ නම්, අපගේ ඉංජිනේරු කණ්ඩායමට දිගුකාලීන ක්රියාකාරිත්වය සඳහා තාප කාන්දු ක්රියාකාරිත්වය, රික්ත උපාය මාර්ගය සහ පද්ධති වින්යාසය ඇගයීමට උදව් කළ හැකිය.
පළ කිරීමේ කාලය: මැයි-18-2026
