BEPCII（北京正负电子对撞机重大改造项目）低温系统采用2台Linde公司制造的TCF50S制冷机，每套低温系统分别由1台ESD441 SFC型螺杆压缩机、1台TCF50S型500 W/4.5 K氦制冷机以及连接制冷机与超导设备之间的低温传输管线和分配阀箱等组成。其中一台制冷机(制冷机A)为超导磁体提供冷量，另一台制冷机(制冷机B)为超导腔提供冷量，这两套制冷机从2005年开始投入使用,到目前为止已经运行了12年之久。
制冷机主压缩机采用的是双螺杆变频调速压缩机。考虑BEPCII低温系统每年需要连续运行10个月，压缩机故障停机后处理的时间较长，严重的影响BEPCII的运行。所以2009年夏季检修期间，增加了一台备用压缩机，备用压缩机可以代替压缩机A，也可以代替压缩机B运行，所以目前两套系统有3台压缩机可交替运行，大大提高了系统运行的可靠性。但冷箱还是两套，没有备件。
冷箱包括：换热器、吸附器、透平、阀门和管道等部件。透平、阀门都可以从冷箱顶部取出进行维护。运行这些年，更换过透平几次，更换过阀门垫圈。但冷箱内部到目前为止还没有维护过。图1为冷箱外观图，从外观看冷箱的体积比较庞大，要维护一次需要大量的人力和物力。
故障分析：
制冷机在运行中发现控制液氮预冷的阀门CV3615A在自动控制下开度变小，同时第一级换热器的温度TI3610A无法维持在设定值而温度升高，使得制冷能力降低。液氮供应阀门CV3615A采用的PID控制，主要用来控制第一级换热器的温度TI3610A和氮气出口管道温度TI3605A，分别如图3、图4所示。
正常情况下TI3610A，TI3605A都能工作在设定值，前几年运行中发现TI3610A温度低于设定值，PID的控制CV3615A开度，使液氮流量减小，TI3610A温度升高。即在原来流量下，液氮与第一级换热器换热不充分，导致液氮的冷量没被换热器带走，被带到液氮出口管道，所以液氮出口管道温度降低，为了保证TI3610A达到设定值，PID要求CV3615A阀门开度变小，流量减小，然而这样引起TI3605A温度高于设定值，TI3605A的PID控制逻辑又要求阀门CV3615A开度增大。两个矛盾的控制逻辑，CV3615的开度只能取两个控制逻辑的小值，所以在自动控制下出现第一级换热器温度升高(如图2)的现象。液氮管道与换热器的换热不充分，也就是说换热器换热效率降低，导致第一级换热器温度升高，制冷能力下降。导致换热器换热效率降低的因素有3点：（1）管道严重泄漏（2）管道堵塞（3）管道“结垢”。
同样在运行维护时，发现CV3130阀杆上存在活性炭粉末，2014年有一台TGL16透平出现问题，寄回厂家返修时，发现透平内部很多活性炭粉末。第一级换热器后端有两个80 K吸附器，主要成分为活性炭，其主要功能是吸附氦气中的杂质气体氮和水。吸附器经过长时间的运行，由于高压氦气的冲刷，一部分活性炭变成了粉末，并随着高压气流流入透平和冷箱后端。活性碳粉末的存在严重威胁了透平的可靠运行，同时吸附器也不能起到它应有的吸附效果，无法保证系统的稳定运行。
冷箱的维护：
针对冷箱出现的这些现象，根据厂商提供的说明及压缩机油的性质，决定选择比较环保的Enasolv 365AZ清洗剂。在清洗前，先用干燥空气吹扫每个管道，尤其吹扫二三级换热器，有大量的活性炭粉末被吹出。首先清洗剂循环清洗2 h后，换新的清洗剂清洗，直到清洗完的清洗剂没有分层，无油。清洗完的管道用热氮气吹扫，保证入口温度在70 ℃，出口温度超过溶剂的沸点温度到50 ℃后，继续吹扫几个小时，确保所有的清洗剂挥发掉。更换了两个新的80 K吸附器，同时考虑运行时间将20 K的吸附器也一并更换。
结论：
经过测试，当有液氮预冷时测试制冷能力为553 W，液化率215.8 L/h，如图9所示，达到图9制冷机制冷能力和液化能力的验收指标。改造后效果良好，目前制冷机运行稳定。
