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容积上万立方米的大型系留气球，需要大量的氦气作为填充气体，因此氦气保障系统是大型系留气球重要分系统之一。氮气保障分系统应具有氦气储存、填充、补气、回收和纯化等功能，同时还需配备检漏和氦气纯度分析等仪器设备。我国是氦气资源比较贫乏的国家，目前国内绝大部分氦气是由从美国进口的液氦汽化而得到。国外的氦气储存，比如美国，是采用高压集束管车储存氦气、充装气球。气球的充气一般采用高压充气，也可用液氦槽车将液氦汽化后充灌气球。用液氦槽车充气时，利用超临界氦减压来充气球，操作专业性强、比较繁琐。大型系留球中氦气的充气、回收和纯化设备采用高压低温冷凝、吸附纯化的方案进行回收和纯化。目前我国已研制出了氦气的充气、回收和纯化设备，并已成功应用。