一种超导磁体快速冷却方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超导磁体快速冷却方法及其系统。所述方法通过搭建环形循环管路，以气体为冷量传递介质，将制冷机输出的冷量携带到超导磁体处，以对流换热的方式将超导磁体冷却，制冷机与超导磁体之间通过管路隔离，循环管路旁接支路以向管路内充注高压气体，并在降温过程中补气。超导磁体快速冷却系统，包括制冷机单元、冷却对象单元、动力控制单元以及补气单元，各单元通过耐低温绝热管路连接，其中制冷机单元、冷却对象单元以及动力控制单元构成一个循环管路，补气单元旁接于该循环管路并提供气源。本发明专利技术利用低温制冷机冷却超导磁体，以气体与磁体换热，降温速率可控，磁体温度均匀，有效减小了对磁体的振动、电磁干扰以及低温液体的损耗。

A Fast Cooling Method and System for Superconducting Magnets

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体快速冷却方法及其系统
本专利技术涉及超导
，具体涉及一种超导磁体快速冷却方法及其系统。
技术介绍
超导磁体系统可以提供高稳定性、高场强的磁场，是MRI（magneticresonanceimaging，磁共振成像）等设备的首选磁体系统。超导磁体系统通常需要在低于液氮温度77K（-196.15℃）乃至液氦温度4.2K（-268.95℃）的低温环境才能实现正常功能，而将其由室温冷却至如此低的温区需要消耗大量资源，是超导磁体的主要运行成本，限制了其广泛应用。目前最普遍的超导磁体冷却方法是使用低温液体浸泡降温至超导温度，可通过在磁体外围安装贮液槽并充注液氮或液氦等进行冷却。这种方法虽然看似操作方便、结构简单，但是资源损耗极大、成本极高，尤其是对于MRI磁体等冷量需求较大的磁体而言，缺陷尤为明显。另有一种较常用的方法是将脉管制冷机等回热式低温制冷机的冷端与磁体使用金属导热带等固体连接，通过导热的方式传递冷量将磁体冷却，不过由于这种方法中制冷机需要与磁体距离很近，引线焦耳热、运行振动、磁体温度均匀性以及电磁干扰等问题比较突出，对于体积较大的超导磁体，这种固体连接导热的方式导致的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导磁体快速冷却方法，其特征在于，通过搭建环形循环管路，以气体为冷量传递介质，将制冷机输出的冷量携带到超导磁体处，以对流换热的方式将超导磁体冷却，制冷机与超导磁体之间通过管路隔离，以避免制冷机运行中的电磁干扰和振动影响，循环管路旁接支路以向管路内充注高压气体，并在降温过程中补气。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体快速冷却方法，其特征在于，通过搭建环形循环管路，以气体为冷量传递介质，将制冷机输出的冷量携带到超导磁体处，以对流换热的方式将超导磁体冷却，制冷机与超导磁体之间通过管路隔离，以避免制冷机运行中的电磁干扰和振动影响，循环管路旁接支路以向管路内充注高压气体，并在降温过程中补气。2.一种采用根据权利要求1所述方法的超导磁体快速冷却系统，其特征在于，包括制冷机单元（1）、冷却对象单元（2）、动力控制单元（3）以及补气单元（4），各单元通过耐低温绝热管路连接，其中制冷机单元（1）、冷却对象单元（2）以及动力控制单元（3）构成一个循环管路，补气单元（4）旁接于该循环管路并提供气源；所述的制冷机单元（1）用于输出冷量，气体工质流经此单元被冷却；所述的冷却对象单元（2）用于接入冷却对象并实现低温气体工质与高温磁体的对流换热；所述的动力控制单元（3）提供气体工质的循环动力并进行流量控制；所述的补气单元（4）用于为系统充入高纯度气体工质并在运行过程中随时调节循环气体的压力。3.根据权利要求2所述的超导磁体快速冷却系统，其特征在于，所述的制冷机单元（1）包括制冷机（11），制冷机单元（1）的管路分别与制冷机（1.1）冷端换热器的进出口连接，气体在制冷机（1.1）的冷端降温，是磁体的冷量来源；所述的冷却对象单元（2）包括待冷却磁体（2.1），冷却对象单元（2）的进口与制冷机单元（1）出口通过管路连接，由制冷机（1.1）冷却后的气体流经待冷却磁体（2.1）实现降温；所述的动力控制单元（3）包括低温风机（3.1）、低温阀（3.2）、安全阀（3.3），动力控制单元（3）布置在冷却对象单元（2）的出口，其中低温风机（3.1）和低温阀（3.2）依次由管路串联，分别用于提供气体循环动力以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大明，祁云，苏峙岳，乔鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33