本实用新型专利技术涉及一种高频腔恒温装置及质子/重离子加速器，恒温装置包括冷却装置及恒温加热装置，恒温加热装置的旁通装置旁通连接冷却装置的输送泵与高频腔的冷却液入口端，恒温加热装置的加热器位于旁通装置外与输入端冷却回路外并且在高频腔的冷却液出口端与输送泵之间。恒温加热装置共享冷却装置的输送泵与高频腔内的冷却管路，停机破真空状态时能加热维持高频腔的待机温度。更具体地，输送泵的输入端连接有回流冷却控制阀，以调节控制输送泵的流体输送量，本实用新型专利技术具有缩短高频腔锻炼时间，使加速器更快投入运行的效果。
【技术实现步骤摘要】
高频腔恒温装置及质子/重离子加速器
本技术涉及质子/重离子加速的
，尤其是涉及一种高频腔恒温装置及质子/重离子加速器，其中质子指质量数等于1的自由离子，重离子指质量数大于4的自由离子。
技术介绍
质子/重离子加速器已知能应用于医疗、半导体、原子物理、材料科学、生命科学、新能源研究、天体物理等领域，对质子/重离子提供能量以产生适当加速强度的质子/重离子能量束。而如何让质子/重离子加速器能更稳定的运行将是一门重要课题，特别是在工作频率可调且工作负载等条件变化的情况下，使质子/重离子加速器能够稳定运行的目标将更为困难去达成。通常质子/重离子加速器主要由离子源系统、粒子输运系统、主磁铁、高频系统、真空系统及各种辅助系统等组成。其中高频系统一般由高频加速电极、高频共振腔和高频功率源三部分构成。高频系统的作用在于为离子提供回旋加速器所必需的高频电压，是加速器中最基本的组成部分之一，高频共振腔工作状态的稳定对于加速器的性能有很大的影响。然而，质子/重离子加速器在运行服役期间，需定期进行维护，对易损件进行检查与更换。检修过程中，高频腔势必与大气或外部气体接触，高频腔腔体壁面会吸收大量空气，重新启动运行时，被吸收空气会持续的从高频腔体中析出，这会降低高频室的真空度，进而引起高频打火并降低束流品质。因此，目前质子/重离子加速器由停机检修后再重新启动到稳定运行状态需要一段相当长且不可控的锻炼时间。原申请人在中国专利技术专利申请公布号CN108633160A公开了一种质子加速器束流冷却装置，属于质子加速器领域，包括导热束流阻断体，导热束流阻断体侧壁上开设有存储凹槽，凹槽内存储有冷却液；导热束流阻断体与中空管体一端相连，中空管体另一端与导热冷凝体相连，导热束流阻断体的凹槽、中空管体的内腔和冷凝体之间形成供冷却液冷却的冷却内腔。因此，已公开了可以通过热传导的方式对质子加速器进行散热冷却。
技术实现思路
本技术的其中一目的是提供一种高频腔恒温装置，用以解决质子/重离子加速器检修停机到运行服役的过程会持续的从高频腔体中析出空气，导致高频打火、束流品质降低或需要大量高频腔锻炼时间的问题，使质子/重离子加速器能够更快的投入运行。本技术的另一目的是提供一种质子/重离子加速器，使用前述的高频腔恒温装置，用以实现高频腔系统停机时，启用恒温循环提高高频腔的待机温度，运行时冷却带走高频腔内热量，并且可以不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计。本技术的另一目的是提供一种高频腔恒温控制方法，用以实现加快高频腔的排气，使高频腔更快速度过多电子效应区，减少加速器从重新启动到达到运行工况的时间。本技术的其中一专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：提出一种高频腔恒温装置，应用于质子/重离子加速器中，所述质子/重离子加速器设有高频腔，高频腔恒温装置包括冷却装置及恒温加热装置。冷却装置用于质子/重离子加速器在运行状态时维持所述高频腔及所述加速器其他发热设备的运行温度，所述冷却装置包括第一段冷却回路、第二段冷却回路以及设置在所述第一段冷却回路与所述第二段冷却回路之间的输送泵，所述第一段冷却回路的两端分别连接所述输送泵与所述高频腔的冷却液入口端，所述第一段冷却回路中设置有换热器，所述第二段冷却回路的两端分别连接所述高频腔的冷却液出口端与所述输送泵。恒温加热装置用于所述高频腔停机状态加热维持所述高频腔的待机温度，所述恒温加热装置包括旁通装置以及加热器，所述加热器位于所述旁通装置外与所述第一段冷却回路外并且在所述高频腔的冷却液出口端与所述输送泵之间，所述旁通装置旁通连接所述输送泵至所述高频腔的冷却液入口端，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵与所述高频腔内由所述冷却液入口端至所述冷却液出口端的冷却管路。其中，所述第二段冷却回路中接近所述输送泵处设置有第一冷却控制阀。通过采用上述技术方案，利用所述加热器位于所述旁通装置外与所述第一段冷却回路外并且在所述高频腔与所述输送泵之间，所述旁通装置旁通连接所述输送泵至所述高频腔，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵与所述高频腔内的冷却管路，以及利用回路冷却回路中接近输送泵处设置的第一冷却控制阀;因此，质子/重离子加速器在使用上增加了恒温待机工况，不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计，能够快速地由恒温待机切换至运行冷却的工况，也能够快速地由运行冷却切换至恒温待机的工况。本技术在第一较佳示例的第一样态中可以进一步配置为：所述旁通装置包括旁通回路以及设置在所述旁通回路中第一热控制阀的组合。可以通过采用上述优选技术方案，利用旁通回路与第一热控制阀的组合，方便旁通装置的位置配置。本技术在第一较佳示例的第一样态中可以进一步配置为：所述第一段冷却回路中接近所述输送泵处设置有第二冷却控制阀;或者，在第一较佳示例的第二样态中可以进一步配置为：所述旁通装置包括旁通阀。通过采用上述技术方案，利用第二冷却控制阀及其设置位置，可以避免制热工质流入设有换热器的第一段冷却回路，第一段冷却回路可以保持在低温状态。或者，利用旁通阀取代第一热控制阀与第二冷却控制阀，以减少阀构件与管路设计、安装时间。本技术在第二较佳示例中可以进一步配置为：所述加热器包括主动热源、接受所述输送泵运转热量的被动热源或前述两者的组合。通过采用上述技术方案，利用加热器的可能形态，扩大加热器的适用选择，所述输送泵运转热量的导入可以减少加热设备的投入与热能损耗。本技术在第三较佳示例中可以进一步配置为：所述冷却装置还包括水箱，设置于所述第二段冷却回路中;所述恒温加热装置还包括加热回路与设置在所述加热回路中的油箱，所述加热回路的两端亦分别连接所述高频腔的冷却液出口端与所述输送泵。通过采用上述技术方案，利用加热回路与设置在所述加热回路中的油箱，加热器可以对油箱内的制热工质加热，制热工质可选用导热油，制冷工质可选用冷却水，运行时采用冷却水经过两个区段冷却回路冷却带走高频腔的热量，待机时采用导热油经过加热回路与旁通装置维持高频腔的温度。本技术在第三较佳示例的第一具体样态中可以进一步配置为：所述加热回路中接近所述输送泵处设置有第二热控制阀。通过采用上述技术方案，利用第二热控制阀及其配置关系，可以避免制热工质流入输送泵，第二段冷却回路可以保持在低温状态。本技术在第三较佳示例的第二具体样态中可以进一步配置为：所述高频腔恒温装置还包括油水分离器，连接在所述高频腔的冷却液出口端与所述第二段冷却回路之间与所述高频腔的冷却液出口端与所述加热回路之间。通过采用上述技术方案，利用油水分离器及其配置关系，能够减少所述高频腔的冷却液出口端的多个控制阀的安装，并达到作为制热工质的导热油与作为制冷工质的冷却水在回流时的自动分离。本技术在第四较佳示例中可以进一步配置为：所述加热器设置于所述第二段冷却回路中，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述第二段冷却回路。通过采用上述技术方案，利用加热器及其配置关本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频腔恒温装置，其特征在于，应用于质子/重离子加速器中，所述质子/重离子加速器设有高频腔(10)，所述高频腔恒温装置包括：/n冷却装置，包括第一段冷却回路(21)、第二段冷却回路(22)以及设置在所述第一段冷却回路(21)与所述第二段冷却回路(22)之间的输送泵(23)，所述第一段冷却回路(21)的两端分别连接所述输送泵(23)与所述高频腔(10)的冷却液入口端(11)，所述第一段冷却回路(21)中设置有换热器(24)，所述第二段冷却回路(22)的两端分别连接所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23);及/n恒温加热装置，包括旁通装置(31)以及加热器(32)，所述加热器(32)位于所述旁通装置(31)外与所述第一段冷却回路(21)外并且在所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23)之间，所述旁通装置(31)旁通连接所述输送泵(23)至所述高频腔(10)的冷却液入口端(11)，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵(23)与所述高频腔(10)内由所述冷却液入口端(11)至所述冷却液出口端(12)的冷却管路;/n其中，所述第二段冷却回路(22)中接近所述输送泵(23)处设置有第一冷却控制阀(25)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种高频腔恒温装置，其特征在于，应用于质子/重离子加速器中，所述质子/重离子加速器设有高频腔(10)，所述高频腔恒温装置包括：
冷却装置，包括第一段冷却回路(21)、第二段冷却回路(22)以及设置在所述第一段冷却回路(21)与所述第二段冷却回路(22)之间的输送泵(23)，所述第一段冷却回路(21)的两端分别连接所述输送泵(23)与所述高频腔(10)的冷却液入口端(11)，所述第一段冷却回路(21)中设置有换热器(24)，所述第二段冷却回路(22)的两端分别连接所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23);及
恒温加热装置，包括旁通装置(31)以及加热器(32)，所述加热器(32)位于所述旁通装置(31)外与所述第一段冷却回路(21)外并且在所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23)之间，所述旁通装置(31)旁通连接所述输送泵(23)至所述高频腔(10)的冷却液入口端(11)，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵(23)与所述高频腔(10)内由所述冷却液入口端(11)至所述冷却液出口端(12)的冷却管路;
其中，所述第二段冷却回路(22)中接近所述输送泵(23)处设置有第一冷却控制阀(25)。
2.根据权利要求1所述的高频腔恒温装置，其特征在于，所述旁通装置(31)包括旁通回路(33)以及设置在所述旁通回路(33)中第一热控制阀(34)的组合。
3.根据权利要求2所述的高频腔恒温装置，其特征在于，所述第一段冷却回路(21)中接近所述输送泵(23)处设置有第二冷却控...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘景源，吕银龙，殷治国，纪彬，邢建升，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。