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超導磁鐵中的液氦循環系統大揭秘
創建時間:2024-01-21  ?瀏覽量:0

鋼印細節圖


大家或許聽說過氦氣可用于醫療當中,比如人人所知的CT機。但是大家知道氦氣具體是用在CT機的那個部分么?今天中鑫瑞遠小編就為大家帶來介紹。首先小編要向大家介紹CT機的核心部分-超導磁鐵,超導磁鐵是CT機成像的重要組成部分,而CT機中所需要的氦氣也主要是用在超導磁鐵中。


超導磁鐵的操作條件不同于電磁鐵,磁鐵線圈的溫度需維持于液氦低溫下才能維持其超導態。所以,低溫腔設計在超導磁鐵系統占很重要部分。超導磁鐵系統從內而外分成4.2K、80K及300K三層。


SW運轉時所需的液氦,是由中心液氦工廠供應系統所提供,其制冷能力450W@4.5K及液化能力每小時100升。系統是由法商AirLiquid公司建造,採用Claude循環產生液氦。液氮供應系統在中心考量建造及維護成本后,以向廠商租用液氮槽,并一星期提供液氮一次的作法進行。SW液氦及液氮供應系統迴路架構如圖二,分為液氦及液氮兩個迴路,以下就個別迴路做說明:首先是液氦迴路,由液氦系統所產生的液氦,先儲存于2000升液氦桶,在經閥箱分配給超導高頻共振腔。


4.2K層為容量約200公升不銹鋼材質桶槽,用來存放液氦,超導磁鐵線圈浸泡于此。液氦入口及氦氣出口分別在桶槽前后位置,并在300K層氦氣出口處,設置有6psig洩壓閥(relief valve)及25psi暴破盤(burst disk)以保護4.2K桶槽,防止壓力過大時而造成損壞。80K層為容量約60公升鋁質桶槽,用來存放液氮。除了隔絕熱輻射傳遞外,還做為電子束通過磁鐵時冷卻電子束真空腔。液氮入口及氮氣出口分別在桶槽同一位置左右,300K層氮氣出口處,設置有6psig洩壓閥保護桶槽。300K層與80K層之間與80K層與4.2K層之間,除了以真空絕緣外,還外加三十層超絕緣材料,以隔絕外界熱的輻射源。


(SRF)及SW使用。從閥箱至SW,以一條六米長真空隔熱傳輸管來傳輸液氦。進入SW液氦槽后,液氦冷卻線圈后會蒸發成氦氣,同樣的以真空隔熱傳輸管先連接至外部的回溫器,再連接至中心的氦氣回收管,由高純氦氣儲存槽回收再生液氦循環使用。再來是液氮迴路,由中心液氮槽先傳輸至閥箱后,分配給SRF及SW使用。以一條九米長真空隔熱傳輸管傳輸液氮至SW液氮槽,蒸發后的氮氣,經真空隔熱傳輸管連接至回溫器后,再連接至中心的氮氣回收管排放至大氣。

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