下载文档原格式
230 MeV超导回旋加速器高频低电平系统设计与桌面实验研究殷治国;宫鹏飞;付晓亮;魏俊逸;赵振鲁;纪彬;张天爵【摘要】中国原子能科学研究院正在研发一台230 MeV医用超导回旋加速器,用于天津肿瘤医院的质子治疗项目.为满足加速器高频系统的腔体负载Dee电压稳定度、高频频率稳定度及加速电压幅度平衡度的要求,本文研制一套包含模拟数字混合型幅度环、数字型调谐环和数字型电压平衡环3个环路的低电平控制系统.该低电平系统通过串口与上位机进行通信,以实现本地调试;利用Profibus-DP通信协议,实现低电平系统和PLC组网的交互通信.在1个缩比例无氧铜实验腔体上完成了低电平系统低功率桌面实验与联合调试,验证了电压调平衡算法的有效性,并实现了低电平控制系统的一键启动,无需人工干预,满足了加速器高频系统对低电平控制系统的需求.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2018(052)009【总页数】6页(P1716-1721)【关键词】超导回旋加速器;高频低电平系统;电压平衡环;桌面试验【作者】殷治国;宫鹏飞;付晓亮;魏俊逸;赵振鲁;纪彬;张天爵【作者单位】中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京 102413;中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京 102413;中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京 102413;中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京 102413;中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京102413;中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京 102413;中国原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心,北京 102413【正文语种】中文【中图分类】TL54质子治疗是回旋加速器的一个重要的应用方向，中国原子能科学研究院正在设计建造一台230 MeV医用超导回旋加速器，拟用于天津肿瘤医院。
另一台设计相近的250 MeV医用超导回旋加速器也在同步建造，用于武汉质子治疗中心的建设。
水冷空调运行管理制度第一章总则第一条为了规范水冷空调系统的运行管理，确保系统安全、高效、节能运行，根据国家有关法律法规和公司管理制度，制定本制度。
第二条水冷空调系统运行管理应遵循安全第一、预防为主、节能减排、科学管理的原则。
第三条水冷空调系统运行管理应严格执行国家和行业标准，确保系统运行稳定、性能优良。
第二章组织机构与职责第四条成立水冷空调系统运行管理小组，负责水冷空调系统的日常运行、维护和管理。
第五条运行管理小组成员职责：（一）组长：负责水冷空调系统运行管理的全面工作，对系统运行安全、效率和节能负责。
（二）副组长：协助组长开展工作，负责系统运行计划的制定和执行，对系统运行安全、效率和节能负责。
（三）组员：负责各自职责范围内的系统运行、维护和管理工作，对系统运行安全、效率和节能负责。
第三章运行管理第六条运行管理小组应根据实际需求制定水冷空调系统的运行计划，并报公司领导批准。
第七条运行管理小组应严格按照运行计划执行，确保系统安全、高效、节能运行。
第八条运行管理小组应定期对水冷空调系统进行巡检，发现问题及时处理，确保系统运行正常。
第九条运行管理小组应建立健全设备档案，定期对设备进行维护、保养，确保设备性能优良。
第十条运行管理小组应加强运行数据分析，优化系统运行参数，提高系统运行效率。
第四章安全与节能第十一条运行管理小组应加强安全生产管理，严格执行安全操作规程，确保人员安全。
第十二条运行管理小组应定期开展安全培训和应急演练，提高员工安全意识和应急处置能力。
第十三条运行管理小组应加强节能管理，通过优化运行参数、设备更新改造等手段，降低能耗。
第十四条运行管理小组应定期对能耗数据进行统计分析，提出节能措施和建议，报公司领导审批。
第五章维护与维修第十五条运行管理小组应建立健全设备维护维修制度，确保设备正常运行。
第十六条运行管理小组应定期对设备进行保养，确保设备性能优良。
第十七条运行管理小组应对设备故障进行及时处理，确保系统运行正常。
安全使用超导器件的注意事项与寿命管理引言：超导技术作为一项重要的科学技术，已经在诸多领域展现出巨大的应用潜力。
超导器件的使用不仅可以提高能源传输效率，还可以在医疗、通信、交通等领域发挥重要作用。
然而，超导器件的使用也需要注意一些安全事项，并且进行寿命管理，以确保其长期稳定运行。
本文将从超导器件的特点、安全使用注意事项和寿命管理方面进行探讨。
一、超导器件的特点超导器件是一种在极低温下工作的器件，其特点主要有以下几个方面：1. 低温工作：超导器件需要在接近绝对零度的温度下工作，通常在液氮温度以下。
这是因为超导材料的超导态只在极低温下才能发挥出来。
2. 高能效：超导器件具有极低的电阻，电流通过时几乎不会损耗能量。
这使得超导器件在能源传输方面具有巨大的优势，可以大幅提高能源传输效率。
3. 磁场排斥：超导器件在磁场作用下会出现磁场排斥效应，这使得超导器件在磁场环境下的应用具有重要意义。
二、安全使用注意事项1. 低温环境安全：超导器件需要在极低温环境下工作，因此需要采取相应的安全措施。
操作人员需要佩戴防护手套和防护服，以防止低温对皮肤的损害。
同时，需要有专门的低温设备和设施，以确保器件的正常运行。
2. 磁场环境安全：超导器件在磁场作用下会出现磁场排斥效应，因此需要在使用过程中注意磁场环境的安全。
操作人员需要远离强磁场区域，同时禁止携带磁性物品进入工作区域，以防止发生意外伤害。
3. 电流管理：超导器件的电流非常大，因此需要进行良好的电流管理。
在使用过程中，需要合理设计电路，确保电流的稳定和安全。
此外，还需要注意电流的接地问题，以避免因接地不良而引发的安全隐患。
三、寿命管理超导器件的寿命管理是确保其长期稳定运行的重要环节。
以下是一些常见的寿命管理措施：1. 温度控制：超导器件需要在极低温环境下工作，因此需要进行严格的温度控制。
过高的温度会导致超导材料失去超导特性，从而影响器件的性能。
因此，需要确保超导器件工作温度的稳定和精确控制。
超导核磁共振水冷系统的原理与故障维护超导核磁共振（NMR）水冷系统在现代科学研究和医学诊断中扮演着重要的角色。
本文将介绍超导核磁共振水冷系统的原理及其故障维护。
一、超导核磁共振水冷系统原理超导核磁共振水冷系统是为了维持超导磁体在液态氦温度下工作所设计的。
该系统主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、循环水泵、水槽以及温度和压力控制系统等组件。
首先，该系统的核心是压缩机，其作用是将低温低压氦气吸入并增压。
然后，氦气进入冷凝器，在此过程中通过冷却水的循环来降低氦气的温度，使其凝结成液态。
液态氦气随后通过蒸发器进一步降温，以将超导磁体中所产生的热量带走。
此外，循环水泵确保水槽中的水不断循环，从而保持整个系统的温度稳定。
为了确保系统的正常运行，温度和压力控制系统将监测和调节压缩机的输出氦气温度和压力，并对冷凝器和蒸发器的工作状态进行控制。
这些控制机制有助于保持系统的稳定性并防止过热或过冷等异常情况的发生。
二、超导核磁共振水冷系统故障维护1. 定期检查和维护压缩机：压缩机是超导核磁共振水冷系统的核心部件，其运行状态对整个系统的正常工作至关重要。
定期检查和维护压缩机，包括清洁滤清器、更换润滑油以及检查电机运行情况等，可以有效地预防故障的发生，并延长压缩机的使用寿命。
2. 监测液氦水平：超导磁体需要液态氦来维持其超导状态。
因此，定期检查液氦水平并确保其在适当范围内是非常重要的。
过低的液氦水平可能导致超导磁体过热，而过高的液氦水平可能造成液氦的浪费和整个系统的不稳定。
因此，保持液氦水平在合适范围内是必要的故障维护措施。
3. 清洁冷凝器和蒸发器：冷凝器和蒸发器是超导核磁共振水冷系统中的关键部件，其正常工作直接影响系统的散热效果。
定期清洁冷凝器和蒸发器表面上的灰尘和污垢，可以提高散热效率，并确保系统的稳定性。
4. 检查循环水泵：循环水泵的作用是保持水槽中的水不断循环，以维持系统的温度稳定。
定期检查循环水泵的运行情况，包括检查水泵的视觉状况和清洁水过滤器，以确保其正常工作。
超导器件的制冷与维护指南引言：超导器件是一种具有极低电阻和磁场排斥效应的材料，广泛应用于电力输送、磁共振成像、磁悬浮列车等领域。
然而，超导器件的性能和寿命很大程度上取决于其制冷与维护。
本文将介绍超导器件的制冷原理、制冷方法以及维护指南，以帮助读者更好地了解和保护超导器件。
一、制冷原理超导器件的制冷原理基于超导材料在低温下的特殊性质。
当超导材料的温度降低到临界温度以下时，它的电阻会突然减为零，即产生超导态。
这种超导态能够有效地传导电流，而且在磁场作用下会产生磁场排斥效应，从而实现零电阻和零磁通的传输。
为了维持超导态，超导器件需要保持在低温环境下。
二、制冷方法1. 低温制冷：超导器件通常需要在液氦温度（4.2K）以下进行制冷。
液氦是一种常用的低温制冷介质，其沸点非常低，能够提供足够低的温度。
制冷系统通常包括制冷机、冷头和冷却管路等组成部分。
制冷机通过压缩制冷循环将氦气冷却至低温，然后通过冷头将低温氦气输送到超导器件上。
2. 磁体制冷：超导磁体是超导器件中的重要组成部分，其制冷方式与超导器件有所不同。
超导磁体通常采用制冷剂进行制冷，如液氮（77K）或制冷机制冷。
制冷剂通过循环系统将热量带走，使超导磁体保持在低温状态。
三、维护指南1. 温度控制：超导器件对温度的敏感性很高，因此必须严格控制其工作温度。
在制冷系统中，应设置温度传感器来监测器件的温度，并及时调整制冷机的工作状态，以保持器件在临界温度以下。
2. 真空维护：超导器件通常需要在真空环境下运行，以减少热传导和氧化等不良影响。
因此，必须定期检查和维护真空系统，确保其密封性和抽气效果。
3. 磁场维护：超导器件的磁场排斥效应对其性能至关重要。
在使用过程中，应避免将超导器件暴露在强磁场中，以免破坏其超导态。
同时，也要注意避免超导器件与磁性物质接触，以免产生磁滞效应。
4. 电流维护：超导器件的性能与其电流密度密切相关。
为了保护超导器件，应避免超过其额定电流密度。
水冷器管理制度第一章总则第一条为加强对水冷器设备的管理，提高设备的使用效率和安全性，制定本管理制度。
第二条本管理制度适用于公司内所有水冷器设备的管理工作。
第三条水冷器设备管理工作是公司设备管理的重要组成部分，所有相关人员必须遵守本管理制度的规定。
第四条公司设备管理部门负责水冷器设备的日常管理工作，负责制定相关管理制度和规范。
第五条所有水冷器设备的使用单位和维护人员必须接受相关培训，掌握设备的操作规程和维护方法。
第六条水冷器设备的维护保养必须按照规定时间进行，确保设备的正常运行。
第七条对于违反本管理制度的行为，公司将给予相应的处罚。
第八条公司设备管理部门有权对水冷器设备进行检查和监督，确保设备的正常使用。
第二章水冷器设备的维护管理第一条水冷器设备的维护保养工作由设备管理部门负责，设备维护人员必须按照维护计划和维护手册进行操作。
第二条水冷器设备的日常维护包括清洁、加油、检查等工作，维护人员必须按照要求进行。
第三条水冷器设备的定期维护保养必须按照规定时间进行，维护人员要认真填写维护记录。
第四条对于设备发生故障或异常情况，必须及时报修，维护人员要立即采取措施进行处理。
第五条水冷器设备的维护保养工作要做到及时、准确，确保设备的正常运行。
第六条水冷器设备的维护保养费用由设备管理部门负责安排，维护人员不得私自挪用。
第七条水冷器设备的维护保养记录必须保存完整，方便查询和追溯。
第三章水冷器设备的使用管理第一条水冷器设备的使用单位必须按照操作规范进行使用，确保设备的安全性和稳定性。
第二条水冷器设备的使用单位必须定期检查设备的运行状态，发现异常情况及时报修。
第三条水冷器设备的使用单位必须对设备进行定期清洁和维护保养工作，确保设备的正常使用。
第四条水冷器设备的使用单位必须对设备的使用人员进行培训，确保操作人员熟练掌握设备的操作方法。
第五条水冷器设备的使用单位必须按照规定时间进行设备的报废更新，确保设备的使用效率。
第四章水冷器设备的安全管理第一条水冷器设备的安全性是公司设备管理的重要目标，所有使用单位和维护人员必须严格遵守安全规定。
水冷空压机操作规章制度第一章总则为规范水冷空压机的操作管理，确保设备安全、稳定运行，特制定本操作规章制度。
本规章制度适用于公司及其分支机构的水冷空压机操作人员，具体内容如下：第二章操作人员的基本要求1. 操作人员需具备相关专业知识，了解水冷空压机的原理、结构及操作技术，能够熟练操作水冷空压机设备。
2. 操作人员需熟悉水冷空压机的安全操作规程，严格按照规章制度执行操作，杜绝操作失误造成设备损坏或人身伤害。
3. 操作人员需具有较强的责任心和工作纪律，严格遵守操作规章制度，保持设备的良好状态。
第三章操作流程及注意事项1. 操作水冷空压机前，需先了解设备的具体工作状态，检查设备是否处于正常运行状态，确认设备是否处于安全状态。
2. 在操作水冷空压机时，应按照操作手册的要求，逐步进行操作，确保每个步骤都准确无误。
3. 在操作过程中，发现设备异常情况或异常声响时，应立即停止操作，并及时向负责人报告，等待维修人员的处理。
4. 操作人员在工作中需保持专注，不得疲劳驾驶，以免造成操作错误或事故发生。
5. 操作水冷空压机时，应遵循相关的安全操作规程，加强设备的保养维护，确保设备长时间稳定运行。
第四章安全操作规程1. 操作人员需穿戴好工作服、工作鞋及相关劳保用品，确保在操作过程中不受到任何伤害。
2. 在操作水冷空压机时，应关注设备的工作状态，避免设备出现爆炸、火灾等危险情况。
3. 操作水冷空压机时，应遵循相关的操作标准，不得私自更改设备的参数设置，以免造成设备损坏。
4. 在操作水冷空压机时，应避免设备过热或过载运行，确保设备的安全运行。
5. 操作水冷空压机时，应保持设备周围的通风畅通，确保设备工作环境的安全。
第五章设备维护及保养1. 操作人员需定期对水冷空压机设备进行维护保养，确保设备的性能及使用寿命。
2. 在进行设备维护时，应按照维护手册的要求，严格按步骤进行操作，切勿随意调整设备的结构。
3. 在设备运行期间，如发现异常情况或设备故障，应及时联系维修人员进行处理，切勿自行维修设备。
DB 34/T XXXX—XXXX超导回旋加速器安装管理规范1 范围本文件规定了超导回旋加速器安装的一般要求、装配要求、安装检测和质量及现场管理。
本文件适用于超导回旋加速器的安装管理。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JB/T 5994-1992 装配通用技术要求JGJ 276-2012 建筑施工起重吊装工程安全技术规范ISO 13485 医疗器械质量管理体系用于法规的要求3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1超导回旋加速器superconducting cyclotron主线圈是超导线圈的回旋加速器。
3.2超导回旋加速器室superconducting cyclotron radiation shielding chamber用于屏蔽超导回旋加速器辐射的安装及运行房间。
4 一般要求4.1 人员4.1.1 参与安装的人员应接受过安全教育以及岗位技能培训。
4.1.2 起重/专用设备等特殊工种应持证上岗。
4.1.3 关键工序、特殊过程操作人员应经培训合格后上岗。
4.2 零部件4.2.1 所有零部件的型号、规格、数量等应与装配物料清单一致。
4.2.2 所有加工零件应检验合格，重要零件应复查关键尺寸。
4.2.3 零部件装配前要进行除油除锈、清洗、烘烤、干燥处理。
4.2.4 外购件应具有质量合格证书。
4.2.5 紧固件应对应标号及规格，按序整齐放置。
4.3 吊装DB 34/T XXXX—XXXX 零部件吊装应按JGJ 276-2012的规定进行。
4.4 联接螺钉、螺栓联接，销联接、键联接以及铆接等各种联接方法应按JB/T 5994-1992的规定进行。
4.5 安装现场4.5.1 超导回旋加速器的地基应能够承受其工作状态下的最大载荷要求，并且地基建设的沉降率满足使用要求，其10m长度的差别沉降＜0.2mm/年。
GE超导型磁共振水冷系统的管道设计及使用本文介绍了GE超导型磁共振设备水冷管道系统的缺陷，并在原有管道基础上将该系统进行改进设计，达到了提高开机率的目的。
标签：水冷机；梯度线圈；氦压机；阀门GE公司的超导型磁共振设备的水冷系统一般有两台水冷机，一台专门为氦压机制冷，一台专门为梯度线圈制冷。
这两台水冷机在工作时是完全独立的，当为梯度线圈制冷的水冷机出现故障时，由于梯度线圈温度会不断升高，当达到一定温度就会因温度过高保护，磁共振设备将禁止扫描；当为氦压机制冷的水冷机出现故障，就会使得氦压机、磁体冷头停止工作，一旦超过12h就会导致磁体内的液氦挥发而造成很大的损失，加一次液氦得十多万。
1 旧系统的缺陷当任意一台水冷机出现故障时，GE公司采取的应急措施是用自来水替代水冷机。
这样做可以救急，但会对设备产生一些风险：①自来水会对梯度线圈制冷管道产生腐蚀，降低其使用寿命；②自来水水压高低不好控制，水压低会达不到制冷要求，水壓高容易导致梯度线圈冷却管道接口漏水或断开，可造成梯度线圈烧坏。
由于这些潜在的风险，现在GE公司禁止用自来水为梯度线圈制冷。
所以当为梯度线圈制冷的水冷机出现故障时，就只能让磁共振设备停机，直到水冷机修复为止。
2 新系统的设计考虑到两台水冷机同时坏的可能性很小，并向水冷机厂家工程师咨询得知，一台水冷机的制冷量可以同时满足氦压机和梯度线圈的制冷需求，故可以将水冷系统管道重新设计，以达到当一台水冷机因故障停机时，可以由另一台水冷机担负起氦压机和梯度线圈的制冷，或者让任何一台水冷机可以单独为梯度线圈制冷，同时用自来水为氦压机制冷，这样可以消除用自来水为梯度线圈制冷带来的安全隐患。
根据这个思路，将水冷机管道重新设计，最终图纸如下。
见图1。
图中方框内的管道是重新设计增加的部分，方框外是GE公司的原始安装图。
图中K1-K12均为阀门，在两台水冷机都正常的时候图中阀门的状态是：K1、K2开通，K5、K6、K11、K12开通，K3、K4、K7、K8、K9、K10关闭，水冷机1单独为梯度线圈制冷，水冷机2单独为氦压机制冷。
水冷器管理制度
水冷器管理制度
1、投用时先投冷流，后投热流。
停用时先停热流，后停冷流。
2、投用时要打开顶部放空阀放气，防止冷却水中存气影响冷却效果。
3、停用的水冷器，关闭上、回水阀，存水放净，并打开上、回水排凝阀。
4、水冷器出入口要安装温度计，没有温度计的,用便携式测温仪测做好记录。
5、水冷器上、回水压差由总管压力表判断，有异常及时联系排水车间。
6、每天白连中班检测出入口温差，要求出入口温差在6——10℃,回水温度不大于45℃,监测水冷器冷却效果，有达不到要求的及时调节，并在外操交接班本上做好记录。
7、设备工程师负责水冷器台帐。
8、检修时对水冷器结垢及腐蚀情况做详细记录。
9、关键部位的水冷器要做内防腐。
10、水冷器回水温度不大于45℃。
11、新投用或新检修打压完的水冷器，一年内每三个月检查内漏情况。
使用超过一年后，两个月检查内漏情况。
超过两年每一个月检查内漏情况。
检查方法：从回水排凝处放水，看有无
荧光。
如果被冷却介质为气体，则在回水排凝处接胶管通入水盆中，检查有无气泡冒出。
冬季打开连通线防冻。
12、停工蒸汽吹扫时，关闭上、回水阀，打开排凝阀，放净存水，防止水击和涨坏设备。
