GE超導(dǎo)型磁共振水冷系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)及使用

摘要：本文介紹了GE超導(dǎo)型磁共振設(shè)備水冷管道系統(tǒng)的缺陷，并在原有管道基礎(chǔ)上將該系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，達(dá)到了提高開機(jī)率的目的。

關(guān)鍵詞：水冷機(jī)；梯度線圈；氦壓機(jī)；閥門

GE公司的超導(dǎo)型磁共振設(shè)備的水冷系統(tǒng)一般有兩臺(tái)水冷機(jī)，一臺(tái)專門為氦壓機(jī)制冷，一臺(tái)專門為梯度線圈制冷。這兩臺(tái)水冷機(jī)在工作時(shí)是完全獨(dú)立的，當(dāng)為梯度線圈制冷的水冷機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，由于梯度線圈溫度會(huì)不斷升高，當(dāng)達(dá)到一定溫度就會(huì)因溫度過高保護(hù)，磁共振設(shè)備將禁止掃描；當(dāng)為氦壓機(jī)制冷的水冷機(jī)出現(xiàn)故障，就會(huì)使得氦壓機(jī)、磁體冷頭停止工作，一旦超過12h就會(huì)導(dǎo)致磁體內(nèi)的液氦揮發(fā)而造成很大的損失，加一次液氦得十多萬。

1 舊系統(tǒng)的缺陷

當(dāng)任意一臺(tái)水冷機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，GE公司采取的應(yīng)急措施是用自來水替代水冷機(jī)。這樣做可以救急，但會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生一些風(fēng)險(xiǎn)：①自來水會(huì)對梯度線圈制冷管道產(chǎn)生腐蝕，降低其使用壽命；②自來水水壓高低不好控制，水壓低會(huì)達(dá)不到制冷要求，水壓高容易導(dǎo)致梯度線圈冷卻管道接口漏水或斷開，可造成梯度線圈燒壞。由于這些潛在的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)在GE公司禁止用自來水為梯度線圈制冷。所以當(dāng)為梯度線圈制冷的水冷機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，就只能讓磁共振設(shè)備停機(jī)，直到水冷機(jī)修復(fù)為止。

2 新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

考慮到兩臺(tái)水冷機(jī)同時(shí)壞的可能性很小，并向水冷機(jī)廠家工程師咨詢得知，一臺(tái)水冷機(jī)的制冷量可以同時(shí)滿足氦壓機(jī)和梯度線圈的制冷需求，故可以將水冷系統(tǒng)管道重新設(shè)計(jì)，以達(dá)到當(dāng)一臺(tái)水冷機(jī)因故障停機(jī)時(shí)，可以由另一臺(tái)水冷機(jī)擔(dān)負(fù)起氦壓機(jī)和梯度線圈的制冷，或者讓任何一臺(tái)水冷機(jī)可以單獨(dú)為梯度線圈制冷，同時(shí)用自來水為氦壓機(jī)制冷，這樣可以消除用自來水為梯度線圈制冷帶來的安全隱患。根據(jù)這個(gè)思路，將水冷機(jī)管道重新設(shè)計(jì)，最終圖紙如下。見圖1。

圖中方框內(nèi)的管道是重新設(shè)計(jì)增加的部分，方框外是GE公司的原始安裝圖。圖中K1-K12均為閥門，在兩臺(tái)水冷機(jī)都正常的時(shí)候圖中閥門的狀態(tài)是：K1、K2開通，K5、K6、K11、K12開通，K3、K4、K7、K8、K9、K10關(guān)閉，水冷機(jī)1單獨(dú)為梯度線圈制冷，水冷機(jī)2單獨(dú)為氦壓機(jī)制冷。

3 新系統(tǒng)的使用方法

當(dāng)有一臺(tái)水冷機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，具體的使用方法分以下四種情況。

3.1當(dāng)水冷機(jī)2故障時(shí)，如果想用自來水為氦壓機(jī)制冷，可將K5、K6關(guān)閉，然后先開通K7，再開通K4，開通閥門之所以要求有先后順序，是防止將自來水壓力直接加到管道上造成管道破裂，引起別的麻煩或損害；當(dāng)水冷機(jī)2修復(fù)后，要先關(guān)閉自來水上水K4，再關(guān)閉自來水下水K7，最后開通K5、K6，這樣可防止水冷機(jī)內(nèi)部的防凍液通過自來水下水流失。

3.2當(dāng)水冷機(jī)2故障時(shí)，如果想用水冷機(jī)1同時(shí)為梯度線圈和氦壓機(jī)制冷，可將K5、K6關(guān)閉，K9、K10開通。當(dāng)水冷機(jī)2修復(fù)后，先關(guān)閉K9、K10，再將K5、K6開通。

3.3當(dāng)水冷機(jī)1故障時(shí)，如果想用水冷機(jī)2同時(shí)為梯度線圈和氦壓機(jī)制冷，可將K1、K2關(guān)閉，K9、K10開通。當(dāng)水冷機(jī)1修復(fù)后，先關(guān)閉K9、K10，再將K1、K2開通。

3.4當(dāng)水冷機(jī)1故障時(shí)，如果想用水冷機(jī)2單獨(dú)為梯度線圈制冷，用自來水為氦壓機(jī)制冷，這時(shí)可將K1、K2關(guān)閉，K9、K10開通，K11、K12關(guān)閉，這時(shí)水冷機(jī)2僅僅為梯度線圈制冷。然后先開通K7，再開通K4，自來水為氦壓機(jī)制冷。水冷機(jī)1修復(fù)后，先關(guān)閉K9、K10，再將K1、K2開通，這時(shí)水冷機(jī)1單獨(dú)為梯度線圈這冷。然后先關(guān)閉自來水上水K4，再關(guān)閉下水K7，再將K11、K12開通，這時(shí)水冷機(jī)2單獨(dú)為氦壓機(jī)制冷。

將管道按照上述設(shè)計(jì)思想更改后，科里的兩臺(tái)磁共振基本上完全避免了因水冷機(jī)故障而引起的停機(jī)，大大提高了設(shè)備的開機(jī)率。

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編輯/哈濤