GE超導型磁共振水冷系統的管道設計及使用

摘要：本文介紹了GE超導型磁共振設備水冷管道系統的缺陷，并在原有管道基礎上將該系統進行改進設計，達到了提高開機率的目的。

關鍵詞：水冷機；梯度線圈；氦壓機；閥門

GE公司的超導型磁共振設備的水冷系統一般有兩臺水冷機，一臺專門為氦壓機制冷，一臺專門為梯度線圈制冷。這兩臺水冷機在工作時是完全獨立的，當為梯度線圈制冷的水冷機出現故障時，由于梯度線圈溫度會不斷升高，當達到一定溫度就會因溫度過高保護，磁共振設備將禁止掃描；當為氦壓機制冷的水冷機出現故障，就會使得氦壓機、磁體冷頭停止工作，一旦超過12h就會導致磁體內的液氦揮發而造成很大的損失，加一次液氦得十多萬。

1 舊系統的缺陷

當任意一臺水冷機出現故障時，GE公司采取的應急措施是用自來水替代水冷機。這樣做可以救急，但會對設備產生一些風險：①自來水會對梯度線圈制冷管道產生腐蝕，降低其使用壽命；②自來水水壓高低不好控制，水壓低會達不到制冷要求，水壓高容易導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。由于這些潛在的風險，現在GE公司禁止用自來水為梯度線圈制冷。所以當為梯度線圈制冷的水冷機出現故障時，就只能讓磁共振設備停機，直到水冷機修復為止。

2 新系統的設計

考慮到兩臺水冷機同時壞的可能性很小，并向水冷機廠家工程師咨詢得知，一臺水冷機的制冷量可以同時滿足氦壓機和梯度線圈的制冷需求，故可以將水冷系統管道重新設計，以達到當一臺水冷機因故障停機時，可以由另一臺水冷機擔負起氦壓機和梯度線圈的制冷，或者讓任何一臺水冷機可以單獨為梯度線圈制冷，同時用自來水為氦壓機制冷，這樣可以消除用自來水為梯度線圈制冷帶來的安全隱患。根據這個思路，將水冷機管道重新設計，最終圖紙如下。見圖1。

圖中方框內的管道是重新設計增加的部分，方框外是GE公司的原始安裝圖。圖中K1-K12均為閥門，在兩臺水冷機都正常的時候圖中閥門的狀態是：K1、K2開通，K5、K6、K11、K12開通，K3、K4、K7、K8、K9、K10關閉，水冷機1單獨為梯度線圈制冷，水冷機2單獨為氦壓機制冷。

3 新系統的使用方法

當有一臺水冷機出現故障時，具體的使用方法分以下四種情況。

3.1當水冷機2故障時，如果想用自來水為氦壓機制冷，可將K5、K6關閉，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；當水冷機2修復后，要先關閉自來水上水K4，再關閉自來水下水K7，最后開通K5、K6，這樣可防止水冷機內部的防凍液通過自來水下水流失。

3.2當水冷機2故障時，如果想用水冷機1同時為梯度線圈和氦壓機制冷，可將K5、K6關閉，K9、K10開通。當水冷機2修復后，先關閉K9、K10，再將K5、K6開通。

3.3當水冷機1故障時，如果想用水冷機2同時為梯度線圈和氦壓機制冷，可將K1、K2關閉，K9、K10開通。當水冷機1修復后，先關閉K9、K10，再將K1、K2開通。

3.4當水冷機1故障時，如果想用水冷機2單獨為梯度線圈制冷，用自來水為氦壓機制冷，這時可將K1、K2關閉，K9、K10開通，K11、K12關閉，這時水冷機2僅僅為梯度線圈制冷。然后先開通K7，再開通K4，自來水為氦壓機制冷。水冷機1修復后，先關閉K9、K10，再將K1、K2開通，這時水冷機1單獨為梯度線圈這冷。然后先關閉自來水上水K4，再關閉下水K7，再將K11、K12開通，這時水冷機2單獨為氦壓機制冷。

將管道按照上述設計思想更改后，科里的兩臺磁共振基本上完全避免了因水冷機故障而引起的停機，大大提高了設備的開機率。

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編輯/哈濤