一種回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及其高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及其高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，該方法首先確定運(yùn)行時(shí)循環(huán)水溫度的設(shè)定值，然后將用于冷卻循環(huán)水的封閉式水塔和若干臺(tái)制冷壓縮機(jī)分成多個(gè)冷卻等級(jí)，確定每個(gè)冷卻等級(jí)的開啟或停止的溫度與所述設(shè)定值之間的關(guān)系，根據(jù)水溫感受器監(jiān)測到的循環(huán)水的溫度，確定當(dāng)前溫度點(diǎn)各級(jí)冷卻設(shè)備的開啟或停止，使循環(huán)水的溫度始終穩(wěn)定在限定范圍內(nèi)。本發(fā)明可以減少回旋加速器調(diào)試時(shí)間，為大功率敏感部件的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。
【專利說明】-種回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及其高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于回旋加速器系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng) 及其高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] lOOMeV回旋加速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要建立一套完善的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)滿足其特殊要 求，為加速器設(shè)備長期、穩(wěn)定運(yùn)行打下基礎(chǔ)。
[0003] 通常，循環(huán)水冷系統(tǒng)采用單一的冷卻模式：例如對(duì)于大功率采用水塔冷卻，小功率 采用制冷機(jī)冷卻；lOOMeV回旋加速器冷卻水系統(tǒng)功率大，對(duì)冷卻水有嚴(yán)格的技術(shù)要求；同 時(shí)，有些地區(qū)冬、夏季氣溫變化大（溫差約40°C?50°C )，單一冷卻模式很難滿足回旋加速 器的嚴(yán)格要求。
[0004] lOOMeV回旋加速器總發(fā)熱功率在450?500kW，設(shè)備結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求復(fù)雜，不但高 電壓設(shè)備對(duì)水質(zhì)要求高（< 0. 5 μ s/cm)，而且高精度磁場（ΚΓ5量級(jí)）和高品質(zhì)高頻諧振 腔（Q?9000)等，對(duì)冷卻水的長期穩(wěn)定度都有嚴(yán)格要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種性能更加完善的回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及其高 穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，滿足回旋加速器不同設(shè)備的特殊要求。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，包括用于冷卻循環(huán)水 的封閉式水塔和若干臺(tái)制冷壓縮機(jī)，封閉式水塔設(shè)有排風(fēng)扇和噴淋水泵，所述的封閉式水 塔和若干臺(tái)制冷壓縮機(jī)被分成多級(jí)冷卻設(shè)備，根據(jù)水溫感受器監(jiān)測到的循環(huán)水的溫度，開 啟或停止各級(jí)冷卻設(shè)備。
[0007] 如上所述的回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，首先確定運(yùn)行時(shí)循 環(huán)水溫度的設(shè)定值，然后將用于冷卻循環(huán)水的封閉式水塔和若干臺(tái)制冷壓縮機(jī)分成多個(gè)冷 卻等級(jí)，確定每個(gè)冷卻等級(jí)的開啟或停止的溫度與所述設(shè)定值之間的關(guān)系，根據(jù)水溫感受 器監(jiān)測到的循環(huán)水的溫度，確定當(dāng)前溫度點(diǎn)各級(jí)冷卻設(shè)備的開啟或停止，使循環(huán)水的溫度 始終穩(wěn)定在限定范圍內(nèi)。
[0008] 進(jìn)一步，如上所述的回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述 的運(yùn)行時(shí)循環(huán)水溫度的設(shè)定值在20°C?30°C范圍內(nèi)選取。
[0009] 本發(fā)明的有益效果如下：通常大功率的循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定度只能達(dá)到土TC，本 發(fā)明通過對(duì)系統(tǒng)和控制流程的設(shè)計(jì)，將大功率水冷系統(tǒng)的穩(wěn)定度提高到±0. 3°C，所創(chuàng)建的 方法有達(dá)到±〇.l°C的潛力。此循環(huán)水冷系統(tǒng)投入運(yùn)行，可以減少回旋加速器調(diào)試時(shí)間，為 大功率敏感部件的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障；可保障加速器長期穩(wěn)定工作、減少故障、提高加速 器的利用效率；此方法可以直接推廣到其它大功率的水冷系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為【具體實(shí)施方式】中l(wèi)OOMeV回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)控制方式示意圖；
[0011] 圖2為循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0013] 本實(shí)施例以lOOMeV回旋加速器循環(huán)水的冷卻系統(tǒng)為例，介紹其系統(tǒng)組成和控制 方法。lOOMeV回旋加速器循環(huán)水的冷卻系統(tǒng)包括：一個(gè)大型封閉式水塔和10臺(tái)制冷壓縮 機(jī)，見圖2中二次循環(huán)部分，大型封閉式水塔的可控設(shè)備是排風(fēng)扇和用于水塔噴淋的水泵， 排風(fēng)扇和噴淋的啟動(dòng)可以大大提高水塔的冷卻效果。10臺(tái)制冷壓縮機(jī)（標(biāo)號(hào)為AB、CD、EF、 GH、IJ)分成5組，每組被用于不同的冷卻等級(jí)。
[0014] 本發(fā)明中封閉式水塔與制冷壓縮機(jī)配合使用：前者充分利用環(huán)境、水蒸發(fā)吸熱等 自然資源（冬季效果更為明顯），后者用于極端環(huán)境（炎熱的夏季）、大功率負(fù)載條件下水 溫的精細(xì)調(diào)節(jié)，兩者相輔相成。
[0015] 本發(fā)明所提供的回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，首先確定運(yùn)行 時(shí)循環(huán)水溫度的設(shè)定值，然后將用于冷卻循環(huán)水的封閉式水塔和若干臺(tái)制冷壓縮機(jī)分成多 個(gè)冷卻等級(jí)，確定每個(gè)冷卻等級(jí)的開啟或停止的溫度與所述設(shè)定值之間的關(guān)系，根據(jù)水溫 感受器監(jiān)測到的循環(huán)水的溫度，確定當(dāng)前溫度點(diǎn)各級(jí)冷卻設(shè)備的開啟或停止，使循環(huán)水的 溫度始終穩(wěn)定在限定范圍內(nèi)。
[0016] 本實(shí)施例的具體控制方式如圖1所示，圖1中的SV為水機(jī)運(yùn)行時(shí)的循環(huán)水溫度設(shè) 定值，可在20°C?30°C范圍內(nèi)任意選擇。粗堅(jiān)線上標(biāo)明了循環(huán)水的實(shí)測溫度，橫線上方+ 表示高于設(shè)定值，下方-表示低于設(shè)定值。將冷卻手段分成6個(gè)等級(jí)，具體如下：①水塔風(fēng) 機(jī)、水泵，②壓縮機(jī)A、B，③壓縮機(jī)C、D，④壓縮機(jī)E、F，⑤壓縮機(jī)G、H，⑥壓縮機(jī)I、J，并分別 確定了在什么溫度點(diǎn)啟動(dòng)或停止各級(jí)冷卻設(shè)備。
[0017] 只要溫度設(shè)定值（SV)給定，在設(shè)計(jì)的熱負(fù)載范圍內(nèi)（本機(jī)為450?500kW)，水機(jī) 系統(tǒng)通過PLC控制程序，會(huì)自動(dòng)按圖1所示的溫度點(diǎn)開啟或停止各級(jí)冷卻設(shè)備，保持循環(huán)水 穩(wěn)定在±〇.3°C范圍內(nèi)，長期運(yùn)行穩(wěn)定可靠。本實(shí)施例中具體控制方式見圖1，當(dāng)水溫低于 設(shè)定值SV時(shí)，先不開啟任何冷卻設(shè)備；當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定值SV時(shí)，水塔的水泵和風(fēng)機(jī)開始工 作，如水溫開始下降，則直到低于設(shè)定值〇.6°C時(shí)，停止水塔的水泵和風(fēng)機(jī)；如果在開啟水 塔的水泵和風(fēng)機(jī)后，水溫繼續(xù)上升，則在水溫高于設(shè)定值〇. 1°C時(shí)，開啟壓縮機(jī)A、B，如水溫 開始下降，則直到低于設(shè)定值〇. 5°C時(shí)，停止壓縮機(jī)A、B ;如果在開啟壓縮機(jī)A、B后，水溫繼 續(xù)上升，則在水溫高于設(shè)定值0. 2°C時(shí)，開啟壓縮機(jī)C、D……根據(jù)圖示，依次類推，實(shí)現(xiàn)冷卻 系統(tǒng)的高穩(wěn)定度控制。
[0018] 水溫感受器置于循環(huán)水冷卻系統(tǒng)水泵的入口，通過溫度顯示儀表可以在適當(dāng)范圍 內(nèi)設(shè)定工作溫度值（例如，設(shè)定值SV = 25°C )。循環(huán)水冷系統(tǒng)的PLC控制器依照此設(shè)定值 和實(shí)測值相比較，自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的控制流程，使循環(huán)水的溫度始終穩(wěn)定在限定范圍之內(nèi)，以 滿足加速器（或其他大型功率設(shè)備）穩(wěn)定運(yùn)行的需求。
[0019] 這種穩(wěn)定方法，既充分利用了自然環(huán)境，節(jié)電效果明顯，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)，與常 規(guī)方式比較，一方面延長了水溫的波動(dòng)周期，另一方面大大減少了水溫的波動(dòng)幅值，從而使 循環(huán)水的溫度穩(wěn)定在< ±0. 3°c的范圍之內(nèi)。如果將冷卻手段進(jìn)一步細(xì)化，比如說分成12 級(jí)，循環(huán)水的溫度穩(wěn)定度可以提升到±0. l°c。這種高穩(wěn)定的方法，基本不需要過多經(jīng)費(fèi)的 支出，卻能大大提升水冷機(jī)組的技術(shù)等級(jí)，因此極具推廣價(jià)值。
[0020] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范 圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于：包括用于冷卻循環(huán)水的封閉式水塔 和若干臺(tái)制冷壓縮機(jī)，封閉式水塔設(shè)有排風(fēng)扇和噴淋水泵，所述的封閉式水塔和若干臺(tái)制 冷壓縮機(jī)被分成多級(jí)冷卻設(shè)備，根據(jù)水溫感受器監(jiān)測到的循環(huán)水的溫度，開啟或停止各級(jí) 冷卻設(shè)備。
2. -種權(quán)利要求1所述的回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于：首先確定運(yùn)行時(shí)循環(huán)水溫度的設(shè)定值，然后將用于冷卻循環(huán)水的封閉式水塔和若干臺(tái) 制冷壓縮機(jī)分成多個(gè)冷卻等級(jí)，確定每個(gè)冷卻等級(jí)的開啟或停止的溫度與所述設(shè)定值之間 的關(guān)系，根據(jù)水溫感受器監(jiān)測到的循環(huán)水的溫度，確定當(dāng)前溫度點(diǎn)各級(jí)冷卻設(shè)備的開啟或 停止，使循環(huán)水的溫度始終穩(wěn)定在限定范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求2所述的回旋加速器循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的高穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于：所述的運(yùn)行時(shí)循環(huán)水溫度的設(shè)定值在20°C?30°C范圍內(nèi)選取。
【文檔編號(hào)】H05H13/00GK104219865SQ201410455385
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】李振國, 吳隆成 申請(qǐng)人:中國原子能科學(xué)研究院