CN110740560B - 高频腔恒温装置与控制方法及质子/重离子加速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高频腔恒温装置与控制方法及质子/重离子加速器，恒温装置包括冷却装置及恒温加热装置，恒温加热装置的旁通装置旁通连接冷却装置的输送泵与高频腔的冷却液入口端，恒温加热装置的加热器位于旁通装置外与输入端冷却回路外并且在高频腔的冷却液出口端与输送泵之间。恒温加热装置共享冷却装置的输送泵与高频腔内的冷却管路，停机破真空状态时能加热维持高频腔的待机温度。更具体地，输送泵的输入端连接有回流冷却控制阀，以调节控制输送泵的流体输送量，本发明具有缩短高频腔锻炼时间，使加速器更快投入运行的效果。

Description

高频腔恒温装置与控制方法及质子/重离子加速器

技术领域

本发明涉及质子/重离子加速的技术领域，尤其是涉及一种高频腔恒温装置与控制方法及质子/重离子加速器，其中质子指质量数等于1的自由离子，重离子指质量数大于4的自由离子。

背景技术

质子/重离子加速器已知能应用于医疗、半导体、原子物理、材料科学、生命科学、新能源研究、天体物理等领域，对质子/重离子提供能量以产生适当加速强度的质子/重离子能量束。而如何让质子/重离子加速器能更稳定的运行将是一门重要课题，特别是在工作频率可调且工作负载等条件变化的情况下，使质子/重离子加速器能够稳定运行的目标将更为困难去达成。

通常质子/重离子加速器主要由离子源***、粒子输运***、主磁铁、高频***、真空***及各种辅助***等组成。其中高频***一般由高频加速电极、高频共振腔和高频功率源三部分构成。高频***的作用在于为离子提供回旋加速器所必需的高频电压，是加速器中最基本的组成部分之一，高频共振腔工作状态的稳定对于加速器的性能有很大的影响。

然而，质子/重离子加速器在运行服役期间，需定期进行维护，对易损件进行检查与更换。检修过程中，高频腔势必与大气或外部气体接触，高频腔腔体壁面会吸收大量空气，重新启动运行时，被吸收空气会持续的从高频腔体中析出，这会降低高频室的真空度，进而引起高频打火并降低束流品质。因此，目前质子/重离子加速器由停机检修后再重新启动到稳定运行状态需要一段相当长且不可控的锻炼时间。

原申请人在中国发明专利申请公布号CN108633160A公开了一种质子加速器束流冷却装置，属于质子加速器领域，包括导热束流阻断体，导热束流阻断体侧壁上开设有存储凹槽，凹槽内存储有冷却液；导热束流阻断体与中空管体一端相连，中空管体另一端与导热冷凝体相连，导热束流阻断体的凹槽、中空管体的内腔和冷凝体之间形成供冷却液冷却的冷却内腔。因此，已公开了可以通过热传导的方式对质子加速器进行散热冷却。

发明内容

本发明的其中一目的是提供一种高频腔恒温装置，用以解决质子/重离子加速器检修停机到运行服役的过程会持续的从高频腔体中析出空气，导致高频打火、束流品质降低或需要大量高频腔锻炼时间的问题，使质子/重离子加速器能够更快的投入运行。

本发明的另一目的是提供一种质子/重离子加速器，使用前述的高频腔恒温装置，用以实现高频腔***停机时，启用恒温循环提高高频腔的待机温度，运行时冷却带走高频腔内热量，并且可以不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计。

本发明的另一目的是提供一种高频腔恒温控制方法，用以实现加快高频腔的排气，使高频腔更快速度过多电子效应区，减少加速器从重新启动到达到运行工况的时间。

本发明的其中一发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种高频腔恒温装置，应用于质子/重离子加速器中，所述质子/重离子加速器设有高频腔，高频腔恒温装置包括冷却装置及恒温加热装置。冷却装置用于质子/重离子加速器在运行状态时维持所述高频腔及所述加速器其他发热设备的运行温度，所述冷却装置包括第一段冷却回路、第二段冷却回路以及设置在所述第一段冷却回路与所述第二段冷却回路之间的输送泵，所述第一段冷却回路的两端分别连接所述输送泵与所述高频腔的冷却液入口端，所述第一段冷却回路中设置有换热器，所述第二段冷却回路的两端分别连接所述高频腔的冷却液出口端与所述输送泵。恒温加热装置用于所述高频腔停机状态加热维持所述高频腔的待机温度，所述恒温加热装置包括旁通装置以及加热器，所述加热器位于所述旁通装置外与所述第一段冷却回路外并且在所述高频腔的冷却液出口端与所述输送泵之间，所述旁通装置旁通连接所述输送泵至所述高频腔的冷却液入口端，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵与所述高频腔内由所述冷却液入口端至所述冷却液出口端的冷却管路。其中，所述第二段冷却回路中接近所述输送泵处设置有第一冷却控制阀。

通过采用上述技术方案，利用所述加热器位于所述旁通装置外与所述第一段冷却回路外并且在所述高频腔与所述输送泵之间，所述旁通装置旁通连接所述输送泵至所述高频腔，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵与所述高频腔内的冷却管路，以及利用回路冷却回路中接近输送泵处设置的第一冷却控制阀;因此，质子/重离子加速器在使用上增加了恒温待机工况，不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计，能够快速地由恒温待机切换至运行冷却的工况，也能够快速地由运行冷却切换至恒温待机的工况。

本发明在第一较佳示例的第一样态中可以进一步配置为：所述旁通装置包括旁通回路以及设置在所述旁通回路中第一热控制阀的组合。

可以通过采用上述优选技术方案，利用旁通回路与第一热控制阀的组合，方便旁通装置的位置配置。

本发明在第一较佳示例的第一样态中可以进一步配置为：所述第一段冷却回路中接近所述输送泵处设置有第二冷却控制阀;或者，在第一较佳示例的第二样态中可以进一步配置为：所述旁通装置包括旁通阀。

通过采用上述技术方案，利用第二冷却控制阀及其设置位置，可以避免制热工质流入设有换热器的第一段冷却回路，第一段冷却回路可以保持在低温状态。或者，利用旁通阀取代第一热控制阀与第二冷却控制阀，以减少阀构件与管路设计、安装时间。

本发明在第二较佳示例中可以进一步配置为：所述加热器包括主动热源、接受所述输送泵运转热量的被动热源或前述两者的组合。

通过采用上述技术方案，利用加热器的可能形态，扩大加热器的适用选择，所述输送泵运转热量的导入可以减少加热设备的投入与热能损耗。

本发明在第三较佳示例中可以进一步配置为：所述冷却装置还包括水箱，设置于所述第二段冷却回路中;所述恒温加热装置还包括加热回路与设置在所述加热回路中的油箱，所述加热回路的两端亦分别连接所述高频腔的冷却液出口端与所述输送泵。

通过采用上述技术方案，利用加热回路与设置在所述加热回路中的油箱，加热器可以对油箱内的制热工质加热，制热工质可选用导热油，制冷工质可选用冷却水，运行时采用冷却水经过两个区段冷却回路冷却带走高频腔的热量，待机时采用导热油经过加热回路与旁通装置维持高频腔的温度。

本发明在第三较佳示例的第一具体样态中可以进一步配置为：所述加热回路中接近所述输送泵处设置有第二热控制阀。

通过采用上述技术方案，利用第二热控制阀及其配置关系，可以避免制热工质流入输送泵，第二段冷却回路可以保持在低温状态。

本发明在第三较佳示例的第二具体样态中可以进一步配置为：所述高频腔恒温装置还包括油水分离器，连接在所述高频腔的冷却液出口端与所述第二段冷却回路之间与所述高频腔的冷却液出口端与所述加热回路之间。

通过采用上述技术方案，利用油水分离器及其配置关系，能够减少所述高频腔的冷却液出口端的多个控制阀的安装，并达到作为制热工质的导热油与作为制冷工质的冷却水在回流时的自动分离。

本发明在第四较佳示例中可以进一步配置为：所述加热器设置于所述第二段冷却回路中，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述第二段冷却回路。

通过采用上述技术方案，利用加热器及其配置关系，恒温加热装置共享第二段冷却回路，能够节省加热回路的配置。

本发明在第五较佳示例中可以进一步配置为：所述高频腔恒温装置还包括气源阀，连接在所述输送泵与所述第一冷却控制阀之间。

通过采用上述技术方案，利用气源阀及其配置关系，在恒温待机工况与运行冷却工况的切换过程中，管路内可以导入气体，以快速排出高频腔内制热/制冷工质。

本发明的另一发明目的是通过质子/重离子加速器使用上述任一示例的高频腔恒温装置的技术方案或其多种技术方案的可能组合得以实现的。

本发明的另一发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种高频腔恒温控制方法，至少包括两种工况下的操作，分别是质子/重离子加速器的加速工况与待机工况。在质子/重离子加速器的运行工况时，高频腔为运行时真空状态，以冷却装置冷却维持所述高频腔的运行温度，其冷却路径由输送泵经过所述冷却装置的第一段冷却回路至所述高频腔内的冷却管路，再回到所述冷却装置的第二段冷却回路，所述第一段冷却回路中设置有换热器，并且所述第二段冷却回路中接近所述输送泵处设置有冷却控制阀。在质子/重离子加速器的待机工况时，包括所述高频腔为停机破真空状态、所述高频腔为运行前真空调试状态的其中一种或一种以上的状态，并以恒温加热装置加热维持所述高频腔的待机温度，其恒温加热路径由所述输送泵经过所述恒温加热装置的旁通装置至所述高频腔内的冷却管路，再回到所述恒温加热装置的加热器。

通过采用上述技术方案，实现质子/重离子加速器预热的恒温待机工况，恒温加热装置能够共享冷却装置的所述输送泵与所述高频腔内由所述冷却液入口端至所述冷却液出口端的冷却管路，不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计，增加高频腔的设备通用性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用高频腔恒温装置内恒温加热装置与其连接关系，质子/重离子加速器在使用上增加了恒温待机工况，使高频腔体内吸收气体减少或/与加快高频腔体内的气体析出，有效率缩短高频腔的锻炼时间，加快质子/重离子加速器的投入运行；

2.质子/重离子加速器能发挥预热的恒温待机的作用，并且恒温加热装置共享冷却装置的输送泵与高频腔内的冷却管路，不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计；

3.质子/重离子加速器能够快速地由运行冷却切换至恒温待机的工况，冷却回路中接近输送泵处设置的第一冷却控制阀可以避免回流制冷工质意外进入输送加热流体的旁通装置，加快由运行冷却切换到恒温待机的工况；或者/以及，可以调节控制冷却回路至输送泵的制冷工质流量；

4.质子/重离子加速器能够快速地由恒温待机切换至运行冷却的工况，由加热器加热的制热工质可以经过旁通装置进入高频腔内的冷却管路，而不需要经过设有换热器的第一段冷却回路，加快由恒温待机切换到运行冷却的工况。

附图说明

图1绘示本发明第一较佳实施例的高频腔恒温装置的结构方块示意图。

图2绘示本发明第二较佳实施例的高频腔恒温装置的结构方块示意图。

图3绘示本发明第三较佳实施例中高频腔恒温控制方法的流程方块示意图。

附图标记:10、高频腔; 11、冷却液入口端; 12、冷却液出口端;21、第一段冷却回路;22、第二段冷却回路;23、输送泵;24、换热器;25、第一冷却控制阀; 26、第二冷却控制阀; 27、水箱; 31、旁通装置;32、加热器;33、旁通回路;34、第一热控制阀; 35、加热回路;36、第二热控制阀; 37、油箱; 38、储液箱;40、油水分离器; 50、气源阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以下将本发明的高频腔恒温装置与控制方法及质子/重离子加速器做进一步详细描述，但不应该限定本发明的保护范围。

参照图1，为本发明第一实施例公开的一种高频腔恒温装置，应用于质子/重离子加速器的高频***中，所述质子/重离子加速器设有高频腔10，高频腔恒温装置包括冷却装置及恒温加热装置。高频腔10具有是一种高频共振腔。

冷却装置用于质子/重离子加速器在运行状态时维持所述高频腔10及所述加速器其他发热设备的运行温度，所述冷却装置包括第一段冷却回路21、第二段冷却回路22以及设置在所述第一段冷却回路21与所述第二段冷却回路22之间的输送泵23，所述第一段冷却回路21的两端分别连接所述输送泵23与所述高频腔10的冷却液入口端11，所述第一段冷却回路21中设置有换热器24，所述第二段冷却回路22的两端分别连接所述高频腔10的冷却液出口端12与所述输送泵23。输送泵23的第一作用是将所述第二段冷却回路22内的制冷工质输送到第一段冷却回路21的换热器24，换热器24提供低温的制冷工质并经由所述第一段冷却回路21输送到所述高频腔10内的冷却管路。在本示例中，第一段冷却回路21与第二段冷却回路22可以构成一个完整的冷却回路。

恒温加热装置用于在所述高频腔10处于停机破真空或运行前真空试调等停机状态时加热维持所述高频腔10的待机温度，所述恒温加热装置包括旁通装置31以及加热器32，所述加热器32位于所述旁通装置31外与所述第一段冷却回路21外并且在所述高频腔10的冷却液出口端12与所述输送泵23之间，所述旁通装置31旁通连接所述输送泵23至所述高频腔10的冷却液入口端11，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵23与所述高频腔10内由所述冷却液入口端11至所述冷却液出口端12的冷却管路。所述旁通装置31的热输送长度较理想是较短于所述第一段冷却回路21的冷输送长度。因此，输送泵23额外具有第二作用，将所述加热器32产生的制热工质输送到所述旁通装置31，再输送到所述高频腔10内的冷却管路。

其中，所述第二段冷却回路22中接近所述输送泵23处设置有第一冷却控制阀25(可参照图1的阀1位置)。第一冷却控制阀25能够控制或调节制冷制热工质输送到所述输送泵23的流量;或者，能够在制热时防止回流的制冷工质意外流到所述输送泵23。

本实施例的实施原理为：利用所述加热器32位于所述旁通装置31外与所述第一段冷却回路21外并且在所述高频腔10与所述输送泵23之间，所述旁通装置31旁通连接所述输送泵23至所述高频腔10，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵23与所述高频腔10内的冷却管路，以及利用冷却回路中接近输送泵23处设置的第一冷却控制阀25;因此，质子/重离子加速器在使用上增加了恒温待机工况，不需要改变质子/重离子加速器高频腔内的管道设计，能够快速地由恒温待机切换至运行冷却的工况，也能够快速地由运行冷却切换至恒温待机的工况。

关于旁通装置的一种具体形态，在本实施例或其他等同类似示例中，所述旁通装置31可以更具体地包括旁通回路33以及设置在所述旁通回路33中第一热控制阀34的组合。利用旁通回路33与第一热控制阀34的组合，第一热控制阀34可参照图1的阀3位置，这能方便旁通装置31的位置配置。即使具有旁通回路33，所述旁通装置31的热输送长度仍是以较短于所述第一段冷却回路21的冷输送长度为较佳技术方案。

关于第一段冷却回路的一种具体设置关系，在本实施例或其他等同类似示例中，所述第一段冷却回路21中接近所述输送泵23处可以设置有第二冷却控制阀26(可参照图1的阀4位置);利用第二冷却控制阀26及其设置位置，可以避免制热工质流入设有换热器24的第一段冷却回路21，第一段冷却回路21可以保持在低温状态。换热器24具体可以是压缩机制冷机组、或者是使用了温度低于第一段冷却回路21在通过换热器24时的流体工质的热交换流体工质。或者，关于旁通装置的另一种具体形态，在另一变化示例中，可以进一步配置使所述旁通装置31包括旁通阀。利用旁通阀取代第一热控制阀34与第二冷却控制阀26，以减少阀构件与管路设计、安装时间。旁通阀可以是三向阀结构。

关于加热器，在本实施例或其他等同类似示例中，所述加热器32具体可以包括主动热源、接受所述输送泵23运转热量的被动热源或前述两者的组合。利用加热器的可能形态，扩大加热器的适用选择，所述输送泵23运转热量的导入可以减少加热设备的投入与热能损耗。主动热源例如可以是电加热设备，由于高频发射机的功率无法进入高频腔，主动热源可以在待机状态快速升高高频腔的温度。

基于制冷工质与制热工质不同回流路径的具体架构，在本实施例或其他等同类似示例中，所述冷却装置还可包括水箱27，设置于所述第二段冷却回路22中;所述恒温加热装置还可包括加热回路35与设置在所述加热回路35中的油箱37，所述加热回路35的两端亦分别连接所述高频腔10的冷却液出口端12与所述输送泵23。因此，利用加热回路35与设置在所述加热回路35中的油箱37，加热器32可以对油箱37内的制热工质加热，制热工质可选用导热油，制冷工质可选用冷却水，运行时采用冷却水经过两个区段冷却回路冷却带走高频腔10的热量，待机时采用导热油经过加热回路35与旁通装置31维持高频腔10的温度。加热器32可安装于油箱37中。

关于加热回路的一种具体设置关系，在本实施例或其他等同类似示例中，所述加热回路35中接近所述输送泵23处可以设置有第二热控制阀36(可参照图1的阀2位置)。利用第二热控制阀36及其配置关系，可以避免制热工质流入输送泵23，第二段冷却回路22可以保持在低温状态。

关于制冷工质与制热工质的一种回流样态，在本实施例或其他等同类似示例中，所述高频腔恒温装置还可以包括油水分离器40，连接在所述高频腔10的冷却液出口端12与所述第二段冷却回路22之间与所述高频腔10的冷却液出口端12与所述加热回路35之间。利用油水分离器40及其配置关系，能够减少所述高频腔10的冷却液出口端12的多个控制阀的安装，并达到作为制热工质的导热油与作为制冷工质的冷却水在回流时的自动分离。

关于使制冷工质与制热工质快速切换的一种具体样态，在本实施例或其他等同类似示例中，所述高频腔恒温装置还可以包括气源阀50，连接在所述输送泵23与所述第一冷却控制阀25之间。利用气源阀50及其配置关系，在恒温待机工况与运行冷却工况的切换过程中，管路内可以导入气体，以快速排出高频腔10内制热/制冷工质。

关于高频腔的冷却循环回路，连通此回路与共用导热回路的循环泵、管件等应选用能通水，耐油的密封件。如无法兼容，也可以视情况设计两套回路。在一具体架构中，输送泵23和第二冷却控制阀26(阀4)之间的距离、第一热控制阀34(阀3)和换热器24之间的距离应足够远，防止换热器24被烧坏;并且第一段冷却回路21在这段的管路尽量以焊接为主，以防止因温度过高烧坏密封件。

高频腔恒温装置可以设置相应的控制元件和程序，用于冷却工况和恒温待机工况的切换。

为了更方便理解本发明的技术方案,但不作为本发明的限定，提出以下说明。

图2绘示本发明第二实施例公开的一种高频腔恒温装置，应用于质子/重离子加速器中，所述质子/重离子加速器设有高频腔10，高频腔恒温装置包括冷却装置及恒温加热装置。冷却装置用于质子/重离子加速器在运行状态时维持所述高频腔10及所述加速器其他发热设备的运行温度，所述冷却装置包括第一段冷却回路21、第二段冷却回路22以及设置在所述第一段冷却回路21与所述第二段冷却回路22之间的输送泵23，所述第一段冷却回路21的两端分别连接所述输送泵23与所述高频腔10的冷却液入口端11，所述第一段冷却回路21中设置有换热器24，所述第二段冷却回路22的两端分别连接所述高频腔10的冷却液出口端12与所述输送泵23。恒温加热装置用于在所述高频腔10停机破真空状态或停机真空状态时加热维持所述高频腔10的待机温度，所述恒温加热装置包括旁通装置31以及加热器32，所述加热器32位于所述旁通装置31外与所述第一段冷却回路21外并且在所述高频腔10的冷却液出口端12与所述输送泵23之间，所述旁通装置31旁通连接所述输送泵23至所述高频腔10的冷却液入口端11，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵23与所述高频腔10内由所述冷却液入口端11至所述冷却液出口端12的冷却管路。其中，所述第二段冷却回路22中接近所述输送泵23处设置有第一冷却控制阀25。

关于制冷工质与制热工质的另一种回流样态，在本实施例或其他等同类似示例中，所述加热器32可以设置于所述第二段冷却回路22中，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述第二段冷却回路22。利用加热器32及其配置关系，恒温加热装置共享第二段冷却回路22，能够节省加热回路35的配置。

关于第二段冷却回路的一种具体设置关系，更具体地，所述第二段冷却回路22中可设置储液箱38，以取代水箱与油箱，储液箱38可以同时容纳制冷工质与制热工质，也可以选用同时具备制冷与制热功能的工质作为导热导冷物质，加热器32是对储液箱38内的制热工质或制冷制热工质进行加热。

此外，本发明另一实施例公开另提出使用上述任一种高频腔恒温装置的质子/重离子加速器，除了包括高频腔恒温装置，质子/重离子加速器还可以包括离子源***、粒子输运***、高频***。高频***用于为离子提供回旋加速器所必需的高频电压，并具有高频腔，所述高频腔恒温装置能够使高频腔10具有恒温待机的功能。特别注意的是，本实施例的高频腔能够沿用以往不具有恒温待机的功能的高频腔。

参照图3，为本发明第三实施例公开的一种高频腔恒温方法，包括至少包括两种工况下的操作，分别是质子/重离子加速器的加速工况与待机工况。所述高频腔恒温方法可以使用第一实施例、第一实施例或其它具有相同或类似功能的高频腔恒温装置予以实现。

步骤S1:在质子/重离子加速器的运行工况时，高频腔10为运行时真空状态，以冷却装置冷却维持所述高频腔10的运行温度，其冷却路径由输送泵23经过所述冷却装置的第一段冷却回路21至所述高频腔10内的冷却管路，再回到所述冷却装置的第二段冷却回路22，所述第一段冷却回路21中设置有换热器24，并且所述第二段冷却回路22中接近所述输送泵23处设置有冷却控制阀。

步骤S3:在质子/重离子加速器的待机工况时，包括所述高频腔10为停机破真空状态、所述高频腔为运行前真空调试状态的其中一种或一种以上的状态，以恒温加热装置加热维持所述高频腔10的待机温度，其恒温加热路径由所述输送泵23经过所述恒温加热装置的旁通装置31至所述高频腔10内的冷却管路，再回到所述恒温加热装置的加热器32。

因此，实现质子/重离子加速器预热的恒温待机工况，恒温加热装置能够共享冷却装置的所述输送泵23与所述高频腔10内由所述冷却液入口端11至所述冷却液出口端12的冷却管路，不需要改变质子/重离子加速器高频腔10内的管道设计，增加高频腔10的设备通用性。

通常由步骤S1至步骤S3之间还可以有第一工况切换的步骤S2，步骤S3后还可以有第二工况切换的步骤S4，以回到步骤S1。步骤S2与步骤S4的切换时间可以有效缩短。第一工况切换步骤S2中使所述高频腔10由真空至停机破真空状态，较佳技术方案可以向高频腔10内注入氮气，通过吸收氮气，减少高频腔腔壁吸收的气体种类，配合步骤S3能够更有效率地减少重新运行至稳定状态的时间，减少启动过程的锻炼时间。

以使用第一实施例具体架构下的高频腔恒温装置实际进行上述高频腔恒温方法为例:

步骤S1:进行冷却高频腔10，制冷工质以输送泵23为起点，依次经过第二冷却控制阀26、换热器24、高频腔10、油水分离器40、水箱27、第一冷却控制阀25，形成冷却回路。此时，气源阀50、第一热控制阀34、第二热控制阀36关闭。

步骤S3: 使高频腔10处于恒温待机工况，制热工质以输送泵23为起点，依次经过第一热控制阀34、高频腔10、油水分离器40、油箱37、第二热控制阀36，形成恒温回路。此时，第一冷却控制阀25、第二冷却控制阀26、气源阀50关闭。

第一次切换工况的步骤S2：使冷却工况向恒温待机工况切换，打开气源阀50，将管路中的大部分例如水的制冷工质吹入水箱27，随后关闭气源阀50、第一冷却控制阀25、第二冷却控制阀26，另打开第一热控制阀34、第二热控制阀36。

第二次切换工况的步骤S4：使恒温待机工况向冷却工况切换，打开气源阀50，将管路中的大部分例如油的制热工质吹入油箱37，随后关闭气源阀50第一热控制阀34、第二热控制阀36，另打开第一冷却控制阀25、第二冷却控制阀26。

不受限地，也可以使用第二实施例的高频腔恒温装置执行上述高频腔恒温方法。

综上，添加高频腔恒温装置后，可以加快高频腔的排气，使高频腔度过多电子效应区，减少加速器从重新启动到达到运行工况的时间。

本具体实施方式的一个或一个以上实施例均作为方便理解或实施本发明技术方案的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应被涵盖于本发明的请求保护范围内。

Claims (3)

1.一种高频腔恒温装置，其特征在于，应用于质子／重离子加速器中，所述质子／重离子加速器设有高频腔(10)，所述高频腔恒温装置包括：

冷却装置，用于质子／重离子加速器在运行状态时维持所述高频腔(10)及所述加速器其他发热设备的运行温度，所述冷却装置包括第一段冷却回路(21)、第二段冷却回路(22)以及设置在所述第一段冷却回路(21)与所述第二段冷却回路(22)之间的输送泵(23)，所述第一段冷却回路(21)的两端分别连接所述输送泵(23)与所述高频腔(10)的冷却液入口端(11)，所述第一段冷却回路(21)中设置有换热器(24)，所述第二段冷却回路(22)的两端分别连接所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23)；

恒温加热装置，用于在所述高频腔(10)停机状态时加热维持所述高频腔(10)的待机温度，所述恒温加热装置包括旁通装置(31)以及加热器(32)，所述加热器(32)位于所述旁通装置(31)外与所述第一段冷却回路(21)外并且在所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23)之间，所述旁通装置(31)旁通连接所述输送泵(23)至所述高频腔(10)的冷却液入口端(11)，使所述恒温加热装置共享所述冷却装置的所述输送泵(23)与所述高频腔(10)内由所述冷却液入口端(11)至所述冷却液出口端(12)的冷却管路；

其中，所述第二段冷却回路(22)中接近所述输送泵(23)处设置有第一冷却控制阀(25)；

所述旁通装置(31)包括旁通回路(33)以及设置在所述旁通回路(33)中第一热控制阀(34)的组合；所述第一段冷却回路(21)中接近所述输送泵(23)处设置有第二冷却控制阀(26)；

所述冷却装置还包括水箱(27)，设置于所述第二段冷却回路(22)中；所述恒温加热装置还包括加热回路(35)与设置在所述加热回路(35)中的油箱(37)，所述加热回路(35)的两端亦分别连接所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述输送泵(23)；

所述加热回路(35)中接近所述输送泵(23)处设置有第二热控制阀(36)；所述高频腔恒温装置还包括油水分离器(40)，连接在所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述第二段冷却回路(22)之间与所述高频腔(10)的冷却液出口端(12)与所述加热回路(35)之间；

所述高频腔恒温装置还包括气源阀(50)，连接在所述输送泵(23)与所述第一冷却控制阀(25)之间。

2.一种质子／重离子加速器，其特征在于，包括如权利要求1所述的一种高频腔恒温装置。

3.一种高频腔恒温控制方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的一种高频腔恒温装置实施，所述高频腔恒温控制方法包括：

在质子／重离子加速器的运行工况时，以冷却装置冷却维持所述高频腔(10)的运行温度，其冷却路径由输送泵(23)经过所述冷却装置的第一段冷却回路(21)至所述高频腔(10)内的冷却管路，再回到所述冷却装置的第二段冷却回路(22)，所述第一段冷却回路(21)中设置有换热器(24)，并且所述第二段冷却回路(22)中接近所述输送泵(23)处设置有冷却控制阀；

在所述质子／重离子加速器的待机工况时，至少包括所述高频腔(10)为停机状态，并以恒温加热装置加热维持所述高频腔(10)的待机温度，其恒温加热路径由所述输送泵(23)经过所述恒温加热装置的旁通装置(31)至所述高频腔(10)内的冷却管路，再回到所述恒温加热装置的加热器(32)。