CN101853731B - 用于冷却超导磁体组装件的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为“用于冷却超导磁体组装件的设备和方法”。公开一种超导磁体组装件和冷却超导磁体组装件的方法。制造磁体组装件的方法的一实施例包括：提供在真空贮存器周围配置的外壳；形成线圈架；用热屏蔽罩包围线圈架；在真空贮存器中定位热屏蔽罩；在线圈架周围安置超导磁体，其中，超导磁体在中心核周围配置以接纳物体；提供其中具有致冷剂贮存器的第二真空贮存器；提供两个双相传热装置，其中，每个装置包括具有蒸发器区和冷凝器区的管道；将传热装置之一的蒸发器区与线圈架和/或超导磁体热连接，并且将另一双相传热装置的蒸发器区与热屏蔽罩热连接；以及将致冷器热连接到致冷剂贮存器以及热连接到两个传热装置的冷凝区。

Description

用于冷却超导磁体组装件的设备和方法
对相关申请的交叉引用
本申请在一些方面涉及与本申请同时提交的、名称为“APPARATUS AND METHOD OF SUPERCONDUCTING MAGNETCOOLING”、指派律师案号226910-1的共同拥有的美国申请(序号待提供)，该申请的完整内容通过引用结合于本文中。
技术领域
本发明主要涉及超导磁体的冷却，并且更具体地涉及用于冷却例如磁共振成像(MRI)组装件的超导磁体组装件的设备和方法。
背景技术
各种系统采用超导磁体来生成强的均匀磁场，在磁场内放置对象，或在MRI系统的情况下，放置患者。磁梯度线圈和射频发射与接收线圈因而影响该对象中的旋磁材料以激发能用于形成有用图像的信号。使用此类线圈的超导磁体组装件或系统包括MRI系统、光谱系统、磁能存储系统及超导发电机。
图1示出有关技术的典型MRI系统100的部分剖视图，该系统可包括嵌入在线圈架120中的超导磁体122、热屏蔽罩(shield)114、梯度线圈108、RF线圈106、补偿线圈124及外壳102内的RF屏蔽罩。外壳102包括中心孔104以便物体(例如，患者)放置在其中。
超导磁体122和补偿线圈124一般陷入包含致冷剂118以形成池沸腾模式或状态的低温恒温器槽(cryostat bath)(例如，氦容器)116中。MRI系统100还包括热屏蔽罩114和由真空容器110形成的真空区112，真空容器还使超导磁体122在操作期间与环境隔离。超导磁体122还具有线圈支持结构(例如，线圈架120)以支持嵌入在氦容器118内用于冷却的线圈绕组。氦容器118一般是位于真空容器112内用于隔热的压力容器，并且一般包含为超导磁体122提供冷却的液态氦，以便为超导操作维持大约4.2开尔文(Kelvin)的温度。
对于采用超导磁体的任何系统的一个重要成本是用于致冷剂槽(cryogen bath)的供给。需要氦或类似的致冷剂(例如，氖)以用于超导磁体的初始启动和操作以及用于将磁体保持在池沸腾状态中。虽然在热力学上有效，但是当在超导磁体组装件中采用时，完整的氦槽要求有大约近似1500到2000升氦的较大容积。另外，在MRI系统的装运期间，一般从系统蒸发几百升(例如，600-800升)氦。操作系统前，蒸发的致冷剂必须得到补充。氦每单位容积是昂贵的、不是始终可容易获得的，并且其价格在增加。
冷头(coldhead)或致冷器(cryocooler)130供应在低温温度的冷却能力。在双级冷头的情况下，冷却能力直接在冷却器的冷却级提供。一般情况下，今天在MRI行业中使用的大多数致冷器主要依据GM冷却原理来工作。在MRI应用中，致冷器在第一级在40开尔文温度提供50W，在第二级在4开尔文温度提供1到1.5W。
当前冷头配置和设计具有几个缺陷。由于其的靠近，致冷器要遭受来自MRI系统的超导磁体的在其上施加的磁场。为了防止可能在图像采集期间作为伪像显露出来的重像效应，致冷器冷却级(具体而言致冷器内的移动活塞)必须被磁屏蔽。这已证实是成本高的。另外，致冷器的电动机驱动部件要求厚的金属磁屏蔽以确保致冷器能适当工作而无故障。这也是成本高的。致冷器一般情况下在垂直、近乎垂直或水平方向中操作。虽然由于致冷器持久性问题而优选垂直方向，但此方向对于设计造成室高度(room height)问题。由于致冷器的长度相当大，因此，当从致冷器泊位拆卸致冷器以用于维护(例如，更换(changeout))时，必须将致冷器的长度加到MRI系统上方的顶高度以允许维修拆卸。结果，对于具有在垂直或近乎垂直方向中的致冷器的MRI系统，顶高度是显著较高的。
因此，存在对于改进包括冷却和/或维护的区域的超导磁体组装件的整体设计的正在发生的需要。
发明内容
本发明通过提供一种超导磁体组装件和一种制造超导磁体组装件的方法，克服了至少一些上述缺陷，包括降低了对于冷却超导磁体所需的致冷剂的量。更具体地说，本发明的一实施例涉及提供一种超导磁体组装件，其采用双相(two-phase)传热装置(例如，脉动热管)以用于冷却，这允许致冷器的位置与超导磁体组装件的配置和位置脱离，由此简化系统的整体设计、安装、操作和维护。
因此，根据本发明的一个方面，一种制造超导磁体组装件的方法包括：提供在第一真空贮存器周围配置的外壳；形成线圈架；用热屏蔽罩包围线圈架；在第一真空贮存器中定位热屏蔽罩；在线圈架周围安置超导磁体，其中，超导磁体在中心核周围配置以接纳物体；提供其中具有致冷剂贮存器的第二真空贮存器；提供第一双相传热装置和第二双相传热装置，每个装置包括具有蒸发器区和冷凝器区的管道；将第一双相传热装置的蒸发器区与超导磁体和线圈架之一热连接，并且将第二双相传热装置的蒸发器区与热屏蔽罩热连接；以及将致冷器热连接到致冷剂贮存器以及热连接到第一和第二双相传热装置的冷凝区。
根据本发明的另一方面，一种超导磁体组装件包括：其中包含第一真空贮存器的外壳，外壳其中进一步包含线圈架；定位于线圈架内或邻近线圈架、在中心核周围配置以接纳物体的多个磁体；其中具有致冷剂贮存器的第二真空贮存器；在第二真空贮存器中并与致冷剂贮存器热联系的双相致冷器；以及双向传热装置，包括：其中包含液态和蒸气致冷剂的管道，管道包括蒸发器区和冷凝器区；其中双相传热装置的蒸发器区与多个磁体和线圈架之一热联系，并且双相传热装置的冷凝器区与致冷剂贮存器热联系。
从下面的详细描述和附图中，将明白本发明的各种其它特征和优点。
附图说明
图形示出当前为实现本发明而设想的一个实施例。
图1是有关技术的磁共振成像(MRI)组装件的部分剖视立面图。
图2是根据本发明的一实施例的超导磁体组装件和冷却系统的剖视图。
图3是根据本发明的一实施例的脉动热管的剖视图。
具体实施方式
本发明的各方面已显示提供优于冷却超导磁体的以前方法的优点。所述设备和方法在冷却超导磁体中不要求机械移动的部件(例如，无泵、无外部压送的供应系统、无用于致冷剂供应的致冷“冷箱(coldbox)”、无氦筒送流(can-fed flow)等)。冷却方法与方向无关，这有助于超导磁体组装件的设计和最终物理容积和底座(footprint)。管道到现有超导磁体几何形状的设计集成得以简化。此外，可能出现的热点能通过根据本发明的各方面采用的脉动热管提供的脉动栓流来处理。设计提供了其它优点，因为它不要求成本高的氦槽冷却，在骤冷期间也无任何致冷剂丢失。提议的毛细管能承受几百巴的高压。结果，不要求氦贮存器。没有氦贮存器及其低温外壳是一个主要的简化，因为大大降低了需要坚持的所有安全方面。此外，由于没有一般用于标准氦容器的传统垂直颈或渗透(penetration)几何形状，对于磁体的热负载大大降低并且被最小化。接入端口(accessport)和/或渗透已知是对于磁体的高热泄漏的源。改进的设计的一个合乎需要的结果是能增加磁体的可用室温孔宽度。此外，对于保持氦容器在真空容器中漂浮所要求的悬浮系统得到进一步简化，并且热泄漏得以降低。本发明的各方面提供有关致冷器的其它优点。致冷器设计和配置可得到大大简化，因为致冷器可远程定位和/或安置。结果，由于致冷器的新位置，噪声得以大大降低或者消除。不再要求致冷器上和致冷器驱动周围的磁屏蔽。由于现在更易于获得垂直方向，因此，致冷器寿命得以增强。由于致冷器可放置在底层，因此，致冷器的维修更容易。另外，MRI系统能在具有更低顶高度的室中安装。最后，超导磁体系统的冷却系统及其维护大大简化，并且仍得以改进。
参照图2，它示出根据本发明的一实施例的超导磁体系统10。系统10包括具有第一真空贮存器24和第二真空贮存器62的超导磁体组装件20。外壳22或外部真空盒定义第一真空贮存器24。在第一真空贮存器24内的是热屏蔽罩26。热屏蔽罩26进一步定义真空空间28，其中安置线圈架30以便由热屏蔽罩26包围。线圈架30具有嵌入其中和/或附连到其的多个磁体32、34。磁体32、34最终在中心核周围配置以便接纳物体(例如，对于MRI系统的患者)。以此方式，配置了根据本发明的一实施例的超导磁体组装件20。
线圈架30可由任何合适的导热材料制成，导热材料允许超导磁体32、34达到近似4开尔文温度。线圈架30可由任何合适的材料制成，如玻璃纤维强化塑料、复合物材料、金属(例如，不锈钢、铝、镁等)、陶瓷或它们的组合。本发明的实施例经配置，使得线圈架30不要求具有嵌入其中的导电材料(例如，铜丝编织带(copper braiding)等)。结果，减轻和/或避免了由于添加这些导电材料中的一些而导致的线圈架30的退化(例如，热裂化等)。进一步的结果是，设计的方面不要求如先前设计一样大的跨线圈架30的导热梯度。
定义第二真空贮存器62的真空封壳60在其中包括致冷剂贮存器74。致冷剂贮存器74保存致冷剂76。致冷器70位于封壳60中的套筒72内，使得致冷器70的一部分热连接到致冷剂贮存器74。致冷器70可以可拆卸地连接到套筒72以有助于维护(例如，拆卸、冷头交换等)。致冷器70可以是任何合适的致冷器70或冷却机构。致冷剂76可包括任何合适的致冷剂，包括例如氦4、氦3、氢、氖、氮、氧、氩、氪及它们的组合。致冷剂贮存器74可包含翅片式热交换器210，该交换器有助于如本文所述的致冷剂76和双相传热装置80的冷却。
另外，参照图3，磁体32、34的冷却部分地通过使用两个或更多双相传热装置80来提供。传热装置80可以是脉动热管，包括管道82和蒸发区或部分84以及冷凝器区或部分86。如图2中所示，安置第一双相热管80A以便将其蒸发区84与热屏蔽罩26热连接，并且将其冷凝器区84与位于第二真空区62的致冷器70热连接。类似地，安置第二双相热管80B以便将其蒸发区84热连接到磁体32、34和线圈架30之一，并且将其冷凝器区86与致冷剂贮存器74热连接。
包括致冷剂罐202和填充导管204的致冷剂供应系统200连接到致冷剂贮存器74。致冷器70在贮存器74中将来自致冷剂罐202的进入的致冷剂气体液化。以此方式，在例如冷却期间在贮存器74中可适当地维持合适的致冷剂76液位。第二双相热管80B的冷凝器区86可安置在贮存器74中和/或与贮存器74中的热交换器210相邻。备选的是，第二双相热管80B的冷凝器区86可安置在贮存器74下方和/或与贮存器74的外部相邻。在任何情况下，双相热管80中包含的致冷剂90、92被冷却到近似4开尔文温度。此外，第一双相传热装置80A的蒸发区84可冷却热屏蔽罩26的内表面，其冷却范围从近似40到近似70开尔文，并且第二双相传热装置80B的蒸发区84可将线圈架30冷却到近似4开尔文。
液态致冷剂90和蒸气致冷剂92放置在管道82中。为了向磁体32、34提供充分的热冷却，在管道82中放置一定百分比的液态致冷剂90和蒸气致冷剂92。为使有效的脉动热管80操作，液态致冷剂90能在从大约10％到大约90％的范围内填充管道82的总容积的一定百分比。与此相对的是，蒸气致冷剂92将填充管道82的总容积的一定百分比，该百分比将是管道82的总容积的余额(即，在从大约90％到大约10％的范围内)。任何合适的致冷剂90、92可在管道82中使用，包括氦4、氦3、氢、氖、氮、氧、氩、氪及它们的组合之一。以此方式，液态致冷剂90(即，液态“栓(slug)”)和蒸气致冷剂92(即，“气泡(bubble)”)的脉动型移动提供磁体32、34和热屏蔽罩的极佳冷却。第一双相传热装置80A能够将热屏蔽罩26的内表面冷却到大约50开尔文。第二双相传热装置80B能够将线圈架30和/或磁体32、34冷却到大约4开尔文。
通过先将磁体冷却到接近热屏蔽罩温度，为脉动热管80(例如，管道82)部分填充液态致冷剂。随后，从室温以高压气体对管道82充气。致冷器70间接地将进入管道82的气体液化，由此大大降低管道82中的气压，并产生致冷剂的液滴。为使管道82和其它系统组件充当脉动热管80，可为管道82填充小于其整个容积的致冷剂。因此，虽然管道82容积的一部分填充有液态致冷剂90，但剩余部分在其中仍有蒸气致冷剂(例如，致冷剂气泡92)。液态致冷剂可包括氦4、氦3、氢、氖、氮、氧、氩、氪及它们的组合之一。根据用于磁体的超导体的类型，可在其它实施例中使用其它合适的致冷剂。备选的是，可在高压气体下预先对管道82充气。
已发现在脉动热管80的管道82部分内液态90和蒸气92致冷剂的各种混合物在消散从超导磁体组装件20生成的热方面起作用。例如，在某些实施例中，液态致冷剂与管道82的总容积的比率能在从大约10％到大约90％的范围内。类似地，在其它实施例中，液态致冷剂与管道82的总容积的比率能在大约30％到大约70％的范围内。管道82的总容积的余额(即，未填充液态致冷剂的部分)填充有蒸气致冷剂(例如，致冷剂气泡92)。因此，蒸气致冷剂可填充管道82的总容积的一定百分比(在从大约90％到大约10％的范围内)。在其它实施例中，蒸气致冷剂与管道82的总容积的比率能在从大约70％到大约30％的范围内。以此方式，液态致冷剂和蒸气致冷剂的混合物对于冷却超导磁体组装件20起作用。
虽然在图2和图3中的管道82在蜿蜒的封闭系统型式中示出，但在本发明的实施例中，管道82能以各种配置来布置。管道82可以在闭环或开环系统中布置。闭环或封闭系统定义为与其本身连接(例如，端对端)的管道82。开环或开放系统定义为不与其本身连接的管道82。管道82可以是任何数量的单独导管82(即，毛细管)，其范围从单个导管82到近乎无限数量的单独导管82。通过具有多个导管82的实施例，所有导管82可以是封闭的，或全部开放的，或这两者的组合。每个导管82的几何形状也可从直导管82(从蒸发器区84延伸到冷凝器区86)到其中具有多个弯曲88的管道82而变化。管道82可以在有组织、蜿蜒和水平的(或稍微倾斜)型式中来布置(参见例如图3)。与此相对的是，管道82可以在非重复、不对称和/或非平面的布置中来布置，但仍提供超导磁体组装件20的充分冷却手段。本发明的各方面的一个优点在于管道82的几何形状和布置可完全与重力和方向无关。换而言之，不认为管道82和脉动热管80的方向和重力实质上影响脉动热管80中液态和蒸气致冷剂的冷却性能和流动。管道82可以例如是实质上水平的、实质上垂直的、或者它们的组合。在任何情况下，管道82几何形状可被改变并布置成适合和匹配线圈架30或管道82热连接到的超导磁体组装件20的其它元件。这允许整个超导磁体组装件20的制造大小和布置的增加的灵活性，因为冷却机构一般将不要求附加的和/或显著的设计空间。
根据超导磁体组装件20大小和应用，用于脉动热管80的所有管道82的总容积可以在近似10ml到近似2升的范围内。管道82可以由任何合适的材料来制成，例如铜及其合金、铝及其合金、不锈钢及诸如此类。备选的是，管道82可以是内包覆的毛细管或成形的管道82。管道82的内直径可以在近似1mm到近似8mm的范围内。类似地，管道82的直径在管道82的整个长度上不需要是均匀的，而是可在其长度上变化。例如，冷凝部分中管道82的直径可窄于脉动热管80的其它部分中管道82的直径以便减缓致冷剂的流速。类似地，管道82的横截面可以是其它形状，例如方形、矩形、椭圆形及诸如此类。另外，管道82的横截面形状可在管道82的长度上变化。可采用蒸发器部分84的各种配置。如图2中所示，蒸发器部分84可仅要求简单的环氧树脂(epoxy)线圈架30。结果，无需使用现有技术设计中使用的填充物来增加线圈架30的导热性。虽然过去为了开发具有高导热性填充物的环氧树脂材料、复合物及诸如此类已展开大量的工作，但它们只对于增加线圈架的散热(heat spreading)性能取得有限的成功。所有这些方案对系统增加成本，同时更重要的是，它们增加在线圈架上引起应力的风险。线圈架能够破裂，并且所述破裂能够在磁体的快速冷却或升温时进一步传播。超导磁体由于环氧树脂破裂而出故障，这并不是没听说过。根据本发明的各方面，避免了对任何散热机构的需要。
在一实施例中，预冷却环36或其它合适的预冷却管系系统热连接到线圈架30以便有助于在启动期间提供例如氮预冷却。在另一实施例中，附加的预冷却环36可热连接到热屏蔽罩26。可经杜瓦瓶(未示出)或其它合适的手段为预冷却环36供应致冷剂。预冷却环可经氮、氖、氢或任何其它合适的致冷剂或致冷剂的混合物来冷却。
在另一实施例中，可能没有热屏蔽罩26。另外，组装件可只包括类似于上面标记为80B的双相传热装置的单个双相传热装置。在此实施例中，省略在热屏蔽罩26和/或其附近配置的双相传热装置。
第一真空贮存器24和第二真空贮存器62可以是单个邻接的共享的真空区。备选的是，第一真空贮存器24和第二真空贮存器62可以如图2中所示实质上是分离的。例如，第二真空贮存器62可有利地定位于距离第一真空贮存器24几英尺。在实施例中，第二真空贮存器62可完全远离第一真空贮存器24。如本文所讨论的，此配置可有助于从系统10拆卸致冷器70，而对磁体32、34无潜在的有害影响。还备选的是，第一真空贮存器24和第二真空贮存器62可以是单独的真空贮存器，但定位于相对彼此的紧邻处。
如图中所示，在图2中，双相传热装置80A、80B的部分可装在其中具有真空222的真空导管220中，由此有助于其中致冷剂90、92的冷却。真空导管220可沿在第一真空贮存器24和第二真空贮存器62外部的双相传热装置80A、80B的部分而延伸。备选的是，真空导管220可沿双相传热装置80A、80B的任一个或这两者的任何和/或所有部分而延伸。
冷却超导磁体组装件20的方法的一实施例包括首先评估管道82，然后如本文所述在高压下部分填充致冷剂。部分填充包括在管道82的总容积的从大约10％到大约90％的范围内用液态致冷剂90来填充。管道82的剩余容积可包括蒸气致冷剂(即，气泡92)。以此方式，工作流体(即，致冷剂)自然地在管道82的长度上分布到不同的液态塞(liquid plug)90和蒸气气泡92中。以此方式，脉动热管80中管道82的各种导管段具有不同容积的流体/蒸气分布。当脉动热管80操作时，在蒸发器部分84的每个管道82段由于其邻近超导磁体组装件20而被加热。类似地，在冷凝器部分86的每个管道82段被冷却。结果，蒸气致冷剂气泡92在蒸发器区中生成和/或生长，并在冷凝器部分86中萎陷和/或收缩。蒸气气泡92大小的此更改由于气泡泵浦动作而随之造成液态致冷剂90传输，最终导致脉动热管80内可感觉到的传热。热引起的自励振荡开始。
冷却设备10可根据本发明的各方面来设计，使得蒸气气泡92有机会在冷凝器部分86中失去其全部潜在的热，由此在大小上萎陷。这要求蒸气气泡92在冷凝器部分86中的驻留时间应足够用于蒸气气泡92的完全冷凝。每个蒸气气泡92携带较小量的热函，越来越多的蒸气气泡92应得到机会以在冷凝器部分86中失去其潜在的热，使得其综合效应超过其在管道82中的存在而可能造成的摩擦不利。在脉动热管80中应有足够的液态塞90以用于大量可感觉到的传热。
虽然本发明的示范实施例能将超导磁体组装件冷却到大约4.2开尔文以用于超导操作，但在不脱离本发明的范围的情况下，可采用除4.2开尔文以外的其它操作温度。例如，具有更高转换温度的超导体(例如，HTS类型或MgB2类型的)能根据本发明的各方面来冷却。
虽然本文所示和所述的实施例示为与作为磁共振成像(MRI)系统的部分的超导磁体组装件10一起使用，但在不脱离本发明的范围的情况下，其它超导磁体系统可采用本发明的各方面。例如，冷却设备和冷却的方法可与其它超导磁体一起使用，例如核磁共振光谱系统、磁能存储系统、超导发电机、超导故障电流限制器、超导粒子加速器、磁分离系统、运输系统、超导电缆、变压器、超导超型计算机、航天航空应用及诸如此类。
因此，根据本发明的一个实施例，一种制造超导磁体组装件的方法包括：提供在第一真空贮存器周围配置的外壳；形成线圈架；用热屏蔽罩包围线圈架；在第一真空贮存器中定位热屏蔽罩；在线圈架周围安置超导磁体，其中，超导磁体在中心核周围配置以接纳物体；提供其中具有致冷剂贮存器的第二真空贮存器；提供第一双相传热装置和第二双相传热装置，每个装置包括具有蒸发器区和冷凝器区的管道；将第一双相传热装置的蒸发器区与超导磁体和线圈架之一热连接，并且将第二双相传热装置的蒸发器区与热屏蔽罩热连接；以及将致冷器热连接到致冷剂贮存器以及热连接到第一和第二双相传热装置的冷凝区。
根据本发明的另一实施例，一种超导磁体组装件包括：其中包含第一真空贮存器的外壳，外壳其中进一步包含线圈架；定位于线圈架内或邻近线圈架、在中心核周围配置以接纳物体的多个磁体；其中具有致冷剂贮存器的第二真空贮存器；在第二真空贮存器中并与致冷剂贮存器热联系的双相致冷器；以及双向传热装置，包括：其中包含液态和蒸气致冷剂的管道，管道包括蒸发器区和冷凝器区；其中双相传热装置的蒸发器区与多个磁体和线圈架之一热联系，并且双相传热装置的冷凝器区与致冷剂贮存器热联系。
本发明已根据优选实施例描述，并且认识到，除了那些明确陈述的以外，等效物、备选和修改是可能的，并且在随附权利要求的范围内。
部件列表
超导磁体系统10
超导磁体组装件20
外壳22
第一真空贮存器24
热屏蔽罩26
真空空间28
线圈架30
磁体32、34
预冷却环36
真空封壳60
第二真空贮存器62
致冷器70
套筒72
致冷剂贮存器74
致冷剂76
双相传热装置80
第一双相热管80A
第二双相热管80B
管道82
蒸发区或部分84
冷凝器区或部分86
致冷剂90、92
液态致冷剂90
蒸气致冷剂92
MRI系统100
外壳102
中心孔104
RF线圈106
梯度线圈108
真空容器110
真空区112
热屏蔽罩114
低温恒温器槽(例如，氦容器)116
氦容器118
线圈架120
超导磁体122
补偿线圈124
致冷器130
致冷剂供应系统200
致冷剂罐202
填充导管204
翅片式热交换器210
真空导管220
真空222

Claims (27)

1.一种制造超导磁体组装件的方法，包括：
提供配置在第一真空贮存器周围的外壳；
形成线圈架；
用热屏蔽罩包围所述线圈架；
在所述第一真空贮存器中定位所述热屏蔽罩；
在所述线圈架周围安置超导磁体，其中，所述超导磁体在中心核周围配置以接纳物体；
提供其中具有致冷剂贮存器的第二真空贮存器；
提供第一双相传热装置和第二双相传热装置，每个装置包括具有蒸发器区和冷凝器区的管道；
将所述第一双相传热装置的管道的蒸发器区与所述超导磁体和所述线圈架两者之一热连接，并且将所述第二双相传热装置的管道的蒸发器区与所述热屏蔽罩热连接；以及
将致冷器热连接到所述致冷剂贮存器以及热连接到所述第一和第二双相传热装置的管道的冷凝器区。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
将液态和蒸气致冷剂添加到所述管道。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述液态和所述蒸气致冷剂包括氦4、氦3、氢、氖、氮、氧、氩、氪及它们的组合之一。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述液态致冷剂在从10%到90%的范围内填充所述管道的总容积的一定百分比。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和所述第二双相传热装置包括脉动热管。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述管道是封闭的系统。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述超导磁体组装件配置用于用作核磁共振光谱系统、磁能存储系统、超导发电机、超导故障电流限制器、超导粒子加速器、磁分离系统、运输系统、超导电缆、变压器及超导超型计算机之一。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述管道是开放的系统。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一真空贮存器和所述第二真空贮存器是分离的。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述管道包括多个管道。
11.一种超导磁体组装件，包括：
外壳，其中包含第一真空贮存器，所述外壳进一步包含：
其中的线圈架；
多个磁体，定位于所述线圈架内或邻近所述线圈架，在中心核周围配置以接纳物体；
第二真空贮存器，其中具有致冷剂贮存器；
致冷器，在所述第二真空贮存器中并与所述致冷剂贮存器热联系；以及
双相传热装置，包括：
管道，其中包含液态和蒸气致冷剂，所述管道包括蒸发器区和冷凝器区；
其中所述双相传热装置的管道的蒸发器区与所述多个磁体或所述线圈架热联系，并且所述双相传热装置的管道的冷凝器区与所述致冷剂贮存器热联系。
12.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述双相传热装置包括脉动热管。
13.如权利要求11所述的超导磁体组装件，还包括与所述线圈架热联系的氮预冷却管系系统。
14.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述双相传热装置的管道中的所述液态和所述蒸气致冷剂包括氦4、氦3、氢、氖、氮、氧、氩、氪及它们的组合之一。
15.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述液态致冷剂在从10%到90%的范围内填充所述双相传热装置的管道的总容积的一定百分比。
16.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述第一真空贮存器与所述第二真空贮存器是分离的。
17.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述第一真空贮存器和所述第二真空贮存器是邻接的真空贮存器。
18.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述双相传热装置包括多个管道。
19.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述双相传热装置的管道是封闭的系统。
20.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述双相传热装置的管道是开放的系统。
21.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中以蜿蜒型式配置所述管道。
22.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述管道的流动几何形状是水平的、垂直的和它们的组合之一。
23.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述双相传热装置的管道的蒸发器区将所述线圈架冷却到4开尔文。
24.如权利要求11所述的超导磁体组装件，其中所述组装件包括磁共振成像（MRI）系统。
25.如权利要求11所述的超导磁体组装件，还包括定义容积的所述第一真空贮存器的热屏蔽罩，所述热屏蔽罩包含所述线圈架。
26.如权利要求25所述的超导磁体组装件，还包括第二双相传热装置，所述第二双相传热装置包括其中包含液态和蒸气致冷剂的管道，所述管道包括蒸发器区和冷凝器区，其中所述第二双相传热装置的管道的蒸发器区与所述热屏蔽罩热联系，并且所述第二双相传热装置的管道的冷凝器区与所述第二真空贮存器中的所述致冷器热联系。
27.如权利要求26所述的超导磁体组装件，其中所述第二双相传热装置的管道的蒸发器区将所述热屏蔽罩的内表面冷却到40开尔文到70开尔文的范围。
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