大型磁體的冷卻除了超導體本身的冷卻外，還有其電流引線、超導總線、線圈盒、支撐，以及熱輻射屏的冷卻等。所以大型超導磁體都配備有一大型氦制冷系統(tǒng)，它們在液氦溫區(qū)的制冷量從幾百瓦到幾十千瓦不等。制冷機可提供不同溫區(qū)的制冷量，或同時制冷和液化。所有這些制冷或液化過程都是在一封閉的系統(tǒng)中由氦制冷機完成。制冷機的容量大小選擇，則是由磁體系統(tǒng)的各種熱負荷決定的。在低溫系統(tǒng)中，氦制冷機一般采用的是擬布雷頓( Brayton )循環(huán)和J-T膨脹效應組成的克勞德(Claude )循環(huán)。

在超導加速器的低溫系統(tǒng)中，油潤滑螺桿式壓縮機和氣體潤滑(靜態(tài)和動態(tài))的渦輪膨脹機被廣泛采用，這兩種技術都具有高度可靠性，已經(jīng)成為標準技術。壓縮機可以連續(xù)運行25000h不用維修，渦輪膨脹機載高轉速(大于10000r/min)能穩(wěn)定運行40000h,甚至更長。圖34-2給出了5種超流氦冷卻循環(huán)方式的基本流程示意圖。