40 T稳态混合磁体装置的外超导磁体需要4.5 K、5×105Pa、18 g/s超临界氦迫流冷却,拟采用盘管换热器将从制冷机出来的氦冷却至超临界状态。首先对氦制冷机进行混合模式的热力学分析,确定过冷槽中盘管换热器的进口压力及温度,进而提出阶梯管径理论,根据工程要求设计并优化盘管换热器,得出盘管换热器的盘绕方式及尺寸;最后根据盘管换热器的尺寸以及氦的液化率和抽取时间确定过冷槽的尺寸。