熱棒

熱棒

在可可西里地區,在鐵路和公路兩旁可以看到很多豎立的“鐵棒”,有關技術人員說,這其實是一種高效熱導裝置,叫做“熱棒”。車站工作人員告訴記者,熱棒是青藏鐵路在運營過程中處理凍土病害、保護凍土的有效措施。

基本介紹

  • 中文名:熱棒
簡介,製造,

簡介

據了解,熱棒是一種由碳素無縫鋼管制成的高效熱導裝置,5米埋入地下,地面露出2米。具有獨特的單向傳熱性能:熱量只能從地面下端向地面上端傳輸,反向不能傳熱。在冬季,熱管內工作介質由液態變為氣態,帶走管內熱量;在夏季,熱棒則停止工作。獨特的冷卻地溫的作用使熱棒堪稱“魔棒”。
熱棒的結構大致為一個密閉空心長棒,內裝有一些液氨,液氨沸點較低,在冬季土中熱量使該液體蒸發,到頂部,通過散熱片將熱量傳導給空氣,冷卻後又液化回到下部,保持凍土冷凍狀態不鬆軟。在夏季,液體全部變成氣體,氣體對流很小,熱量向底部傳導很慢。

製造

中聖研製開發了中國人自己的凍土治理技術——低溫熱棒,成功解決了40多年來一直困擾中國科學家和青藏鐵路建設者的重大技術難題——青藏鐵路路基多年凍土層夏季融沉、冬季凍脹的不穩定問題。該產品獲得了中國科學院和青藏鐵路專家組的充分肯定,被指定為青藏鐵路凍害處理的唯一技術儲備。我公司是全國交通工程設施標準化技術委員會熱棒工作組承擔單位,組織起草熱棒國家標準。公司制定的熱棒標準獲得“中國標準創新貢獻獎”。
熱棒上部(放熱段)裝有散熱片,熱棒的下部(吸熱段)直接埋入多年凍土中。針對青藏鐵路多年凍土區的凍土層,在相當長的時間段,環境溫度低於熱棒吸熱段周圍凍土層溫度,熱棒中的液體工質吸收凍土中的熱量,蒸發成汽體;蒸汽在管內壓差的驅動下,沿熱棒中心通道向上流動至熱棒上部,遇到較冷的管壁後,放出汽化潛熱,冷凝成液體,在重力作用下,沿管壁流回吸熱段再蒸發。如此循環往復,把自然界大氣中的冷量源源不斷地傳輸到地基凍土中。由於熱棒單向傳熱的特點,夏天大氣中的熱量就不會通過熱棒傳到凍土中。
通過熱棒的單嚮導冷作用,冬天在地下凍土層中儲存大量冷量,在夏季使凍土不致融化,形成“永凍層”,提高了凍土的強度;可有效防止以凍土為路基的鐵路、公路在運行時的融沉。該技術可廣泛套用於凍土地帶的鐵路、公路、橋樑、涵洞、隧道、固變電鐵塔等工程建設。
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