CN101229778A

CN101229778A - 管内磁悬浮火车铁路工程、新颖磁悬浮火车工程

Info

Publication number: CN101229778A
Application number: CNA2007101043447A
Authority: CN
Inventors: 肖定周
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2008-07-30

Abstract

本工程属交通部磁悬浮火车铁路工程技术领域。设计安装水下复合材料钢管和稳定设施。在管内和陆地路基上安装复合材料直线真空钢管和固定构件，在管内安装磁悬浮火车铁路系统。设计新颖磁悬浮火车全封闭，具备全部功能，独立单元，安放在管内磁悬浮铁路上。抽出空气10^－3－10^－5mm水银柱。经过调试的火车，在车站、全线监控中心发出信息通过卫星遥控运行，逐步提速1.02km/s，2.04km/s，3.06km/s，4.08km/s，5.1km/s和6.25km/s。

Description

管内磁悬浮火车铁路工程、新颖磁悬浮火车工程

本案细分：

1、设计安装水下复合材料直线钢管系统和稳定设施。

2、在管内和陆地路基上，设计安装复合材料直线真空管系统和固定结构件，在真空管内以现有技术为基础，设计安装车速是音速三倍以上磁悬浮火车铁路系统。

3、以现有技术为基础，设计制造车速是音速三倍以上新颖磁悬浮火车。

4、上述工程器件施工安装步骤方法。

上述磁悬工程属磁悬浮火车铁路运输技术领域，参考本领域的设计、制造、施工、安装的现有技术资料，参阅(2002年2月26日，申请号20106392、3，公开日2003年9月10日，公开号：CN141121A《亚欧大运河系统工程》构思)，其中《设计环球管内真空隧道时速22500km磁悬浮火车铁路系统工程》本案资料。

发明本案的目的，本案磁悬浮工程建成后，大大加速人和物流，减轻铁运停滞，促进经济、国防建设和社会进步。

1、发明管内磁悬浮火车铁路工程技术内容：在水下200-400m，设计安装复合材料直线钢管，管壁厚度10mm，500kg/mm²抗拉力，计49KN/mm²抗拉强度，抗拒水压400T/m²/4N/mm²洋流海啸和水面巨浪的推压，技术方案(也是实施例)：

A、钢管口径：宽12m×高12m

B、钢管口径：宽25m×高6m

稳定水下钢管设施，根据A方案12m×12m＝144m³/m，25m×6m＝150m³/m。减去钢管、铁路、火车的重量外，余下都是浮力。需要安放大于浮力10倍以上物体，稳定钢管。设计以钢链系住岩体构件和钢管，岩体构件先沉入水下，拉住钢管下沉到位，岩体构件沉入水底稳定钢管。另一方案，将中心柱、垂直岩管、长方形岩体构件竖立水下平地基础上，用钢链系捆钢管和岩体构件，顶撑水面人造浮体火车站，均能抗拒洋流、海啸、海浪推压钢管，水面人造浮体火车站移动。

2、设计真空管系统固定结构件，在A钢管内和陆地磁悬浮路基上，设计施工钢筋砼或钢结构件“井”字形支架，支架距离150-200m。在支架上部两冀，安装客车真空管，下部两冀安装货车真空管，直线真空管4根各口径宽4.5m ×高5m，管壁厚度5-10mm，中间宽3m上下走廊隔开。货车管顶上和两冀安装梁柱，不要影响货车管位置，将钢件和螺栓固定各根真空管。

本方案A管内也可以设计2块水平对称T字

字钢件(板)和梁柱组装成同样管距同样真空管，施焊固结密封缝隙。

方案之二：在B管内和陆地磁悬浮路基上，设计：“四”字形支架，分别安装在走廊两冀，货车管安装在外，客车管在内，客车管之间留出3m走廊。客货之间，留出2m走廊。“四”字形支架距离200m。4.5m×5m4根直线真空管成平行安装，钢件螺栓固定。B、水下钢管内也可以设计6块钢板和梁柱，组装成同一样的真空管和走廊，均用焊接固定密封缝隙。均利用水下钢管内壁上下左右面为真空管壁面，水下钢管高度也各减少2-1m，均减少用材和成本。

采用A或B的水下钢管，在接近水面人造浮体火车站前和要从水下延伸水面上陆地的水下钢管，都要在水下钢管水平处开岔支管，各爬上水面10m以上，分岔真空管、岔道、管内各种器件，均进入车站。在车站处，客车管的两冀管壁上，设计安装进出门和密封件，门的距离(与火车进出门相同)。远离火车站(100kw外)客车管，只在走廊两冀、客车真空管的对称位置，开出与车站真空管相同的门，路段之间长度100km。车站段多开些门，停车时间2分钟，方便人员进出和补给。在客车管内两冀壁面上设计安装超导体强磁场装置(与车箱外面两冀同高度同功率同磁极)0.2kw/m。在管内顶面，安装电源导体(包括备用电源和管内壁面电器，磁悬浮铁路电器磁悬浮火车电器等电源)，在导电轨两冀，标记地球经纬度、分、秒、m、10m、100m、1000m......距离尺度。在管内壁上安装防电断路灭火器。在陆地车站真空管出口或进口处，设计分岔支管岔道，连接“进出间”和双相密封门。

在现有磁悬浮铁路的载重量(包括车的重量)和车速的技术基础上，设计车速：1.02km/s，2.04km/s3.06km/s，4.08km/s，5.1km/s和6.25km/s，动量载负80T/箱(包括车箱重量)，一次列车10节箱的磁悬浮铁路系统工程，安装在真空管系统内。在管内各种器件上，分段安装传感器、摄像头，对管内真空度、器件的温度变化进行传感。设计上述磁悬浮火车铁路承载动量负荷和车速的先决条件：全部真空管(除分岔支管外)，佰分之九十九是直线管(陆地管绕大弯)；火车箱长100m，10节车箱1000m(适合直线电机长度大)，设计符合车速大功率牵引直线电机；管内真空在10^-3-10^-5mm水银柱，空气阻力和摩擦极少，不影响器件。

3、设计新颖磁悬浮火车，以现有技术基础，设计制造磁悬浮火车部分参数：火车重量40T，载重40T，合计80T。车速：1.02km/s，2.04km/s，3.06km/s，4.08km/s，5.1km/s，6.25km/s。悬浮超导体强磁场装置，上、下、左、右各20kw，0.2kw/m；稳定超导体强磁场装置功率相同。直线电机342kw(铁路上342kw)，3.42kw/m，是在真空中减少13％后的功率。均是理论参数，应增加系数。如果增加载荷，均同等增加功率。车箱长度100m，乘客坐位500人(加行李共40T)，车内坐位、车体、车箱、车轴、车轮、车轮座，全部复合材料钢制造；悬浮、稳定，冷却，直线电机等，尽量使用复合材料钢，尽可能减轻火车箱重量。车箱门装有密封垫，车门启闭类似飞机登机门，在车门外两冀车箱上，设计安装各一只气囊，与车内气动元件连接。当火车停在定位标记上，车门对准真空管进出门。车内气动件向气囊充足气压，气囊凸起，密封车门外两冀真空管内空间，车门元件启动，车门顶开真空管进出门。需要关闭车门时，车门外面设计电磁元件通电后，产生磁力线，吸住真空管进出门关闭，断电磁力线消逝，车门脱离，关闭车箱。气动元件将气囊内的空气抽回，气囊回位。在车箱顶中间安装导电轮装置，导入车上电器件用电。在车箱外面两冀安装超导体强磁场装置与真空管内相同，同极距离10cm。同极相斥，稳定车箱不发生偏离。类似火箭两冀机件，平衡火箭飞行一样。在车内储供人员氧气、器具，车内备足停车用电电池。车内、车外、车外顶上安装灭火器、传感器、摄像头，一辆车箱具备全部功能全封闭独立单元。

设计气、液压制动器件，刹车时，启动器件迅速伸出车下顶住钢轨，协助电机刹住火车停车。在车内安装可控硅器件，火车减速、急刹车时，直线电机电流经过可控硅器件，电流减少或换相运行，磁力线180°倒转运动，先是车尾磁力线先倒转，依顺序向前倒转运动，与气、液压件同时刹住停车。

车站设计与现有的不相同之处，设计安装真空管内磁悬浮铁路系统，整个站台要适应10辆车箱长度，火车从岔道进入“进出间”，关闭密封门，抽完空气，打开真空管门，火车进入站内真空管。火车要出站先进入“进出间”，关闭真空管门，打开“进出间”门，火车出站开出岔道，检修。在车站处地下厂房内安装排气设施，管道连接真空管、“进出间”。

设计火车站遥控系统、全线中心遥控系统。

按设计80T/箱长100m，载员500人，10节箱5000人，车速6.25km/s。

设式题：北京-广州2500km，400秒可到。原路6省市各停车2分钟，计20分钟一趟，一天单线72趟，还有省市对开。设计投资8亿元/km(不包括电力投资)，合计2万亿元，二十年还清，每年2000亿元，客货车各1000亿元。每天客运还3亿元，单线为1/4约7500万元，加利息300万元，合计7800万元，72趟各5000人，累计36万人，平均217元/人。电价0.70元/度。

悬浮功率：80T×0.05cm×9.81kw/T×2(上下)＝80kw，两冀上下各0.2kw/m。

稳定功率：80T×0.05cm×9.81kw/T×2(上下)＝80kw，两冀上下各0.2kw/m。

直线电机功率：80T×9.81kw-(80T×9.81kw×13％真空少用功率)＝684kw上下各342kw/3.42kw/m

80kw+80+684＝844kw另加其他维持超导、冷却、真空、车上、车站用电增加一倍，共计1688Kw

10节车箱：1688kw×10＝16,880kw

16880kw×6250m×(400s/3600s ＝1/9)＝1173万度

1173万度×0.7元/度＝821万元

另加运行、维修、税收、管理和大修资金共20％，计164万元

821万元+164万元＝985万元

9,850,000元÷5000人+217元＝2187元/人0.88元/人km

4、管内磁悬浮火车铁路工程，磁悬浮火车工程设计、制造施工安装调试运行步骤如下：

新颖磁悬浮火车在工厂设计制造。

上述工程施工安装步骤方法：水下钢管在陆地和水面人造浮体车站上制作，2km以上为一节，经斜坡伐道滑下水面，巨轮牵运。节与节之间连接，用2块半块钢管抱住钢管首尾部，施焊密封，从管内取走堵头。安放前，测出水深，位置基础，固定设施的纵横距离，配系钢链尺度，钢链一端系住岩体构件，一端系住钢管，伴随钢管两冀。控制岩体构件下面气囊开关放气，岩体构件下沉一定深度，拉住钢管下沉到位，岩体构件沉入水底，拉住钢管的2根钢链成“八”字形，稳住钢管。水下钢管系统(包括水平分岔支管)安装完成后，在钢管内和陆地路基上，组装直线真空管系统(包括陆地车站支管“进出间”)。在管内安装磁悬浮火车铁路系统(包括管内两冀壁面上的超导体强磁场装置)和仪器。工厂设计制造的新颖磁悬浮火车，安放在磁悬浮铁路上，工程技术员调试运行。排空设施将管内系统的空气抽出在10^-3-10^-5mm水银柱，车速逐步提高1.02km/s，2.04km/s，3.06km/s，4.08km/s，5.1km/s和6.25km/s。车内外，管内传感器、摄像监视、真空度、车上通讯、路况和车况全部资信，事故预警预报和提前处理方法，经过卫星传输、反馈，车站，全线总控中心遥控运行和管理。

上述设计施工安装技术新颖，与现有技术相比，具有的优点或积极的效果。

设计管内磁悬浮火车铁路工程优点：

1、水下部分工程不占用地皮，不需要设计土、石方和桥梁(不含陆地岔道部分)等工程，搬迁费用大大减少。

2、管内器件，没有“三废”污染，也不产生“三废”，没有干扰，也不干扰别的器具。

3、避免自然灾害，如洪水、冰雪、云雾、雷击、风雨、火灾、信息干扰和地震等灾害。发生地震时，地下跑出来的能量，经水分子传散，钢管距离地面100多M。被水冲击的面积少，钢管强度大，不会损坏。

4、避免人为事故，远离船运航线，避免沉船压坏钢管。其他人为事故，都可避免。

5、安全系数大，大于任何机动器具，全天候运行，效率高。

6、水下200M，水温在摄氏5℃以下，比在地面、地下低得多，有利超导材料降温和车箱内温度运行中节省电能，降低成本。

7、减少投资、路程、运费和时间，能将钢管直线铺设。

实现本案发明的最好方式：生产大量的复合材钢材，筹备资金，采用B设计方案，选择路线，进行竞争勘测设计施工。设计制造秒速6.25km新颖磁悬浮火车。

Claims

1.一种管内磁悬浮火车铁路工程，磁悬浮火车工程。其技术特征是在水下，设计安装直线钢管和稳定设施。在管内和陆地路基上，设计安装4根直线真空管和固定结构件，在管内安装磁悬浮铁路。在铁路上，安放新颖磁悬浮火车。调试运行信息，通过卫星传输反馈，车站，全线总控中心遥控运行。抽空设施将管内系统空气抽空10^-3-10^-5mm水银柱，具备全部功能全封闭独立单元的磁悬浮火车在磁悬浮铁路上运行。上述是独立权利要求，下述是从属权利要求。

2.从属权利要求1：其特征是在水下200-400m安装直线钢管系统和稳定设施，管内和陆地路基上安装客货车各双轨直线真空管和固定结构件。在车站和路段客车管(与车门)对称部位，设计安装进出密封门。在管内两冀壁面上(与火车箱外同等高度)设计安装超导体强磁场装置0.2kw/m，在管内安装磁悬浮火车铁路系统。

3.从属权利要求1：其特征是设计制造复合材料钢新颖磁悬浮火车。在车箱外面两冀(与管内相同)安装稳定同极超导体强磁场装置0.2kw/m，同极距离10cm。在车门周围安装密封件，在门外两冀车箱上，设计安装密封气囊。车箱内储供人员氧气和器具，一辆车箱具备全部功能全封闭独立单元。

4.从属权利要求1：其特征是水下直线钢管系统在陆地和水面车站上制作，按设计顺序制安水下钢管和稳定设施。在管内和陆地路基上，制安直线真空管系统和固定结构件，在管内安装磁悬浮火车铁路系统。新颖磁悬浮火车安放在磁悬浮铁路上，调试运行，排空设施将管内系统的空气抽空10^-3-10^-5mm水银柱。计算机储存全部系统，路况、车况、试运中变化，事故预警预报提前处理方法资信。通过卫星传输反馈，车站，全线总控中心遥控运行和管理。