CN102797974A - 氢脉 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种超长跨距、超广分布的氢能源输送通道；包括氢脉的超流量压注系统，氢脉的潜式部分，氢脉的陆上传输部分，氢脉面向移动用户端部分，氢脉面向固定用户端部分，氢脉的信息化管理部分；同时还公布了几项应用在氢脉上的技术，有氢脉的自用能节流技术、独口气套罐技术、活动内管技术、活动式支架技术、活动电极臂技术、双向型纳米碳管隔热端堵技术；在氢脉上由于信息通道的加入，使氢脉在真正意义上成为一个能源、信息的超级高速公路；本发明是继南极风车、紫外线光堆、冻堆之后的系列发明。

Description

氢脉

技术领域

本发明涉及一种液态氢能源在地球表面环境超远距离传输和广区域分配技术。

背景技术

地球环境危在旦夕，能源危机迫在眉睫，要想彻底解决这两大难题，挽救地球人于危难之中，地球人必须彻底改变以往的自毁式能源模式，果断启动氢能源时代。正是在此圣神的责任感面前，本发明人先后发明了“南极风车”，申请号，2011101977104；“紫外线光堆”，申请号，2011102887571；“冻堆”，申请号，2011104066324；本发明正是这一链条的后续发明；氢能源产业链也是本发明所形成的重要思路；在上世纪中页，液态氢、氧在航天业上得到了应用，因此低温冻液的传输也因用而生，不过这种传输只对于装运冻液的槽车和火箭之间，传输距离一般只有几百米，并且传输是在人的视距内操作完成；一般几个小时的注入，传输工作即告结束；尽管如此，此短距传输已开了绝热管道的先河，但是它与超远距离传输相比就不属同一层面的技术；氢脉则是注入了智慧的能源活通道，并且一经形成就必须永久工作；氢脉的广区域分配也是前所未有。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种氢能源视距外的超远距离传输和分配的技术，传输路径不但涉及陆地而且还涉及海洋；分配对象不但涉及交通运输的移动对象，而且还涉及工、民用的固定对象；氢脉不但是一个无限延伸和发达的能源通道而且是一个搭载信息网络的超级平台。

为了解决上述技术问题，本发明的氢脉选择了液态氢的传输管道和液态氧的传输管的管道的双管组合模式，氢脉的双管组合顺应氢能源的产生和使用的循环链结构，又是氢脉的生命组合；有了这种生命组合，氢脉就可以穿洋越海、氢脉可以无限延伸、氢脉可以无限发达；一个完整的氢脉技术还包括氢脉上源的液态氢和液态氧的超流量压注体系，穿越海洋的氢脉潜式通道，氢脉陆上投送的坑道式传输，氢能卸载和供应要件——独口气套式冻液储罐，氢脉的气化和气态传输，利用氢脉平台搭载信息通道，氢脉的动态真空抽吸，氢脉的动性内管设计，氢脉的动性内管支架设计，氢脉的动电极臂设计，氢脉的纳米管端堵设计，氢脉的信息控制系统设计。

此氢脉的超流量压注体系是液氢、液氧在氢脉上源获得强大的动力和超高流速的源泉，它是分别将液态氢和液态氧以极高的压注量分别压入氢脉的输氢管道和输氧管道中；液氢、液氧是已蒸发的液体，如果单位时间内的压注量较低，在途中将大量气化，甚至到达目的地已全部气化，失去了氢脉存在的意义；然而，氢、氧原子都是较小的原子，尤其是氢原子，是自然界中最小的原子，它与管壁的引力很小，移动性很好，再加上这两种液体的易气化性，使得在传输途中产生难得的中继泵效应，从而，液态氢、液态氧在管道中具有非常好的加速性，超流量压注不但是十分必要的而且也是可行的。

此氢脉的远洋跨越的潜式传输通道部分是氢脉穿越水环境的特殊区段，在这一部分，要想使氢脉按既定路径穿越，就必须设计一套十分完整的软支架，因此在氢脉的潜式部分就有主控制体、副控制体和协控制体搭配使用模式，在主控制体、副控制体和协控制体上都设有产生浮力作用的浮罐，在主控制体上还有自用能量节流装置；在主控制体和副控制提上还有电能转换装置，有信息采集、信息处理和信息执行装置，有控制氢脉的水平横向移动的火箭推力装置，有夹层真空的抽吸装置；通过以上设计和信息化的技术参与，氢脉的潜式通道就是一个拥有生命和智慧的水下能源传输平台，在这个平台上还搭载了信息传输通道。

此主控制体、副控制体和协控制体的相互配合使用是氢脉潜式传输通道节省成本的措施，主、副控制体的功能强大，造价也高，安装调试也较协控制体困难；协控制体只是安装在潜式氢脉上的、受主控制体操纵的较简单的控制浮体，当然也有一些信息采集器件，成本明显较低；主控制体、副控制体和协控制体的配合使用模式不但不影响氢脉性能而且可大大降低氢脉的辅设成本。

此潜式通道上设置的浮罐是在主控制体和协控制体上设置的提供浮力的器件，它是安装在氢脉两边的金属球形罐，罐有上口和下口，左边浮罐的上口通过管道与氧气分配器的a_d输出口相接，右边浮罐的上口则与氧气分配器的输出口a_y相接，通过计算机控制氧气分配器A，使浮罐内的气体实现打进和泄出的动作；当左浮罐上浮时，分配器将输入口a的高压气体分配到a_l输出口，同时打开罐底的进纳水阀，于是高压气体进入浮罐，将罐内水从底口阀压出，这时浮罐就得到上升的浮力；当左浮罐要下沉时分配器A将a_d与a₀气路接通，同时打开罐底的进纳水阀，于是罐内高压气体从分配器的a₀泄出，罐外海水通过罐底阀进入罐内；当升降符合要求时计算机关闭罐上口的气路和罐底部的水路，这样罐的浮力值就保持稳定；如果是右罐产生动作，计算机就通过控制与右罐有关的通路和右罐下部的进纳水阀来实现；计算机可以精确地控制所辖范围内的任一浮罐的浮力值；氧气分配器A上有多组a_d和a_y，是为所辖范围的所有协浮体而设立。

此火箭推力器是氢脉潜式通道实现横向移动的主要设施，它是安装在主控制体的横梁两端，其原理是在火箭推力器中引入氢气和氧气，点燃混合气体后控制体获得反冲力，达到推动氢脉移动的目的；火箭推力器的核心部件是设置在喷口后面的燃烧器，左边燃烧器的a₃入口和右边燃烧器的a₂入口是分别通过管道和氧气分配器的a₃和a₂输出口相接，左燃烧器的b₃入口和右燃烧器的b₂入口分别通过管道与氢气分配器的b₃ 和b₂出口相接；如果要将氢脉向右推移，计算机就可控制分配器A和B，使左火箭推力器的a₃和b₃导通，同时给点火器的7、8端口提供一个高压电脉冲，产生一个电火花，火箭推力器开始工作，此段氢脉就获得一个向右的推力；同理，如果是向左移动，计算机就启动右边的火箭推力器。

此氢脉的陆地传输是氢脉在陆地上传输和分配的部分，它主要是以地下坑道为传输配置，以物理硬支架为跨越平台，氢脉的陆上传输部分有漫长的主脉道和发达的支脉道组成，支脉道可以是多级的，支脉道和上级脉道连接处设有动臂式阀门，每隔一定距离在氢、氧输送管道上还设有夹层真空输送泵，信息中继设施，因此，为了给这些设施提供能量和信息，在这些设备附近都设有氢能源节流汽化，电能转换和信息处理，执行设施，这一点和氢脉的潜式部分的主控制体是一致的。

此氢脉的节流气化装置是氢脉潜式通道和氢脉陆上通道不可缺少的装置，是氢脉自用能源的提取设施，在每一个主控制体的液氢、液氧管道上都各有一个具有一定容量的金属球型罐 ，金属球型罐上下各有一个通孔，下部的通孔是通过毛细吸液管无漏穿过氢脉的氢输送管或氧输送管内外壁进入内管腔，在毛细管的球型罐内端，毛细管与冻液吸取气化装置连接，当罐内压力下降到一定值时，冻液吸取装置开始吸取氢脉内管中的冻液，当压力达到一定值后吸取装置停止吸取动作，并阻断毛细吸管与气化球罐的通道；气化金属球罐的输出口通过管道与各自的气体分配器输入口相接，也就是球罐输出口a与氧气分配器A的输入口a相接，球罐输出口b与氢气分配器B的输入口b相接，这样节流气化罐所拥有的气体就能通过相应的分配器由计算机控制分配到该控制点的各用气部件。

此电能转化和信息处理、执行设施是氢脉潜式通道和氢脉陆上通道的自动化控制单元，它主要负责本控制点上的能量生产和信息处理，并管理本地硬件，使本段氢脉始终处于最佳的工作状态，潜式氢脉处于水环境中，信息处理部件和一些重要的电子仪器都必须工作在绝对防水的容器中，氢气和氧气分配器以及燃料电池都具有防水、耐水设计；燃料电池得到氢气和氧气后产生电能，电能通过电极1、2输向本段的信息处理，信息执行、信息中继设施的接口1、2，这些设施得到电能后就开始在计算机的管理下谐调运作；潜式通道上的仪器舱内装有管理本脉段资源的计算机和必要的电子器件，电极接口1、2为自用电接口，3、4为信息进出的传输接口，氧气分配器A上有自用电接口1、2和信息传输接口3、4，其余为气路接口，其中a为氧气输入口，a₁、a₂、a_3、a₄为氧气输出接口，a_l为左浮罐气体出入口，a_y为右浮罐气体出入口，本主控制体下属有几个协控制体，A分配器上就有几组a_d和a_y，a₀为泄气口；B为氢气分配器，1、2为自用电接口，3、4为信息接口，b为氢气输入口，它与氧气化罐上的b相接，b₁、b₂、b₃、b₄为分配气路输出，燃料电池上的a_d和A上的a_d相接，以得到所利用的氧气，b₁与B分配器的b₁相接、受控得到所用的氢气，1、2为本地电源的总输出，也就是电池的输出电极；计算机又可通过信息接口3、4与氢脉所搭载的信息总线相联接，以实现网络信息管理，由于氢脉的陆上传输是在地下坑道内进行，因此氢脉的路径状态极易通过物理硬支架进行控制，在氢脉的陆上传输部分的控制点丄就没有浮罐和火箭推力器，与之相配合的信息管理部件也就不存在，另外，氢脉的陆上部分的控制点也较潜式部分稀疏得多，在几千米甚至几十千米才布设一个，它的任务主要是管理支脉根阀、管理当地氢脉的夹层真空，管理氢脉上搭载的信息通道的中继设备，并且添加中继能量。

此独口气套式储罐是氢脉面向用户的氢能源冻液卸取和暂存的绝热容器通道设备；氢脉有了独口气套式储罐，氢脉上的氢能源就可随处卸取，并且还能大大增加氢脉的使用弹性，有效解决氢能源的供求矛盾；独口气套式储罐共有三个部分组成，其一，独口绝热储罐是该设备的主要盛器，用来盛装从氢脉上卸取的氢或氧低温冻液，为了减少罐口部分的热桥传导，本罐特设计为独口，其二，气套式管道是低温冻液进出储罐的低温保护通道，有了它的保护，低温冻液在再分配的路径中出现的热桥渗透就会得到有效地扼制，它为三层结构，最内层的中心部位是低温冻液通道，此通道居中通过罐口进入罐内，并插入罐内冻液底层，紧贴冻液通道的的第二层为罐内蒸发气体的保护套层，它是罐内低温冻液蒸发气体的低温特性的延伸和利用，独口气套式储罐的冻液在没有提供给用户之前，一直受到冻液蒸发气体的保护，另外，独口气套式储罐内的冻液供出和缩进都离不开此保护套层的参与。因此，气套保护套层的设计很重要，第三层就是气套管道的真空层，它位于管道的最外层；其三，独口气套式储罐的信息自动化设施是本设备的灵魂，它是由安装在独口气套式储罐不同部位的信息采集仪器，服务于本独口气套式储罐的计算机以及其上的信息化执行器件构成。

独口气套式储罐广泛使用在氢脉的移动用户端和固定用户端；移动用户端指使用氢能源的移动对象，主要包括各种陆上交通工具和各种航用交通工具，这里，独口气套式储罐主要是向移动对象提供液态氢能源，当然，部分特殊的固定用户也可能使用液态氢能源；固定用户端主要指氢脉面向居民、工厂、公共设施等相对固定的用户提供氢能源，尽管固定用户使用的氢能源是气态，但气化前的卸能、供能任然由独口气套式冻液储罐承担；因此，独口气套式储罐是氢脉上重要的卸能和供能部件。

此气态转化和气态传输是氢脉针对氢能源固定用户而设立的，它包括液态氢和液态氧集中气化，气化过程中的低温资源集中利用和调配，气化后的气体向下级气罐分配直至到达每一个用户手中，在气态分配传输过程中同样有信息智能化控制参与其中；对固定用户来说，氢能源通过独口气套式储罐从氢脉上卸取后，下一步就进入集中气化过程，液氢、液氧氢能源的气化其实就是和吸热相连的。在这一过程中液氢、液氧上携带的大量低温资源的再利用是气化工作的重点；通过对低温资源的利用，液态氢能源也得到了必然的气态化，气化的氢能源经过管道传输给一级气态储罐暂存，并且有一级储罐向二级储罐分配，气态氢能源在二级储罐中暂存，并由二级储罐再向用户群分配，这样氢能源就能顺利到达每一个固定用户；在氢能源的传输分配中，信息自动化控制是不可少的，它的实施主要是通过设置在固定用户的用户信息仪阀，二级储罐的信息仪阀、一级储罐的一级储罐信息仪阀以及在气化控制室的气化控制仪阀来实现，用户信息仪阀是氢脉最末端的仪器和阀门，它负责收集单位用户的氢能源信息，主要有氢能源流量、流速，管内气压、温度，二级储罐信息仪阀主要负责收集二级储罐的罐压、流量、温度；一级储罐信息仪阀的信息仪主要负责收集一级储罐内的气压、流量、温度；信息处理设备是设立在本气态传输体系上源的独口气套式储罐管理系统中的计算机，此计算机不但管理本供能单元的液态部分中的卸取、储存、供能，还管理气态传输部分中的气化、气态传输和分配；执行部件是设立在每一个用户的信息仪阀中的阀门、二级储罐的信息仪阀的阀门、一级储罐的信息仪阀上的阀门以及气化控制处的气化控制仪阀的阀门和请求仪；运行时，气化处的信息仪得知一级气罐气压不足时，由请求仪向本系统管理计算机发出提能请求，计算机得到请求后及时启动独口气套式储罐的罐压控制双向泵，将冻液提供给气化机构。

此搭载信息通道的物理平台是氢脉的又一大用途；在氢脉之上可以搭载信息通道，信息通道物理体搭载在氢脉上穿洋过海长途跋涉在地球上以形成无处不在的信息网络，对于信息业来说又是一次重大革命；信息通道搭载到氢脉之上就等于给氢脉装上了完美强大的神经系统，在漫长而发达的氢能源通道上的任何部位的状态数据都能实时通过数据信息通道传到脉端控制管理中枢，管理中枢又可通过信息通道向氢脉的各个控制点发出执行命令，实时管理控制氢脉上的任何部位；对于信息通道来说，信号传输能量的中继补偿又显得十分重要，能量通道是信息通道的血液和能量泵，氢脉到哪里信息网络就能延伸布设到哪里；两者之间具有相辅相成的共生关系。

此液氢、液氧管道的夹层真空可控抽吸技术是针对氢脉远距离跨越的真空绝热夹层的不稳定性而设立的技术，它是在液氢、液氧绝热管道上每隔一定距离设立的夹层真空度检测仪和可控微型强力真空泵构成，由于可控微型强力真空泵必须有能量和信息保障，因此，氢脉的夹层真空可控抽吸设施必须有氢能源节流、电能转换、信息管理的控制体相配合，当信息部件检测到某段夹层真空的真空度降低，当地计算机就会及时启动真空泵工作，直至达到要求值为止。

此动性内管技术是针对氢脉远距离跨越的大尺寸和内管通冻液后的极大温差变化而导致的大尺寸冷缩而设立的技术，氢脉如果没有此技术的参与，氢脉通冻液后将出现大量的内管回缩，造成内管和外管的搭接端设施以及内管和外管的绝热结构发生严重破坏，给整个氢脉造成不可挽回的损坏，因此，动性内管技术将广泛应用在氢脉传输之上；不论是主干脉还是分支脉都离不开内管的动性设计，动性内管是将氢、氧传输管道的内管进行多节性设计，每一节都是组成氢脉内管的一部分；每一节内管都有动端和定端，每一节的动端总和下一节的定端相联接，动端头可以在定端内缩动；每一个定端都总是设定在氢脉的节流点上或者是氢脉的分支叉点上，以上所述定端管内侧壁和动端管外侧壁均为高精度超高光洁度加工品，由于液氢、液氧都属于低温冻液，原子个体较小，尤其是氢原子，其半径是自然界中原子半径最小的，因此它的渗漏是其他任何物质所不能相比的，再加上氢脉的超距投送更是为渗漏大增机会，为了克服长跨距氢脉动性内管间的渗漏，特在每一个定端头和动端头的结合面间设计出多道低温高分子封堵环，并且在这些封堵环布设的中段还设计了多道“电控后制式”高性能强力封堵环，这种封堵环主要是利用预设在强力封堵环的本体上的变性材料，通过电流瞬间加热后，环内多组预设物或预设物与渗漏物质形成新结构物质或新性能的物质，从而导致封堵间隙产生胶连或强压，使封堵性能大大提高，这种环的使用是在电子控制的前提下实现的，当氢脉刚开始使用后，设立在固定端上的探测仪测得动端管壁缩动量为0，且管壁温度达到管内液体的临界温度时，计算机启动第一道强力封堵程序，通过一段时间的运转后，计算机可通过设立在活动节末端的多道渗漏槽内的压力变化探测仪获得渗漏槽内是否有渗漏现象，如果压力增大，说明出现渗漏，计算机可随机启动第二道强力封堵环，直到渗漏为最小。

此带脚轮的内管支架是用来支撑氢脉内管始终处于外管的居中位置，并且在内管缩动时脚轮能在外管壁上自由滚动，同时这种支架还具有多道隔热措施，有效解决支架的热桥效应，其结构是一截与内管直径相配合的圆管，管内层为隔热衬层，外层是金属外管，在金属外管的圆周上长有三个支腿，三只腿互为120度，支腿上有轮叉，脚轮通过轴与轮叉联结，轮叉与脚轮轴的接触面有隔热套隔离，脚轮轴与脚轮结合处也有隔热措施，脚轮与外管壁接触的轮胎也是隔热性能良好的高强度复合材料。

此动性电极臂技术是广泛使用在氢脉绝热管道的内管设施之上的防热导措施，是信息和能量穿过真空绝热层到达内管使内管与外界建立联系、动作的活动桥梁，因为内管设施的信息提取和控制以及能量的使用都是间歇式的，动性电极臂就是在使用时电极臂搭接，不用时电极臂收起，收起时就有效地阻断了外界热量向内管渗透的桥梁；它主要包括信息电极臂机构和电能电极臂机构；使用在内管的仪器和阀门以及其他内管设备之上。

此碳纳米管的双向多层复合端堵是氢脉夹层真空的端位置的阻热封堵材料；它是用在氢脉绝热管道和独口气套式冻液储罐，以及其它有真空绝热夹层的设施之上；碳纳米管是径向尺寸在纳米级的碳材料微管，双向是指碳纳米管的纵向排列和围绕圆心的径向缠绕，多层是指以上结构可以进行多层上下级组合，复合是指碳纳米管与低温性能优良的粘接剂组合而成完整的封堵体；在实际应用中，与真空绝热层相接触的是纵向型碳管复合体，在这一段封堵复合体中，碳纳米管是以U形单元组合排列的，每一个U形管的走向平行于被封堵体轴线，U形开口对着真空夹层，具有一定数量的U形碳管和粘接剂复合成完整的一段封堵体填充在内外壁之间；为了增加封堵效果，在U型封堵体的U底端再设一层径向缠绕型封堵体，径向缠绕型封堵体是纳米碳管围绕内管壁缠绕而成的堵体，此封堵体偏重于防范管外气体向管内渗透；在夹层真空端部的封堵一般是U型封堵体和径向缠绕型相搭配使用。

此氢脉的信息化管理系统是氢脉的灵魂，氢脉的正常运行和存在离不开它的参与，氢脉是一个大跨度输送管道设施，从区段和职能上可将氢脉的管理分为上源管理、潜式通道管理、陆上投送和分配管理、移动用户卸能供能管理、固定用户卸能和供能管理；在这些管理体系中，上源管理较单一，他的信息采集对象是液氢、液氧源的产率、实时储量、末端需求量，信息处理设备为本地计算机，执行设备是液氢、液氧超流量压注机，计算机可以根据所采集的信息和总机指令，实时调整压注机注入率，使氢能源的产量、储量、消耗量、气化量都能达到最佳配合状态；潜式通道是氢脉穿洋过海的区段，为了使氢脉在水环境始终保持局部和整体平直，并且潜入一定的水深，特在潜式通道上每隔一定距离设立一个控制体，计算机是该控制体的信息处理核心，计算机可以根据所采集的深度数据、纵向水平数据、横向水平数据、纵向水平面上的弯曲度数据、水下环境数据、激光较直数据、水下洋流数据、水温数据、水下侦听仪数据、本地自用电指标数据、管道夹层真空数据以及总机指令，对本地控制体上的氢气和氧气分配器、深水燃料电池用氢气和氧气的调控阀、火箭的点火开关、讯响器开关进行实时定量控制；计算机通过访问深度仪、纵向水平仪的数据、横向水平仪数据、可以准确感知下潜深度，以及在下潜过程中所在氢脉管段是否存在上下弯曲或扭曲现象，如果有，计算机可以通过控制气体分配器，使相关浮罐的浮力发生变化，从而可消除弯曲和扭曲；计算机通过访问纵向水平面上的弯曲度数据、水下洋流数据、可以准确感知氢脉管道在水平面上的情况，并且可精确的操纵控制体上的两个火箭喷口的动作，是氢脉水下管道在水平方向上保持平直；激光较直仪是本计算机最精确的眼睛，通过对它的数据的获取，计算机可以十分精确地感知所辖氢脉管道的平直状态，它的数据可以作为氢脉状态最权威的数据；水下环境数据是监视氢脉正下方的海底地形状态数据，它是由本控制体上的声纳仪获取，计算机通过此数据可以准确的感知氢脉管路下方的情况，并且可根据此数据确定整个氢脉的潜式通道在大洋中的准确位置，给氢脉的软定位提供依据；水下侦听仪是计算机的耳朵，计算机可以根据此仪器传来的数据，准确得知水下大型生物或潜航器是否向氢脉靠近，当它们靠近氢脉的一定距离时，计算机启动水下讯响器，从而驱离或警示告知，地面总机又可以通过这一数据，精确地感知哪个具体位置出现了危险，以便在最短时间内采取应急措施；本地自用电指示仪是检测本控制体上的燃料电池的供电情况，计算机可通过它提供的数据准确掌握燃料电池的供电情况，并且又可向燃料电池用氢气和氧气的调控阀发出控制命令，是燃料电池的产电与本地用电相配合；氢脉的氢、氧管道夹层真空度仪是氢脉绝热层的监视仪，计算机可以根据它提供的数据，及时的向本地真空泵发出启动或关停指令，是绝热管道始终处在最佳的绝热状态；在氢脉的潜式部分，信息缆线的信号中继管理也由所属控制点上的计算机调控；氢脉穿过漫长的水环境到达陆上环境后，便进入陆上传输状态，陆上传输不像潜式通道将信息管理重心放在氢脉的软支架上，而陆上传输的信息管理重心则主要放在氢脉管道内的氢能源的分配之上；氢脉的陆地传输部分的硬设施具有多级、多分支的特点，在每一个级点和分支点上都是氢脉陆上部分的控制体所在地，氢脉的陆上控制体与潜式通道的控制体基本原理是一样的，但控制管理的对象不同；因此陆上控制体同样具有氢能源的节流、电能转换、管道真空夹层的管理、信息信号的能量中继，动性内管的管理，同时在控制体上又多了一个分配仪阀的管理，本地控制体的计算机通过设立在分配仪阀上的开、关状态感知仪，准确得到现时的仪阀是开还是处于关闭的状态，管理总机也可通过IP地址访问本控制点的计算机，从而得到该分配仪阀的工作状态，在氢脉的陆上部分的分配网络上存在数量众多的分支，这样每一个氢脉分支的根阀的工作状态都在总机的掌握之中，根据实际需要，管理总机可以通过IP地址向本地计算机发出开启和关闭的命令，使整个氢脉的分配始终掌控在氢脉总机的管理调配之中；在氢脉的陆上投送和分配的末端，存在两种面向使用对象的供应网点，这些供应网点最终将氢脉上的氢能源分配到用户的手中使用；其中一种是氢脉面向移动用户的卸能供应点，此卸能供应点上的主要设施是独口气套式的储罐和面向移动用户的氢能源加注设备，在这两个设施之上有许多与管理有关的硬件，其中信息采集部件有，罐口处的罐内液量实时监测仪，安装在入罐支脉上的卸量仪，独口气套式管道上的冻液供量仪，信息执行部件安装在蒸发气体输出管道上的罐压控制仪泵；对于本独口气套式储罐来说还有一个重要的信息来源，那就是受能方的受能请求信息，如果提供氢能源的对象是移动用户，比如，交通线上的氢能加注站，水下的航用加注站，受能请求信息就是来自于加注机的手工敲击输入数据；如果提供氢能源的对象是固定用户，比如民用和工业使用，受能请求信息就来自于独口气套式储罐的下级供气系统的压力，若供气压力不足，系统就向本独口气套式储罐的计算机发出一个受能请求，计算机就可根据软件设定，及时启动罐压控制双向泵，使罐压增高，冻液从供出口提供给用户，提取多少由受能端决定；供应多少则有供量仪感知，有计算机决定；当计算机通过罐口处的液量实时检测仪得知液量不足时，向氢脉总机发出卸能请求，总机通过对整个氢脉的权衡和本地信息分析后，决定是否给予卸能，如果一切条件符合，总机打开此罐支脉根部的卸能根阀开始卸能，总机可以通过安装在本地的卸量仪得知此罐已卸取了多少氢能源冻液，再根据灌口处的液量仪得知冻液量是否加够，当冻液量达到预定容量时，总机关闭此罐支脉的根阀，一次卸能过程结束；本罐计算机主要负责管理本罐冻液的供应、接纳和安全，实时和总机产生信息交相，如果本独口气套式储罐服务于固定用户，它的计算机就同时管理下级气路通向的一切受能用户。

 

附图说明

下面结合附图对本发明的氢脉作进一步的说明。

图1为氢脉总示意图。

图2为氢脉的潜式部分的局部立体图。

图3为氢脉的潜式部分的局部平剖图。

图4为氢脉的潜式部分的主控制器位置的横剖图。

图5为氢脉陆上传输部分的局部立体图。

图6为氢脉陆上部分的局部平剖图。

图7为氢脉陆上部分的控制体位置的横剖图。

图8为氢脉上的独口气套式储罐的纵向竖剖结构图。

图9为独口气套式储罐在氢脉面向移动用户端的应用的立体图。

图10为独口气套式储罐在氢脉面向移动用户端的应用的平剖图。

图11为独口气套式储罐在氢脉面向固定用户端应用的立体图。

图12为独口气套式储罐在氢脉面向固定用户端应用的平剖图。

图13为氢脉脉道的动性内管纵向竖剖视图。

图14为氢脉脉道的动性内管的纵向水平剖视图。

图15为内管动性支架立体图。

图16为内管、外管、动性支架三者相配合的透视图。

图17为双向纳米端堵在绝热管道夹层端口和在独口气套式绝热储罐口上的应用纵向竖剖放大视图。

具体实施方式

图1为氢脉的总示意图，着重展示氢能源的来源、转化、氢脉的传输、氢脉的布设以及氢能源的分配，展示了以上设施在本发明中的具体位置和意义；图中1为南极风车，它是接收风能的重要装置，是氢能之本，它所产生的电能293是驱动紫外线光堆2的能量源泉，紫外线光堆2以水为原料，电能为能量，将水分子分解为氢气和氧气，氢气291再通过入口5进入氢气液化冻堆3中，氧气292则通过入口6进入到氧气液化冻堆中，经过液化的氢气和氧气变成液氢277和液氧290再被液氢储罐7和也氧储罐8储存。储存的冻液再分别由超流量压注设施9和10压入氢脉，11为氢脉的液氢输送管道的入海过渡部分，12为氢脉的液氧输送管道的入海过渡部分，13为氢脉的远洋跨越部分的输氧管道，14为潜式氢脉的输氢管道，在潜式氢脉上设有许多控制体，其中具有氢能源节取功能且管理自身和邻近协控制体运作的主控制体22，有依靠使用主控制体节流的氢能源且具有控制自身和邻近协控制体16的副控制体15；17为控制体上的浮罐，20为氢脉的海洋向陆地的过渡部分，24为陆上传输总脉，21为氢脉的陆上传输的支脉，25为氢脉的陆上部分的控制体，27为氢脉面向固定用户端的透视一角，28为供给移动用户的支脉，29为氢脉面向移动用户端的透视一角，34为交通道，33为交通工具，30为输氢管道，31为面向移动用户的输氧管道，32为移动移动用户用氢脉的控制点。

图2为氢脉的潜式通道的立体图，示出了氢脉在水环境中的存在机制；主控制体216是潜式氢脉上功能最多的控制体，它不但有副控制体271的功能，而且可以从氢脉内管中节流出液氢和液氧，以供自身和邻近副控制体以及协控制体使用；在主控制体216上，有横梁261做为控制体上各部件的骨架，在横梁261的下方，左右各安装了一个球型浮罐17，横梁的端部各有一个火箭喷口42，在主控制体216上还有液氢节流气化罐262和液氧节流气化罐263，他们的输出口分别与氢气输管272和氧气输管273相连接，节流气化后氢气和氧气又可分别通过支管39和40输向分配器51，再由分配器51提供给燃料电池43和其他设备，燃料电池43得到氢气和氧气后所产生的电能就可以驱动仪器舱41内的电子、电气设备工作，又可输送给所辖协控制体；在副控制体271上同样也有横梁269，其两端各有一个火箭喷口276，横梁下方也有浮罐44，副控制体272上的282和283是氢气和氧气的储存球罐，它们的输入口分别和氢气输送管272和氧气输管273相接，氢气输送支管274和氧气输送支管275是向本地副控制体传输氢能源的通道，分配器268得到氢能源后，将氢能源分配给燃料电池267和其它相关设施，仪器舱265内有电子、电器设备，协控制体264是有横梁269和浮罐296共同组成，同样，在横梁的端部也存在一个火箭喷口297，在个别近主控制体和副控制体的协控制体上还有氢管真空泵231和氧管真空泵232，氢脉的液氢输送管道26和液氧输送管道35安装在各个控制体的横梁之上。

图3为氢脉的潜式通道部分的水平剖视图，示出了液态氢传输管道和液态氧传输管道的内部结构，以及管道与各种控制体的搭配方式；图中主控制体270上有横梁261，浮罐17，液态氢气化罐262，液态氧气化罐263，其内有冻液节流器52，在横梁261上装有燃料电池43，有气体分配器51，有装在仪器舱41内的电子、电气设备234，在副控制体271上同样有浮罐44，横梁36、氢气储罐18、氧气储罐19，在横梁36上又有燃料电池267，有气体分配器268，有装在仪器舱265内的电子电器设备266；在协控制体264上有浮罐296，横梁269；在有些近主、副控制体的协控制体上还有氢管真空泵231和氧管真空泵232；液态氢输送管道是由内管45和外管46组成，其内部流动的是液氢冻液47；液态氧输送管是由内管49和外管48组成，其内管49中流动的是液氧冻液50；在氢脉上，信息缆线37和局用电缆38也搭载在氢脉管道所形成的平台上。

图4为氢脉的潜式通道部分主控制体位的横剖视图，此图进一步展示了氢脉潜式通道的具有代表性的主控制体各部件的横向关系；图中17为浮罐，浮罐17下方有进出水口59，进出水口上有控制仪阀60，两浮罐之间有撑杆58加以固定，横梁261与浮罐59通过安装垫57以及其他紧固件相连，在左右浮罐17的上方各有一个进出气口，左浮罐的进出气口a_d，右浮罐的进出气口为a_y，在横梁261两端有火箭喷口42，其内有点火燃烧器55，燃烧器上的a₂、a₃为氧气输入口，b₂、b₃为氢气输入口，5、6和7、8分别为两个点火器的高压点火输入端；在横梁261的上边，右侧是液态氢输送管道，其中46为外管， 45为内管，中间为液氢冻液47，冻液节流吸管238的一端穿过内外管壁进入到内管腔，另一端与冻液节流器52相连，冻液节流后在氢储罐262内气化，气化后的氢气又可以从输出口53输出，并由氢气输气管272输向所辖副控制体和协控制体使用；本地控制体所使用氢气是由输出口b取得；37为信息传输线缆，38为局用电线缆；在中间，燃料电池43上有输出电极1、2，a₁为电池43的氧气输入口，b₁为电池43的氢气输入口；51为氢气和氧气分配器，其中A为氧气分配器，B为氢气分配器，氧气分配器A上的输入口a与氧气化罐263上的输出口a相接，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a_d、a_y为分配器的输出，其中a₁和燃料电池43的a₁相接，a₂、a₃分别和左右火箭推力器的a₂、a₃相接，a_d、a_y分别和左右浮罐的输入口a_d、a_y相接；其余输出口则与相关的其它受氧气部件相联接，在分配器A上的1、2为电能输入接口，3、4为信息接口；B分配器为氢气分配器，b为氢气输入口，它与氢气化罐262上的输出口b相接，b₁、b₂、b₃、b₄为氢气分配器B的输出口，其中b₁与燃料电池43的b₁相接，b₂、b₃分别与左右火箭喷口的b₂、b₃相接，其余的输出口则与其它相关的用氢气设施相接；在分配器B上，1、2为自用电接口，3、4为信息接口；41为仪器舱，其内的234为电子、电气设备，其上的1、2接口为自用电能接口，3、4为信息接口，在横梁261的左上方是液氧输送管道，48为外管，49为内管，50为液氧冻液，节流吸管237一端穿过内外管壁进入冻液腔，另一端与节流汽化器52相接，节流出的冻液在节流气化罐263内气化，气化后的气体又可从出口54进入到氧气输送管273输往所辖控制体使用；在氧气出口上又有a输出口，它与氧气分配器A的输入口a相接。

图5为氢脉的陆上跨越传输方式的立体图，示出了氢脉管道在地下坑道内的设置状态，以及主氢脉上的支脉布设，在坑道内每隔一定距离设置一个支架194，氢脉的输氢管道195、输氧管道196，以及支脉的输氢管道207、输氧管道208都铺设在支架所形成的跨越平台上，其中223为氢脉的铺设坑道，233为坑道盖、203为氢管分支处，204为氧管分支处，200和201分别为与氢脉伴行的信息缆线和电缆，在分支点或中继点上都有一个具备节流功能的控制体，197为控制体的仪器舱，204为控制体的气体分配器，239为控制体燃料电池，氢节流气化罐209内的氢气通过支气管198提供给气体分配器240中的氢气分配器，氧节流气化罐210中的氧气通过199供给气体分配器240中的氧气分配器。202为管托，205为氢管道上的夹层真空泵，212为此泵上的气体通道，在氢脉分支处和真空泵上都有相关电极，其中1、2均为输电用电极，3、4均为信息电极。

图6为氢脉的陆上传输部分的平剖视图，示出了氢脉在水平位置的布状况，同时还示出了氢脉陆上部分的内部结构，尤其示出了氢脉分支处的精细结构和原理；图中233为坑道盖，223为氢脉的架设坑道，氢脉的输氢管道是由外管195和内管218构成，两管间形成真空夹层224，在内管218内有液态氢215在穿越，氢脉的输氧管道是由内管219外管196构成，两管间形成真空夹层225，内管219内是高速奔腾的液氧流214，在氢脉的分支附近有控制体，控制体的作用是管理分支处氢能源的分配，以及信息能量的中继，其中209为液氧节流气化罐，210为也氧节流气化罐，197为仪器舱，舱内有电子、电气设备213，289为仪器舱的固定耳，240为气体分配器，239为燃料电池，在液氢管道的分支处203内设有冻液仪阀226，活动电极臂机构230是氢冻液仪阀226与外界发生能量输入和信息交换的活动桥梁；在液氧输送管道的分支处204内，有冻液控制仪阀227，230为电极臂操臂机构，228为电能电极臂，229为信息电极臂，在氢脉分支处，1、2为电能输入电极，3、4为信息交换用电极，与氢脉伴行的200为信息缆线，201为自用电能线缆，在控制体附近还有输氢管道的夹层真空泵205，输氧管道的夹层真空泵206。

图7为氢脉的陆上传输部分的控制体位横剖视图，示出了氢脉陆上传输部分的控制体各件在横向位置上的布局，图中233为坑道盖，223为坑道，222为横梁支，控制体上的横梁194横跨在两端的横梁支222上；在横梁的上部，左边的输氢管道通过托管202安装在横梁上，其中，195为输氢管道的外管，218为内管，215为液氢冻液，氢节流气化罐209内有液氢节流气化器220，气化器220的吸管穿过内、外管壁进入到内管腔；215为液氢冻液，a为氢气输出口，中间是电器控制器件，197为仪器舱，其内安装有电子、电气设施213，在213上有自用电电极1、2和信息电极3、4；240为气体分配器，其中A为氢气分配器，B为氧气分配器，在氢气分配器A上有氢气输入口a，氢气输出口为a₁、a₂、a₃，还有自用电接口1、2和信息接口3、4；在燃料电池239上有2个输入口，a₁为氢气输入口，b₁为氧气输入口，a₁和氢气分配器的a₁相接。b₁和氧气分配上的输出口b₁相接；在右边，液氧冻液输送管道通过管托294安装在横梁194上，196为外管，219为内管，214为液氧冻液，输氧管道的上方是液氧冻液气化罐210，214为罐内气化的氧气，221为液氧节流气化器，在气化罐210上有一输出口b，它和氧气分配器B的输入口b相接，图中的200是与氢脉伴行的信息线缆，201为局用电缆。

图8为独口气套式冻液储罐的纵向竖剖视图，此图较全面的展示了该设备的结构和原理；图中65为外罐，64为内罐，两罐间的夹层295为真空绝热层，底座78位于储罐的下方，在储罐的底部有信息监控的夹层真空泵245，在内罐64底部的真空夹层中有内胆支架68，66为储罐所装冻液；在储罐颈部的62为储罐口端堵，61为与储罐口连接的管道的真空层端堵，69为固定螺栓，242为储罐口部信息检测仪，244为动电极臂243的操臂机构，131为气套冻液输送外管128的仪器扩径部分，73为气套管，71为真空绝热夹层，67为芯管，72为与罐内蒸发气体63相通的蒸发气体，76为外管128的B向部分，75为气套管73的B向部分，74为芯管67的B向部分，77为输向储罐的支氢脉外管，它与气套外管131和B向外管76为一体结构，构成真空层三通管；113为输向储罐的支氢脉内管，其与芯管67以及B向芯管74共为一体结构，成为冻液三通管；114为支脉真空夹层，它与气套管夹层71以及B向管夹层共为一体相通空间；257为外管仪器部位的扩径部分，246为冻液管理仪阀，A向为冻液的流动方向，B向的叉带表箭尾投影，表示垂直伸向视面内部。

图9为氢脉面向移动用户的卸能端立体图，示出了独口气套式冻液储罐在氢脉面向移动用户端应用的外形，图中132为地下储罐室，130为独口气套式冻液储罐，131为罐口仪，133为A向气套外管，135为B向气套外管，137为C向气套外管，134为铺设氢脉的坑道，136为储罐的输入支脉，在支脉上有卸能仪阀257；256为储罐输出冻液的供量仪外部，227为罐压双向控制仪泵，138为冻液蒸发气体输管，258为蒸发气体绝热储罐，260为蒸发气体泄出管，此管通常和固定用户的供气管路相连，139为冻液加注仪，140为冻液加注枪，图中电极1、2为电能输入电极，3、4为信息用电极，箭头方向为冻液流动方向。

图10为氢脉面向移动用户的卸能端平剖视图，示出了独口气套式冻液储罐在氢脉面向移动用户的卸能和供能上应用的原理和结构；图中132为储罐室，130为冻液绝热储罐，131为储罐口信息仪外部，罐口竖向外管143、A向外管145、支脉外管136、B向外管135、蒸发气体控制双向泵外管227、蒸发气体输送外管138、绝热储气罐口竖向外管259、蒸发气体泄出外管260、C向外管137、卸能仪外部管256、输向加注仪的外管298共为一体通连结构，共同构成不同径路的输送管道的绝热夹层真空层的外壁；冻液储罐口的竖向真空夹层302、A向夹层148、输送支管夹层236、B向真空夹层287、蒸发气体输管真空夹层300、蒸发气体储罐口竖向真空夹层301、C向真空夹层152、输向冻液加注机的D方向上管道的真空夹层303共为相通的一体结构，形成不同径路上的绝热保护屏障；冻液储罐口处的竖向蒸发气体套管143、A向蒸发气体套管145、B向蒸发气体套管285、C向蒸发气体套管150、蒸发气体输送内管304、蒸发气体泄出内管305、绝热蒸发气体储罐口输向内管299共为一体结构，共同形成不同径路的蒸发气体保护套管，它又和外管形成不同径路的真空夹层内管壁；冻液蒸发罐口的出罐蒸发气体310、A向蒸发气体层146、B向蒸发气体层309、蒸发气体输送管内的蒸发气体306、泄出管内的蒸发气体307、罐口内的入罐气体308共同构成蒸发气体低温保护层，构成不同径路的蒸发气体低温屏障和备用气体；冻液储罐口的竖向芯管141、A向套管内芯管144、支脉内管67、B向套管内的芯管251、C向套管内芯管151、D向内管157共为一体相通结构，形成冻液的输入、输出的可控通道，147和154为芯管内的冻液；独口气套式冻液储罐内的冻液在输出路径上始终得到蒸发气体套层和真空绝热的双重保护，使芯管内的冻液在供出过程中，蒸发量达到最底；在面向移动用户的输入支脉的根部设置了一个卸能仪阀246，257为外管136的扩径部分，248为信息电极臂，247为该仪阀自用电电极臂，249为活动电极臂的操臂机构；在C向气套管的末端有一个供量仪155，此供量仪也是活动电极臂设计，256为供量仪155的外管部分；在蒸发气体输出的管路上有一个独口气套式冻液储罐的罐压控制双向仪泵313，此泵可以给储罐增压又可以给储罐减压，此设备也具有活动电极臂设计，227为此仪泵的外管部分，为了增加冻液储罐的安全可靠性，在蒸发气体输管上还增设了安全阀70，149为安全阀的绝热封堵隔离层；258为蒸发气体的绝热储罐，它具有为双向仪泵72提供增压气源的作用。

图11为氢脉面向固定用户端的立体视图，示出了独口气套式冻液储罐在固定用户端的应用，以及固定用户端的气态传输布局；此图中的独口气套式冻液储罐的应用布局几乎与氢脉面向移动用户端的一样，不同之处在于它提供的氢能源要经过气态转化，然后才能分配给用户；图中91为独口气套式冻液储罐，92为储罐室，90为储罐口信息检测仪，179为A向气套管外管，输向冻液储罐的支脉77上还有卸量仪250，93为B向气套管外管，97为C向气套管外管，116为冻液储罐压力控制双向仪泵，123为蒸发气体绝热储罐，99为蒸发气体绝热储罐口，100为蒸发气体泄出管，253为蒸发气体罐压控制仪阀，冻液经过C向管道97提供给气化设施127后，在127设施内进行气化和低温资源综合利用后，由输气管96输向一级储气罐94储存，95为一级储气罐口，125为一级气罐的管路仪阀，98为一级储气罐室，101为一级总气管，87为坑道，102为二级输气管，103为二级储气罐，241为二级气罐的管路仪阀，105为二级罐室，104为二级储气罐口，106为氢能源用户，126为用户仪阀，图中电极1、2为自用电电极，3、4为信息电极，箭头方向为氢能源流动方向。

图12为氢脉面向固定用户端的平剖视图，示出了独口气套式冻液储罐与氢能源的气态转化、传输、分配设施结合的结构和原理，图中91为独口气套式冻液储罐，92为地下罐室，90为罐口部信息检测仪，71为A向气套的真空层，88为罐口芯管内冻液，89为罐口蒸发气体层，109为罐口真空夹层，179为A向套管外管，235为A向蒸发气体套管，72为蒸发气体层，66为A向套管内冻液，124为A向芯管，217为A向真空层，77为支脉外管；支脉内管113在112处密封进入气套管255和235内，与124和315共成三通管，114为支脉真空层，250为卸量仪处外管，312为活动电极臂式卸量仪，93为气套式B向外管，315为B向芯管，110为B向蒸发气体层，108为B向真空层，107代表信息和电力线缆，B向气套管在115处缩径变成蒸发气体输送内管129，在此处B向套管也转为C向套管，117为C向蒸发气体套层，118为C向真空层，97为C向外管，116为供量仪外管，311为活动电极臂式冻液供量仪，119为绝热夹层端堵，127为冻液气化和低温资源综合利用设施，70为安全阀，314为冻液储罐罐压双向控制仪泵，此仪泵同样具有活动电极臂式设计，111为仪泵处外管，252为活动电极臂机构，120为蒸发气体输送外管，99为罐口外管，122为罐口内管，100为蒸发气体泄出外管，288为双向压控阀，253为泄出管端真空夹层端堵；冻液经过气化后进入输气管96；286为气化后气体，94为一级气体储罐，98为罐室，125为一级罐路仪阀，95为气体出入储罐的罐口，101为一级总输气管，103为二级储罐，104为二级储罐口，105为二级罐室，241为二级罐路信息仪，102为二级输气管，106为固定用户，126为氢能源固定用户信息仪阀，87为坑道，图中箭头代表氢能源流动方向，在图中还有一些电极，其中1、2为自用电电极，3、4为信息用电极。 

图13为氢脉活动内管纵向垂直剖视图，展示了氢脉活动内管在剖面上的具体结构和原理，图中178是一个活动内管节的动端，177为本节的固定端，169为下一节固定端，321为上一节的活动端，168为外管，外管是整体结构，179为冻液节流气化罐，189为气体输出口，180为罐内节流气化装置，氢脉中氢能源冻液流淌在内管322中，内管322通过支架181保持在外管168的居中位置，183为支脉内管分支口，188为冻液节流吸管口，170为冻液前端封堵环，171为定封堵环，172为热度强力封堵环，173为槽间封堵环，174为泄漏槽，175为缩动量检测器，176为活动电极臂机构，184为支脉内管分支口，图中箭头为氢能源冻液流动方向。

图14为氢脉活动内管的纵向平剖视图，展示了氢脉的活动内管和支脉的活动内管在水平位置上的具体结构以及原理。图中，上部水平走向的管段为主脉道，下面的分支为支脉道，在主脉道中，168为外管，322为内管，178和177分别为一个内管节的活动端和固定端，321为上节活动端，169为下节固定端，181为支架，182为收缩量，在内管首尾相接处有多道密封方式各异的密封环，170、171为前段密封环，172为热变强力密封环，173为槽间密封环，174为泄漏槽，317为分支外管，279为分支内管。185为分支管上的根仪阀，186为该仪阀上的自用电电极臂机构，187为该仪阀上的信息用活动电极臂机构，320为支内管下级固定端，319为内管活动端，318为支管密封环群，326为自用电活动电极臂机构，325为信息活动电极臂机构，184为支内口，183为图中另一个分支脉管的管口，281为本分支内管，282为本分支外管，190为本支管根仪阀，280为本仪阀的自用电活动电极臂机构，191为本仪阀的信息活动电极臂机构，278为本分支上的内管节头密封环群，324为本节头上的自用电活动电极臂，323为本节头上的信息活动电极臂，193为支内管活动端，192为支内管一节固定端；图中电极1、2为自用电电极，3、4为信息电极，箭头表示冻液流向。

图15为氢脉活动支架的立体图，展示了内管支架的立体结构，图中；159为支架外套，160为隔热内套，161为支架腿，162为活动脚轮，158为轮叉，脚轮162通过轮轴163安装在轮叉158内。 

图16为活动支架与绝热管道的配合立体图，示出了支架，内管、外管的配合结构，图中165为外管，164为活动支架，167为夹层绝热真空层。 

图17为在氢脉上所应用到的绝热容器和管道的真空绝热层的端位置的封堵纵剖图，展示了绝热容器颈部的封堵原理和结构，也展示了绝热输送管道的端位置的封堵原理和结构，图中65为外罐，64为内罐，86为真空夹层，63为蒸发气体，66为冻液，67为罐内芯管，84为内罐颈部，85为外罐颈部，83为纵向U型纳米碳管封堵体，82为径向缠绕型纳米碳管封堵体；81为隔热垫，69为紧固螺丝，128为外管，73为气套管，67为芯管，66为冻液，72为蒸发气体，79为绝热管道的端位置的纵向型碳纳米管端封堵体，820为绝热管道的端位置的径向型碳纳米管端封堵体。

迄今为止，氢脉将是地球世界最庞大的系统工程；跨距之大，施工难度之大，材料要求之高，信息含量之大，系统性之强，科技含量之高，创新空间之大是地球人类前所未遇的，它需要整个地球世界处于一个和平的大环境中，团结一心，共同努力，才能完成这样的伟大工程；只有氢脉出现以后，地球人类才算真正进入氢能源时代，才能彻底摆脱因为环境和能源带来的生存危机，届时地球人类也随之进入一个更伟大的时代——自然的统一时代。 

Claims (18)

1.氢脉是一种液态氢能源超远距投送和超广区域分配的能源脉络系统，其特征在于：所述氢脉的主体是由两条绝热的低温金属管道构成的液态氢和液态氧的相伴传输和分配通道系统；它还包括氢脉上源的液态氢和液态氧的超流量压注体系，海洋远距离跨跃的潜式氢脉体系，陆地投送和分配的坑道式氢脉体系，氢脉的独口气套式储罐的卸能供能技术，近用户端气态传输体系，搭载在氢脉之上的超远距离信息传输线缆和它的能量中继以及管理体系，为了适应氢脉远距离投送的客观规律，在氢脉上还特别展现了几项动态技术，其中有活动内管技术、动性支架技术，动性电极臂技术，为了使液氢管道、液氧管道、低温储罐以及其它绝热设施的绝热性能更加优良可靠，又特意设计了双向型碳纳米管端堵，在整个氢脉系统中，信息咨询化管理体系是氢脉存在和运行的灵魂。

2.按照权利要求1所述的氢脉，其特征在于：所述氢脉上源有一个液态氢和液态氧的超流量压注体系，它包括具有一定数量的大容量的液态氢储罐（7）和液态氧储罐（8）以及超流量低温液氢冻液压注系统（9）和超流量低温液氧冻液压注系统（10）组成，压注系统的入口分别和相应的液氢储罐和液氧储罐的输出口相接，超流量压注的输出口分别和相应氢脉上源的液氢输送管道（11）和液氧输送管道（12）的入口相连接，超流量压注系统将液氢和液氧以超流量的形式注入进氢脉的液氢、液氧管道中。

3.按照权利要求1所述的氢脉，其特征在于：所述氢脉的远洋跨越部分是一种潜式氢能源输送通道；它包括架设在氢脉管道上的主控制体、副控制体和协控制体；在控制体上都有潜浮装置；在主控制体上还有氢能源的节流装置，在一定间隔距离的控制体上还有管道夹层真空抽吸装置；在控制体的横梁两端有火箭推力器装置，潜式官道上的电能获取和输出装置，信息获取与信息控制管理装置；另外，信息总线缆和局用电缆也搭载在氢脉的潜式输送通道之上。

4.按照权利要求3所述的氢脉的潜式通道，其特征在于：所述潜式通道上的控制体具有主、副、协的搭配模式；其中主控制体不但有管理本段氢脉的能力而且有从氢脉内管提取节流氢能源且向所属脉段的副、协控制体提供氢气和氧气的能力，副控制体没有节流能力但有主控制体的管理能力，它所使用的能源是从主控制体通过输气管道获得，协控制体只有副控制体的部分功能，它充当副控制体所控制范围内的氢脉脉段的软支架，协控制体是受主控制体和副控制体的操纵而工作，是主控制体和副控制体的替用品，一个主控制体就近可拥有一定数量的协控制体，一个副控制体同样也可就近拥有一定数量的协控制体；，主、副、协三搭配是氢脉潜式通道降低成本的有效措施。

5.按照权利要求3的氢脉的潜式管道，其特征在于：所述潜式通道的各类控制体上设置有球型浮罐，浮罐居于氢脉的潜式通道两侧。

6.按照权利要求3的氢脉潜式通道，其特征在于，所述潜式通道上还拥有火箭推力设置。

7.按照权利要求1所述的氢脉，其特征在于：所述氢脉的陆上液态传输和分配部分是一种在地下隧道内设置的氢能源绝热传输通道，它是有漫长的氢能源主脉和发达的不同用途的氢能源多级支脉构成；在主脉和支脉上，每隔一定距离或因为一些被控制部件、中继部件的需要而设立的氢脉控制体，此控制体类似于潜式通道上的主控制体或副控制体；在控制体上有氢能源的节流设施，电能转化设施，信息处理设施；在氢脉的陆上传输通道上还有管道夹层真空泵，分支根阀及其操臂机构以及各种仪器仪表、通讯能量中继设备。

8.按照权利要求3的氢脉的潜式通道和权利要求7的氢脉的陆上传输部分，其共同特征在于，所述氢能源的节流气化装置是氢脉的自身用能的重要节取设施；此设施是一个球型金属罐和一小部分与氢、氧外管壁共同构成的密封容器，容器的下部有一个冻液节流吸取装置，节流吸液管穿过外管壁和内管壁，进入内管腔，通过吸取装置将液氢或液氧吸进上述容器罐内并得到气化，容器上还有一个输出口，输出口是用来将气化罐内的氢气或氧气输向氢脉上的自用氢气或氧气管道，再通过管道输向相邻的上段和下段的用能点使用。

9.按照权利要求3的氢脉潜式通道和权利要求7的氢脉陆上传输通道，其共同特征在于，所述氢脉的氢能源节取和引用装置附近总共有一套完整的信息处理、信息控制和电能转化设施，它们共同构成氢脉控制体，是控制管理氢脉的重要装置；它包括信息的采集处理设备、氢气和氧气分配设备、燃料电池设备。

10.按照权利要求1所述的氢脉其特征在于：所述独口气套式智能化低温液体储存罐是一种氢能源的近用户端卸能、储能和供能装置；它能有效地增加整个氢脉的弹性，使氢脉有很好的缓冲性能，更重要的是它能向用户提供液态氢能源，它包括罐口（131）、罐口夹层端堵（62）、管道端堵（61）、各种走向的芯管、气套管、外管，这些管道通过同心组合方式构成独口气套式智能化低温液体储存罐的特殊的原料进出通道，蒸发气体出口（73）处的罐内压力控制器（72）是控制罐内冻液表面压力的重要部件，它是一个信息控制的双向气泵，通过信息感知部件将储罐内气压进行测定，且由3、4接口把得到的实时信息传给本地信息管理中心，本地信息管理中心则通过取液口状态和罐内实时气压的分析，作出判断且由接口3、4将控制命令传给罐内压力控制器（72）、（72）得到命令后做出抽气或大气的动作，智能压力控制器（72）和安全阀（71）时刻守护和管理着储罐内压力，使独口式低温液体储罐始终处于一个安全可用的状态。

11.按照权利要求1所述的氢脉，其特征在于：所述氢脉的固定用户端还存在一种氢能源的气态转化、储存、控制、分配和传输设施；此设施主要包括液态氢能源的气化吸热再利用、一级气态储存罐、分气态储存罐、多级传输管道以及各级管道上的信息控制仪阀。

12.按照权利要求1所述的氢脉，其特征在于：所述氢脉不只是一个能源传输通道而且还是一个搭载信息通道的物理平台。

13.按照权利要求1所述氢脉，其特征在于：所述氢脉的绝热夹层真空具有动态可控抽吸设计；在氢脉通道上每隔一定距离或绝热储罐上以及具有夹层真空的各种设施上都设有一套动态真空抽吸装置，氢脉的各段、各部位的夹层真空度经真空仪测量后，通过信息通道传给氢脉管理中枢，管理中枢可根据所接收数据，判断出是否启动该地真空泵工作。

14.按照权利要求1所述氢脉，其特征在于：所述氢脉的绝热内管采用高精密动性多节设计。

15.按照权利要求1所述氢脉，其特征在于：所述氢脉的内管支架是一种带脚轮的并且拥有多道热桥阻止措施的动性支架。

16.按照权利要求1所述氢脉，其特征在于：所述信息控制的电极臂技术是广泛使用在氢脉之上的信息、能量活动桥梁，它可有效的阻断信息联系和能量传输造成的热桥效应。

17.按照权利要求1所述氢脉，其特征在于：所述氢脉的绝热管道或其它绝热设施的夹层空间端位置封堵是一种具有碳纳米管的双向型多层复合端堵。

18.按照权利要求1所述氢脉，其特征在于：所述氢脉还具有一整套完善的数字化信息控制管理系统；在大跨度传输和广区域分配的完整氢脉中拥有数量庞大的控制点，在每一个控制点上都有一个完善的控制体，每一个控制体都有自己一整套完备的信息采集、信息处理、信息执行器件，每一个控制体的计算机都有自己的IP地址，氢脉端主机具有服务器的职能，通过IP地址可以随时访问所有控制点上的用户机，服务器主机拥有完善的数据库，在数据库内拥有所有控制体用户机的原始数据和模板数据，利用这些数据可以和实时采集数据进行分析比对，通过整体分析管理程序对每个控制体进行实时管理，每一个控制体都可以利用自己的IP地址随时向服务器主机发出请求，建立自己的数据通道，进行信息更新和整体协调；在以上所述氢脉的信息系统中，信息单元分布在各个段位的控制点上，主要有，分配在氢脉上源的信息系统、大量分布在跨海传输的潜式通道上的主控制体和副控制体、分布在陆上传输干线的控制体、分布在氢脉上的大量移动用户端的控制体和氢脉的固定用户端的控制体；氢脉上源的信息采集对象主要是氢能源产率、实时储量，信息处理设备是氢脉上源的管理计算机，控制对象为该氢脉上源的压注机的单位时间的压注量；跨海传输的潜式通道的管理机制分配到数以万计的具有一定间隔距离的控制体之上，主控制体和副控制体都有自己的一整套信息采集、信息处理、信息控制器件，其信息采集主要有，深度感知器、纵向水平仪、横向水平仪、水平面上的弯度感知器、水下环境声纳、激光较直仪、水下洋流感知器、水温仪、本地控制体电指标指示仪、管道夹层真空监测仪；信息的处理器件是安装在该控制点上的类似于掌上电脑的计算机，或者是一个高性能的单片机，它主要负责收集本地控制点上的所有信息并且处理这些信息，同时又能与氢脉上的管理总机进行实时交互，并向本地执行部件发出执行命令，主控制体和副控制体的执行部件主要有氢、氧分配器，深水燃料电池用氢气和氧气的调控阀，左、右火箭推力器的点火开关，讯响器开关、所属本控制体的协控制体控制器、本控制体所拥有的液氢和液氧管道的夹层真空泵；在氢脉的潜式通道上每隔一定距离就要有一套信息中继设备，对本设备的监管也离不开本地信息系统；另外，主控制体除具有以上的功能外，还具有副控制体所不具备的功能，此功能就是对氢能源的节流管理和动性内管的管理能力，因此在主控制体上的信息采集设施就增加了气化罐的压力感知器、动性内管节上的缩动量检测仪、泄露槽内的压力检测仪，执行部件增加了冻液吸取器控制仪、动性电极臂控制仪以及加热控制仪；在氢脉分支处有一个控制体，此控制体的信息采集包括:：氢氧管的夹层真空度仪、燃料电池的供电指标仪、分支处的流量仪阀门的关开状态感知器、氢脉线上的声音信号的侦听，信息处理部件是类似于掌上电脑或高性能的单片计算机，它主要负责收集和处理以上信号源的信息，同时又能通过信息总线与远程控制中心进行实时相互，并向本地执行部件发出执行命令；信息执行部件包括该点上的氢气和氧气分配器，真空泵、氢脉上的氢能源分配阀门；在氢脉上，氢脉的移动用户卸能端是氢脉面向交通对象提供氢能源的设施，它主要是由独口气套式低温液体储存罐和冻液加注机组成；移动用户卸能端的信息感知器有：储罐冻液液位仪、内罐压力探测仪、蒸发量探测仪、罐夹层真空仪、储罐入口处流量仪、加注机中冻液流量仪，信息处理控制器是设立在本移动用户卸能端的计算机，计算机根据以上信息对本卸能端进行实时管理，并且能够和氢脉的管理总机进行交互，对于移动用户卸能端来说，加注机上人工输入的冻液提取量是本端信息管理的根触发信息，冻液提取是随机的行为，只要计算机得到冻液提取量的请求信息，计算机就会根据现时的罐内压力，并且启动罐内压力控制双向泵向罐内打压，当罐内冻液表面压力增大到一定程度，冻液便由加注口流出，当冻液如数流出时，计算机就会启动双向泵反转，使得罐内压力减小，此时加注管内的冻液回流到独口气套罐系统内，以待下次加注；由于低温冻液是极易蒸发的物质，因此罐内蒸发气体不断增加，罐内压也就不断加大，计算机不间断地检测罐内压力，当压力达到一定值后，及时启动压力调节双向泵，使罐内压力达到正常；计算机如果测得储罐夹层真空度下降到一定值时，又会及时启动抽气泵，使夹层真空度达到既定值，移动用户卸能端的入口阀又是一个重要的执行部件，当罐内液位下降到一定值时，计算机即向氢脉管理中心发出一个卸能请求，当管理中心接到卸能请求后，权衡氢脉的供能、用能状况以及本用户权限，当一切符合要求时，远程总机打开卸能根阀，冻液将进入到储罐内；在固定用户卸能端除有移动用户的必要仪器、阀门以及控制用计算机外，其信息的采集设施又多了固定用户的户信息采集仪、各级气态储罐的信息采集仪，执行部件多了固定用户的户供气阀、各气路的气道管理分配阀；固定用户端管理的根触发信息不同于移动用户端的手动输入，它是根据本固定用户的用能情况和本地总供气管路上的气态储罐的内压力的综合值由计算机自动生成，本固定用户端的管理计算机得到此值后，根据值的大小向独口气套式储罐的内压控制双向泵发出具体命令，使独口气套式储罐向液态气化机构提供冻液或停止提供冻液，如果是提供冻液，提供的数率是高还是低，在其它信息控制的硬件方面，固定用户端与移动用户端是相同的；在氢脉之上有许多用户级的计算机，这些计算机分别担任各个控制点上的管理重任，它和本控制点上的信息采集设施、信息执行设施共同形成本地控制点的硬件，所有本地控制点的硬件和管理总机在管理程序的科学调配下共同维护着整个氢脉的正常运作和安全。

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