CN114396533B - 蒸汽直埋管道防腐蚀装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸汽直埋管道防腐蚀装置及其控制方法，属于蒸汽直埋管道技术领域，本蒸汽直埋管道防腐蚀装置包括：蒸汽直埋管道，蒸汽直埋管道包括工作管和外护管，工作管设置在外护管内侧，并与外护管同轴，工作管与外护管之间设置有多个内固定支座，多个内固定支座沿外护管的周向均布，至少一个内固定支座具有空腔，空腔远离工作管的一端具有开口；阴极保护桩，阴极保护桩下端穿设在土层中，阴极保护桩的上端暴露在土层表面之上，蒸汽直埋管道设置在阴极保护桩下端，阴极保护桩上端设置有太阳能电池，阴极保护桩下端设置有热电发生器和辅助阳极，热电发生器穿设在空腔中，热电发生器与工作管相抵，辅助阳极埋设在土层中。

Description

蒸汽直埋管道防腐蚀装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及蒸汽直埋管道技术领域，尤其是涉及一种蒸汽直埋管道防腐蚀装置及其控制方法。

背景技术

蒸汽直埋管道是一种直接埋设于土层中输送蒸汽的预制保温管道，由于蒸汽直埋管道的外护管与泥土直接接触，容易受到腐蚀，因此需要对其进行防腐蚀保护。由于外护管在自然环境中的腐蚀破坏大部分为电化学腐蚀造成，因此阴极保护在防腐蚀工程中占有重要地位。

目前实现管道阴极保护的方法通常由牺牲阳极法和外加电流法，外加电流法通过在管道和辅助阳极间建立电位差，达到阴极保护的效果，它相比于牺牲阳极法可提供较大的保护范围，因此保护距离更长，但外加电流的阴极保护需要外加电源和经常的维护管理，而在许多埋设蒸汽直埋管道的区域无法提供外加电流法所需的电源。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种蒸汽直埋管道防腐蚀装置，能够稳定地提供外加电流，对管道实施阴极保护。

本发明的另一个目的在于提出一种蒸汽直埋管道防腐蚀装置的控制方法。

根据本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，包括：蒸汽直埋管道，蒸汽直埋管道包括工作管和外护管，工作管设置在外护管内侧，并与外护管同轴，工作管与外护管之间设置有多个内固定支座，多个内固定支座沿外护管的周向均布，至少一个内固定支座具有空腔，空腔远离工作管的一端具有开口；阴极保护桩，阴极保护桩下端穿设在土层中，阴极保护桩的上端暴露在土层表面之上，蒸汽直埋管道设置在阴极保护桩下端，阴极保护桩上端设置有太阳能电池，阴极保护桩下端设置有热电发生器和辅助阳极，热电发生器穿设在空腔中，热电发生器与工作管相抵，辅助阳极埋设在土层中，阴极保护桩内设置有变压整流装置和控制装置，太阳能电池和热电发生器通过变压整流装置分别与外护管和辅助阳极电连接，控制装置分别与变压整流装置、外护管和辅助阳极电连接，控制装置用于控制太阳能电池和热电发生器对外护管和辅助阳极供电方式。

根据本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，至少具有如下有益效果：由于长输蒸汽管道经常会经过没有交流市电的地方，而这些地方通常都能满足太阳能发电的要求，因此采用太阳能电池作为第一电源为阴极保护供电。当太阳能电池能够独自提供阴极保护所需的电流时，控制装置切断热电发生器，太阳能电池向外护管和辅助阳极供电，使外护管成为回路中的阴极，通过外加电流的方法实现阴极保护。当太阳能电池供电量不足时，控制装置将热电发生器正向接入回路中，太阳能电池与热电发生器共同向外护管和辅助阳极供电。当太阳能电池供电量过大时，会导致外护管通电点电位增加，容易使外护管的防腐涂层剥落，因此此时控制装置将热电发生器反向接入回路中，热电发生器的正电位将通电点的电位拉回到防腐涂层的安全电位以内。由此能够使蒸汽直埋管道的保护电位普遍更负，延长保护距离，又不会破坏通电点附近的防腐涂层。

根据本发明的一些实施例，沿上下方向设置内固定支座具有空腔，热电发生器沿上下方向插设在空腔中，阴极保护桩内还设置有升降组件，升降组件与热电发生器连接，并驱动热电发生器沿阴极保护桩上下滑动。

根据本发明的一些实施例，升降组件包括辊筒和驱动件，辊筒卷设有钢丝绳，钢丝绳与热电发生器连接，驱动件驱动辊筒卷收和释放钢丝绳，使热电发生器上下移动。

根据本发明的一些实施例，开口处设置有第一磁吸件，热电发生器上设置有第二磁吸件，第一磁吸件与第二磁吸件相互吸引。

根据本发明的一些实施例，开口处设置有密封件，密封件为弹性环状结构。

根据本发明的一些实施例，内固定支座包括第一支腿和第二支腿，第一支腿设置在工作管外侧，第二支腿设置在外护管内侧，第一支腿和第二支腿均沿工作管的径向设置，第一支腿与第二支腿之间设置有绝缘垫圈。

根据本发明的一些实施例，外护管表面覆盖有防腐涂层。

根据本发明的一些实施例，外护管前后两端设置有连接法兰，连接法兰上设置绝缘垫片或导电件。

根据本发明的一些实施例，还包括检查片，检查片设置在外护管的外表面上。

根据本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置的控制方法，蒸汽直埋管道防腐蚀装置包括蒸汽直埋管道，蒸汽直埋管道包括工作管和外护管，工作管设置在外护管内侧，并与外护管同轴，工作管与外护管之间设置有多个内固定支座，多个内固定支座沿外护管的周向均布，至少一个内固定支座具有空腔，空腔远离工作管的一端具有开口；阴极保护桩，阴极保护桩下端穿设在土层中，阴极保护桩的上端暴露在土层表面之上，蒸汽直埋管道设置在阴极保护桩下端，阴极保护桩上端设置有太阳能电池，阴极保护桩下端设置有热电发生器和辅助阳极，热电发生器穿设在空腔中，热电发生器与工作管相抵，辅助阳极埋设在土层中，阴极保护桩内设置有变压整流装置和控制装置，太阳能电池和热电发生器通过变压整流装置分别与外护管和辅助阳极电连接，控制装置分别与变压整流装置、外护管和辅助阳极电连接，控制装置用于控制太阳能电池和热电发生器对外护管和辅助阳极供电方式；

控制方法包括：

太阳能电池向外护管和辅助阳极供电，控制装置检测外护管通电点负电位；当通电点负电位在阴极保护的标准范围内时，控制装置切断热电发生器，太阳能电池单独供电；当通电点负电位未达到阴极保护的标准范围时，控制装置将热电发生器同向串联接入，太阳能电池与热电发生器共同供电，使通电点负电位达到阴极保护的标准范围；当通电点负电位超过阴极保护的标准范围时，控制装置将热电发生器反向并联接入，热电发生器将通电点负电位拉回阴极保护的标准范围内。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置的结构示意图；

图2是图1另一视角的示意图；

图3是图1所示蒸汽直埋管道防腐蚀装置的内部结构图；

图4是图3另一视角的示意图；

图5是图3的局部放大图；

图6是图4的局部放大图；

图7是图5中A处的局部放大图；

图8是图5中B处的局部放大图。

附图标记：

蒸汽直埋管道100；工作管110；外护管120；连接法兰121；检查片122；内固定支座130；空腔131；开口132；第一磁吸件133；密封件134；第一支腿135；第二支腿136；绝缘垫圈137；保温层140；

阴极保护桩200；太阳能电池210；热电发生器220；第二磁吸件221；辅助阳极230；变压整流装置240；控制装置250；升降组件260；辊筒261；驱动件262；钢丝绳263。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参考图1至图8描述根据本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置及其控制方法。

如图1至图8所示，根据本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，包括：蒸汽直埋管道100，蒸汽直埋管道100包括工作管110和外护管120，工作管110设置在外护管120内侧，并与外护管120同轴，工作管110与外护管120之间设置有多个内固定支座130，多个内固定支座130沿外护管120的周向均布，至少一个内固定支座130具有空腔131，空腔131远离工作管110的一端具有开口132；阴极保护桩200，阴极保护桩200下端穿设在土层中，阴极保护桩200的上端暴露在土层表面之上，蒸汽直埋管道100设置在阴极保护桩200下端，阴极保护桩200上端设置有太阳能电池210，阴极保护桩200下端设置有热电发生器220和辅助阳极230，热电发生器220穿设在空腔131中，热电发生器220与工作管110相抵，辅助阳极230埋设在土层中，阴极保护桩200内设置有变压整流装置240和控制装置250，太阳能电池210和热电发生器220通过变压整流装置240分别与外护管120和辅助阳极230电连接，控制装置250分别与变压整流装置240、外护管120和辅助阳极230电连接，控制装置250用于控制太阳能电池210和热电发生器220对外护管120和辅助阳极230供电方式。

如图1至图4所示，蒸汽直埋管道100埋设在土层中，其前端和后端均分别与蒸汽管道连接，将本蒸汽直埋管道防腐蚀装置接入蒸汽管道系统中。蒸汽直埋管道100由内至外依次为工作管110、保温层140和外护管120。工作管110是用于输送蒸汽的钢管，外护管120为具有足够机械强度和可靠防水性能的套管，外护管120用于抵抗外力和环境对工作管110的破坏和影响，保温层140填充在工作管110和外护管120之间，提高对工作管110的保温作用，减少蒸汽在管道运输过程中的热交换。

如图5和图6所示，内固定支座130设置在工作管110和外护管120之间，保证工作管110和外护管120之间不发生相对位移。内固定支座130设置有三个，三个内固定支座130均沿工作管110的径向设置，三个内固定支座130均为中空结构，其中一个内固定支座130沿上下方向设置，沿上下方向设置的内固定支座130具有沿上下方向开设的空腔131，空腔131上端具有开口132。

如图1至图4所示，蒸汽直埋管道100上端设置有阴极保护桩200，阴极保护桩200的下端与蒸汽直埋管道100连接，并埋设在土层中，阴极保护桩200的上端露出地表上，阴极保护桩200上端设置有太阳能电池210，太阳能电池210作为阴极保护的第一电源，由于长输蒸汽管道经常会经过没有交流市电的地方，而这些地方通常都能满足太阳能发电的要求，因此采用太阳能电池210作为第一电源为阴极保护供电。可以想到的是，风力发电机、蓄电池等也可以作为第一电源向阴极保护供电。

如图3至图6所示，热电发生器220沿上下方向插设在内固定支座130的空腔131中，热电发生器220作为阴极保护的第二电源，由于蒸汽运输的过程中工作管110的表面的温度较高，而经过保温层140和外护管120的保温作用后，外护管120外侧的温度较低，因此沿蒸汽直埋管道100径向设置的热电发生器220能够利用这个温度差发电，并向阴极保护供电。

热电发生器220是将热能直接转化为电能的装置，其原理是在两种不同道题组成的开路中，如果导体的两个接点存在温度差，这个开路中将产生电动势，即受热物体中的电子，因随着温度梯度由高温区往低温区移动，能产生电流或电荷堆积。

如图3和图4所示，阴极保护桩200内设置有变压整流装置240和控制装置250，阴极保护桩200下端设置有多个辅助阳极230。变压整流装置240将太阳能电池210和热电发生器220输出的电变压为阴极保护所需的直流电。

在上述技术方案中，外护管120表面覆盖有防腐涂层图中未示出。当太阳能电池210能够独自提供阴极保护所需的电流时，控制装置250切断热电发生器220，太阳能电池210向外护管120和辅助阳极230供电，使外护管120成为回路中的阴极，通过外加电流的方法实现阴极保护。当太阳能电池210供电量不足时，控制装置250将热电发生器220正向接入回路中，太阳能电池210与热电发生器220共同向外护管120和辅助阳极230供电。当太阳能电池210供电量过大时，会导致外护管120通电点电位增加，容易使外护管120的防腐涂层剥落，因此此时控制装置250将热电发生器220反向接入回路中，热电发生器220的正电位将通电点的电位拉回到防腐涂层的安全电位以内。由此能够使蒸汽直埋管道100的保护电位普遍更负，延长保护距离，又不会破坏通电点附近的防腐涂层。

本发明的一些具体实施例中，沿上下方向设置内固定支座130具有空腔131，热电发生器220沿上下方向插设在空腔131中，阴极保护桩200内还设置有升降组件260，升降组件260与热电发生器220连接，并驱动热电发生器220沿阴极保护桩200上下滑动。

如图3至图6所示，升降组件260包括辊筒261和驱动件262，辊筒261卷设有钢丝绳263，钢丝绳263与热电发生器220连接，驱动件262驱动辊筒261卷收和释放钢丝绳263，使热电发生器220上下移动。虽然外加电流的阴极保护相比于牺牲阳极的阴极保护能够提供较大的保护电流，对管道的保护距离更长，但它需要经常的维护。为了便于检修和维护，设置升降组件260驱动热电发生器220上下移动。当需要检修时，启动驱动件262，辊筒261卷收钢丝绳263将热电发生器220提升至阴极保护桩200的检修窗口处，无需再将土地挖开进行检修。当检修完成后，启动驱动件262，辊筒261释放钢丝绳263，热电发生器220在重力的作用下下降到内固定支座130的空腔131中。

在上述技术方案中，如图7所示，开口132处设置有第一磁吸件133，热电发生器220上设置有第二磁吸件221，第一磁吸件133与第二磁吸件221相互吸引。当热电发生器220下降到内固定支架的空腔131中时，第一磁吸件133和第二磁吸件221互相吸引，确保热电发生器220安装到位，还使热电发生器220压紧于开口132处，保证空腔131的密闭性，减少工作管110的温度从空腔131处的流失。

此外，如图7所示，开口132处设置有密封件134，密封件134为弹性环状结构。密封件134沿开口132的周向设置，密封件134的内径略小于开口132的内径，且密封件134具有一定弹性，当热电发生器220从开口132插入空腔131，密封件134封堵开口132处的间隙，保证空腔131的密闭性，进一步减少工作管110的温度从空腔131处的流失。

本发明的一些具体实施例中，内固定支座130包括第一支腿135和第二支腿136，第一支腿135设置在工作管110外侧，第二支腿136设置在外护管120内侧，第一支腿135和第二支腿136均沿工作管110的径向设置，第一支腿135与第二支腿136之间设置有绝缘垫圈137。

如图8所示，工作管110外侧焊接有第一支腿135，外护管120内侧焊接有第二支腿136，第一支腿135和第二支腿136的端面上均设有凹槽，绝缘垫圈137固定在凹槽中，第一支腿135和第二支腿136通过绝缘垫圈137连接，由此使得工作管110和外护管120之间绝缘。防止外护管120上的保护电流流向工作管110，从而增大电源功率的输出，缩短阴极保护的保护长度。绝缘垫圈137的设置使内固定支座130绝缘，减少外护管120阴极保护电流的泄露，进一步减缓外护管120的腐蚀。

本发明的一些具体实施例中，外护管120前后两端设置有连接法兰121，连接法兰121上设置绝缘垫片图中未示出或导电件图中未示出。外护管120通过连接法连与其他段的蒸汽管道连接。通常情况下，在蒸汽直埋管道100与其他段蒸汽管道的连接处设置导电件，导电件减少各段管道之间的电阻，使保护电流的作用范围更长，进一步提高阴极保护的效果。而当管道需要通过一些禁止管道带电的区域时，则通过绝缘垫片阻断保护电流的传播，避免发生安全事故。

本发明的一些具体实施例中，还包括检查片122，检查片122设置在外护管120的外表面上。如图1所示，检查片122的材质与被保护的管道相同，用于分析阴极保护的效果以及土壤的腐蚀性。

根据本发明实施例的蒸汽直埋管道防腐蚀装置的控制方法，蒸汽直埋管道防腐蚀装置包括蒸汽直埋管道100，蒸汽直埋管道100包括工作管110和外护管120，工作管110设置在外护管120内侧，并与外护管120同轴，工作管110与外护管120之间设置有多个内固定支座130，多个内固定支座130沿外护管120的周向均布，至少一个内固定支座130具有空腔131，空腔131远离工作管110的一端具有开口132；阴极保护桩200，阴极保护桩200下端穿设在土层中，阴极保护桩200的上端暴露在土层表面之上，蒸汽直埋管道100设置在阴极保护桩200下端，阴极保护桩200上端设置有太阳能电池210，阴极保护桩200下端设置有热电发生器220和辅助阳极230，热电发生器220穿设在空腔131中，热电发生器220与工作管110相抵，辅助阳极230埋设在土层中，阴极保护桩200内设置有变压整流装置240和控制装置250，太阳能电池210和热电发生器220通过变压整流装置240分别与外护管120和辅助阳极230电连接，控制装置250分别与变压整流装置240、外护管120和辅助阳极230电连接，控制装置250用于控制太阳能电池210和热电发生器220对外护管120和辅助阳极230供电方式。

控制方法包括：

太阳能电池210向外护管120和辅助阳极230供电，控制装置250检测外护管120通电点负电位。具体地，经变压整流处理后，太阳能电池210的阴极与外护管120相连，阳极与辅助阳极230相连，控制装置250检测外护管120通电点处的负电位。

当通电点负电位在阴极保护的标准范围内时，控制装置250切断热电发生器220，太阳能电池210单独供电。此时太阳能电池210的阴极与外护管120相连，阳极与辅助阳极230相连，太阳能电池210向蒸汽直埋管道100提供保护电流。

当通电点负电位未达到阴极保护的标准范围时，控制装置250将热电发生器220同向串联接入，太阳能电池210与热电发生器220共同供电，使通电点负电位达到阴极保护的标准范围。具体地，经变压整流处理后，太阳能电池210和热电发生器220串联，串联后的阴极与外护管120相连，阳极与辅助阳极230相连，太阳能电池210和热电发生器220共同向蒸汽直埋管道100提供保护电流。

当通电点负电位超过阴极保护的标准范围时，控制装置250将热电发生器220反向并联接入，热电发生器220将通电点负电位拉回阴极保护的标准范围内。具体地，经变压整流处理后，太阳能电池210的阳极与辅助阳极230相连，热电发生器220的阴极接地，太阳能电池210的阴极和热电发生器220的阳极相连后与外护管120相连，将通电点的电位控制在阴极保护的标准范围内。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，包括：

蒸汽直埋管道（100），所述蒸汽直埋管道（100）包括工作管（110）和外护管（120），所述工作管（110）设置在所述外护管（120）内侧，并与所述外护管（120）同轴，所述工作管（110）与所述外护管（120）之间设置有多个内固定支座（130），多个所述内固定支座（130）沿所述外护管（120）的周向均布，至少一个所述内固定支座（130）具有空腔（131），所述空腔（131）远离所述工作管（110）的一端具有开口（132）；

阴极保护桩（200），所述阴极保护桩（200）下端穿设在土层中，所述阴极保护桩（200）的上端暴露在土层表面之上，所述蒸汽直埋管道（100）设置在所述阴极保护桩（200）下端，所述阴极保护桩（200）上端设置有太阳能电池（210），所述阴极保护桩（200）下端设置有热电发生器（220）和辅助阳极（230），所述热电发生器（220）穿设在所述空腔（131）中，所述热电发生器（220）与所述工作管（110）相抵，所述辅助阳极（230）埋设在土层中，所述阴极保护桩（200）内设置有变压整流装置（240）和控制装置（250），所述太阳能电池（210）和所述热电发生器（220）通过所述变压整流装置（240）分别与所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）电连接，所述控制装置（250）分别与所述变压整流装置（240）、所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）电连接，所述控制装置（250）用于控制所述太阳能电池（210）和所述热电发生器（220）对所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）供电方式；

沿上下方向设置所述内固定支座（130）具有所述空腔（131），所述热电发生器（220）沿上下方向插设在所述空腔（131）中，所述阴极保护桩（200）内还设置有升降组件（260），所述升降组件（260）与所述热电发生器（220）连接，并驱动所述热电发生器（220）沿所述阴极保护桩（200）上下滑动；

所述升降组件（260）包括辊筒（261）和驱动件（262），所述辊筒（261）卷设有钢丝绳（263），所述钢丝绳（263）与所述热电发生器（220）连接，所述驱动件（262）驱动所述辊筒（261）卷收和释放所述钢丝绳（263），使所述热电发生器（220）上下移动。

2.根据权利要求1所述的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，所述开口（132）处设置有第一磁吸件（133），所述热电发生器（220）上设置有第二磁吸件（221），所述第一磁吸件（133）与所述第二磁吸件（221）相互吸引。

3.根据权利要求1所述的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，所述开口（132）处设置有密封件（134），所述密封件（134）为弹性环状结构。

4.根据权利要求1所述的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，所述内固定支座（130）包括第一支腿（135）和第二支腿（136），所述第一支腿（135）设置在所述工作管（110）外侧，所述第二支腿（136）设置在所述外护管（120）内侧，所述第一支腿（135）和所述第二支腿（136）均沿所述工作管（110）的径向设置，所述第一支腿（135）与所述第二支腿（136）之间设置有绝缘垫圈（137）。

5.根据权利要求1所述的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，所述外护管（120）表面覆盖有防腐涂层。

6.根据权利要求1所述的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，所述外护管（120）前后两端设置有连接法兰（121），所述连接法兰（121）上设置绝缘垫片或导电件。

7.根据权利要求1所述的蒸汽直埋管道防腐蚀装置，其特征在于，还包括检查片（122），所述检查片（122）设置在所述外护管（120）的外表面上。

8.一种蒸汽直埋管道防腐蚀装置的控制方法，其特征在于，所述蒸汽直埋管道防腐蚀装置包括蒸汽直埋管道（100），所述蒸汽直埋管道（100）包括工作管（110）和外护管（120），所述工作管（110）设置在所述外护管（120）内侧，并与所述外护管（120）同轴，所述工作管（110）与所述外护管（120）之间设置有多个内固定支座（130），多个所述内固定支座（130）沿所述外护管（120）的周向均布，至少一个所述内固定支座（130）具有空腔（131），所述空腔（131）远离所述工作管（110）的一端具有开口（132）；阴极保护桩（200），所述阴极保护桩（200）下端穿设在土层中，所述阴极保护桩（200）的上端暴露在土层表面之上，所述蒸汽直埋管道（100）设置在所述阴极保护桩（200）下端，所述阴极保护桩（200）上端设置有太阳能电池（210），所述阴极保护桩（200）下端设置有热电发生器（220）和辅助阳极（230），所述热电发生器（220）穿设在所述空腔（131）中，所述热电发生器（220）与所述工作管（110）相抵，所述辅助阳极（230）埋设在土层中，所述阴极保护桩（200）内设置有变压整流装置（240）和控制装置（250），所述太阳能电池（210）和所述热电发生器（220）通过所述变压整流装置（240）分别与所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）电连接，所述控制装置（250）分别与所述变压整流装置（240）、所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）电连接，所述控制装置（250）用于控制所述太阳能电池（210）和所述热电发生器（220）对所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）供电方式；

所述控制方法包括：

所述太阳能电池（210）向所述外护管（120）和所述辅助阳极（230）供电，所述控制装置（250）检测所述外护管（120）通电点负电位；

当通电点负电位在阴极保护的标准范围内时，所述控制装置（250）切断所述热电发生器（220），所述太阳能电池（210）单独供电；

当通电点负电位未达到阴极保护的标准范围时，所述控制装置（250）将所述热电发生器（220）同向串联接入，所述太阳能电池（210）与所述热电发生器（220）共同供电，使通电点负电位达到阴极保护的标准范围；

当通电点负电位超过阴极保护的标准范围时，所述控制装置（250）将所述热电发生器（220）反向并联接入，所述热电发生器（220）将通电点负电位拉回阴极保护的标准范围内。