CN114521029A - 管道间隔式散热系统及具有其的磁悬浮运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道间隔式散热系统及具有其的磁悬浮运输系统，该系统包括多个散热组件，多个散热组件沿真空管道的长度方向间隔设置，任一散热组件均包括风冷换热器、冷却装置和动力单元，风冷换热器设置在真空管道内，冷却装置和动力单元均设置在真空管道外，动力单元用于驱动吸收热量后的冷却介质进入冷却装置并将经冷却后的冷却介质重新送回至风冷换热器；当真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，通过对应区域处的散热组件动作以实现对对应区域处的气流的散热。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高、安全性能差的技术问题。

Description

管道间隔式散热系统及具有其的磁悬浮运输系统

技术领域

本发明涉及磁悬浮交通运输技术领域，尤其涉及一种管道间隔式散热系统及具有其的磁悬浮运输系统。

背景技术

目前真空管道磁悬浮交通运输系统处于探索阶段，其管道散热技术尚无现成经验可参考。散热方式的选择取决于多重因素，如设备总发热量、设备允许热量、工作环境、设备的安装方式与布局等。按散热能力的不同，主要的冷却方式有空气冷却和液体冷却，具体如图2所示。

空气冷却分为自然冷却和强制冷却。自然冷却是指不使用任何外部辅助能量的情况下，利用设备的热传导、对流和辐射等传热方式，实现发热设备向周围环境散热进而达到冷却的目的。一般对温度控制要求不高、设备发热的热流密度不大的低功耗器件和部件，以及密封或密集组装的器件，不宜(或不需要)采取其他冷却方式的情况下，都采用此种方式。强制冷却是使用风扇等器件使发热设备周边的空气形成强迫对流，从而将设备散发的热量带走。如果设备之间的空间适合空气流动或适于安装局部散热器，可尽量使用这种方法。

直接液体冷却是指让冷却液直接与发热设备紧密接触，电气设备将耗散的热量直接传递给冷却液，再由冷却液传给壳体或者换热器中，最后由壳体或换热器将热量散发出去。典型的冷却形式有射流冲击式、喷淋式。射流冲击冷却是指利用流体法向冲击设备表面，形成很薄的速度层和边界层，由于单个喷嘴喷射冲击冷却会在换热表面上产生较大的温度梯度，为降低梯度采用整列多喷嘴射流冲击冷却时，会导致整个冷却系统结构复杂化。喷雾冷却是通过喷嘴把液体雾化成一滴滴的液滴，然后喷射撞击换热表面的一种冷却方式。喷嘴雾化后的液滴在热源表面形成一层薄液膜，液滴对液膜产生一定的扰动使得液膜内产生汽化核心，依靠液膜的对流蒸发和液膜内气泡的相变过程带走热源表面的热量。其优点是可增加空间温度均匀性，在很少的冷却剂需求下，可实现更高的换热效率，缺点是喷嘴易阻塞、腐蚀等。

间接液体冷却方式，冷却液并不与设备直接接触，而是将电气设备装在一个由液体冷却的冷板上。热量通过热传导、对流或辐射由设备传至冷板，再由冷板传给冷却液，由冷却液把热量带走。典型的冷却形式为泵驱动液体循环、热管。泵驱动液体循环是指在热源表面安装冷却液流动管路或换热片，冷板内冷却液流经热源表面吸收热源释放的热量，通过循环流动的形式实现热量的转移。热管是一种利用工作流体相变实现热量传递的传热设备。热管的蒸发段贴装于发热设备表面，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。其优点是需要空间小，不需要额外消耗动力，适用于高热流密度条件的散热。但是单套环路热管最大传热能力通常在1kW量级，若需满足大功率的散热需求，需并联多根热管，管路布置形式复杂，且其传热能力受传输距离限制，不适宜远距离设备散热。其次，常用的氨工质环路热管其理论控温水平在30℃至50℃，但由于蒸发器与发热表面接触热阻的存在，发热表面的温度通常高达70℃至80℃，影响实际控温水平。同时，环路热管成本较高，单套环路热管价格在几千至上万元不等，航天级别的环路热管价格在几万元左右，经济成本增加。因此热管方案可用于小规模、小功率电气设备散热。

针对真空管道磁悬浮交通运输系统，列车在管道内高速运行时，受管道壁面约束，管道内气体流动特性与开放空间截然不同，车身前方气体不能及时排向列车后方，随着列车的不断压缩，管内空气内能不断增加，空气温度不断上升；兼之管道内处于低压环境，传热特性与常规大气环境存在明显的差异。因此，若不对管内高温空气采取任何降温措施，有可能对管道内电气设备、结构设施造成安全隐患。

由于管道直径大、管线长，且运行过程中随着列车行进，高温空气温度、分布范围不断发生改变，若采用空气置换的方式，难以保证上千公里级管道真空压力，且所需风量巨大，电能投入高。

发明内容

本发明提供了一种管道间隔式散热系统及具有其的磁悬浮运输系统，能够解决现有技术中超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高、安全性能差的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统用于对真空管道磁悬浮运输系统的真空管道内的气流进行散热，管道间隔式散热系统包括多个散热组件，多个散热组件沿真空管道的长度方向间隔设置，任一散热组件均包括：风冷换热器，风冷换热器设置在真空管道内，风冷换热器包括冷却介质，冷却介质用于吸收真空管道内的气流所携带的热量；冷却装置，冷却装置设置在真空管道外，冷却装置与风冷换热器连接，冷却装置用于对携带热量的冷却介质进行冷却；动力单元，动力单元设置在真空管道外，动力单元分别与风冷换热器和冷却装置连接，动力单元用于驱动吸收热量后的冷却介质进入冷却装置并将经冷却装置冷却后的冷却介质重新送回至风冷换热器；其中，当真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，管道间隔式散热系统通过对应区域处的散热组件动作以实现对对应区域处的气流的散热。

进一步地，任一散热组件还包括第一管道、第二管道和第三管道，第一管道分别与风冷换热器和冷却装置连接，第二管道分别与冷却装置和动力单元连接，第三管道分别与动力单元和风冷换热器连接。

进一步地，任一散热组件还包括第一密封元件和第二密封元件，第一密封元件设置在第一管道与真空管道的连接位置，第二密封元件设置在第三管道与真空管道的连接位置。

进一步地，第一管道为气体管道或液体管道。

进一步地，冷却装置包括水箱、调节器、喷嘴和换热翅片，调节器分别与水箱和喷嘴连接，调节器用于调节水箱内的液态水以脉冲式地从喷嘴内喷出，喷嘴与换热翅片相对设置，喷嘴中喷出的水滴在换热翅片上形成水滴薄膜，水滴薄膜汽化以用于吸收冷却介质所携带的热量。

进一步地，冷却装置包括风冷单元，风冷单元用于冷却冷却介质。

根据本发明的另一方面，提供了一种管道间隔式散热系统，管道间隔式散热系统用于对真空管道磁悬浮运输系统的真空管道内的气流进行散热，管道间隔式散热系统包括：多个风冷换热器，多个风冷换热器沿真空管道的长度方向间隔设置在真空管道内，任一风冷换热器均包括冷却介质，冷却介质用于吸收真空管道内的气流所携带的热量；冷却装置，冷却装置设置在真空管道外，冷却装置分别与多个风冷换热器连接，冷却装置用于对携带热量的冷却介质进行冷却；动力单元，动力单元设置在真空管道外，动力单元分别与多个风冷换热器和冷却装置连接，动力单元用于驱动吸收热量后的冷却介质进入冷却装置并将经冷却装置冷却后的冷却介质重新送回至多个风冷换热器；其中，当真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，管道间隔式散热系统动作以实现对真空管道内的气流的散热。

进一步地，管道间隔式散热系统还包括多个第一管道、第一总管、第二总管和多个第二管道，多个第一管道一一对应地与多个风冷换热器的一端连接，第一总管的一端与多个第一管道连接，第一总管的另一端与冷却装置的一端连接，多个第二管道一一对应地与多个风冷换热器的另一端连接，第二总管的一端与多个第二管道连接，第二总管的另一端与冷却装置的另一端连接。

进一步地，管道间隔式散热系统还包括多个第一密封元件和多个第二密封元件，多个第一密封元件一一对应设置在多个第一管道与真空管道的连接位置，多个第二密封元件一一对应设置在多个第二管道与真空管道的连接位置。

根据本发明的又一方面，提供了一种磁悬浮运输系统，磁悬浮运输系统包括管道结构、轨道梁结构、管道间隔式散热系统和多个温度传感器，管道间隔式散热系统为如上所述的管道间隔式散热系统，轨道梁结构用于为车辆提供运行轨道，轨道梁结构设置在管道结构的下部，管道结构与轨道梁结构相连接以形成管道本体，管道本体用于提供气密性真空管道环境，管道本体的横截面高度大于横截面宽度，管道间隔式散热系统的风冷换热器设置在轨道梁结构上，多个温度传感器沿管道结构的长度方向间隔设置在管道结构内。

应用本发明的技术方案，提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统通过沿真空管道长度方向间隔设置多个散热组件或多个风冷换热器，任一散热组件或任一风冷换热器均可用于对真空管道内的高热气流进行散热，从而能够解决超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高引发的安全问题，满足真空管道磁悬浮交通运输系统管内环境控制需求。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的管道间隔式散热系统的结构示意图；

图2示出了现有技术中提供的冷却方法汇总示意框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、风冷换热器；20、冷却装置；30、动力单元；40、第一管道；50、第二管道；60、第三管道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统用于对真空管道磁悬浮运输系统的真空管道内的气流进行散热，管道间隔式散热系统包括多个散热组件，多个散热组件沿真空管道的长度方向间隔设置，任一散热组件均包括风冷换热器10、冷却装置20和动力单元30，风冷换热器10设置在真空管道内，风冷换热器10包括冷却介质，冷却介质用于吸收真空管道内的气流所携带的热量，冷却装置20设置在真空管道外，冷却装置20与风冷换热器10连接，冷却装置20用于对携带热量的冷却介质进行冷却，动力单元30设置在真空管道外，动力单元30分别与风冷换热器10和冷却装置20连接，动力单元30用于驱动吸收热量后的冷却介质进入冷却装置20并将经冷却装置20冷却后的冷却介质重新送回至风冷换热器10；其中，当真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，管道间隔式散热系统通过对应区域处的散热组件动作以实现对对应区域处的气流的散热。

应用此种配置方式，提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统通过沿真空管道长度方向间隔设置多个散热组件，任一散热组件均可用于对真空管道内的高热气流进行散热，从而能够解决超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高引发的安全问题，满足真空管道磁悬浮交通运输系统管内环境控制需求。此外，由于真空管道直径大、管线长，且运行过程中随着列车行进，高温空气温度、分布范围不断发生改变，通过沿真空管道长度方向间隔设置多个相互独立的散热组件，任一散热组件的风冷换热器均连接有相对应的冷却装置及动力单元，多个散热组件在散热时相互之间没有联系，因此，当真空管道内某一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，管道间隔式散热系统可仅通过使对应区域处的散热组件动作以实现对该区域处的气流的散热，而其他未超过设定温度阈值范围的区域处的散热组件可处于待机状态，此种方式能够极大地节约资源，防止资源浪费。

进一步地，在本发明中，为了实现风冷换热器、冷却装置及动力单元之间的连接，可将任一散热组件配置为还包括第一管道40、第二管道50和第三管道60，第一管道40分别与风冷换热器10和冷却装置20连接，第二管道50分别与冷却装置20和动力单元30连接，第三管道60分别与动力单元30和风冷换热器10连接。

具体地，当真空管道内的气流所携带的热量过大时，风冷换热器中的冷却介质可发生相变，由液态冷却介质吸收气流所携带的热量并汽化成气态冷却介质，在动力单元的驱动下进入冷却装置20进行冷却，冷却装置20吸收气态冷却介质所携带的热量，气态冷却介质重新液化成液态冷却介质，并在动力单元的驱动下重新进入风冷换热器进行新一轮的吸热，在此种实施例下，第一管道40为气体管道。

作为本发明的其他实施例，风冷换热器中的冷却介质也可不发生相变，当真空管道内的气流温度超过设定温度阈值范围时，由低温的液态冷却介质吸收气流所携带的热量变为高温液态冷却介质，高温液态冷却介质在动力单元的驱动下进入冷却装置20进行冷却，冷却装置20吸收高温液态冷却介质所携带的热量，高温液态冷却介质重新变为低温液态冷却介质，并在动力单元的驱动下重新进入风冷换热器进行新一轮的吸热，在此种实施例下，第一管道40为液体管道。

进一步地，在本发明中，磁悬浮运输系统的真空管道分为整体式真空管道和分体式真空管道，整体式真空管道是由一根大圆管组成，轨道梁固定设置在大圆管内，当将本发明提供的管道间隔式散热系统用于整体式真空管道时，由于风冷换热器设置在真空管道内，第一管道需要穿过真空管道分别与风冷换热器和冷却装置连接，第三管道也需要穿过真空管道分别与风冷换热器和动力单元连接，为了保证真空管道内的真空度，可将管道间隔式散热系统配置为还包括第一密封元件和第二密封元件，第一密封元件设置在第一管道40与真空管道的连接位置，第二密封元件设置在第三管道60与真空管道的连接位置。

分体式真空管道包括管道结构和轨道梁结构，轨道梁结构用于为车辆提供运行轨道，轨道梁结构设置在管道结构的下部，管道结构与轨道梁结构相连接以形成管道本体，管道本体用于提供气密性真空管道环境，管道本体的横截面高度大于横截面宽度，当将本发明提供的管道间隔式散热系统用于分体式真空管道时，由于风冷换热器设置在管道结构内，第一管道需要穿过管道结构分别与风冷换热器和冷却装置连接，第三管道也需要穿过管道结构分别与风冷换热器和动力单元连接，为了保证真空管道内的真空度，可将管道间隔式散热系统配置为还包括第一密封元件和第二密封元件，第一密封元件设置在第一管道40与真空管道的连接位置，第二密封元件设置在第三管道60与真空管道的连接位置。

进一步地，作为本发明的一个实施例，为了实现对冷却介质的冷却，可采用循环水冷方式对冷却介质进行冷却。具体地，冷却装置包括水箱、调节器、喷嘴和换热翅片，调节器分别与水箱和喷嘴连接，调节器用于调节水箱内的液态水以脉冲式地从喷嘴内喷出，喷嘴与换热翅片相对设置，喷嘴中喷出的水滴在换热翅片上形成水滴薄膜，水滴薄膜汽化以用于吸收冷却介质所携带的热量。

可替换地，作为本发明的其他实施例，也可采用强制风冷对冷却介质进行冷却。具体地，冷却装置包括风冷单元，风冷单元用于冷却冷却介质。风冷单元可包括风扇等器件，其使冷却介质周边的空气形成强迫对流，从而将冷却介质散发的热量带走。此外，也可采用高铁或者空调中的制冷系统作为冷却装置，此处不做限制。

根据本发明的另一方面，提供了一种管道间隔式散热系统(图中未示出)，该管道间隔式散热系统用于对真空管道磁悬浮运输系统的真空管道内的气流进行散热，管道间隔式散热系统包括多个风冷换热器、冷却装置和动力单元，多个风冷换热器沿真空管道的长度方向间隔设置在真空管道内，任一风冷换热器均包括冷却介质，冷却介质用于吸收真空管道内的气流所携带的热量，冷却装置设置在真空管道外，冷却装置分别与多个风冷换热器连接，冷却装置用于对携带热量的冷却介质进行冷却，动力单元设置在真空管道外，动力单元分别与多个风冷换热器和冷却装置连接，动力单元用于驱动吸收热量后的冷却介质进入冷却装置并将经冷却装置冷却后的冷却介质重新送回至多个风冷换热器；其中，当真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，管道间隔式散热系统动作以实现对真空管道内的气流的散热。

应用此种配置方式，提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统通过沿真空管道长度方向间隔设置多个风冷换热器，任一风冷换热器均可用于对真空管道内的高热气流进行散热，从而能够解决超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高引发的安全问题，满足真空管道磁悬浮交通运输系统管内环境控制需求。此外，由于真空管道直径大、管线长，为了简化结构，降低成本，可将多个风冷换热器的一端均与冷却装置连接，多个风冷换热器的另一端均与动力单元连接，此种方式能够极大限度地降低系统复杂度，简化系统结构。然而，此种方式无法实现真空管道内某一区域的局部散热，因此容易造成资源浪费。

进一步地，在本发明中，为了实现多个风冷换热器、动力单元以及冷却装置之间的连接，可将管道间隔式散热系统配置为还包括多个第一管道、第一总管、第二总管和多个第二管道，多个第一管道一一对应地与多个风冷换热器的一端连接，第一总管的一端与多个第一管道连接，第一总管的另一端与冷却装置的一端连接，多个第二管道一一对应地与多个风冷换热器的另一端连接，第二总管的一端与多个第二管道连接，第二总管的另一端与冷却装置的另一端连接。

进一步地，在本发明中，磁悬浮运输系统的真空管道分为整体式真空管道和分体式真空管道，整体式真空管道是由一根大圆管组成，轨道梁固定设置在大圆管内，当将本发明提供的管道间隔式散热系统用于整体式真空管道时，由于风冷换热器设置在真空管道内，多个第一管道均需要穿过真空管道分别与多个位于真空管道内的风冷换热器以及位于真空管道外的第一总管连接，多个第三管道也均需要穿过真空管道分别与位于真空管道内的风冷换热器以及位于真空管道外的第二总管连接，为了保证真空管道内的真空度，可将管道间隔式散热系统配置为还包括多个第一密封元件和多个第二密封元件，多个第一密封元件一一对应设置在多个第一管道与真空管道的连接位置，多个第二密封元件一一对应设置在多个第二管道与真空管道的连接位置。

分体式真空管道包括管道结构和轨道梁结构，轨道梁结构用于为车辆提供运行轨道，轨道梁结构设置在管道结构的下部，管道结构与轨道梁结构相连接以形成管道本体，管道本体用于提供气密性真空管道环境，管道本体的横截面高度大于横截面宽度，当将本发明提供的管道间隔式散热系统用于分体式真空管道时，由于风冷换热器设置在管道结构内，多个第一管道均需要穿过管道结构分别与位于真空管道内的风冷换热器以及位于真空管道外的第一总管连接，多个第三管道也均需要穿过管道结构分别与位于真空管道内的风冷换热器以及位于真空管道外的第二总管连接，为了保证真空管道内的真空度，可将管道间隔式散热系统配置为还包括多个第一密封元件和多个第二密封元件，多个第一密封元件一一对应设置在多个第一管道与真空管道的连接位置，多个第二密封元件一一对应设置在多个第二管道与真空管道的连接位置。

根据本发明的又一方面，提供了一种磁悬浮运输系统，该磁悬浮运输系统包括管道结构、轨道梁结构、管道间隔式散热系统和多个温度传感器，管道间隔式散热系统为如上所述的管道间隔式散热系统，轨道梁结构用于为车辆提供运行轨道，轨道梁结构设置在管道结构的下部，管道结构与轨道梁结构相连接以形成管道本体，管道本体用于提供气密性真空管道环境，管道本体的横截面高度大于横截面宽度，管道间隔式散热系统的风冷换热器10设置在轨道梁结构上，多个温度传感器沿管道结构的长度方向间隔设置在管道结构内。

在此种配置方式下，提供了一种磁悬浮运输系统，由于本发明所提供的管道间隔式散热系统能够解决超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高引发的安全问题，满足真空管道磁悬浮交通运输系统管内环境控制需求，因此，将本发明所提供管道间隔式散热系统用于磁悬浮运输系统中，能够极大地提高磁悬浮运输系统的工作性能。此外，本发明通过在管道结构内沿管道结构的长度方向设置多个温度传感器，能够对长管线的真空管道内的气流温度进行实时监测，当真空管道内某一区域的温度超出设定温度阈值范围时，可通过管道间隔式散热系统进行散热，从而保证真空管道内气流温度适宜，保证交通运输安全。

此外，在本发明中，该磁悬浮运输系统通过将管道本体设置为分体的，管道结构和轨道梁结构相连接以用于提供气密性真空管道环境，此种方式使得管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，互不影响，通过将管道本体的横截面高度设置为大于横截面宽度，能够在有效增加管道的垂向刚度的同时，不增加横向尺寸和线路的占地面积。此外，在高架路段施工时，由于本发明所提供的分体式真空管道结构为分体式管道，因此位于下部的轨道梁结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线，当位于真空管道结构下部的轨道梁结构完成安装后再使用架桥机将上部的第一结构逐一安装到位即可，工程施工非常方便。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1对本发明所提供的管道间隔式散热系统进行详细说明。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统包括多个散热组件、多个第一密封元件和多个第二密封元件，多个散热组件沿真空管道的长度方向间隔设置，任一散热组件均包括风冷换热器10、冷却装置20、动力单元30、第一管道40、第二管道50和第三管道60，风冷换热器10设置在真空管道内，风冷换热器10包括冷却介质，冷却装置20设置在真空管道外，动力单元30设置在真空管道外，第一管道40分别与风冷换热器10和冷却装置20连接，第二管道50分别与冷却装置20和动力单元30连接，第三管道60分别与动力单元30和风冷换热器10连接。多个第一密封元件一一对应设置在多个第一管道40与真空管道的连接位置，多个第二密封元件一一对应设置在多个第三管道60与真空管道的连接位置。在本实施例中，采用冷却泵作为动力单元。使用本发明所提供的管道间隔式散热系统对真空管道内的高热气流进行散热的具体流程如下。

沿真空管道长度方向间隔设置的温度传感器实时监测真空管道内的气流温度，当真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，管道间隔式散热系统通过对应区域处的散热组件动作以实现对对应区域处的气流的散热。具体地，风冷换热器10将流经的高温气流内携带的热量转移至风冷换热器内的冷却介质，其中，多个散热组件的安装间距根据总体散热需求合理布置。吸热后的冷却介质在冷却泵作用下泵送至配套的冷却装置进行冷却。

在冷却装置中，调节器调节水箱内的液态水以脉冲式地从喷嘴内喷出，喷嘴中喷出的水滴在换热翅片上形成水滴薄膜，水滴薄膜汽化以用于吸收冷却介质所携带的热量。接着，冷却后的冷却介质在冷却泵的驱动下回流至风冷换热器中进行下一轮换热。重复上述过程，直至真空管道内气流的温度处于设定温度阈值范围。

综上所述，本发明提供了一种管道间隔式散热系统，该管道间隔式散热系统通过沿真空管道长度方向间隔设置多个散热组件或多个风冷换热器，任一散热组件或任一风冷换热器均可用于对真空管道内的高热气流进行散热，从而能够解决超长距离、超大管径的真空管道磁悬浮交通运输系统由于气动热带来的管道环境温度过高引发的安全问题，满足真空管道磁悬浮交通运输系统管内环境控制需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道间隔式散热系统，其特征在于，所述管道间隔式散热系统用于对真空管道磁悬浮运输系统的真空管道内的气流进行散热，所述管道间隔式散热系统包括多个散热组件，多个所述散热组件沿真空管道的长度方向间隔设置，任一所述散热组件均包括：

风冷换热器(10)，所述风冷换热器(10)设置在所述真空管道内，所述风冷换热器(10)包括冷却介质，所述冷却介质用于吸收所述真空管道内的气流所携带的热量；

冷却装置(20)，所述冷却装置(20)设置在所述真空管道外，所述冷却装置(20)与所述风冷换热器(10)连接，所述冷却装置(20)用于对携带热量的所述冷却介质进行冷却；

动力单元(30)，所述动力单元(30)设置在所述真空管道外，所述动力单元(30)分别与所述风冷换热器(10)和所述冷却装置(20)连接，所述动力单元(30)用于驱动吸收热量后的冷却介质进入所述冷却装置(20)并将经所述冷却装置(20)冷却后的所述冷却介质重新送回至所述风冷换热器(10)；

其中，当所述真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，所述管道间隔式散热系统通过对应区域处的散热组件动作以实现对对应区域处的气流的散热。

2.根据权利要求1所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，任一所述散热组件还包括第一管道(40)、第二管道(50)和第三管道(60)，所述第一管道(40)分别与所述风冷换热器(10)和所述冷却装置(20)连接，所述第二管道(50)分别与所述冷却装置(20)和所述动力单元(30)连接，所述第三管道(60)分别与所述动力单元(30)和所述风冷换热器(10)连接。

3.根据权利要求2所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，任一所述散热组件还包括第一密封元件和第二密封元件，所述第一密封元件设置在所述第一管道(40)与真空管道的连接位置，所述第二密封元件设置在所述第三管道(60)与真空管道的连接位置。

4.根据权利要求2或3所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，所述第一管道(40)为气体管道或液体管道。

5.根据权利要求4所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，所述冷却装置包括水箱、调节器、喷嘴和换热翅片，所述调节器分别与所述水箱和所述喷嘴连接，所述调节器用于调节所述水箱内的液态水以脉冲式地从所述喷嘴内喷出，所述喷嘴与所述换热翅片相对设置，所述喷嘴中喷出的水滴在所述换热翅片上形成水滴薄膜，所述水滴薄膜汽化以用于吸收所述冷却介质所携带的热量。

6.根据权利要求4所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，所述冷却装置包括风冷单元，所述风冷单元用于冷却所述冷却介质。

7.一种管道间隔式散热系统，其特征在于，所述管道间隔式散热系统用于对真空管道磁悬浮运输系统的真空管道内的气流进行散热，所述管道间隔式散热系统包括：

多个风冷换热器，多个所述风冷换热器沿真空管道的长度方向间隔设置在所述真空管道内，任一所述风冷换热器均包括冷却介质，所述冷却介质用于吸收所述真空管道内的气流所携带的热量；

冷却装置，所述冷却装置设置在所述真空管道外，所述冷却装置分别与多个所述风冷换热器连接，所述冷却装置用于对携带热量的所述冷却介质进行冷却；

动力单元，所述动力单元设置在所述真空管道外，所述动力单元分别与多个所述风冷换热器和所述冷却装置连接，所述动力单元用于驱动吸收热量后的冷却介质进入所述冷却装置并将经所述冷却装置冷却后的所述冷却介质重新送回至多个所述风冷换热器；

其中，当所述真空管道内任一区域处的气流温度超过设定温度阈值范围时，所述管道间隔式散热系统动作以实现对所述真空管道内的气流的散热。

8.根据权利要求6所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，所述管道间隔式散热系统还包括多个第一管道、第一总管、第二总管和多个第二管道，多个所述第一管道一一对应地与多个所述风冷换热器的一端连接，所述第一总管的一端与多个所述第一管道连接，所述第一总管的另一端与所述冷却装置的一端连接，多个所述第二管道一一对应地与多个风冷换热器的另一端连接，所述第二总管的一端与多个所述第二管道连接，所述第二总管的另一端与所述冷却装置的另一端连接。

9.根据权利要求8所述的管道间隔式散热系统，其特征在于，所述管道间隔式散热系统还包括多个第一密封元件和多个第二密封元件，多个所述第一密封元件一一对应设置在多个所述第一管道与真空管道的连接位置，多个所述第二密封元件一一对应设置在多个所述第二管道与真空管道的连接位置。

10.一种磁悬浮运输系统，其特征在于，所述磁悬浮运输系统包括管道结构、轨道梁结构、管道间隔式散热系统和多个温度传感器，所述管道间隔式散热系统为权利要求1至9中任一项所述的管道间隔式散热系统，所述轨道梁结构用于为车辆提供运行轨道，所述轨道梁结构设置在所述管道结构的下部，所述管道结构与所述轨道梁结构相连接以形成管道本体，所述管道本体用于提供气密性真空管道环境，所述管道本体的横截面高度大于横截面宽度，所述管道间隔式散热系统的风冷换热器(10)设置在所述轨道梁结构上，多个所述温度传感器沿所述管道结构的长度方向间隔设置在所述管道结构内。

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