CN221036299U - 一种金属管道冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及交通运输技术领域，公开了一种金属管道冷却装置，包括外喷淋装置、换热器和内喷淋装置。外喷淋装置设置于金属管道外，用于向金属管道壁外侧喷淋冷却水。换热器设置于金属管道内，换热翅片安装在换热器本体外侧，翅片表面吸收流经该处的空气热量；同时通过换热器内部冷却介质循环回路吸收翅片上的热量。内喷淋装置位于金属管道内，用于向金属管道内喷淋液氮。通过金属管道内和金属管道外的冷却装置，能让金属管道内和外壁同时降温，使金属管壁散热快和金属管道内的高温气体快速降温。
Description
技术领域
本实用新型涉及交通运输技术领域，特别涉及一种金属管道冷却装置。
背景技术
为了提高列车的速度，需要减少列车与空气的摩擦力，因此低真空的金属管道应运而生。
列车在金属管道内高速运行时，金属管壁磁涡发热量大，且受金属管道约束，列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，金属管道内空气内能不断增加，空气温度不断上升，若不对金属管壁及金属管内的高温气体采取降温措施，有可能对管道内电气设备、结构设施造成安全隐患。因发热量大，仅靠外环境的空气自然对流不满足散热需求，因此必须采取主动制冷措施。
由于金属管道直径大、管线长，且运行过程中随着列车行进，发热位置不断发生改变，若采用泵驱动液体循环方式冷却，需铺设上千公里级的冷却循环管路，冷却循环水量巨大，电能投入大。因此如何快速，均匀让金属管道降温成了金属管道建设的问题。
授权公告号CN114516345 B公开了管道壁面喷淋式冷却循环散热系统，在金属管壁顶部安装喷嘴，并设置一个水站，水站内保障一定水量及配有冷却组件，水泵将冷却水抽送至金属管壁上方的水道，在喷嘴的作用下均匀喷洒于管道外壁，吸收管道壁面的热量达到降温的目的。吸热后的水在重力的作用下沿管道外壁流至左右两侧铺设的水槽中，并在回流泵的作用下将此部分加热后的水回收至水站，在水站进行过滤、冷却后进入下一循环。但管道壁面喷淋式冷却循环散热系统存在如下问题：管道壁面喷淋式冷却循环散热系统是从金属管道外侧喷淋，金属管道内的高温气体，只能通过金属管壁热传导方式散热，散热慢。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供金属管道冷却装置，解决金属管道内的高温气体散热慢的问题。
具体技术方案如下：
一种金属管道冷却装置，包括：
换热器，设置于所述金属管道内；
外喷淋装置，位于所述金属管道外，用于向所述金属管道壁外侧喷淋冷却水；及
内喷淋装置，位于所述金属管道内，用于向所述金属管道内喷淋液氮。
在其中一个实施例中，所述换热器包括换热器主体及换热翅片，多组所述翅片安装于所述散热器主体上，所述散热器主体设有供冷却介质进入的入口和供冷却介质流出的出口。
在其中一个实施例中，所述换热器设有多组，多组所述换热器沿所述金属管道的延伸方向间隔均匀设置。
在其中一个实施例中，所述外喷淋装置包括，
集水槽；所述集水槽设置在金属管道两侧，所述集水槽用于收集吸热后的水；
储水站；所述储水站设置在金属管道一侧，用于存储水；
热水循环管道；所述热水循环管道接通所述集水槽与所述储水站；
喷淋嘴；多个所述喷淋嘴间隔设置在金属管道顶部，用于喷洒水于金属管道壁外侧；
冷水循环管道；所述冷水循环管道接通所述储水站和所述喷淋嘴。
在其中一个实施例中，所述热水循环管道和冷水循环管道分别设有水泵，所述水泵驱动水加速流动。
在其中一个实施例中，所述外喷淋装置换热器设有多个，多个所述外喷淋装置沿所述金属管道的延伸方向间隔均匀设置。
在其中一个实施例中，所述内喷淋装置包括液氮管路及液氮喷淋头，所述液氮管路从外界插入所述金属管道内，所述液氮喷淋头与所述液氮管路连接以将液氮喷淋出。
本实用新型的有益效果：上述金属管道冷却装置，通过外喷淋装置喷淋水于金属管壁外侧，使金属管壁降温。通过内喷淋装置喷淋液氮在金属管道内，且通过设置在金属管道内的换热器，快速降低金属管道内气体温度。通过金属管道内和金属管道外的冷却装置，能让金属管道的高温气体散热快。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为为本实用新型的金属管道冷却装置结构示意图；
图2为为本实用新型的换热器结构示意图；
附图标记：
1-换热器，11-换热器主体，12-翅片，13-入口，14-出口，2-外喷淋装置，
21-集水槽，22-储水站，23-热水循环管道，24-喷淋嘴，
25-冷水循环管道，26-水泵，3-外喷淋装置，31-液氮管路，
32-液氮喷淋头，33-储氮罐，4-金属管道。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
请参阅图1和图2，一实施方式中，金属管道冷却装置包括：换热器1、外喷淋装置2和内喷淋装置3。
一实施方式中，在金属管道4内设置多个换热器1，换热器1包括换热器主体11及多组换热翅片12。翅片12安装于换热器主体11外侧表面上，散热器主体11设有冷却介质进入的入口13和冷却介质流出的出口14。优选地，冷却介质是水，方便共用外喷淋装置2中的供水系统。优选地翅片12的厚度为0.8mm,高度50mm。
在金属管道4内侧沿线间隔一定距离安装一个换热器1，通过翅片12表面吸收流经该处的空气热量，同时通过换热器主体11内部冷却介质循环回路吸收翅片12上的热量，从而实现热量转移，降低金属管道4内部气体温度。
一实施方式中，在金属管道4外设置外喷淋装置2，用于向金属管道4外侧壁喷淋冷却水，包括集水槽21、储水站22、喷淋嘴24、热水循环管道23和冷水循环管道25。
集水槽21设置在金属管道4底部两侧，用于收集吸热后的水。储水站22设置在金属管道4一侧，用于存储水。热水循环管道23接通集水槽21与储水站22。金属管道4顶部设有冷水循环管道25，多个喷淋嘴24间隔设置在冷水循环管道25里，喷淋嘴24用于喷洒水于金属管道4壁外侧。冷水循环管道25接通储水站22和喷淋嘴24。进一步地，为了加速水循环流动，在热水循环管道23和冷水循环管道25分别设有水泵26。
使用时，沿金属管道4延展方向的外侧顶部安装一列或多列喷淋嘴24，并间隔一定距离布置一个储水站22，储水站22内保障一定水量及温度的冷却水。水泵26将冷水通过冷水循环管道25抽送至金属管道4的外侧上方，打开喷淋嘴24，均匀喷洒于金属管道4顶壁，并沿金属管道4侧壁往下流，吸收金属管道4壁的热量达到降温的目的。吸热后的水在重力的作用下沿金属管道4外壁流至集水槽21中，并在水泵26的作用下将此部分加热后的水通过热水循环管道23回收至储水站22，在储水站22进行过滤和冷却后进入下一循环。
一实施方式中，内喷淋装置3包括液氮管路31及液氮喷淋头32。液氮管路31从外界插入金属管道4内，液氮喷淋头32与液氮管路31连接以将液氮喷淋出。
使用时，沿金属管道4延展方向的内壁顶部安装一列或多列液氮喷淋头32，并间隔一定距离布置一个储氮罐33，储氮罐33内保障一定量的液氮。水泵26将液氮通过液氮管路31抽送至金属管道4的内侧上方，打开液氮喷淋头32，均匀喷洒于金属管道4内，利用液氮相变吸热的原理吸收流经该位置附近的空气热量，从而达到降温的目的。吸热后的氮液变成氮气，经抽真空机定期排出金属管道4。
本实用新型的有益效果：
上述金属管壁冷却装置，按一定间隔距离设置在金属管道4。通过外喷淋装置2喷淋水于金属管道4壁外侧，水在重力作用下流经覆盖金属管道4外壁，使金属管壁降温。通过内喷淋装置3喷淋液氮在金属管道4内，且通过设置在金属管道4内的换热器1，快速降低金属管道4内的高温气体。通过金属管道4内和金属管道4外的冷却装置，能让金属管道4内部和金属管壁同时吸热，使金属管道4内的高温气体散热快。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种金属管道冷却装置，其特征在于，包括：
换热器，设置于金属管道内；
外喷淋装置，位于所述金属管道外，用于向所述金属管道壁外侧喷淋冷却水；及
内喷淋装置，位于所述金属管道内，用于向所述金属管道内喷淋液氮。
2.根据权利要求1所述的金属管道冷却装置，其特征在于，所述换热器包括换热器主体及换热翅片，多组所述翅片安装于所述换热器主体上，所述换热器主体设有供冷却介质进入的入口和供冷却介质流出的出口。
3.根据权利要求2所述的金属管道冷却装置，其特征在于，所述换热器设有多组，多组所述换热器沿所述金属管道的延伸方向间隔均匀设置。
4.根据权利要求1所述的金属管道冷却装置，其特征在于，所述外喷淋装置包括，
集水槽；所述集水槽设置在金属管道两侧，所述集水槽用于收集吸热后的水；
储水站；所述储水站设置在金属管道一侧，用于存储水；
热水循环管道；所述热水循环管道接通所述集水槽与所述储水站；
喷淋嘴；多个所述喷淋嘴间隔设置在金属管道顶部，用于喷洒水于金属管道壁外侧；
冷水循环管道；所述冷水循环管道接通所述储水站和所述喷淋嘴。
5.根据权利要求4所述的金属管道冷却装置，其特征在于，所述热水循环管道和冷水循环管道分别设有水泵，所述水泵驱动水加速流动。
6.根据权利要求5所述的金属管道冷却装置，其特征在于，所述外喷淋装置换热器设有多个，多个所述外喷淋装置沿所述金属管道的延伸方向间隔均匀设置。
7.根据权利要求1所述的金属管道冷却装置，其特征在于，所述内喷淋装置包括液氮管路及液氮喷淋头，所述液氮管路从外界插入所述金属管道内，所述液氮喷淋头与所述液氮管路连接以将液氮喷淋出。
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