專利名稱：氫脈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液態(tài)氫能源在地球表面環(huán)境超遠(yuǎn)距離傳輸和廣區(qū)域分配技術(shù)。
背景技術(shù)：
地球環(huán)境危在旦夕，能源危機(jī)迫在眉睫，要想徹底解決這兩大難題，挽救地球人于危難之中，地球人必須徹底改變以往的自毀式能源模式，果斷啟動(dòng)氫能源時(shí)代。正是在此圣神的責(zé)任感面前，本發(fā)明人先后發(fā)明了 “南極風(fēng)車”，申請?zhí)枺?011101977104;“紫外線光堆”，申請?zhí)枺?011102887571 ;“凍堆”，申請?zhí)枺?011104066324 ;本發(fā)明正是這一鏈條的后續(xù)發(fā)明；氫能源產(chǎn)業(yè)鏈也是本發(fā)明所形成的重要思路；在上世紀(jì)中頁，液態(tài)氫、氧在航天業(yè)上得到了應(yīng)用，因此低溫凍液的傳輸也因用而生，不過這種傳輸只對于裝運(yùn)凍液的槽車和火箭之間，傳輸距離一般只有幾百米，并且傳輸是在人的視距內(nèi)操作完成；一般幾個(gè)小時(shí)的注
入，傳輸工作即告結(jié)束；盡管如此，此短距傳輸已開了絕熱管道的先河，但是它與超遠(yuǎn)距離傳輸相比就不屬同一層面的技術(shù)；氫脈則是注入了智慧的能源活通道，并且一經(jīng)形成就必須永久工作；氫脈的廣區(qū)域分配也是前所未有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種氫能源視距外的超遠(yuǎn)距離傳輸和分配的技術(shù)，傳輸路徑不但涉及陸地而且還涉及海洋；分配對象不但涉及交通運(yùn)輸?shù)囊苿?dòng)對象，而且還涉及工、民用的固定對象；氫脈不但是一個(gè)無限延伸和發(fā)達(dá)的能源通道而且是一個(gè)搭載信息網(wǎng)絡(luò)的超級平臺(tái)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的氫脈選擇了液態(tài)氫的傳輸管道和液態(tài)氧的傳輸管的管道的雙管組合模式，氫脈的雙管組合順應(yīng)氫能源的產(chǎn)生和使用的循環(huán)鏈結(jié)構(gòu)，又是氫脈的生命組合；有了這種生命組合，氫脈就可以穿洋越海、氫脈可以無限延伸、氫脈可以無限發(fā)達(dá)；一個(gè)完整的氫脈技術(shù)還包括氫脈上源的液態(tài)氫和液態(tài)氧的超流量壓注體系，穿越海洋的氫脈潛式通道，氫脈陸上投送的坑道式傳輸，氫能卸載和供應(yīng)要件——獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐，氫脈的氣化和氣態(tài)傳輸，利用氫脈平臺(tái)搭載信息通道，氫脈的動(dòng)態(tài)真空抽吸，氫脈的動(dòng)性內(nèi)管設(shè)計(jì)，氫脈的動(dòng)性內(nèi)管支架設(shè)計(jì)，氫脈的動(dòng)電極臂設(shè)計(jì)，氫脈的納米管端堵設(shè)計(jì)，氫脈的信息控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此氫脈的超流量壓注體系是液氫、液氧在氫脈上源獲得強(qiáng)大的動(dòng)力和超高流速的源泉，它是分別將液態(tài)氫和液態(tài)氧以極聞的壓注量分別壓入氫脈的輸氫管道和輸氧管道中；液氫、液氧是已蒸發(fā)的液體，如果單位時(shí)間內(nèi)的壓注量較低，在途中將大量氣化，甚至到達(dá)目的地已全部氣化，失去了氫脈存在的意義；然而，氫、氧原子都是較小的原子，尤其是氫原子，是自然界中最小的原子，它與管壁的引力很小，移動(dòng)性很好，再加上這兩種液體的易氣化性，使得在傳輸途中產(chǎn)生難得的中繼泵效應(yīng)，從而，液態(tài)氫、液態(tài)氧在管道中具有非常好的加速性，超流量壓注不但是十分必要的而且也是可行的。此氫脈的遠(yuǎn)洋跨越的潛式傳輸通道部分是氫脈穿越水環(huán)境的特殊區(qū)段，在這一部分，要想使氫脈按既定路徑穿越，就必須設(shè)計(jì)一套十分完整的軟支架，因此在氫脈的潛式部分就有主控制體、副控制體和協(xié)控制體搭配使用模式，在主控制體、副控制體和協(xié)控制體上都設(shè)有產(chǎn)生浮力作用的浮罐，在主控制體上還有自用能量節(jié)流裝置；在主控制體和副控制提上還有電能轉(zhuǎn)換裝置，有信息采集、信息處理和信息執(zhí)行裝置，有控制氫脈的水平橫向移動(dòng)的火箭推力裝置，有夾層真空的抽吸裝置；通過以上設(shè)計(jì)和信息化的技術(shù)參與，氫脈的潛式通道就是一個(gè)擁有生命和智慧的水下能源傳輸平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上還搭載了信息傳輸通道。此主控制體、副控制體和協(xié)控制體的相互配合使用是氫脈潛式傳輸通道節(jié)省成本的措施，主、副控制體的功能強(qiáng)大，造價(jià)也高，安裝調(diào)試也較協(xié)控制體困難；協(xié)控制體只是安裝在潛式氫脈上的、受主控制體操縱的較簡單的控制浮體，當(dāng)然也有一些信息采集器件，成本明顯較低；主控制體、副控制體和協(xié)控制體的配合使用模式不但不影響氫脈性能而且可大大降低氫脈的輔設(shè)成本。
此潛式通道上設(shè)置的浮罐是在主控制體和協(xié)控制體上設(shè)置的提供浮力的器件，它是安裝在氫脈兩邊的金屬球形罐，罐有上口和下口，左邊浮罐的上口通過管道與氧氣分配器的ad輸出口相接，右邊浮罐的上口則與氧氣分配器的輸出口 ay相接，通過計(jì)算機(jī)控制氧氣分配器A，使浮罐內(nèi)的氣體實(shí)現(xiàn)打進(jìn)和泄出的動(dòng)作；當(dāng)左浮罐上浮時(shí)，分配器將輸入口 a的高壓氣體分配到^輸出口，同時(shí)打開罐底的進(jìn)納水閥，于是高壓氣體進(jìn)入浮罐，將罐內(nèi)水從底口閥壓出，這時(shí)浮罐就得到上升的浮力；當(dāng)左浮罐要下沉?xí)r分配器A將ad與％氣路接通，同時(shí)打開罐底的進(jìn)納水閥，于是罐內(nèi)高壓氣體從分配器的Sci泄出，罐外海水通過罐底閥進(jìn)入罐內(nèi)；當(dāng)升降符合要求時(shí)計(jì)算機(jī)關(guān)閉罐上口的氣路和罐底部的水路，這樣罐的浮力值就保持穩(wěn)定；如果是右罐產(chǎn)生動(dòng)作，計(jì)算機(jī)就通過控制與右罐有關(guān)的通路和右罐下部的進(jìn)納水閥來實(shí)現(xiàn)；計(jì)算機(jī)可以精確地控制所轄范圍內(nèi)的任一浮罐的浮力值；氧氣分配器A上有多組~和ay，是為所轄范圍的所有協(xié)浮體而設(shè)立。此火箭推力器是氫脈潛式通道實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)的主要設(shè)施，它是安裝在主控制體的橫梁兩端，其原理是在火箭推力器中引入氫氣和氧氣，點(diǎn)燃混合氣體后控制體獲得反沖力，達(dá)到推動(dòng)氫脈移動(dòng)的目的；火箭推力器的核心部件是設(shè)置在噴口后面的燃燒器，左邊燃燒器的a3入口和右邊燃燒器的a2入口是分別通過管道和氧氣分配器的a3和a2輸出口相接，左燃燒器的b3入口和右燃燒器的b2入口分別通過管道與氫氣分配器的b3和b2出口相接；如果要將氫脈向右推移，計(jì)算機(jī)就可控制分配器A和B，使左火箭推力器的a3和b3導(dǎo)通，同時(shí)給點(diǎn)火器的7、8端口提供一個(gè)高壓電脈沖，產(chǎn)生一個(gè)電火花，火箭推力器開始工作，此段氫脈就獲得一個(gè)向右的推力；同理，如果是向左移動(dòng)，計(jì)算機(jī)就啟動(dòng)右邊的火箭推力器。此氫脈的陸地傳輸是氫脈在陸地上傳輸和分配的部分，它主要是以地下坑道為傳輸配置，以物理硬支架為跨越平臺(tái)，氫脈的陸上傳輸部分有漫長的主脈道和發(fā)達(dá)的支脈道組成，支脈道可以是多級的，支脈道和上級脈道連接處設(shè)有動(dòng)臂式閥門，每隔一定距離在氫、氧輸送管道上還設(shè)有夾層真空輸送泵，信息中繼設(shè)施，因此，為了給這些設(shè)施提供能量和信息，在這些設(shè)備附近都設(shè)有氫能源節(jié)流汽化，電能轉(zhuǎn)換和信息處理，執(zhí)行設(shè)施，這一點(diǎn)和氫脈的潛式部分的主控制體是一致的。此氫脈的節(jié)流氣化裝置是氫脈潛式通道和氫脈陸上通道不可缺少的裝置，是氫脈自用能源的提取設(shè)施，在每一個(gè)主控制體的液氫、液氧管道上都各有一個(gè)具有一定容量的金屬球型罐，金屬球型罐上下各有一個(gè)通孔，下部的通孔是通過毛細(xì)吸液管無漏穿過氫脈的氫輸送管或氧輸送管內(nèi)外壁進(jìn)入內(nèi)管腔，在毛細(xì)管的球型罐內(nèi)端，毛細(xì)管與凍液吸取氣化裝置連接，當(dāng)罐內(nèi)壓力下降到一定值時(shí)，凍液吸取裝置開始吸取氫脈內(nèi)管中的凍液，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后吸取裝置停止吸取動(dòng)作，并阻斷毛細(xì)吸管與氣化球罐的通道；氣化金屬球罐的輸出口通過管道與各自的氣體分配器輸入口相接，也就是球罐輸出口 a與氧氣分配器A的輸入口 a相接，球罐輸出口 b與氫氣分配器B的輸入口 b相接，這樣節(jié)流氣化罐所擁有的氣體就能通過相應(yīng)的分配器由計(jì)算機(jī)控制分配到該控制點(diǎn)的各用氣部件。此電能轉(zhuǎn)化和信息處理、執(zhí)行設(shè)施是氫脈潛式通道和氫脈陸上通道的自動(dòng)化控制單元，它主要負(fù)責(zé)本控制點(diǎn)上的能量生產(chǎn)和信息處理，并管理本地硬件，使本段氫脈始終處于最佳的工作狀態(tài)，潛式氫脈處于水環(huán)境中，信息處理部件和一些重要的電子儀器都必須工作在絕對防水的容器中，氫氣和氧氣分配器以及燃料電池都具有防水、耐水設(shè)計(jì)；燃料電池得到氫氣和氧氣后產(chǎn)生電能，電能通過電極1、2輸向本段的信息處理,信息執(zhí)行、信息中繼設(shè)施的接口 1、2，這些設(shè)施得到電能后就開始在計(jì)算機(jī)的管理下諧調(diào)運(yùn)作；潛式通道上的儀器艙內(nèi)裝有管理本脈段資源的計(jì)算機(jī)和必要的電子器件，電極接口 1、2為自用電接口，3、4為信息進(jìn)出的傳輸接口，氧氣分配器A上有自用電接口 I、2和信息傳輸接口 3、4， 其余為氣路接口，其中a為氧氣輸入口，&1、a2、a3、a4為氧氣輸出接口，為左浮罐氣體出入口，ay為右浮罐氣體出入口，本主控制體下屬有幾個(gè)協(xié)控制體，A分配器上就有幾組&(1和ay，a0為泄氣口 ；B為氫氣分配器，1、2為自用電接口，3、4為信息接口，b為氫氣輸入口，它與氧氣化罐上的b相接，bp b2、b3、b4為分配氣路輸出，燃料電池上的ad和A上的ad相接，以得到所利用的氧氣，h與B分配器的Id1相接、受控得到所用的氫氣，1、2為本地電源的總輸出，也就是電池的輸出電極；計(jì)算機(jī)又可通過信息接口 3、4與氫脈所搭載的信息總線相聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息管理，由于氫脈的陸上傳輸是在地下坑道內(nèi)進(jìn)行，因此氫脈的路徑狀態(tài)極易通過物理硬支架進(jìn)行控制，在氫脈的陸上傳輸部分的控制點(diǎn)丄就沒有浮罐和火箭推力器，與之相配合的信息管理部件也就不存在，另外，氫脈的陸上部分的控制點(diǎn)也較潛式部分稀疏得多，在幾千米甚至幾十千米才布設(shè)一個(gè)，它的任務(wù)主要是管理支脈根閥、管理當(dāng)?shù)貧涿}的夾層真空，管理氫脈上搭載的信息通道的中繼設(shè)備，并且添加中繼能量。此獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐是氫脈面向用戶的氫能源凍液卸取和暫存的絕熱容器通道設(shè)備；氫脈有了獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐，氫脈上的氫能源就可隨處卸取，并且還能大大增加氫脈的使用彈性，有效解決氫能源的供求矛盾；獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐共有三個(gè)部分組成，其一，獨(dú)口絕熱儲(chǔ)罐是該設(shè)備的主要盛器，用來盛裝從氫脈上卸取的氫或氧低溫凍液，為了減少罐口部分的熱橋傳導(dǎo)，本罐特設(shè)計(jì)為獨(dú)口，其二，氣套式管道是低溫凍液進(jìn)出儲(chǔ)罐的低溫保護(hù)通道，有了它的保護(hù)，低溫凍液在再分配的路徑中出現(xiàn)的熱橋滲透就會(huì)得到有效地扼制，它為三層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層的中心部位是低溫凍液通道，此通道居中通過罐口進(jìn)入罐內(nèi)，并插入罐內(nèi)凍液底層，緊貼凍液通道的的第二層為罐內(nèi)蒸發(fā)氣體的保護(hù)套層，它是罐內(nèi)低溫凍液蒸發(fā)氣體的低溫特性的延伸和利用，獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的凍液在沒有提供給用戶之前，一直受到凍液蒸發(fā)氣體的保護(hù)，另外，獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐內(nèi)的凍液供出和縮進(jìn)都離不開此保護(hù)套層的參與。因此，氣套保護(hù)套層的設(shè)計(jì)很重要，第三層就是氣套管道的真空層，它位于管道的最外層；其三，獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的信息自動(dòng)化設(shè)施是本設(shè)備的靈魂，它是由安裝在獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐不同部位的信息采集儀器，服務(wù)于本獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的計(jì)算機(jī)以及其上的信息化執(zhí)行器件構(gòu)成。獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐廣泛使用在氫脈的移動(dòng)用戶端和固定用戶端；移動(dòng)用戶端指使用氫能源的移動(dòng)對象，主要包括各種陸上交通工具和各種航用交通工具，這里，獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐主要是向移動(dòng)對象提供液態(tài)氫能源，當(dāng)然，部分特殊的固定用戶也可能使用液態(tài)氫能源；固定用戶端主要指氫脈面向居民、工廠、公共設(shè)施等相對固定的用戶提供氫能源，盡管固定用戶使用的氫能源是氣態(tài)，但氣化前的卸能、供能任然由獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐承擔(dān)；因此，獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐是氫脈上重要的卸能和供能部件。此氣態(tài)轉(zhuǎn)化和氣態(tài)傳輸是氫脈針對氫能源固定用戶而設(shè)立的，它包括液態(tài)氫和液態(tài)氧集中氣化，氣化過程中的低溫資源集中利用和調(diào)配，氣化后的氣體向下級氣罐分配直至到達(dá)每一個(gè)用戶手中，在氣態(tài)分配傳輸過程中同樣有信息智能化控制參與其中；對固定用戶來說，氫能源通過獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐從氫脈上卸 取后，下一步就進(jìn)入集中氣化過程，液氫、液氧氫能源的氣化其實(shí)就是和吸熱相連的。在這一過程中液氫、液氧上攜帶的大量低溫資源的再利用是氣化工作的重點(diǎn)；通過對低溫資源的利用，液態(tài)氫能源也得到了必然的氣態(tài)化，氣化的氫能源經(jīng)過管道傳輸給一級氣態(tài)儲(chǔ)罐暫存，并且有一級儲(chǔ)罐向二級儲(chǔ)罐分配，氣態(tài)氫能源在二級儲(chǔ)罐中暫存，并由二級儲(chǔ)罐再向用戶群分配，這樣氫能源就能順利到達(dá)每一個(gè)固定用戶；在氫能源的傳輸分配中，信息自動(dòng)化控制是不可少的，它的實(shí)施主要是通過設(shè)置在固定用戶的用戶信息儀閥，二級儲(chǔ)罐的信息儀閥、一級儲(chǔ)罐的一級儲(chǔ)罐信息儀閥以及在氣化控制室的氣化控制儀閥來實(shí)現(xiàn)，用戶信息儀閥是氫脈最末端的儀器和閥門，它負(fù)責(zé)收集單位用戶的氫能源信息，主要有氫能源流量、流速，管內(nèi)氣壓、溫度，二級儲(chǔ)罐信息儀閥主要負(fù)責(zé)收集二級儲(chǔ)罐的罐壓、流量、溫度；一級儲(chǔ)罐信息儀閥的信息儀主要負(fù)責(zé)收集一級儲(chǔ)罐內(nèi)的氣壓、流量、溫度；信息處理設(shè)備是設(shè)立在本氣態(tài)傳輸體系上源的獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐管理系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)，此計(jì)算機(jī)不但管理本供能單元的液態(tài)部分中的卸取、儲(chǔ)存、供能，還管理氣態(tài)傳輸部分中的氣化、氣態(tài)傳輸和分配；執(zhí)行部件是設(shè)立在每一個(gè)用戶的信息儀閥中的閥門、二級儲(chǔ)罐的信息儀閥的閥門、一級儲(chǔ)罐的信息儀閥上的閥門以及氣化控制處的氣化控制儀閥的閥門和請求儀；運(yùn)行時(shí)，氣化處的信息儀得知一級氣罐氣壓不足時(shí)，由請求儀向本系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)發(fā)出提能請求，計(jì)算機(jī)得到請求后及時(shí)啟動(dòng)獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的罐壓控制雙向泵，將凍液提供給氣化機(jī)構(gòu)。此搭載信息通道的物理平臺(tái)是氫脈的又一大用途；在氫脈之上可以搭載信息通道，信息通道物理體搭載在氫脈上穿洋過海長途跋涉在地球上以形成無處不在的信息網(wǎng)絡(luò)，對于信息業(yè)來說又是一次重大革命；信息通道搭載到氫脈之上就等于給氫脈裝上了完美強(qiáng)大的神經(jīng)系統(tǒng)，在漫長而發(fā)達(dá)的氫能源通道上的任何部位的狀態(tài)數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)信息通道傳到脈端控制管理中樞，管理中樞又可通過信息通道向氫脈的各個(gè)控制點(diǎn)發(fā)出執(zhí)行命令，實(shí)時(shí)管理控制氫脈上的任何部位；對于信息通道來說，信號傳輸能量的中繼補(bǔ)償又顯得十分重要，能量通道是信息通道的血液和能量泵，氫脈到哪里信息網(wǎng)絡(luò)就能延伸布設(shè)到哪里；兩者之間具有相輔相成的共生關(guān)系。此液氫、液氧管道的夾層真空可控抽吸技術(shù)是針對氫脈遠(yuǎn)距離跨越的真空絕熱夾層的不穩(wěn)定性而設(shè)立的技術(shù)，它是在液氫、液氧絕熱管道上每隔一定距離設(shè)立的夾層真空度檢測儀和可控微型強(qiáng)力真空泵構(gòu)成，由于可控微型強(qiáng)力真空泵必須有能量和信息保障，因此，氫脈的夾層真空可控抽吸設(shè)施必須有氫能源節(jié)流、電能轉(zhuǎn)換、信息管理的控制體相配合，當(dāng)信息部件檢測到某段夾層真空的真空度降低，當(dāng)?shù)赜?jì)算機(jī)就會(huì)及時(shí)啟動(dòng)真空泵工作，直至達(dá)到要求值為止。此動(dòng)性內(nèi)管技術(shù)是針對氫脈遠(yuǎn)距離跨越的大尺寸和內(nèi)管通凍液后的極大溫差變化而導(dǎo)致的大尺寸冷縮而設(shè)立的技術(shù)，氫脈如果沒有此技術(shù)的參與，氫脈通凍液后將出現(xiàn)大量的內(nèi)管回縮，造成內(nèi)管和外管的搭接端設(shè)施以及內(nèi)管和外管的絕熱結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重破壞，給整個(gè)氫脈造成不可挽回的損壞，因此，動(dòng)性內(nèi)管技術(shù)將廣泛應(yīng)用在氫脈傳輸之上；不論是主干脈還是分支脈都離不開內(nèi)管的動(dòng)性設(shè)計(jì)，動(dòng)性內(nèi)管是將氫、氧傳輸管道的內(nèi)管進(jìn)行多節(jié)性設(shè)計(jì)，每一節(jié)都是組成氫脈內(nèi)管的一部分；每一節(jié)內(nèi) 管都有動(dòng)端和定端，每一節(jié)的動(dòng)端總和下一節(jié)的定端相聯(lián)接，動(dòng)端頭可以在定端內(nèi)縮動(dòng)；每Iv定端都總是設(shè)定在龜!脈的節(jié)流點(diǎn)上或者是氫脈的分支叉點(diǎn)上，以上所述定端管內(nèi)側(cè)壁和動(dòng)端管外側(cè)壁均為高精度超高光潔度加工品，由于液氫、液氧都屬于低溫凍液，原子個(gè)體較小，尤其是氫原子，其半徑是自然界中原子半徑最小的，因此它的滲漏是其他任何物質(zhì)所不能相比的，再加上氫脈的超距投送更是為滲漏大增機(jī)會(huì)，為了克服長跨距氫脈動(dòng)性內(nèi)管間的滲漏，特在每一個(gè)定端頭和動(dòng)端頭的結(jié)合面間設(shè)計(jì)出多道低溫高分子封堵環(huán)，并且在這些封堵環(huán)布設(shè)的中段還設(shè)計(jì)了多道“電控后制式”高性能強(qiáng)力封堵環(huán)，這種封堵環(huán)主要是利用預(yù)設(shè)在強(qiáng)力封堵環(huán)的本體上的變性材料，通過電流瞬間加熱后，環(huán)內(nèi)多組預(yù)設(shè)物或預(yù)設(shè)物與滲漏物質(zhì)形成新結(jié)構(gòu)物質(zhì)或新性能的物質(zhì)，從而導(dǎo)致封堵間隙產(chǎn)生膠連或強(qiáng)壓，使封堵性能大大提高，這種環(huán)的使用是在電子控制的前提下實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)氫脈剛開始使用后，設(shè)立在固定端上的探測儀測得動(dòng)端管壁縮動(dòng)量為0，且管壁溫度達(dá)到管內(nèi)液體的臨界溫度時(shí)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)第一道強(qiáng)力封堵程序，通過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，計(jì)算機(jī)可通過設(shè)立在活動(dòng)節(jié)末端的多道滲漏槽內(nèi)的壓力變化探測儀獲得滲漏槽內(nèi)是否有滲漏現(xiàn)象，如果壓力增大，說明出現(xiàn)滲漏，計(jì)算機(jī)可隨機(jī)啟動(dòng)第二道強(qiáng)力封堵環(huán)，直到滲漏為最小。此帶腳輪的內(nèi)管支架是用來支撐氫脈內(nèi)管始終處于外管的居中位置，并且在內(nèi)管縮動(dòng)時(shí)腳輪能在外管壁上自由滾動(dòng)，同時(shí)這種支架還具有多道隔熱措施，有效解決支架的熱橋效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)是一截與內(nèi)管直徑相配合的圓管，管內(nèi)層為隔熱襯層，外層是金屬外管，在金屬外管的圓周上長有三個(gè)支腿，三只腿互為120度，支腿上有輪叉，腳輪通過軸與輪叉聯(lián)結(jié)，輪叉與腳輪軸的接觸面有隔熱套隔離，腳輪軸與腳輪結(jié)合處也有隔熱措施，腳輪與外管壁接觸的輪胎也是隔熱性能良好的高強(qiáng)度復(fù)合材料。此動(dòng)性電極臂技術(shù)是廣泛使用在氫脈絕熱管道的內(nèi)管設(shè)施之上的防熱導(dǎo)措施，是信息和能量穿過真空絕熱層到達(dá)內(nèi)管使內(nèi)管與外界建立聯(lián)系、動(dòng)作的活動(dòng)橋梁，因?yàn)閮?nèi)管設(shè)施的信息提取和控制以及能量的使用都是間歇式的，動(dòng)性電極臂就是在使用時(shí)電極臂搭接，不用時(shí)電極臂收起，收起時(shí)就有效地阻斷了外界熱量向內(nèi)管滲透的橋梁；它主要包括信息電極臂機(jī)構(gòu)和電能電極臂機(jī)構(gòu)；使用在內(nèi)管的儀器和閥門以及其他內(nèi)管設(shè)備之上。此碳納米管的雙向多層復(fù)合端堵是氫脈夾層真空的端位置的阻熱封堵材料；它是用在氫脈絕熱管道和獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐，以及其它有真空絕熱夾層的設(shè)施之上；碳納米管是徑向尺寸在納米級的碳材料微管，雙向是指碳納米管的縱向排列和圍繞圓心的徑向纏繞，多層是指以上結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行多層上下級組合，復(fù)合是指碳納米管與低溫性能優(yōu)良的粘接劑組合而成完整的封堵體；在實(shí)際應(yīng)用中，與真空絕熱層相接觸的是縱向型碳管復(fù)合體，在這一段封堵復(fù)合體中，碳納米管是以U形單元組合排列的，每一個(gè)U形管的走向平行于被封堵體軸線，U形開口對著真空夾層，具有一定數(shù)量的U形碳管和粘接劑復(fù)合成完整的一段封堵體填充在內(nèi)外壁之間；為了增加封堵效果，在U型封堵體的U底端再設(shè)一層徑向纏繞型封堵體，徑向纏繞型封堵體是納米碳管圍繞內(nèi)管壁纏繞而成的堵體，此封堵體偏重于防范管外氣體向管內(nèi)滲透；在夾層真空端部的封堵一般是U型封堵體和徑向纏繞型相搭配使用。此氫脈的信息化管理系統(tǒng)是氫脈的靈魂，氫脈的正常運(yùn)行和存在離不開它的參與，氫脈是一個(gè)大跨度輸送管道設(shè)施，從區(qū)段和職能上可將氫脈的管理分為上源管理、潛式通道管理、陸上投送和分配管理、移動(dòng)用戶卸能供能管理、固定用戶卸能和供能管理；在這些管理體系中，上源管理較單一，他的信息采集對象是液氫、液氧源的產(chǎn)率、實(shí)時(shí)儲(chǔ)量、末端需求量，信息處理設(shè)備為本地計(jì)算機(jī)，執(zhí)行設(shè)備是液氫、液氧超流量壓注機(jī)，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)所采集的信息和總機(jī)指令，實(shí)時(shí)調(diào)整壓注機(jī)注入率，使氫能源的產(chǎn)量、儲(chǔ)量、消耗量、氣化量都能達(dá)到最佳配合狀態(tài)；潛式通道是氫脈穿洋過海的區(qū)段，為了使氫脈在水環(huán)境始終保持局部和整體平直，并且潛入一定的水深，特在潛式通道上每隔一定距離設(shè)立一個(gè)控制體，計(jì)算機(jī)是該控制體的信息處理核心，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)所采集的深度數(shù)據(jù)、縱向水平數(shù)據(jù)、橫·向水平數(shù)據(jù)、縱向水平面上的彎曲度數(shù)據(jù)、水下環(huán)境數(shù)據(jù)、激光較直數(shù)據(jù)、水下洋流數(shù)據(jù)、水溫?cái)?shù)據(jù)、水下偵聽儀數(shù)據(jù)、本地自用電指標(biāo)數(shù)據(jù)、管道夾層真空數(shù)據(jù)以及總機(jī)指令，對本地控制體上的氫氣和氧氣分配器、深水燃料電池用氫氣和氧氣的調(diào)控閥、火箭的點(diǎn)火開關(guān)、訊響器開關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)定量控制；計(jì)算機(jī)通過訪問深度儀、縱向水平儀的數(shù)據(jù)、橫向水平儀數(shù)據(jù)、可以準(zhǔn)確感知下潛深度，以及在下潛過程中所在氫脈管段是否存在上下彎曲或扭曲現(xiàn)象，如果有，計(jì)算機(jī)可以通過控制氣體分配器，使相關(guān)浮罐的浮力發(fā)生變化，從而可消除彎曲和扭曲；計(jì)算機(jī)通過訪問縱向水平面上的彎曲度數(shù)據(jù)、水下洋流數(shù)據(jù)、可以準(zhǔn)確感知?dú)涿}管道在水平面上的情況，并且可精確的操縱控制體上的兩個(gè)火箭噴口的動(dòng)作，是氫脈水下管道在水平方向上保持平直；激光較直儀是本計(jì)算機(jī)最精確的眼睛，通過對它的數(shù)據(jù)的獲取，計(jì)算機(jī)可以十分精確地感知所轄氫脈管道的平直狀態(tài)，它的數(shù)據(jù)可以作為氫脈狀態(tài)最權(quán)威的數(shù)據(jù)；水下環(huán)境數(shù)據(jù)是監(jiān)視氫脈正下方的海底地形狀態(tài)數(shù)據(jù)，它是由本控制體上的聲納儀獲取，計(jì)算機(jī)通過此數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確的感知?dú)涿}管路下方的情況，并且可根據(jù)此數(shù)據(jù)確定整個(gè)氫脈的潛式通道在大洋中的準(zhǔn)確位置，給氫脈的軟定位提供依據(jù)；水下偵聽儀是計(jì)算機(jī)的耳朵，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)此儀器傳來的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確得知水下大型生物或潛航器是否向氫脈靠近，當(dāng)它們靠近氫脈的一定距離時(shí)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)水下訊響器，從而驅(qū)離或警示告知，地面總機(jī)又可以通過這一數(shù)據(jù)，精確地感知哪個(gè)具體位置出現(xiàn)了危險(xiǎn)，以便在最短時(shí)間內(nèi)采取應(yīng)急措施；本地自用電指示儀是檢測本控制體上的燃料電池的供電情況，計(jì)算機(jī)可通過它提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確掌握燃料電池的供電情況，并且又可向燃料電池用氫氣和氧氣的調(diào)控閥發(fā)出控制命令，是燃料電池的產(chǎn)電與本地用電相配合；氫脈的氫、氧管道夾層真空度儀是氫脈絕熱層的監(jiān)視儀，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)它提供的數(shù)據(jù)，及時(shí)的向本地真空泵發(fā)出啟動(dòng)或關(guān)停指令，是絕熱管道始終處在最佳的絕熱狀態(tài)；在氫脈的潛式部分，信息纜線的信號中繼管理也由所屬控制點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)調(diào)控；氫脈穿過漫長的水環(huán)境到達(dá)陸上環(huán)境后，便進(jìn)入陸上傳輸狀態(tài)，陸上傳輸不像潛式通道將信息管理重心放在氫脈的軟支架上，而陸上傳輸?shù)男畔⒐芾碇匦膭t主要放在氫脈管道內(nèi)的氫能源的分配之上；氫脈的陸地傳輸部分的硬設(shè)施具有多級、多分支的特點(diǎn)，在每一個(gè)級點(diǎn)和分支點(diǎn)上都是氫脈陸上部分的控制體所在地，氫脈的陸上控制體與潛式通道的控制體基本原理是一樣的，但控制管理的對象不同；因此陸上控制體同樣具有氫能源的節(jié)流、電能轉(zhuǎn)換、管道真空夾層的管理、信息信號的能量中繼，動(dòng)性內(nèi)管的管理，同時(shí)在控制體上又多了一個(gè)分配儀閥的管理，本地控制體的計(jì)算機(jī)通過設(shè)立在分配儀閥上的開、關(guān)狀態(tài)感知儀，準(zhǔn)確得到現(xiàn)時(shí)的儀閥是開還是處于關(guān)閉的狀態(tài)，管理總機(jī)也可通過IP地址訪問本控制點(diǎn)的計(jì)算機(jī)，從而得到該分配儀閥的工作狀態(tài)，在氫脈的陸上部分的分配網(wǎng)絡(luò)上存在數(shù)量眾多的分支，這樣每一個(gè)氫脈分支的根閥的工作狀態(tài)都在總機(jī)的掌握之中，根據(jù)實(shí)際需要，管理總機(jī)可以通過IP地址向本地計(jì)算機(jī)發(fā)出開啟和關(guān)閉的命令，使整個(gè)氫脈的分配始終掌控在氫脈總機(jī)的管理調(diào)配之中；在氫脈的陸上投送和分配的末端，存在兩種面向使用對象的供應(yīng)網(wǎng)點(diǎn)，這些供應(yīng)網(wǎng)點(diǎn)最終將氫脈上的氫能源分配到用戶的手中使用；其中一種是氫脈面向移動(dòng)用戶的卸能供應(yīng)點(diǎn)，此卸能供應(yīng)點(diǎn)上的主要設(shè)施是獨(dú)口氣套式的儲(chǔ)罐和面向移動(dòng)用戶的氫能源加注設(shè)備，在這兩個(gè)設(shè)施之上有許多與管理有關(guān)的硬件，其中信息采集部件有，罐口處的罐內(nèi)液量實(shí)時(shí)監(jiān)測儀，安裝在入罐支脈上的卸量儀，獨(dú)口氣套式管道上的凍液供量儀，信息執(zhí)行部件安裝在蒸發(fā)氣體輸出管道上的罐壓控制儀泵；對于本獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐來說還有一個(gè)重要的信息來源，那就是受能方的 受能請求信息，如果提供氫能源的對象是移動(dòng)用戶，比如，交通線上的氫能加注站，水下的航用加注站，受能請求信息就是來自于加注機(jī)的手工敲擊輸入數(shù)據(jù)；如果提供氫能源的對象是固定用戶，比如民用和工業(yè)使用，受能請求信息就來自于獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的下級供氣系統(tǒng)的壓力，若供氣壓力不足，系統(tǒng)就向本獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的計(jì)算機(jī)發(fā)出一個(gè)受能請求，計(jì)算機(jī)就可根據(jù)軟件設(shè)定，及時(shí)啟動(dòng)罐壓控制雙向泵，使罐壓增高，凍液從供出口提供給用戶，提取多少由受能端決定；供應(yīng)多少則有供量儀感知，有計(jì)算機(jī)決定；當(dāng)計(jì)算機(jī)通過罐口處的液量實(shí)時(shí)檢測儀得知液量不足時(shí)，向氫脈總機(jī)發(fā)出卸能請求，總機(jī)通過對整個(gè)氫脈的權(quán)衡和本地信息分析后，決定是否給予卸能，如果一切條件符合，總機(jī)打開此罐支脈根部的卸能根閥開始卸能，總機(jī)可以通過安裝在本地的卸量儀得知此罐已卸取了多少氫能源凍液，再根據(jù)灌口處的液量儀得知凍液量是否加夠，當(dāng)凍液量達(dá)到預(yù)定容量時(shí)，總機(jī)關(guān)閉此罐支脈的根閥，一次卸能過程結(jié)束；本罐計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)管理本罐凍液的供應(yīng)、接納和安全，實(shí)時(shí)和總機(jī)產(chǎn)生信息交相，如果本獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐服務(wù)于固定用戶，它的計(jì)算機(jī)就同時(shí)管理下級氣路通向的一切受能用戶。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的氫脈作進(jìn)一步的說明。圖I為氫脈總示意圖。圖2為氫脈的潛式部分的局部立體圖。圖3為氫脈的潛式部分的局部平剖圖。圖4為氫脈的潛式部分的主控制器位置的橫剖圖。圖5為氫脈陸上傳輸部分的局部立體圖。圖6為氫脈陸上部分的局部平剖圖。圖7為氫脈陸上部分的控制體位置的橫剖圖。圖8為氫脈上的獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的縱向豎剖結(jié)構(gòu)圖。
圖9為獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐在氫脈面向移動(dòng)用戶端的應(yīng)用的立體圖。圖10為獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐在氫脈面向移動(dòng)用戶端的應(yīng)用的平剖圖。圖11為獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐在氫脈面向固定用戶端應(yīng)用的立體圖。圖12為獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐在氫脈面向固定用戶端應(yīng)用的平剖圖。圖13為氫脈脈道的動(dòng)性內(nèi)管縱向豎剖視圖。圖14為氫脈脈道的動(dòng)性內(nèi)管的縱向水平剖視圖。圖15為內(nèi)管動(dòng)性支架立體圖。圖16為內(nèi)管、外管、動(dòng)性支架三者相配合的透視圖。 圖17為雙向納米端堵在絕熱管道夾層端口和在獨(dú)口氣套式絕熱儲(chǔ)罐口上的應(yīng)用縱向豎剖放大視圖。
具體實(shí)施例方式圖I為氫脈的總示意圖，著重展示氫能源的來源、轉(zhuǎn)化、氫脈的傳輸、氫脈的布設(shè)以及氫能源的分配，展示了以上設(shè)施在本發(fā)明中的具體位置和意義；圖中I為南極風(fēng)車，它是接收風(fēng)能的重要裝置，是氫能之本，它所產(chǎn)生的電能293是驅(qū)動(dòng)紫外線光堆2的能量源泉，紫外線光堆2以水為原料，電能為能量，將水分子分解為氫氣和氧氣，氫氣291再通過入口 5進(jìn)入氫氣液化凍堆3中，氧氣292則通過入口 6進(jìn)入到氧氣液化凍堆中，經(jīng)過液化的氫氣和氧氣變成液氫277和液氧290再被液氫儲(chǔ)罐7和也氧儲(chǔ)罐8儲(chǔ)存。儲(chǔ)存的凍液再分別由超流量壓注設(shè)施9和10壓入氫脈，11為氫脈的液氫輸送管道的入海過渡部分，12為氫脈的液氧輸送管道的入海過渡部分，13為氫脈的遠(yuǎn)洋跨越部分的輸氧管道，14為潛式氫脈的輸氫管道，在潛式氫脈上設(shè)有許多控制體，其中具有氫能源節(jié)取功能且管理自身和鄰近協(xié)控制體運(yùn)作的主控制體22，有依靠使用主控制體節(jié)流的氫能源且具有控制自身和鄰近協(xié)控制體16的副控制體15 ；17為控制體上的浮罐，20為氫脈的海洋向陸地的過渡部分，24為陸上傳輸總脈，21為氫脈的陸上傳輸?shù)闹},25為氫脈的陸上部分的控制體,27為氫脈面向固定用戶端的透視一角，28為供給移動(dòng)用戶的支脈，29為氫脈面向移動(dòng)用戶端的透視一角，34為交通道，33為交通工具，30為輸氫管道，31為面向移動(dòng)用戶的輸氧管道，32為移動(dòng)移動(dòng)用戶用氫脈的控制點(diǎn)。圖2為氫脈的潛式通道的立體圖，示出了氫脈在水環(huán)境中的存在機(jī)制；主控制體216是潛式氫脈上功能最多的控制體，它不但有副控制體271的功能，而且可以從氫脈內(nèi)管中節(jié)流出液氫和液氧，以供自身和鄰近副控制體以及協(xié)控制體使用；在主控制體216上，有橫梁261做為控制體上各部件的骨架，在橫梁261的下方，左右各安裝了一個(gè)球型浮罐17，橫梁的端部各有一個(gè)火箭噴口 42，在主控制體216上還有液氫節(jié)流氣化罐262和液氧節(jié)流氣化罐263,他們的輸出口分別與氫氣輸管272和氧氣輸管273相連接,節(jié)流氣化后氫氣和氧氣又可分別通過支管39和40輸向分配器51，再由分配器51提供給燃料電池43和其他設(shè)備，燃料電池43得到氫氣和氧氣后所產(chǎn)生的電能就可以驅(qū)動(dòng)儀器艙41內(nèi)的電子、電氣設(shè)備工作，又可輸送給所轄協(xié)控制體；在副控制體271上同樣也有橫梁269，其兩端各有一個(gè)火箭噴口 276，橫梁下方也有浮罐44，副控制體272上的282和283是氫氣和氧氣的儲(chǔ)存球罐，它們的輸入口分別和氫氣輸送管272和氧氣輸管273相接,氫氣輸送支管274和氧氣輸送支管275是向本地副控制體傳輸氫能源的通道，分配器268得到氫能源后，將氫能源分配給燃料電池267和其它相關(guān)設(shè)施，儀器艙265內(nèi)有電子、電器設(shè)備，協(xié)控制體264是有橫梁269和浮罐296共同組成，同樣，在橫梁的端部也存在一個(gè)火箭噴口 297，在個(gè)別近主控制體和副控制體的協(xié)控制體上還有氫管真空泵231和氧管真空泵232，氫脈的液氫輸送管道26和液氧輸送管道35安裝在各個(gè)控制體的橫梁之上。圖3為氫脈的潛式通道部分的水平剖視圖，示出了液態(tài)氫傳輸管道和液態(tài)氧傳輸管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及管道與各種控制體的搭配方式；圖中主控制體270上有橫梁261，浮罐17，液態(tài)氫氣化罐262，液態(tài)氧 氣化罐263，其內(nèi)有凍液節(jié)流器52，在橫梁261上裝有燃料電池43，有氣體分配器51，有裝在儀器艙41內(nèi)的電子、電氣設(shè)備234，在副控制體271上同樣有浮罐44，橫梁36、氫氣儲(chǔ)罐18、氧氣儲(chǔ)罐19，在橫梁36上又有燃料電池267，有氣體分配器268，有裝在儀器艙265內(nèi)的電子電器設(shè)備266 ;在協(xié)控制體264上有浮罐296，橫梁269 ;在有些近主、副控制體的協(xié)控制體上還有氫管真空泵231和氧管真空泵232 ;液態(tài)氫輸送管道是由內(nèi)管45和外管46組成，其內(nèi)部流動(dòng)的是液氫凍液47 ;液態(tài)氧輸送管是由內(nèi)管49和外管48組成，其內(nèi)管49中流動(dòng)的是液氧凍液50 ;在氫脈上，信息纜線37和局用電纜38也搭載在氫脈管道所形成的平臺(tái)上。圖4為氫脈的潛式通道部分主控制體位的橫剖視圖，此圖進(jìn)一步展示了氫脈潛式通道的具有代表性的主控制體各部件的橫向關(guān)系；圖中17為浮罐，浮罐17下方有進(jìn)出水口59，進(jìn)出水口上有控制儀閥60，兩浮罐之間有撐桿58加以固定，橫梁261與浮罐59通過安裝墊57以及其他緊固件相連，在左右浮罐17的上方各有一個(gè)進(jìn)出氣口，左浮罐的進(jìn)出氣口ad，右浮罐的進(jìn)出氣口為ay，在橫梁261兩端有火箭噴口 42，其內(nèi)有點(diǎn)火燃燒器55，燃燒器上的a2、a3為氧氣輸入口，b2、b3為氫氣輸入口，5、6和7、8分別為兩個(gè)點(diǎn)火器的高壓點(diǎn)火輸入端；在橫梁261的上邊,右側(cè)是液態(tài)氫輸送管道,其中46為外管，45為內(nèi)管，中間為液氫凍液47，凍液節(jié)流吸管238的一端穿過內(nèi)外管壁進(jìn)入到內(nèi)管腔，另一端與凍液節(jié)流器52相連，凍液節(jié)流后在氫儲(chǔ)罐262內(nèi)氣化,氣化后的氫氣又可以從輸出口 53輸出，并由氫氣輸氣管272輸向所轄副控制體和協(xié)控制體使用；本地控制體所使用氫氣是由輸出口 b取得；37為信息傳輸線纜，38為局用電線纜；在中間，燃料電池43上有輸出電極1、2，為電池43的氧氣輸入口，h為電池43的氫氣輸入口；51為氫氣和氧氣分配器,其中A為氧氣分配器，B為氫氣分配器，氧氣分配器A上的輸入口 a與氧氣化罐263上的輸出口 a相接，a0> a2、a3、a4、a5、a6、ad、ay為分配器的輸出，其中S1和燃料電池43的S1相接，a2、a3分別和左右火箭推力器的a2、a3相接,ad、ay分別和左右浮罐的輸入口 ad、ay相接；其余輸出口則與相關(guān)的其它受氧氣部件相聯(lián)接，在分配器A上的1、2為電能輸入接口，3、4為信息接口 ；B分配器為氫氣分配器，b為氫氣輸入口，它與氫氣化罐262上的輸出口 b相接，b1>b2>b3>b4為氫氣分配器B的輸出口，其中Id1與燃料電池43的Id1相接，b2、b3分別與左右火箭噴口的b2、b3相接，其余的輸出口則與其它相關(guān)的用氫氣設(shè)施相接；在分配器B上，1、2為自用電接口，3、4為信息接口 ；41為儀器艙，其內(nèi)的234為電子、電氣設(shè)備，其上的1、2接口為自用電能接口，
3、4為信息接口，在橫梁261的左上方是液氧輸送管道，48為外管，49為內(nèi)管，50為液氧凍液，節(jié)流吸管237 —端穿過內(nèi)外管壁進(jìn)入凍液腔，另一端與節(jié)流汽化器52相接，節(jié)流出的凍液在節(jié)流氣化罐263內(nèi)氣化，氣化后的氣體又可從出口 54進(jìn)入到氧氣輸送管273輸往所轄控制體使用；在氧氣出口上又有a輸出口，它與氧氣分配器A的輸入口 a相接。圖5為氫脈的陸上跨越傳輸方式的立體圖，示出了氫脈管道在地下坑道內(nèi)的設(shè)置狀態(tài)，以及主氫脈上的支脈布設(shè)，在坑道內(nèi)每隔一定距離設(shè)置一個(gè)支架194，氫脈的輸氫管道195、輸氧管道196，以及支脈的輸氫管道207、輸氧管道208都鋪設(shè)在支架所形成的跨越平臺(tái)上，其中223為氫脈的鋪設(shè)坑道,233為坑道蓋、203為氫管分支處,204為氧管分支處，200和201分別為與氫脈伴行的信息纜線和電纜，在分支點(diǎn)或中繼點(diǎn)上都有一個(gè)具備節(jié)流功能的控制體，197為控制體的儀器艙，204為控制體的氣體分配器，239為控制體燃料電池，氫節(jié)流氣化罐209內(nèi)的氫氣通過支氣管198提供給氣體分配器240中的氫氣分配器，氧節(jié)流氣化罐210中的氧氣通過199供給氣體分配器240中的氧氣分配器。202為管托，205為氫管道上的夾層真空泵，212為此泵上的氣體通道，在氫脈分支處和真空泵上都有相關(guān)電極，其中I、2均為輸電用電極，3、4均為信息電極。圖6為氫脈的陸上傳輸部分的平剖視圖，示出了氫脈在水平位置的布狀況，同時(shí)還示出了氫脈陸上部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其示出了氫脈分支處的精細(xì)結(jié)構(gòu)和原理；圖中233為坑道蓋，223為氫脈的架設(shè)坑道,氫脈的輸氫管道是由外管195和內(nèi)管218構(gòu)成,兩管間形成真空夾層224，在內(nèi)管218內(nèi)有液態(tài)氫215在穿越，氫脈的輸氧管道是由內(nèi)管219外管196構(gòu)成，兩管間形成真空夾層225，內(nèi)管219內(nèi)是高速奔騰的液氧流214，在氫脈的分支附近有 控制體，控制體的作用是管理分支處氫能源的分配，以及信息能量的中繼，其中209為液氧節(jié)流氣化罐，210為也氧節(jié)流氣化罐，197為儀器艙，艙內(nèi)有電子、電氣設(shè)備213，289為儀器艙的固定耳，240為氣體分配器，239為燃料電池，在液氫管道的分支處203內(nèi)設(shè)有凍液儀閥226，活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)230是氫凍液儀閥226與外界發(fā)生能量輸入和信息交換的活動(dòng)橋梁；在液氧輸送管道的分支處204內(nèi)，有凍液控制儀閥227，230為電極臂操臂機(jī)構(gòu)，228為電能電極臂，229為信息電極臂，在氫脈分支處，1、2為電能輸入電極，3、4為信息交換用電極，與氫脈伴行的200為信息纜線，201為自用電能線纜，在控制體附近還有輸氫管道的夾層真空泵205，輸氧管道的夾層真空泵206。圖7為氫脈的陸上傳輸部分的控制體位橫剖視圖，不出了氫脈陸上傳輸部分的控制體各件在橫向位置上的布局，圖中233為坑道蓋，223為坑道，222為橫梁支，控制體上的橫梁194橫跨在兩端的橫梁支222上；在橫梁的上部，左邊的輸氫管道通過托管202安裝在橫梁上，其中，195為輸氫管道的外管，218為內(nèi)管，215為液氫凍液，氫節(jié)流氣化罐209內(nèi)有液氫節(jié)流氣化器220，氣化器220的吸管穿過內(nèi)、外管壁進(jìn)入到內(nèi)管腔；215為液氫凍液，a為氫氣輸出口，中間是電器控制器件，197為儀器艙，其內(nèi)安裝有電子、電氣設(shè)施213，在213上有自用電電極1、2和信息電極3、4 ；240為氣體分配器,其中A為氫氣分配器,B為氧氣分配器，在氫氣分配器A上有氫氣輸入口 a,氫氣輸出口為ai、a2、a3,還有自用電接口 1、2和信息接口 3、4 ;在燃料電池239上有2個(gè)輸入口，B1為氫氣輸入口，b:為氧氣輸入口，B1和氫氣分配器的相接。Id1和氧氣分配上的輸出口 Id1相接；在右邊，液氧凍液輸送管道通過管托294安裝在橫梁194上，196為外管，219為內(nèi)管，214為液氧凍液，輸氧管道的上方是液氧凍液氣化罐210，214為罐內(nèi)氣化的氧氣，221為液氧節(jié)流氣化器，在氣化罐210上有一輸出口b,它和氧氣分配器B的輸入口 b相接，圖中的200是與氫脈伴行的信息線纜,201為局用電纜。圖8為獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐的縱向豎剖視圖，此圖較全面的展示了該設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理；圖中65為外罐，64為內(nèi)罐，兩罐間的夾層295為真空絕熱層，底座78位于儲(chǔ)罐的下方，在儲(chǔ)罐的底部有信息監(jiān)控的夾層真空泵245，在內(nèi)罐64底部的真空夾層中有內(nèi)膽支架68，66為儲(chǔ)罐所裝凍液；在儲(chǔ)罐頸部的62為儲(chǔ)罐口端堵，61為與儲(chǔ)罐口連接的管道的真空層端堵，69為固定螺栓，242為儲(chǔ)罐口部信息檢測儀，244為動(dòng)電極臂243的操臂機(jī)構(gòu)，131為氣套凍液輸送外管128的儀器擴(kuò)徑部分，73為氣套管，71為真空絕熱夾層，67為芯管，72為與罐內(nèi)蒸發(fā)氣體63相通的蒸發(fā)氣體，76為外管128的B向部分，75為氣套管73的B向部分，74為芯管67的B向部分，77為輸向儲(chǔ)罐的支氫脈外管，它與氣套外管131和B向外管76為一體結(jié)構(gòu),構(gòu)成真空層三通管；113為輸向儲(chǔ)罐的支氫脈內(nèi)管,其與芯管67以及B向芯管74共為一體結(jié)構(gòu)，成為凍液三通管；114為支脈真空夾層，它與氣套管夾層71以及B向管夾層共為一體相通空間；257為外管儀器部位的擴(kuò)徑部分，246為凍液管理儀閥，A向?yàn)閮鲆旱牧鲃?dòng)方向，B向的叉帶表箭尾投影，表示垂直伸向視面內(nèi)部。圖9為氫脈面向移動(dòng)用戶的卸能端立體圖，示出了獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐在氫脈面向移動(dòng)用戶端應(yīng)用的外形，圖中132為地下儲(chǔ)罐室，130為獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐，131為罐口儀，133為A向氣套外管，135為B向氣套外管，137為C向氣套外管，134為鋪設(shè)氫脈的坑道，136為儲(chǔ)罐的輸入支脈，在支脈上有卸能儀閥257 ；256為儲(chǔ)罐輸出凍液的供量儀外部，227
為罐壓雙向控制儀泵，138為凍液蒸發(fā)氣體輸管，258為蒸發(fā)氣體絕熱儲(chǔ)罐，260為蒸發(fā)氣體泄出管，此管通常和固定用戶的供氣管路相連，139為凍液加注儀，140為凍液加注槍，圖中電極1、2為電能輸入電極，3、4為信息用電極，箭頭方向?yàn)閮鲆毫鲃?dòng)方向。圖10為氫脈面向移動(dòng)用戶的卸能端平剖視圖，示出了獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐在氫脈面向移動(dòng)用戶的卸能和供能上應(yīng)用的原理和結(jié)構(gòu)；圖中132為儲(chǔ)罐室，130為凍液絕熱儲(chǔ)罐，131為儲(chǔ)罐口信息儀外部，罐口豎向外管143、A向外管145、支脈外管136、B向外管135、蒸發(fā)氣體控制雙向泵外管227、蒸發(fā)氣體輸送外管138、絕熱儲(chǔ)氣罐口豎向外管259、蒸發(fā)氣體泄出外管260、C向外管137、卸能儀外部管256、輸向加注儀的外管298共為一體通連結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成不同徑路的輸送管道的絕熱夾層真空層的外壁；凍液儲(chǔ)罐口的豎向真空夾層302、A向夾層148、輸送支管夾層236、B向真空夾層287、蒸發(fā)氣體輸管真空夾層300、蒸發(fā)氣體儲(chǔ)罐口豎向真空夾層301、C向真空夾層152、輸向凍液加注機(jī)的D方向上管道的真空夾層303共為相通的一體結(jié)構(gòu)，形成不同徑路上的絕熱保護(hù)屏障；凍液儲(chǔ)罐口處的豎向蒸發(fā)氣體套管143、A向蒸發(fā)氣體套管145、B向蒸發(fā)氣體套管285、C向蒸發(fā)氣體套管150、蒸發(fā)氣體輸送內(nèi)管304、蒸發(fā)氣體泄出內(nèi)管305、絕熱蒸發(fā)氣體儲(chǔ)罐口輸向內(nèi)管299共為一體結(jié)構(gòu)，共同形成不同徑路的蒸發(fā)氣體保護(hù)套管，它又和外管形成不同徑路的真空夾層內(nèi)管壁；凍液蒸發(fā)罐口的出罐蒸發(fā)氣體310、A向蒸發(fā)氣體層146、B向蒸發(fā)氣體層309、蒸發(fā)氣體輸送管內(nèi)的蒸發(fā)氣體306、泄出管內(nèi)的蒸發(fā)氣體307、罐口內(nèi)的入罐氣體308共同構(gòu)成蒸發(fā)氣體低溫保護(hù)層，構(gòu)成不同徑路的蒸發(fā)氣體低溫屏障和備用氣體；凍液儲(chǔ)罐口的豎向芯管141、A向套管內(nèi)芯管144、支脈內(nèi)管67、B向套管內(nèi)的芯管251、C向套管內(nèi)芯管151、D向內(nèi)管157共為一體相通結(jié)構(gòu)，形成凍液的輸入、輸出的可控通道，147和154為芯管內(nèi)的凍液；獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐內(nèi)的凍液在輸出路徑上始終得到蒸發(fā)氣體套層和真空絕熱的雙重保護(hù)，使芯管內(nèi)的凍液在供出過程中，蒸發(fā)量達(dá)到最底；在面向移動(dòng)用戶的輸入支脈的根部設(shè)置了一個(gè)卸能儀閥246，257為外管136的擴(kuò)徑部分，248為信息電極臂，247為該儀閥自用電電極臂，249為活動(dòng)電極臂的操臂機(jī)構(gòu)；在C向氣套管的末端有一個(gè)供量儀155,此供量儀也是活動(dòng)電極臂設(shè)計(jì)，256為供量儀155的外管部分；在蒸發(fā)氣體輸出的管路上有一個(gè)獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐的罐壓控制雙向儀泵313，此泵可以給儲(chǔ)罐增壓又可以給儲(chǔ)罐減壓，此設(shè)備也具有活動(dòng)電極臂設(shè)計(jì)，227為此儀泵的外管部分，為了增加凍液儲(chǔ)罐的安全可靠性，在蒸發(fā)氣體輸管上還增設(shè)了安全閥70，149為安全閥的絕熱封堵隔離層；258為蒸發(fā)氣體的絕熱儲(chǔ)罐，它具有為雙向儀泵72提供增壓氣源的作用。圖11為氫脈面向固定用戶端的立體視圖，示出了獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐在固定用戶端的應(yīng)用，以及固定用戶端的氣態(tài)傳輸布局；此圖中的獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐的應(yīng)用布局幾乎與氫脈面向移動(dòng)用戶端的一樣，不同之處在于它提供的氫能源要經(jīng)過氣態(tài)轉(zhuǎn)化，然后才能分配給用戶；圖中91為獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐，92為儲(chǔ)罐室，90為儲(chǔ)罐口信息檢測儀，179為A向氣套管外管，輸向凍液儲(chǔ)罐的支脈77上還有卸量儀250，93為B向氣套管外管，97為C向氣套管外管，116為凍液儲(chǔ)罐壓力控制雙向儀泵，123為蒸發(fā)氣體絕熱儲(chǔ)罐，99為蒸發(fā)氣體絕熱儲(chǔ)罐口，100為蒸發(fā)氣體泄出管，253為蒸發(fā)氣體罐壓控制儀閥，凍液經(jīng)過C向管道97提供給氣化設(shè)施127后，在127設(shè)施內(nèi)進(jìn)行氣化和低溫資源綜合利用后，由輸氣管96輸向一級儲(chǔ)氣罐94儲(chǔ)存，95為一級儲(chǔ)氣罐口，125為一級氣罐的管路儀閥，98為一級儲(chǔ)氣罐室，101為一級總氣管，87為坑道，102為二級輸氣管，103為二級儲(chǔ)氣罐，241為二級氣罐的管路儀閥，105為二級罐室，104為二級儲(chǔ)氣罐口，106為氫能源用戶，126為用戶儀閥，圖中電極1、2為自用電電極，3、4為信息電極，箭頭方向?yàn)闅淠茉戳鲃?dòng)方向。圖12為氫脈面向固定用戶端的平剖視圖，示出了獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐與氫能源的氣態(tài)轉(zhuǎn)化、傳輸、分配設(shè)施結(jié)合的結(jié)構(gòu)和原理，圖中91為獨(dú)口氣套式凍液儲(chǔ)罐，92為地下罐室，90為罐口部信息檢測儀，71為A向氣套的真空層，88為罐口芯管內(nèi)凍液，89為罐口蒸發(fā)氣體層，109為罐口真空夾層，179為A向套管外管，235為A向蒸發(fā)氣體套管，72為蒸發(fā) 氣體層，66為A向套管內(nèi)凍液，124為A向芯管，217為A向真空層，77為支脈外管；支脈內(nèi)管113在112處密封進(jìn)入氣套管255和235內(nèi)，與124和315共成三通管，114為支脈真空層，250為卸量儀處外管，312為活動(dòng)電極臂式卸量儀，93為氣套式B向外管，315為B向芯管，110為B向蒸發(fā)氣體層，108為B向真空層，107代表信息和電力線纜，B向氣套管在115處縮徑變成蒸發(fā)氣體輸送內(nèi)管129，在此處B向套管也轉(zhuǎn)為C向套管，117為C向蒸發(fā)氣體套層，118為C向真空層，97為C向外管，116為供量儀外管，311為活動(dòng)電極臂式凍液供量儀，119為絕熱夾層端堵，127為凍液氣化和低溫資源綜合利用設(shè)施，70為安全閥，314為凍液儲(chǔ)罐罐壓雙向控制儀泵，此儀泵同樣具有活動(dòng)電極臂式設(shè)計(jì)，111為儀泵處外管，252為活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)，120為蒸發(fā)氣體輸送外管，99為罐口外管，122為罐口內(nèi)管，100為蒸發(fā)氣體泄出外管，288為雙向壓控閥，253為泄出管端真空夾層端堵；凍液經(jīng)過氣化后進(jìn)入輸氣管96 ； 286為氣化后氣體，94為一級氣體儲(chǔ)罐，98為罐室，125為一級罐路儀閥，95為氣體出入儲(chǔ)罐的罐口，101為一級總輸氣管，103為二級儲(chǔ)罐，104為二級儲(chǔ)罐口，105為二級罐室，241為二級罐路信息儀，102為二級輸氣管，106為固定用戶，126為氫能源固定用戶信息儀閥，87為坑道，圖中箭頭代表氫能源流動(dòng)方向，在圖中還有一些電極，其中1、2為自用電電極，3、4為信息用電極。圖13為氫脈活動(dòng)內(nèi)管縱向垂直剖視圖，展示了氫脈活動(dòng)內(nèi)管在剖面上的具體結(jié)構(gòu)和原理，圖中178是一個(gè)活動(dòng)內(nèi)管節(jié)的動(dòng)端，177為本節(jié)的固定端，169為下一節(jié)固定端，321為上一節(jié)的活動(dòng)端，168為外管，外管是整體結(jié)構(gòu)，179為凍液節(jié)流氣化罐，189為氣體輸出口，180為罐內(nèi)節(jié)流氣化裝置，氫脈中氫能源凍液流淌在內(nèi)管322中，內(nèi)管322通過支架181保持在外管168的居中位置，183為支脈內(nèi)管分支口，188為凍液節(jié)流吸管口，170為凍液前端封堵環(huán)，171為定封堵環(huán)，172為熱度強(qiáng)力封堵環(huán)，173為槽間封堵環(huán)，174為泄漏槽，175為縮動(dòng)量檢測器，176為活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)，184為支脈內(nèi)管分支口，圖中箭頭為氫能源凍液流動(dòng)方向。圖14為氫脈活動(dòng)內(nèi)管的縱向平剖視圖，展示了氫脈的活動(dòng)內(nèi)管和支脈的活動(dòng)內(nèi)管在水平位置上的具體結(jié)構(gòu)以及原理。圖中，上部水平走向的管段為主脈道，下面的分支為支脈道，在主脈道中，168為外管，322為內(nèi)管，178和177分別為一個(gè)內(nèi)管節(jié)的活動(dòng)端和固定端，321為上節(jié)活動(dòng)端，169為下節(jié)固定端，181為支架，182為收縮量，在內(nèi)管首尾相接處有多道密封方式各異的密封環(huán)，170、171為前段密封環(huán)，172為熱變強(qiáng)力密封環(huán)，173為槽間密封環(huán)，174為泄漏槽,317為分支外管,279為分支內(nèi)管。185為分支管上的根儀閥，186為該儀閥上的自用電電極臂機(jī)構(gòu)，187為該儀閥上的信息用活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)，320為支內(nèi)管下級 固定端，319為內(nèi)管活動(dòng)端,318為支管密封環(huán)群,326為自用電活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu),325為信息活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)，184為支內(nèi)口，183為圖中另一個(gè)分支脈管的管口，281為本分支內(nèi)管,282為本分支外管，190為本支管根儀閥，280為本儀閥的自用電活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)，191為本儀閥的信息活動(dòng)電極臂機(jī)構(gòu)，278為本分支上的內(nèi)管節(jié)頭密封環(huán)群，324為本節(jié)頭上的自用電活動(dòng)電極臂，323為本節(jié)頭上的信息活動(dòng)電極臂，193為支內(nèi)管活動(dòng)端，192為支內(nèi)管一節(jié)固定端；圖中電極1、2為自用電電極，3、4為信息電極，箭頭表示凍液流向。圖15為氫脈活動(dòng)支架的立體圖，展示了內(nèi)管支架的立體結(jié)構(gòu)，圖中；159為支架外套，160為隔熱內(nèi)套，161為支架腿，162為活動(dòng)腳輪，158為輪叉，腳輪162通過輪軸163安裝在輪叉158內(nèi)。圖16為活動(dòng)支架與絕熱管道的配合立體圖，示出了支架，內(nèi)管、外管的配合結(jié)構(gòu)，圖中165為外管，164為活動(dòng)支架，167為夾層絕熱真空層。圖17為在氫脈上所應(yīng)用到的絕熱容器和管道的真空絕熱層的端位置的封堵縱剖圖，展示了絕熱容器頸部的封堵原理和結(jié)構(gòu)，也展示了絕熱輸送管道的端位置的封堵原理和結(jié)構(gòu)，圖中65為外罐，64為內(nèi)罐，86為真空夾層，63為蒸發(fā)氣體，66為凍液，67為罐內(nèi)芯管，84為內(nèi)罐頸部，85為外罐頸部，83為縱向U型納米碳管封堵體，82為徑向纏繞型納米碳管封堵體；81為隔熱墊，69為緊固螺絲，128為外管，73為氣套管，67為芯管，66為凍液，72為蒸發(fā)氣體，79為絕熱管道的端位置的縱向型碳納米管端封堵體，820為絕熱管道的端位置的徑向型碳納米管端封堵體。迄今為止，氫脈將是地球世界最龐大的系統(tǒng)工程；跨距之大，施工難度之大，材料要求之高，信息含量之大，系統(tǒng)性之強(qiáng)，科技含量之高，創(chuàng)新空間之大是地球人類前所未遇的，它需要整個(gè)地球世界處于一個(gè)和平的大環(huán)境中，團(tuán)結(jié)一心，共同努力，才能完成這樣的偉大工程；只有氫脈出現(xiàn)以后，地球人類才算真正進(jìn)入氫能源時(shí)代，才能徹底擺脫因?yàn)榄h(huán)境和能源帶來的生存危機(jī)，屆時(shí)地球人類也隨之進(jìn)入一個(gè)更偉大的時(shí)代——自然的統(tǒng)一時(shí)代。
權(quán)利要求
1.氫脈是一種液態(tài)氫能源超遠(yuǎn)距投送和超廣區(qū)域分配的能源脈絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述氫脈的主體是由兩條絕熱的低溫金屬管道構(gòu)成的液態(tài)氫和液態(tài)氧的相伴傳輸和分配通道系統(tǒng)；它還包括氫脈上源的液態(tài)氫和液態(tài)氧的超流量壓注體系，海洋遠(yuǎn)距離跨躍的潛式氫脈體系，陸地投送和分配的坑道式氫脈體系，氫脈的獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的卸能供能技術(shù)，近用戶端氣態(tài)傳輸體系，搭載在氫脈之上的超遠(yuǎn)距離信息傳輸線纜和它的能量中繼以及管理體系，為了適應(yīng)氫脈遠(yuǎn)距離投送的客觀規(guī)律，在氫脈上還特別展現(xiàn)了幾項(xiàng)動(dòng)態(tài)技術(shù)，其中有活動(dòng)內(nèi)管技術(shù)、動(dòng)性支架技術(shù)，動(dòng)性電極臂技術(shù)，為了使液氫管道、液氧管道、低溫儲(chǔ)罐以及其它絕熱設(shè)施的絕熱性能更加優(yōu)良可靠，又特意設(shè)計(jì)了雙向型碳納米管端堵，在整個(gè)氫脈系統(tǒng)中，信息咨詢化管理體系是氫脈存在和運(yùn)行的靈魂。
2.按照權(quán)利要求I所述的氫脈，其特征在于所述氫脈上源有一個(gè)液態(tài)氫和液態(tài)氧的超流量壓注體系，它包括具有一定數(shù)量的大容量的液態(tài)氫儲(chǔ)罐(7)和液態(tài)氧儲(chǔ)罐(8)以及超流量低溫液氫凍液壓注系統(tǒng)(9)和超流量低溫液氧凍液壓注系統(tǒng)(10)組成，壓注系統(tǒng)的入口分別和相應(yīng)的液氫儲(chǔ)罐和液氧儲(chǔ)罐的輸出口相接，超流量壓注的輸出口分別和相應(yīng)氫脈上源的液氫輸送管道(11)和液氧輸送管道(12)的入口相連接，超流量壓注系統(tǒng)將液氫和液氧以超流量的形式注入進(jìn)氫脈的液氫、液氧管道中。
3.按照權(quán)利要求I所述的氫脈，其特征在于所述氫脈的遠(yuǎn)洋跨越部分是一種潛式氫能源輸送通道；它包括架設(shè)在氫脈管道上的主控制體、副控制體和協(xié)控制體；在控制體上都有潛浮裝置；在主控制體上還有氫能源的節(jié)流裝置，在一定間隔距離的控制體上還有管道夾層真空抽吸裝置；在控制體的橫梁兩端有火箭推力器裝置，潛式官道上的電能獲取和輸出裝置，信息獲取與信息控制管理裝置；另外，信息總線纜和局用電纜也搭載在氫脈的潛式輸送通道之上。
4.按照權(quán)利要求3所述的氫脈的潛式通道，其特征在于所述潛式通道上的控制體具有主、副、協(xié)的搭配模式；其中主控制體不但有管理本段氫脈的能力而且有從氫脈內(nèi)管提取節(jié)流氫能源且向所屬脈段的副、協(xié)控制體提供氫氣和氧氣的能力，副控制體沒有節(jié)流能力但有主控制體的管理能力，它所使用的能源是從主控制體通過輸氣管道獲得，協(xié)控制體只有副控制體的部分功能，它充當(dāng)副控制體所控制范圍內(nèi)的氫脈脈段的軟支架，協(xié)控制體是受主控制體和副控制體的操縱而工作，是主控制體和副控制體的替用品，一個(gè)主控制體就近可擁有一定數(shù)量的協(xié)控制體，一個(gè)副控制體同樣也可就近擁有一定數(shù)量的協(xié)控制體；，主、副、協(xié)三搭配是氫脈潛式通道降低成本的有效措施。
5.按照權(quán)利要求3的氫脈的潛式管道，其特征在于所述潛式通道的各類控制體上設(shè)置有球型浮罐，浮罐居于氫脈的潛式通道兩側(cè)。
6.按照權(quán)利要求3的氫脈潛式通道，其特征在于，所述潛式通道上還擁有火箭推力設(shè)置。
7.按照權(quán)利要求I所述的氫脈，其特征在于所述氫脈的陸上液態(tài)傳輸和分配部分是一種在地下隧道內(nèi)設(shè)置的氫能源絕熱傳輸通道，它是有漫長的氫能源主脈和發(fā)達(dá)的不同用途的氫能源多級支脈構(gòu)成；在主脈和支脈上，每隔一定距離或因?yàn)橐恍┍豢刂撇考?、中繼部件的需要而設(shè)立的氫脈控制體，此控制體類似于潛式通道上的主控制體或副控制體；在控制體上有氫能源的節(jié)流設(shè)施，電能轉(zhuǎn)化設(shè)施，信息處理設(shè)施；在氫脈的陸上傳輸通道上還有管道夾層真空泵，分支根閥及其操臂機(jī)構(gòu)以及各種儀器儀表、通訊能量中繼設(shè)備。
8.按照權(quán)利要求3的氫脈的潛式通道和權(quán)利要求7的氫脈的陸上傳輸部分，其共同特征在于，所述氫能源的節(jié)流氣化裝置是氫脈的自身用能的重要節(jié)取設(shè)施；此設(shè)施是一個(gè)球型金屬罐和一小部分與氫、氧外管壁共同構(gòu)成的密封容器，容器的下部有一個(gè)凍液節(jié)流吸取裝置，節(jié)流吸液管穿過外管壁和內(nèi)管壁，進(jìn)入內(nèi)管腔，通過吸取裝置將液氫或液氧吸進(jìn)上述容器罐內(nèi)并得到氣化，容器上還有一個(gè)輸出口，輸出口是用來將氣化罐內(nèi)的氫氣或氧氣輸向氫脈上的自用氫氣或氧氣管道，再通過管道輸向相鄰的上段和下段的用能點(diǎn)使用。
9.按照權(quán)利要求3的氫脈潛式通道和權(quán)利要求7的氫脈陸上傳輸通道，其共同特征在于，所述氫脈的氫能源節(jié)取和引用裝置附近總共有一套完整的信息處理、信息控制和電能轉(zhuǎn)化設(shè)施，它們共同構(gòu)成氫脈控制體，是控制管理氫脈的重要裝置；它包括信息的采集處理設(shè)備、氫氣和氧氣分配設(shè)備、燃料電池設(shè)備。
10.按照權(quán)利要求I所述的氫脈其特征在于所述獨(dú)口氣套式智能化低溫液體儲(chǔ)存罐是一種氫能源的近用戶端卸能、儲(chǔ)能和供能裝置；它能有效地增加整個(gè)氫脈的彈性，使氫脈有很好的緩沖性能，更重要的是它能向用戶提供液態(tài)氫能源，它包括罐口(131)、罐口夾層端堵(62)、管道端堵(61)、各種走向的芯管、氣套管、外管，這些管道通過同心組合方式構(gòu)成獨(dú)口氣套式智能化低溫液體儲(chǔ)存罐的特殊的原料進(jìn)出通道，蒸發(fā)氣體出口(73)處的罐內(nèi)壓力控制器(72)是控制罐內(nèi)凍液表面壓力的重要部件，它是一個(gè)信息控制的雙向氣泵，通過信息感知部件將儲(chǔ)罐內(nèi)氣壓進(jìn)行測定，且由3、4接口把得到的實(shí)時(shí)信息傳給本地信息管理中心，本地信息管理中心則通過取液口狀態(tài)和罐內(nèi)實(shí)時(shí)氣壓的分析，作出判斷且由接口3、4將控制命令傳給罐內(nèi)壓力控制器(72)、(72)得到命令后做出抽氣或大氣的動(dòng)作，智能壓力控制器(72)和安全閥(71)時(shí)刻守護(hù)和管理著儲(chǔ)罐內(nèi)壓力，使獨(dú)口式低溫液體儲(chǔ)罐始終處于一個(gè)安全可用的狀態(tài)。
11.按照權(quán)利要求I所述的氫脈，其特征在于所述氫脈的固定用戶端還存在一種氫能源的氣態(tài)轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存、控制、分配和傳輸設(shè)施；此設(shè)施主要包括液態(tài)氫能源的氣化吸熱再利用、一級氣態(tài)儲(chǔ)存罐、分氣態(tài)儲(chǔ)存罐、多級傳輸管道以及各級管道上的信息控制儀閥。
12.按照權(quán)利要求I所述的氫脈，其特征在于所述氫脈不只是一個(gè)能源傳輸通道而且還是一個(gè)搭載信息通道的物理平臺(tái)。
13.按照權(quán)利要求I所述氫脈，其特征在于所述氫脈的絕熱夾層真空具有動(dòng)態(tài)可控抽吸設(shè)計(jì)；在氫脈通道上每隔一定距離或絕熱儲(chǔ)罐上以及具有夾層真空的各種設(shè)施上都設(shè)有一套動(dòng)態(tài)真空抽吸裝置，氫脈的各段、各部位的夾層真空度經(jīng)真空儀測量后，通過信息通道傳給氫脈管理中樞，管理中樞可根據(jù)所接收數(shù)據(jù)，判斷出是否啟動(dòng)該地真空泵工作。
14.按照權(quán)利要求I所述氫脈，其特征在于所述氫脈的絕熱內(nèi)管采用高精密動(dòng)性多節(jié)設(shè)計(jì)。
15.按照權(quán)利要求I所述氫脈，其特征在于所述氫脈的內(nèi)管支架是一種帶腳輪的并且擁有多道熱橋阻止措施的動(dòng)性支架。
16.按照權(quán)利要求I所述氫脈，其特征在于所述信息控制的電極臂技術(shù)是廣泛使用在氫脈之上的信息、能量活動(dòng)橋梁，它可有效的阻斷信息聯(lián)系和能量傳輸造成的熱橋效應(yīng)。
17.按照權(quán)利要求I所述氫脈，其特征在于所述氫脈的絕熱管道或其它絕熱設(shè)施的夾層空間端位置封堵是一種具有碳納米管的雙向型多層復(fù)合端堵。
18.按照權(quán)利要求I所述氫脈，其特征在于所述氫脈還具有一整套完善的數(shù)字化信息控制管理系統(tǒng)；在大跨度傳輸和廣區(qū)域分配的完整氫脈中擁有數(shù)量龐大的控制點(diǎn)，在每一個(gè)控制點(diǎn)上都有一個(gè)完善的控制體，每一個(gè)控制體都有自己一整套完備的信息采集、信息處理、信息執(zhí)行器件，每一個(gè)控制體的計(jì)算機(jī)都有自己的IP地址，氫脈端主機(jī)具有服務(wù)器的職能，通過IP地址可以隨時(shí)訪問所有控制點(diǎn)上的用戶機(jī)，服務(wù)器主機(jī)擁有完善的數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)擁有所有控制體用戶機(jī)的原始數(shù)據(jù)和模板數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，通過整體分析管理程序?qū)γ總€(gè)控制體進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，每一個(gè)控制體都可以利用自己的IP地址隨時(shí)向服務(wù)器主機(jī)發(fā)出請求，建立自己的數(shù)據(jù)通道，進(jìn)行信息更新和整體協(xié)調(diào)；在以上所述氫脈的信息系統(tǒng)中，信息單元分布在各個(gè)段位的控制點(diǎn)上，主要有，分配在氫脈上源的信息系統(tǒng)、大量分布在跨海傳輸?shù)臐撌酵ǖ郎系闹骺刂企w和副控制體、分布在陸上傳輸干線的控制體、分布在氫脈上的大量移動(dòng)用戶端的控制體和氫脈的固定用戶端的控制體；氫脈上源的信息采集對象主要是氫能源產(chǎn)率、實(shí)時(shí)儲(chǔ)量，信息處理設(shè)備是氫脈上源的管理計(jì)算機(jī)，控制對象為該氫脈上源的壓注機(jī)的單位時(shí)間的壓注量；跨海傳輸?shù)臐撌酵ǖ赖墓芾頇C(jī)制分配到數(shù)以萬計(jì)的具有一定間隔距離的控制體之上，主控制體和副控制體都有自己的一整套信息采集、信息處理、信息控制器件，其信息采集主要有，深度感知器、縱向水平儀、橫向水平儀、水平面上的彎度感知器、水下環(huán)境聲納、激光較直儀、水下洋流感知器、水溫儀、本地控制體電指標(biāo)指示儀、管道夾層真空監(jiān)測儀；信息的處理器件是安裝在該控制點(diǎn)上的類似于掌上電腦的計(jì)算機(jī)，或者是一個(gè)高性能的單片機(jī)，它主要負(fù)責(zé)收集本地控制點(diǎn)上的所有信息并且處理這些信息，同時(shí)又能與氫脈上的管理總機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，并向本地執(zhí)行部件發(fā)出執(zhí)行命令，主控制體和副控制體的執(zhí)行部件主要有氫、氧分配器，深水燃料電池用氫氣和氧氣的調(diào)控閥，左、右火箭推力器的點(diǎn)火開關(guān)，訊響器開關(guān)、所屬本控制體的協(xié)控制體控制器、本控制體所擁有的液氫和液氧管道的夾層真空泵；在氫脈的潛式通道上每隔一定距離就要有一套信息中繼設(shè)備，對本設(shè)備的監(jiān)管也離不開本地信息系統(tǒng)；另外，主控制體除具有以上的功能外，還具有副控制體所不具備的功能，此功能就是對氫能源的節(jié)流管理和動(dòng)性內(nèi)管的管理能力，因此在主控制體上的信息采集設(shè)施就增加了氣化罐的壓力感知器、動(dòng)性內(nèi)管節(jié)上的縮動(dòng)量檢測儀、泄露槽內(nèi)的壓力檢測儀，執(zhí)行部件增加了凍液吸取器控制儀、動(dòng)性電極臂控制儀以及加熱控制儀；在氫脈分支處有一個(gè)控制體，此控制體的信息采集包括氫氧管的夾層真空度儀、燃料電池的供電指標(biāo)儀、分支處的流量儀閥門的關(guān)開狀態(tài)感知器、氫脈線上的聲音信號的偵聽，信息處理部件是類似于掌上電腦或高性能的單片計(jì)算機(jī)，它主要負(fù)責(zé)收集和處理以上信號源的信息，同時(shí)又能通過信息總線與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行實(shí)時(shí)相互，并向本地執(zhí)行部件發(fā)出執(zhí)行命令；信息執(zhí)行部件包括該點(diǎn)上的氫氣和氧氣分配器，真空泵、氫脈上的氫能源分配閥門；在氫脈上，氫脈的移動(dòng)用戶卸能端是氫脈面向交通對象提供氫能源的設(shè)施，它主要是由獨(dú)口氣套式低溫液體儲(chǔ)存罐和凍液加注機(jī)組成；移動(dòng)用戶卸能端的信息感知器有儲(chǔ)罐凍液液位儀、內(nèi)罐壓力探測儀、蒸發(fā)量探測儀、罐夾層真空儀、儲(chǔ)罐入口處流量儀、加注機(jī)中凍液流量儀，信息處理控制器是設(shè)立在本移動(dòng)用戶卸能端的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)以上信息對本卸能端進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，并且能夠和氫脈的管理總機(jī)進(jìn)行交互，對于移動(dòng)用戶卸能端來說，加注機(jī)上人工輸入的凍液提取量是本端信息管理的根觸發(fā)信息，凍液提取是隨機(jī)的行為，只要計(jì)算機(jī)得到凍液提取量的請求信息，計(jì)算機(jī)就會(huì)根據(jù)現(xiàn)時(shí)的罐內(nèi)壓力，并且啟動(dòng)罐內(nèi)壓力控制雙向泵向罐 內(nèi)打壓，當(dāng)罐內(nèi)凍液表面壓力增大到一定程度，凍液便由加注口流出，當(dāng)凍液如數(shù)流出時(shí)，計(jì)算機(jī)就會(huì)啟動(dòng)雙向泵反轉(zhuǎn)，使得罐內(nèi)壓力減小，此時(shí)加注管內(nèi)的凍液回流到獨(dú)口氣套罐系統(tǒng)內(nèi)，以待下次加注；由于低溫凍液是極易蒸發(fā)的物質(zhì)，因此罐內(nèi)蒸發(fā)氣體不斷增加，罐內(nèi)壓也就不斷加大，計(jì)算機(jī)不間斷地檢測罐內(nèi)壓力，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，及時(shí)啟動(dòng)壓力調(diào)節(jié)雙向泵，使罐內(nèi)壓力達(dá)到正常；計(jì)算機(jī)如果測得儲(chǔ)罐夾層真空度下降到一定值時(shí)，又會(huì)及時(shí)啟動(dòng)抽氣泵，使夾層真空度達(dá)到既定值，移動(dòng)用戶卸能端的入口閥又是一個(gè)重要的執(zhí)行部件，當(dāng)罐內(nèi)液位下降到一定值時(shí)，計(jì)算機(jī)即向氫脈管理中心發(fā)出一個(gè)卸能請求，當(dāng)管理中心接到卸能請求后，權(quán)衡氫脈的供能、用能狀況以及本用戶權(quán)限，當(dāng)一切符合要求時(shí)，遠(yuǎn)程總機(jī)打開卸能根閥，凍液將進(jìn)入到儲(chǔ)罐內(nèi)；在固定用戶卸能端除有移動(dòng)用戶的必要儀器、閥門以及控制用計(jì)算機(jī)外，其信息的采集設(shè)施又多了固定用戶的戶信息采集儀、各級氣態(tài)儲(chǔ)罐的信息采集儀，執(zhí)行部件多了固定用戶的戶供氣閥、各氣路的氣道管理分配閥；固定用戶端管理的根觸發(fā)信息不同于移動(dòng)用戶端的手動(dòng)輸入，它是根據(jù)本固定用戶的用能情況和本地總供氣管路上的氣態(tài)儲(chǔ)罐的內(nèi)壓力的綜合值由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成，本固定用戶端的管理計(jì)算機(jī)得到此值后，根據(jù)值的大小向獨(dú)口氣套式儲(chǔ)罐的內(nèi)壓控制雙向泵發(fā)出具體命令，使獨(dú) 口氣套式儲(chǔ)罐向液態(tài)氣化機(jī)構(gòu)提供凍液或停止提供凍液，如果是提供凍液，提供的數(shù)率是高還是低，在其它信息控制的硬件方面，固定用戶端與移動(dòng)用戶端是相同的；在氫脈之上有許多用戶級的計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)分別擔(dān)任各個(gè)控制點(diǎn)上的管理重任，它和本控制點(diǎn)上的信息采集設(shè)施、信息執(zhí)行設(shè)施共同形成本地控制點(diǎn)的硬件，所有本地控制點(diǎn)的硬件和管理總機(jī)在管理程序的科學(xué)調(diào)配下共同維護(hù)著整個(gè)氫脈的正常運(yùn)作和安全。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種超長跨距、超廣分布的氫能源輸送通道；包括氫脈的超流量壓注系統(tǒng)，氫脈的潛式部分，氫脈的陸上傳輸部分，氫脈面向移動(dòng)用戶端部分，氫脈面向固定用戶端部分，氫脈的信息化管理部分；同時(shí)還公布了幾項(xiàng)應(yīng)用在氫脈上的技術(shù)，有氫脈的自用能節(jié)流技術(shù)、獨(dú)口氣套罐技術(shù)、活動(dòng)內(nèi)管技術(shù)、活動(dòng)式支架技術(shù)、活動(dòng)電極臂技術(shù)、雙向型納米碳管隔熱端堵技術(shù)；在氫脈上由于信息通道的加入，使氫脈在真正意義上成為一個(gè)能源、信息的超級高速公路；本發(fā)明是繼南極風(fēng)車、紫外線光堆、凍堆之后的系列發(fā)明。
文檔編號F17D3/01GK102797974SQ20121026810
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者張立永 申請人:張立永