热棒

在可可西里地区，在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”，有关技术人员说，这其实是一种高效热导装置，叫做“热棒”。车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施。

简介

据了解，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米。具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在暖季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”。^[1]

热棒的结构大致为一个密闭空心长棒，内装有一些液氨，液氨沸点较低，在冬季土中热量使该液体蒸发，到顶部，通过散热片将热量传导给空气，冷却后又液化回到下部，保持冻土冷冻状态不松软。在夏季，液体全部变成气体，气体对流很小，热量向底部传导很慢。

制造

中圣研制开发了中国人自己的冻土治理技术——低温热棒，成功解决了40多年来一直困扰中国科学家和青藏铁路建设者的重大技术难题——青藏铁路路基多年冻土层夏季融沉、冬季冻胀的不稳定问题。该产品获得了中国科学院和青藏铁路专家组的充分肯定，被指定为青藏铁路冻害处理的唯一技术储备。我公司是全国交通工程设施标准化技术委员会热棒工作组承担单位，组织起草热棒国家标准。公司制定的热棒标准获得“中国标准创新贡献奖”。

热棒上部（放热段）装有散热片，热棒的下部（吸热段）直接埋入多年冻土中。针对青藏铁路多年冻土区的冻土层，在相当长的时间段，环境温度低于热棒吸热段周围冻土层温度，热棒中的液体工质吸收冻土中的热量，蒸发成汽体；蒸汽在管内压差的驱动下，沿热棒中心通道向上流动至热棒上部，遇到较冷的管壁后，放出汽化潜热，冷凝成液体，在重力作用下，沿管壁流回吸热段再蒸发。如此循环往复，把自然界大气中的冷量源源不断地传输到地基冻土中。由于热棒单向传热的特点，夏天大气中的热量就不会通过热棒传到冻土中。

热棒

通过热棒的单向导冷作用，冬天在地下冻土层中储存大量冷量，在夏季使冻土不致融化，形成“永冻层”，提高了冻土的强度；可有效防止以冻土为路基的铁路、公路在运行时的融沉。该技术可广泛应用于冻土地带的铁路、公路、桥梁、涵洞、隧道、固变电铁塔等工程建设。

参考资料

[1] 中国力量｜青藏铁路：一条神奇的天路2019-10-07T06:10:04+08:00[引用日期2022-06-20 19:31:44]

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