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本申请公开了一种大型筒节差温轧制均匀冷却系统及方法，涉及轧钢冶金工艺技术领域。该冷却系统包括冷却单元、温度检测单元、数据处理单元和控制单元。冷却单元包括多个内冷却装置和多个外冷却装置；内冷却装置用于对筒节的内壁面进行射流冷却；外冷却装置用于对筒节的外壁面进行射流冷却，且多个外冷却装置与多个内冷却装置一一对应；温度检测单元包括用于实时采集筒节位于轧辊前侧的内外壁面的温度值的第一温度采集装置；数据处理单元能够接收温度值，再根据温度值，建立温度模型，并生成动态阀门模型；控制单元能够根据动态阀门模型调整内冷却装置或外冷却装置的流量。本申请同时提供了一种大型筒节差温轧制均匀冷却方法。