竖井掘进机冰浆冷却换热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及深竖井施工领域，特别涉及一种竖井掘进机冰浆冷却换热系统，包含：井上制冷媒设备，井下用于通过循环降温管路对竖井掘进机液压泵站和齿轮油泵站进行循环降温处理的高低压换热设备，及连接制冷媒设备和高低压换热设备用于热交换处理的冷媒输送管路，所述制冷媒设备包含：用于将热交换处理后的热量散发到环境中的冷却塔，用于接收循环降温管路中回水的冷水槽，及与冷却塔和冷水槽连接用于利用冷却塔冷却后的水和冷水槽中回水来连续制备冰浆以获取冷媒的蓄冰机组。本实用新型专利技术结构简单，设计科学、合理，提升井下设备冷却效率，并降低成本，节约能源，具有较好的应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
竖井掘进机冰浆冷却换热系统


[0001]本技术涉及深竖井施工领域，特别涉及一种竖井掘进机冰浆冷却换热系统。

技术介绍

[0002]目前，深竖井施工中，国内多利用硬岩竖井掘进机和软土竖井掘进机，硬岩竖井掘进机可以开挖800米以及更深的隧道，这就需要配置冷却能力更强的竖井外循环冷却水系统。竖井外循环冷却系统采用冷水，冷却水池占用空间大，由于进出水温差小，输送冷量小，且由于管路粗导致初期投资大，大量的水需要从竖井底部泵送到竖井上部，运行费用大；竖井外循环冷却系统采用乙二醇溶液，会使管道大量腐蚀，而且乙二醇具有毒性。为此，随着竖井掘进机的深度不断增加，需要解决大埋深竖井底部设备冷却效率和成本问题。

技术实现思路

[0003]为此，本技术提供一种竖井掘进机冰浆冷却换热系统，提升井下设备冷却效率，并降低成本，节约能源。
[0004]按照本技术所提供的设计方案， 一种竖井掘进机冰浆冷却换热系统，包含：井上制冷媒设备，井下用于通过循环降温管路对竖井掘进机液压泵站和齿轮油泵站进行循环降温处理的高低压换热设备，及连接制冷媒设备和高低压换热设备用于热交换处理的冷媒输送管路，所述制冷媒设备包含：用于将热交换处理后的热量散发到环境中的冷却塔，用于接收循环降温管路中回水的冷水槽，及与冷却塔和冷水槽连接用于利用冷却塔冷却后的水和冷水槽中回水来连续制备冰浆以获取冷媒的蓄冰机组。
[0005]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述蓄冰机组包含：用于利用乙二醇和冷却后的水生成乙二醇溶液的制冰主机，用于利用过冷法将冷水槽冷水和生成的乙二醇溶液进行蓄冷制冰的冰蓄冷主机，用于将冰蓄冷主机蓄冷制冰生成的冰浆进行浓缩的冰浆浓缩器，及用于将冰浆浓缩器浓缩后的冰浆通过冷媒输送管路送至高低压换热设备的循环水泵。
[0006]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，在制冰主机和冰蓄冷主机之间的冷媒输送管路上设置有用于将制冰主机生成的乙二醇溶液输送至冰蓄冷主机的乙二醇溶液泵，在冷水槽和冰蓄冷主机之间的冷媒输送管路设置有用于将冷水槽冷水输送至冰蓄冷主机的冷水泵。
[0007]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，在冰浆浓缩器和循环水泵之间还设置有蓄冰槽。
[0008]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述高低压换热设备包含：用于将循环降温管路回水与冰浆输送混合形成混合冷水的回水泵，用于利用混合冷水对竖井掘进机液压泵站和齿轮油泵站通过内水冷却循环进行循环降温处理的高低压换热器，及用于内水冷却循环输送的内循环水泵及内循环水罐。
[0009]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述高低压换热设备
还包含：用于对高低压换热设备热交换处理后循环降温管路中回水进行热交换处理的冷却设备，冷水设备冷却后的冷水通过管路输送至冷水槽。
[0010]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述冷却设备包含：对循环降温管路回水进行热交换处理的冷水机组，及用于与冷水机组进行热交换处理并将热交换处理后的热量散发到环境中的冷却塔二，冷却塔二及冷水机组冷却后的冷水通过管路输送至冷水槽。
[0011]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述冷却塔采用干湿双模闭式冷却塔。
[0012]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述干湿双模闭式冷却塔包含：塔体，设于塔体上的进风口、出风口、风机和收水器，及设于塔体内用于湿蒸发的喷淋组件和用于干蒸发的蒸发器，在塔体出风口处还设置有滤水板。
[0013]作为本技术竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述喷淋组件包含：与收水器连接的湿蒸发循环水泵，与循环水泵连接用于输送湿蒸发用水的输送管路，及设置于输送管路上用于喷淋湿蒸发用水的若干喷淋头。
[0014]本技术的有益效果：
[0015]本技术结构简单，设计科学、合理，通过从竖井上部向竖井下部泵送冰浆来与竖井底部设备交换热量，相同质量冰浆与水比较，冰浆单位质量可以带走更多热量，有效的提高换热能力，具有蓄能密度高、泵送能耗低、换热效率高等特点，从而使竖井可以在1000m以及1000m以下更深的施工；进一步竖井上部冷却塔采用干湿双模闭式冷却塔，可通过设置三模式（湿蒸发、半干半湿蒸发、干式蒸发）来满足用冷需求奇幻，实现负荷最优匹配，极大提高竖井冷却水系统散发到外部的环境的换热能力，具有较好的应用前景。
[0016]附图说明：
[0017]图1为实施例中冰浆冷却换热系统结构示意之一；
[0018]图2为实施例中冰浆冷却换热系统结构示意之二；
[0019]图3为实施例中冷却塔结构示意图；
[0020]图4为实施例中冷却塔三种工作模式示意。
[0021]图中标号，标号1代表冷却塔，标号2代表制冷主机，标号3代表冰蓄冷主机，标号4代表冰浆浓缩器，标号5代表冷水槽，标号6代表冷却塔二，标号7代表冷水机组，标号11代表循环水泵，标号12代表混水泵，标号13代表高低压热交换器，标号14代表内循环水泵，标号15代表内循环水罐，标号16代表隧道制冷机组，标号17代表齿轮油泵站，标号18代表液压泵站，标号19代表乙二醇溶液泵，标号20代表冷水泵，标号21代表电动调节阀，标号22代表蓄水池，标号23代表进风口，标号24代表出风口，标号25代表滤水板，标号26代表输送管路，标号27代表蒸发器，标号28代表风机，标号29代表湿蒸发循环水泵。
[0022]具体实施方式：
[0023]下面结合附图和技术方案对本技术作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本技术的实施方式，但本技术的实施方式并不限于此。
[0024]本技术实施例，提供一种竖井掘进机冰浆冷却换热系统，包含：井上制冷媒设备，井下用于通过循环降温管路对竖井掘进机液压泵站和齿轮油泵站进行循环降温处理的高低压换热设备，及连接制冷媒设备和高低压换热设备用于热交换处理的冷媒输送管路，
所述制冷媒设备包含：用于将热交换处理后的热量散发到环境中的冷却塔1，用于接收循环降温管路中回水的冷水槽5，及与冷却塔1和冷水槽5连接用于利用冷却塔1冷却后的水和冷水槽5中回水来连续制备冰浆以获取冷媒的蓄冰机组。竖井上部：主要功能是冷却塔1把热量散发到环境里；通过蓄冰机组在连续制备冰浆。竖井下部：主要功能是让冰浆与回水混合产生0℃冷水来冷却高低压换热设备，通过内循环对隧道内竖井掘进机的液压泵站及齿轮油泵站进行热交换。通过从竖井上部向竖井下部泵送冰浆来与竖井底部设备交换热量，相同质量冰浆与水比较，冰浆单位质量可以带走更多热量，有效的提高换热能力，具有蓄能密度高、泵送能耗低、换热效率高等特点，从而使竖井可以在1000m以及1000m以下更深的施工。
[0025]作为本技术实施例中竖井掘进机冰浆冷却换热系统，进一步地，所述蓄冰机组包含：用于利用乙二醇和冷却后的水生成乙二醇溶液的制冰主机2，用于利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竖井掘进机冰浆冷却换热系统，包含：井上制冷媒设备，井下用于通过循环降温管路对竖井掘进机液压泵站和齿轮油泵站进行循环降温处理的高低压换热设备，及连接制冷媒设备和高低压换热设备用于热交换处理的冷媒输送管路，其特征在于，所述制冷媒设备包含：用于将热交换处理后的热量散发到环境中的冷却塔，用于接收循环降温管路中回水的冷水槽，及与冷却塔和冷水槽连接用于利用冷却塔冷却后的水和冷水槽中回水来连续制备冰浆以获取冷媒的蓄冰机组。2.根据权利要求1所述的竖井掘进机冰浆冷却换热系统，其特征在于，所述蓄冰机组包含：用于利用乙二醇和冷却后的水生成乙二醇溶液的制冰主机，用于利用过冷法将冷水槽冷水和生成的乙二醇溶液进行蓄冷制冰的冰蓄冷主机，用于将冰蓄冷主机蓄冷制冰生成的冰浆进行浓缩的冰浆浓缩器，及用于将冰浆浓缩器浓缩后的冰浆通过冷媒输送管路送至高低压换热设备的循环水泵。3.根据权利要求2所述的竖井掘进机冰浆冷却换热系统，其特征在于，在制冰主机和冰蓄冷主机之间的冷媒输送管路上设置有用于将制冰主机生成的乙二醇溶液输送至冰蓄冷主机的乙二醇溶液泵，在冷水槽和冰蓄冷主机之间的冷媒输送管路设置有用于将冷水槽冷水输送至冰蓄冷主机的冷水泵。4.根据权利要求2所述的竖井掘进机冰浆冷却换热系统，其特征在于，在冰浆浓缩器和循环水泵之间还设置有蓄冰槽。5.根据权利要求1所述的竖井掘进机冰浆冷却换热系统，其特征在于，所述高低压换热设备包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，韩兴超，叶蕾，姜礼杰，员元姣，廖蓉，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团盾构制造有限公司，
类型：新型
国别省市：