[實用新型]一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統

有效

• 申請號: 201520057861.3
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN204627614U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 楊平;何文龍;張婷;張英明;丁順良;繆海劍;石泉彬;姚占虎
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于該系統包括液氮儲罐(1)、主閘閥(2)、供液管(3)、分配器(4)、配液管(5)、凍結管(6)、集氣管(7)、排氣管(8)、測溫孔(9)和冷排管(10)，其中所述液氮儲罐(1)與裝有主閘閥(2)的供液管(3)連接，供液管(3)分兩路分別與分配器(4)連接，每個分配器(4)設8～10個支路，每個支路通過配液管(5)與一組串聯凍結管(6)連接，每組最后一根凍結管(6)與集氣管(7)連接，通過集氣管(7)與排氣管(8)連接，通過排氣管將汽化氮氣排放至空氣中，冷排管(10)前端與配液管(5)連接，末端與集氣管(7)連接。

2.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的液氮儲罐(1)放置在液氮槽車上，液氮儲罐(1)體積為30m^3，，正常凍結期間保證隧道凍結工作面有兩輛液氮槽車，液氮槽車倒車至隧道凍結工作面，液氮儲罐(1)的出口溫度控制在-160℃～-170℃，壓力控制在0.5MPa～1.6MPa，通過自帶車載加壓泵裝在液氮儲罐(1)的液氮出口處實現加壓，當壓力超過0.8MPa時，通過增加專用地泵裝在液氮儲罐(1)的液氮出口處實現加壓，壓力與排氣管(8)長度成正比，排氣管(8)長度為1.5～5.5km，壓力調節可使用液氮儲罐(1)上的主閘閥(2)。

3.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的供液管(3)為內管直徑108mm壁厚4mm，外管直徑180mm壁厚4mm的真空不銹鋼管，內外管夾層?72mm，夾層真空度小于5×10^-3Pa，冷量損失0.5～2.0W/m，考慮盾構機及其后配套，液氮儲罐(1)到凍結工作面的距離長度為40～50m，設2路供液管(3)，其前端分別與2個液氮儲罐(1)連接，其末端分2路分別于各分配器(4)連接。

4.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的兩路供液管(3)上分別各裝1個分配器(4)，每個分配器(4)設8～10個支路，每個支路上安裝有閥門(11)和壓力表(12)。

5.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的配液管(5)一端與分配器(4)的一個支路連接，另一端與一組凍結管(6)連接，配液管(5)為直徑40mm壁厚4mm低溫不銹鋼軟管，采用2層1cm厚的聚乙烯保溫材料外加1層密封薄膜進行包裹。

6.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的凍結管(6)沿隧道橫斷面布設，凍結管(6)管口間距0.4～0.9m，管底間距為0.6～1.1m，每3～4個凍結管(6)串聯成1組，每組最后一個凍結管(6)與集氣管(7)連接，凍結管(6)采用直徑89mm壁厚5mm的R304不銹鋼管，凍結管(6)進口溫度控制在-150℃～-160℃，出口溫度控制在-120℃～-130℃，使用分配器(4)上的閥門(10)進行流量及溫度調節。

7.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的集氣管(7)沿隧道斷面環形布置，采?用直徑127mm壁厚5mm的R304不銹鋼管。

8.根據權利要求1所述的一種高水壓超長距離大斷面隧道液氮凍結系統，其特征在于所述的排氣管(8)為直徑127mm壁厚5mm的R304不銹鋼管，其長度為1.5～5.5km，具體長度視隧道凍結工作面到隧道出口空曠位置的距離而定，排氣管(8)前端100m采用2層1cm厚的聚乙烯保溫材料外加1層密封薄膜進行包裹。