[發明專利]利用地下水進行大體積混凝土溫控的冷卻系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710157042.X
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107044125B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 傅中志;王柳江;陳生水;鐘啟明;李國英;霍家平;米占寬;魯洋
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02D15/02
• 分類號: E02D15/02
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

1.一種利用海邊地下水進行擋潮閘大體積混凝土溫控的冷卻系統，混凝土結構物由大體積混凝土塊和分縫構成；該混凝土結構物中設置有管路系統、輸水排水系統、溫度流量測控系統及終端控制系統；其特征在于，所述管路系統包括冷卻水管、左連接管、右連接管、三通管、左排水管、右排水管及進水管，各水管通過回路循環連接；所述輸水排水系統按照順序設有：海水抽水井、高壓分水管、管道增壓泵、減壓閥、低壓輸水管及無壓集水井；所述溫度流量測控系統包括混凝土溫度計、左水管溫度計、右水管溫度計、左三通電磁閥、右三通電磁閥、流量電磁閥、進水管溫度計以及數據采集線構成；并與終端控制系統連接，實現管路循環變換通水及流量的智能控制；

所述高壓分水管通過管道增壓泵與海水抽水井連接，用于輸送低溫海水，在高壓分水管末端設置兩個分水閥，用于調節冷卻水管后期通水流量，低溫冷卻海水通過均勻分布的進水管將冷卻水輸送到大體積混凝土內部；所述的高壓分水管長度與擋潮閘長度一致；所述高壓分水管與抽水井之間設置管道增壓泵，使高壓分水管內的壓力能夠滿足若干混凝土塊同時通水的流量要求；所述高壓分水管末端設置兩個減壓閥以控制后期通水速率。

2.根據權利要求1所述的利用海邊地下水進行擋潮閘大體積混凝土溫控的冷卻系統，其特征在于，所述低壓輸水管與無壓集水井連接，回收冷卻尾水，并通過抽水泵將無壓集水井內的高含鹽量海水排至擋潮閘圍堰之外，確保主體混凝土澆筑不受海水影響；

所述冷卻水管采用HDPE材料，或采用高強度、高導熱的PE材料，混凝土結構內的同一根冷卻水管需保證完整長度，整體無焊接接頭，呈蛇形等間距布置在大體積混凝土內；所述冷卻水管在混凝土左右兩側出口處與水管溫度計連接，所述左、右水管溫度計用于測量左右水管的進水或出水溫度，并通過連接管分別與左、右三通電磁閥連接；所述的冷卻水管出水通過低壓輸水管排出，并統一排至無壓集水井內；所述無壓集水井內的海水應及時排至擋潮閘圍堰之外，確保冷卻水管排出的海水不會對擋潮閘主體混凝土澆筑造成不利影響。

3.根據權利要求1或2所述的利用海邊地下水進行擋潮閘大體積混凝土溫控的冷卻系統，其特征在于，所述混凝土內部布置有溫度傳感器，用于測量混凝土內部溫度，所述溫度傳感器等間距分布在冷卻水管之間；

所述冷卻水管在混凝土左右兩側出口處與水管溫度計連接，所述左、右水管溫度計用于測量左右水管的進水或出水溫度，并通過連接管分別與左、右三通電磁閥連接；

所述左、右三通電磁閥通過三通管與流量電磁閥連接，通過左、右排水管與低壓輸水管連接；

所述流量電磁閥通過進水管與高壓分水管連接，并在進水管與高壓分水管之間設置有進水管溫度計，用于測量水管的進水溫度。

4.權利要求1所述的利用海邊地下水進行擋潮閘大體積混凝土溫控的冷卻系統的控制方法，其特征在于，操作步驟如下：

步驟1：將管路系統、輸水排水系統、溫度流量測控系統、終端控制系統連通，測試各個量測器件的工作形態，保證各個部件能夠正常運行；

步驟2：混凝土澆筑前確保進行不短于1個小時的加壓通水試驗，當確定管路系統不存在滲漏后，進行大體積混凝土的澆筑，施工過程中應避免混凝土直接落到冷卻水管上；

步驟3：將混凝土內部溫度計記錄的混凝土溫度變化和冷卻水管進出口溫差T_出-T_進，反饋至終端控制系統，并根據設計的混凝土通水要求，通過流量電磁閥對冷卻水的進水流量進行實時動態控制；

步驟4：根據設計的混凝土通水要求自動調節三通電磁閥的開關方向，對冷卻系統的進出水方向進行對換，保證冷卻系統對混凝土冷卻的均勻性；

步驟5：待冷卻水管停止循環水冷卻，監測溫度達到設計要求后，先用空壓機將水管內殘余水壓出并吹干冷卻水管，然后用壓漿機向水管壓注水泥漿進行灌漿封堵。

5.根據權利要求4所述的利用海邊地下水進行擋潮閘大體積混凝土溫控的冷卻系統的控制方法，其特征在于，所述步驟1中所述的冷卻水管呈蛇形螺旋式布置，通過混凝土結構物內部的鋼筋骨架固定；所述步驟3中T_進指的是進水管溫度計測得的溫度；當水流從左流向右時，T_出指的是右水管溫度計測得的溫度，當水流從右流向左時，T_出指的是左水管溫度計測得的溫度；T_出-T_進的控制閾值根據實際設計或施工要求確定。