[發明專利]一種大體積混凝土冷卻水循環及施工方法

有效

• 申請號: 202010843662.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111980408B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 朱曹旺;陳勝
• 申請（專利權）人: 中國十七冶集團有限公司
• 主分類號: E04G21/02
• 分類號: E04G21/02;E02D15/02;E03B1/00;G05D27/02;G01D21/02
• 代理公司: 北京華智則銘知識產權代理有限公司 11573
• 代理人: 沈抗勇

1.一種大體積混凝土冷卻水循環，包括澆筑混凝土后的澆筑坑(1)和電源，其特征在于：還包括水循環模塊和蓄水模塊，所述水循環模塊包括輸送管道、儲水箱(3)和冷卻塔(4)，所述輸送管道鋪設在澆筑坑(1)內，所述澆筑坑(1)的上表面設置隔水墻(2)，所述隔水墻(2)適于蓄水養護混凝土；

所述儲水箱(3)設有輸出端和輸入端，所述輸出端輸送水進入冷卻塔(4)，所述冷卻塔(4)將儲水箱(3)的輸出端的水冷卻處理，并輸出冷卻水進入澆筑坑(1)的輸送管道內，所述儲水箱(3)的輸入端將經過澆筑坑(1)內部的混凝土后的水輸送回儲水箱(3)；

所述蓄水模塊包括分流支管(5)和控制件，所述分流支管(5)引入口位于儲水箱(3)和冷卻塔(4)之間，所述分流支管(5)適于引水進入隔水墻(2)內，所述控制件位于分流支管(5)的靠近儲水箱(3)一端的端口處，所述控制件適于控制分流支管(5)的水的流向；

所述輸送管道的頂部設有凸起部(7)，所述凸起部(7)的頂端位于澆筑坑(1)混凝土上，所述凸起部(7)的輸送管道設有斷口，所述凸起部(7)適于將隔水墻(2)的水沿水流方向輸送進入混凝土內的輸送管道內；

所述儲水箱(3)和冷卻塔(4)的內部安裝有水泵，所述輸送管道與水泵連接，所述水泵與電源電性連接，所述澆筑坑(1)內部輸送管道的表面上安裝有埋入式溫度傳感器(8)，所述埋入式溫度傳感器(8)適于測量輸送管道的表面溫度；

所述凸起部(7)的斷口處安裝有軟管套(9)，所述軟管套(9)適于沿輸送管道水流方向輸送冷卻水，所述凸起部(7)的下端安裝有第一支撐架(10)，所述第一支撐架(10)位于混凝土的表面，所述第一支撐架(10)適于支撐和安裝軟管套(9)；

所述冷卻塔(4)的進、出水口處安裝水溫傳感器(11)，所述水溫傳感器(11)適于測量冷卻塔(4)的進、出水口的溫度；

所述第一支撐架(10)包括下架(12)、弧形上架(13)和彈簧(14)，所述下架(12)為中空結構，所述下架(12)的底部與混凝土表面連接，所述弧形上架(13)與下架(12)滑動連接，所述弧形上架(13)為“Y”形，所述弧形上架(13)上表面為弧面，所述弧面與軟管套(9)固定連接，所述彈簧(14)位于下架(12)的內側，所述彈簧(14)的一端與弧形上架(13)固定連接，所述彈簧(14)的另一端與下架(12)的底部連接；

所述弧形上架(13)上開設有連接孔，所述弧形上架(13)上安裝有連接帶，所述連接帶穿過連接孔并綁定軟管套(9)連接輸送管道的兩端。

2.根據權利要求1所述的一種大體積混凝土冷卻水循環，其特征在于：所述蓄水模塊還包括流量計(15)和出水口，所述流量計(15)安裝在分流支管(5)上并位于控制件沿水流方向的后方；

所述出水口上安裝有水位傳感器(16)，所述水位傳感器(16)適于測量隔水墻(2)內的水位高度。

3.根據權利要求2所述的一種大體積混凝土冷卻水循環，其特征在于：所述水位傳感器(16)的高度高于出水口的高度。

4.根據權利要求1所述的一種大體積混凝土冷卻水循環，其特征在于：所述隔水墻(2)上安裝有第二支撐架(17)，所述第二支撐架(17)適于支撐分流支管(5)安裝在隔水墻(2)上的高度。

5.根據權利要求1所述的一種大體積混凝土冷卻水循環，其特征在于：所述輸送管道在混凝土的內部分布為蛇形設置，所述輸送管道的拐點和中間部位均設有埋入式溫度傳感器(8)。

6.根據權利要求1所述的一種大體積混凝土冷卻水循環，其特征在于：所述控制件包括二位三通電磁閥(18)和單向閥(6)，所述二位三通電磁閥(18)連接輸送管道并連接儲水箱(3)、冷卻塔(4)和分流支管(5)，所述二位三通電磁閥(18)的狀態一連通儲水箱(3)和冷卻塔(4)，流水不走分流支管(5)，所述二位三通電磁閥(18)的狀態二連通儲水箱(3)和分流支管(5)，流水不走冷卻塔(4)；

所述單向閥(6)限定將二位三通電磁閥(18)出來的水單向通過至流量計(15)。

7.一種大體積混凝土冷卻水循環裝置的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步驟：

步驟一：完成輸送管道的預埋與埋入式溫度傳感器(8)的預埋

A1:根據計算在底板鋼筋安裝完成之后，往預澆筑的基坑內鋪設輸送管道，輸送管道分布為蛇形狀，高處支撐力不足時，搭設支架支撐輸送管道；

A2：根據計算在預澆筑的基坑內部的拐點和中間位置，安裝并固定深淺不一的埋入式溫度傳感器(8)；

A3：預澆筑的基坑里的輸送管道上方的凸出部，開設斷口并用軟管套(9)連接；

A4：輸送管道的一部分分別連接未澆筑的基坑內的出水口管道處和儲水箱(3)，輸送管道的一部分分別連接儲水箱(3)和控制件、控制件和冷卻塔(4)以及冷卻塔(4)到預澆筑的進水口管道處；

A5：冷卻塔(4)進、出水口設置水溫傳感器(11)，水溫傳感器(11)連接冷卻塔(4)用于測量冷卻塔(4)循環水出入的速率及溫度；

A6:控制件連接分流支管(5)并通過單向閥(6)和流量計(15)，測量分流支管(5)的流量，安裝好水位傳感器(16)；

A7：進行通球實驗與氣密性試驗，檢查輸送管道的整體固定，進行預埋鋼筋的安裝；

步驟二：混凝土澆筑施工時

B1:往澆筑坑(1)內澆筑混凝土，混凝土澆筑高度到達設計高度，混凝土高度限制在凸出部下方10cm至20cm；

B2：往儲水箱(3)里注水，打開冷卻塔(4)與儲水箱(3)中的水泵并開始水循環工作，冷卻塔(4)進、出口的水溫由水溫傳感器(11)進行監控，由冷卻塔(4)設置控制進、出口的水溫及循環速率；

步驟三：混凝土澆筑完成，進行循環水冷卻與養護

C1:澆筑坑(1)里的混凝土靜止2至4天后，在混凝土表面沿外邊砌磚組建隔水墻(2)；

C2:在隔水墻(2)上安裝第二支撐架(17)，將分流支管(5)安裝在第二支撐架(17)上；

C3:隔水墻(2)施工完成將凸出部設計的斷口處斷口，采用軟管套(9)連接部位，在軟管套(9)的下方安裝第一支撐架(10)，將弧形上架(13)與軟管套(9)粘接，下架(12)與混凝土表面螺栓連接；

C4:打開二位三通電磁閥(18)，使分流支管(5)通過流水，流量計(15)工作并記錄流量，出水口泄水直至達到水位傳感器(16)安裝高度，反饋信號使控制二位三通電磁閥(18)轉向關閉分流支管(5)的流向，使儲水箱(3)的水單向流向冷卻塔(4)；

C3:通過埋入式溫度傳感器(8)進行監測混凝土內部溫度，取所有值的平均值和冷卻塔(4)的出水口的溫度進行對比，內外溫差大于5℃，人為設置冷卻塔(4)進出口水溫及速率，控制混凝土內部降溫速率；

C4:進水口處水溫已基本穩定，內外部溫差不超過5℃，停止冷卻塔(4)儲水箱(3)工作；

C5:排除輸送管道內部余水,進行輸送管道封堵灌漿。