[發明專利]一種基于雙層優化模型的集中供熱隧道規劃設計方法

有效

• 申請號: 202211089349.8
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115618534B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 鐘崴;薄其明;周懿
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/27;G06N3/006;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種基于雙層優化模型的集中供熱隧道規劃設計方法，其特征在于，步驟如下：

當供熱管道在穿越河流、山體、湖泊時，依據供熱區域內的實際工況進行供熱隧道多種方案的初步設計；

建立雙層供熱隧道優化設計模型：

第一層為供熱隧道穿越位置優化模型，以投資費用最優為優化設計目標函數，采用第一優化算法對供熱隧道穿越位置優化模型進行求解后，獲得初步設計的供熱隧道多種方案中最優供熱隧道穿越位置；

在最優供熱隧道穿越位置的基礎上，第二層為供熱隧道盾構結構優化模型，以供熱隧道盾構管道施工成本、運行成本和管道增壓水泵運行能耗成本最優為優化設計目標函數，采用第二優化算法對供熱隧道盾構結構優化模型進行求解后，獲得初步設計的供熱隧道多種方案中最優隧道盾構結構，包括隧道盾構的規格和管徑；

依據最優供熱隧道穿越位置和盾構隧道結構確定供熱隧道最優設計方案；

所述當供熱管道在穿越河流、山體、湖泊時，依據供熱區域內的實際工況進行供熱隧道多種方案的初步設計，具體包括：

當供熱管道在穿越河流、山體、湖泊時，采用盾構法進行隧道穿越，在隧道始末端各修建一個工作井，供熱管道在盾構隧道內采用鋼結構支架水平敷設，盾構設備在工作井內沿豎直方向敷設，且盾構設備在設計銜接標高處與灘涂地直埋方式的供熱管道相連接；

依據供熱區域內供熱隧道與周邊環境的關系和隧道工程可實施性、隧道穿越長度和成本，以供熱管網總體路由和隧道功能定位為基礎，為供熱管道的運行、維護保養提供操作空間，初步設計供熱隧道多種位置敷設方案和不同規格和管徑的隧道盾構結構方案；

當管道管徑局部縮小時，出現局部壓力損失，通過增設管道增壓泵彌補壓力損失；

通過管道運行所需的壓力和管道壓力損失，計算增壓泵的最小揚程和流量，并根據增壓泵的最小揚程和流量確定增壓泵的選型。

2.根據權利要求1所述的基于雙層優化模型的集中供熱隧道規劃設計方法，其特征在于，所述第一層為供熱隧道穿越位置優化模型，以投資費用最優為優化設計目標函數，表示為：

minF₁＝C₁+C₂+C₃；

其中，C₁為依據不同穿越位置跨越河道時供熱隧道的投資費用，河道寬度越寬和長度越長，供熱隧道的投資費用越大；C₂為依據不同穿越位置不同施工工期的投資費用；C₃為依據不同穿越位置，當與供熱管網規劃路由不一致時，需要變更管網路由造成的投資費用；

其約束條件為河道主河槽擺動范圍與河流走向，河勢穩定。