RU2109878C1 - Установка для замораживания грунта - Google Patents
Установка для замораживания грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109878C1 RU2109878C1 RU96111196A RU96111196A RU2109878C1 RU 2109878 C1 RU2109878 C1 RU 2109878C1 RU 96111196 A RU96111196 A RU 96111196A RU 96111196 A RU96111196 A RU 96111196A RU 2109878 C1 RU2109878 C1 RU 2109878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vortex
- cooler
- ground
- cooling
- column
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Установка для замораживания грунта и создания мерзлотных завес снабжена вихревым охладителем газа, установленным на дне колонки. Один отвод холодного потока вихревого охладителя направлен вниз, а другой - вверх встречно подводу сжатого газа. За счет того, что вихревой охладитель позволяет понижать температуру части входного потока до -100oС и может быть установлен на любой глубине скважины, достигается быстрое охлаждение дна и ствола скважины с прилегающим грунтом. При этом энергозатраты на охлаждение при использовании установки оказываются гораздо меньшими, чем требуют существующие системы, работающие только зимой за счет прокачки окружающего воздуха. 2 ил.
Description
Изобретение относится к строительству жилья и промышленным объектам с вечномерзлым основанием, может быть использовано для создания постоянных мерзлотных завес в зоне фильтрующих таликов, а также в холодильной технике и во всех случаях, где требуется обеспечить охлаждение до низких температур.
Известны установки замораживания грунта, применяемые для повышения его прочности, основанные на использовании тепловых труб и термосифонов, в которых рабочим телом служат фреон и/или авиационный керосин, имеющие высокую теплоемкость и низкую температуру замерзания [1].
Недостатком таких захолаживающих устройств является низкая эффективность, незащищенность системы в период летней оттепели и большие затраты рабочего тела высокой стоимости.
Наиболее близким по технической сущности является система замораживания грунта с помощью холодного атмосферного воздуха, закачиваемого в скважину вентилятором через коаксиальную колонку, погруженную в заранее пробуренную скважину [2].
Недостатком таких установок охлаждения является высокая инерционность процесса, требующая больших энергозатрат, невысокие значения температур, достигающие дна камеры (скважины), зарастание колонок льдом, сезонность процесса наморозки и большие эксплуатационные затраты вследствие необходимости обслуживать в сильные морозы.
Целью изобретения является обеспечение глубокого и быстрого охлаждения дна и ствола скважины и прилегающего грунта при любых климатических условиях.
Поставленная цель достигается тем, что установка для замораживания грунта и создания мерзлотных завес, включающая коллекторы подвода и отвода рабочего тела, соединенные с коаксиальной колонкой, дополнительно снабжена вихревым охладителем рабочего тела в виде сжатого газа, установленным на дне колонки, и трубой подвода к вихревому охладителю сжатого газа, размещенной внутри колонки, при этом один отвод потока вихревого охладителя направлен вниз, а другой отвод вихревого охладителя - вверх встречно под воду сжатого газа.
Предлагаемая совокупность новых признаков обеспечивает достижение поставленной цели вследствие высокой эффективности вихревого охладителя как генератора холода без вращающихся частей, возможности размещения вихревого охладителя в любой требуемой точке скважины по ее глубине и высокой скорости отводимого холодного потока, что способствует увеличению коэффициента теплоотдачи.
На фиг. 1 изображена предлагаемая установка; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Установка включает вихревой охладитель 1, отвод 2 холодного потока, камеру 3 расширения вихревого охладителя, отверстия 4 для выхода части потока из камеры расширения, улитку 5, трубу 6 подвода газа к вихревому охладителю, коаксиальную трубу 7, обсадную трубу 8 с дном, отверстия 9 для перепуска газа в коаксиальной трубе.
Работает установка следующим образом.
Сжатый газ давлением свыше 0,6 МПа (6 атм) подводится к вихревому охладителю 1 по трубе 6, которая сужена перед охладителем и пропущена по его оси для обеспечения лучшего охлаждения входного потока. В улитке поток ускоряется до звуковой скорости, а затем расширяется в камеру 3, где часть потока через отверстия 4 выводится внутрь коаксиальной трубы 7 и далее поднимается вверх встречно входному потоку. Другая более холодная часть потока отводится вниз через отвод 2, охлаждая дно и основание обсадной трубы, а затем прилегающий грунт. Часть газа из коаксиальной трубы 7 через отверстия 9 удаляется в пространство между трубами 7 и 8, обеспечивая более интенсивное охлаждение верхней части скважины. С увеличением входного давления, подводимого к вихревому охладителю, линейно понижается температура холодного потока, поэтому в предложенном техническом решении скорость охлаждения и холодопроизводительность регулируются изменением входного давления. Схема по фиг. 1 соответствует существующим системам охлаждения скважин при наличии коаксиальной трубы 7, через которую производят закачку окружающего холодного воздуха. Но при сооружении новых мерзлотных завес необходимость в них отпадает, потому что система может работать эффективно и без нее, так как объем пространства скважины несоизмерим с объемом камеры расширения, что гарантирует получение низких температур в охладителях газа.
Сравнительные расчеты по определению времени замораживания грунта для создания водонепроницаемой завесы по предлагаемой технологии, обеспечивающей подачу на дно скважины температуру -100oC, и существующей, где эта температура достигает -13oC, составляют 4,7 сут., а фактическое время при температуре окружающего воздуха не ниже -40oC составляет 40 сут. Соотношение энергозатрат предлагаемого способа охлаждения скважины и существующего разнятся в 2,3 раза в пользу предлагаемой технологии. Кроме того, наличие глубокого холода в требуемом месте позволяет отказаться от технологии непрерывности и достаточно ударного охлаждения в течение 5-6 ч при температуре -100oC, чтобы защитить скважину глубиной 30 м от растепления на летный период.
В качестве рекомендаций наилучшего варианта реализации предлагаемой технологии следует обсадные трубы и коаксиальную колонку выполнять из алюминиевых сплавов, подвод газа к вихревым охладителям производить гибким трубопроводом, изменением длины которого достигается быстрое охлаждение мест растепления.
Компрессор для подачи сжатого газа к вихревым охладителям должен иметь надежную систему осушки, чтобы предотвратить образование льда на стенке обсадной трубы.
Claims (1)
- Установка для замораживания грунта и создания мерзлотных завес, включающая коллекторы подвода и отвода рабочего тела, соединенные с коаксиальной колонкой, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена вихревым охладителем рабочего тела в виде сжатого газа, установленным на дне колонки, и трубой подвода к вихревому охладителю сжатого газа, размещенной внутри колонки, при этом один отвод потока вихревого охладителя направлен вниз, а другой отвод вихревого охладителя направлен вверх встречно подводу сжатого газа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96111196A RU2109878C1 (ru) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Установка для замораживания грунта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96111196A RU2109878C1 (ru) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Установка для замораживания грунта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2109878C1 true RU2109878C1 (ru) | 1998-04-27 |
RU96111196A RU96111196A (ru) | 1998-09-20 |
Family
ID=20181465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96111196A RU2109878C1 (ru) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Установка для замораживания грунта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2109878C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103898895A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 同轴供回液管冻结器 |
-
1996
- 1996-06-04 RU RU96111196A patent/RU2109878C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Гапеев С.И. Укрепление мерзлотных оснований охлаждением. - Л.: Стройиздат, 1969, с. 104. 2. Макаров В.И. Термосифоны в северном строительстве. - Новосибирск.: Наука, 1985, с.22, р. 2.1. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103898895A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 同轴供回液管冻结器 |
CN103898895B (zh) * | 2014-04-22 | 2016-01-13 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 同轴供回液管冻结器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0247404A (ja) | 井戸内熱交換無散水消雪方法及び装置 | |
US20220018577A1 (en) | Groundwater enhanced geothermal heat pump | |
US4294083A (en) | Air conditioning system | |
CN110030027A (zh) | 一种基于恒温层冷水源的矿井风流冷却系统及方法 | |
RU2109878C1 (ru) | Установка для замораживания грунта | |
CN101225747B (zh) | 深井煤矿建井期间的降温方法及其设备 | |
EP3412993A1 (en) | Liquid cooling system for outdoor surfaces | |
CN210068227U (zh) | 一种基于恒温层冷水源的矿井风流冷却系统 | |
JP2003239270A (ja) | 凍結工法及びその凍結工法に使用されるパイプ材 | |
CN202194678U (zh) | 利用恒温含水地层进行矿井降温的系统 | |
McPherson et al. | Refrigeration plant and mine air conditioning systems | |
CN214620082U (zh) | 一种井筒防冻供热系统 | |
KR20030061575A (ko) | 빙축열 냉각시스템의 축열조 | |
RU2123648C1 (ru) | Способ аккумулирования холода и устройство для его реализации | |
CN201170114Y (zh) | 深井煤矿建井期间的降温系统 | |
JPH06136738A (ja) | 地盤凍結工事方法 | |
RU2650005C1 (ru) | Способ аккумуляции холода в грунте | |
CN2674101Y (zh) | 矿井冰冷降温系统中的井下融冰池 | |
CN205505254U (zh) | 一种地热空调系统 | |
CN216110821U (zh) | 隧道及井下巷道的降温除尘系统 | |
RU2287040C2 (ru) | Устройство для обогрева или охлаждения дорожного покрытия | |
Ofner et al. | Pumps and valves for snow generation | |
FR2508147A1 (fr) | Dispositif de chauffage avec production d'eau chaude sanitaire fonctionnant en recuperation sur un circuit de pompe a chaleur ou de production de froid | |
RU2042046C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
SU1139456A1 (ru) | Установка дл опреснени воды |