SU914701A1 - Устройство для охлаждения бетонных массивов 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области строίительства массивных гидротехнических сооружений и может быть использовано при возведении бетонных плотин, дамб, мостовых опор, портовых причалов.

Известно устройство для охлаждения бетонных массивов, выполненное в виде змеевиковых теплообменников с принудительной циркуляцией в них охлаждающей среды, укладываемых^; в тело сооружения по мере возведения сооружения, а также трубопроводов для подачи к змеевикам охлаждающей среды и разрывающих струю охладителя емкостей для уменьшения гидравлической неравномерности в системе по высоте [Ц .

Недостатками этого устройства являются большая неравномерность процесса охлаждения в связи с нагреванием охлаждающей среды при ее движении по змеевикам, сложность монтажа и низкая надежность в эксплуатации, большие расходы электроэнергии на привод насосов изза весьма значительного гидравлического

2

.сопротивления циркуляционного контура, большая металлоемкость системы.

Известно также устройство для охлаждения бетонных массивов, включающее охлаждающие элементы, расположенные в массиве и выполненные в виде термосифонов связанных с подводящим трубопроводом охлаждающей среды и имеющих испарительные и конденсационные зоны [23

Недостатком известного устройства является нерациональная организация процесса теплообмена между наружной поверхностью конденсационной зоны термосифона и охлаждающей водой в муфте, поскольку вода будет интенсивно омывать только небольшой участок зоны конденсации возле торцовой поверхности муфты, где образуется короткий циркуляционный контур между подводящим и отводящим патрубками. В остальной части муфты по мере удаления от торца с подводящим и отводящим патрубками образуется застойная область, где скорость омывания ох914791

лажцающей водой поверхности конденсационной зоны ничтожно мала. Гидродинамика потока охлаждающей воды определяет и интенсивность теплообмена на наружной поверхности зоны конденсации. 5 В области интенсивного смывания теплообмен будет определяться закономерностями вынужденной конвекции, при которой величина коэффициента теплоотдачи может быть соизмерима с его величиной ю при конденсации паров теплоносителя внутри зоны конденсации. В застойной области значение коэффициента теплоотдачи определяется закономерностями теплообмена при свободной конвекции 15 ина два порядка ниже, нежели внутри зоны конденсации. В результате охлаждающая вода в муфте: оказывается не в состоянии отвести от конденсационной зоны подводимое к ней тепло, пар, генерируе- зо мый в зоне испарения не конденсируется полностью в зоне конденсации, термодинамическое равновесие теплоносителя в термосифоне сдвигается в сторону увеличения давления, термосифон осуша- 25 ется и перестает отводить тепло из ядра блока бетонирования. Это приводит к нарушению проектного температурного режима блока, он растрескивается и его приходится взрывать и бетонировать зано—_Зд во, либо применять другие дорогостоящие меры для его укрепления.

Цель изобретения - уменьшение трещинообразования в твердеющем массибе путем повышения эффективности и стабильности охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что конденсационные зоны термосифонов' размещены за пределами массива и снабжены теплообменниками.

Кроме того, теплообменник выполнен в виде съемной пористой насадки.

Выполнение конденсационных зон съем·, ными значительно упрощает монтаж термосифонов и дает возможность при- ₄$ менять конденсационные зоны многократно.

Расло ожение конденсационных зон вне тела возводимого сооружения также позволяет упростить конструкцию и мои- ⁵⁰

таж системы повышает ее надежность в процессе эксплуатации.

Сменный теплообменник в виде пориотой насадки позволяет организовать испарительное охлаждение наружной поверхности зоны конденсации, тем самым повысив интенсивность и стабильность процесса охлаждения блоков бетонирования, что в конечном счете уменьшает трешинообразование в .них.

На фиг. 1 изображены блоки бетонирования с системой охлаждения, поперечный разрез; на фиг. 2 - тоже₍вид сверху·

Устройство состоит из термосифонов 1, испарительные зоны которых 2 находятся в теле блока 3 бетонирования, а съемные конденсационные зоны 4, снабженные сменными теплообменниками 5, выполненными в виде пористой насадки, над которыми установлены распредели(тели 6 охлаждающей среды, связанные через регулирующие вентили 7 посредством подводящих трубопроводов 8 с магистральными трубопроводами 9.

Устройство работает следующим образом.

В испарительной зоне 2 термосифона 1 происходит испарение жидкой фазы теплоносителя, заполняющего 0,5-0,8 ее внутреннего объема, происходящее с поглощением тепла, отбираемого из тела блока 3 -бетонирования, где оно выделяется в процессе экзотермических реакций твердения бетонной смеси. Образующийся при этом пар по свободной от жидкой фазы теплоносителя части живого сечения зоны 2 испарения перемещается в зону 4 конденсации, где и конденсируется на ее холодных стенках, выделяя полученное при этом в зоне 2 испарения тепло. Выделившееся ‘при конденсации тепло через стенки конденсационной зоны 4 передается в сменный теплообменник 5, выполненный в виде пористой насадки, где расходуется на нагрев и испарение охлаждающей среды в ней. Охлаждающая среда подается в сменный теплообменник 5 в виде пористой насадки через распределительное устройство 6, в которое попадает через регулирующий вентиль 7 и подающий трубопровод 8 из магистрального трубопровода 9. ¹ В процессе охлаждения вся охлаждающая среда, подаваемая в пористую насадку, равномерно насыщает ее и должно полностью из нее испаряться. Поскольку количество тепла, выделяющегося из твердеющей бетонной смеси изменяется во врет мени, то и для его отвода необходимо различное количество охлаждающей· среды Для установления соответствия между этими величинами служит; регулирующий вентиль 7.

Расположение конденсационных зон

термосифонов вне тела блоков бетонирования и выполнение их съемными упро5 Θ14701 6

щает конструкцию системы охлаждения и технологию ее монтажа, что дает возможность уменьшить затраты людских ресурсов на монтаж системы, сократить дополнительный нерациональный расход 5 материалов на ее точную установку, сократить Металлоемкость за счет многократного использования конденсационных зон. Простота конструкции повышает надежность ее эксплуатации, поскольку ио- 10 пользуется минимум деталей, а в случае поломки легко производится замена вышедшей из строя конденсационной зоны

На наружных гранях сооружения не остается никаких выемок, что положительнее но сказывается на прочностных качествах сооружения во время эксплуатации.

Применение изобретения позволяет повысить интенсивность процесса теплообмена и выравнять его вдоль всей наруж- 20 ной поверхности конденсационной зоны, что приводит к ускорению процесса охлаждения, а значит и к ускорению возведения сооружения. Оптимизация процесса охлаждения позволяет более стабильно 25 поддерживать температурный режим сооружения и за счет этого- снизить трешиНообразование в процессе твердения бетонной смеси в сооружении, Кроме того, уменьшается расход охлаждающей среды зо и гидравлическое сопротивление устройства, поскольку охлаждающая среда не прокачивается через сменный теплообменник й отводящие трубопроводы, а только подводится к нему и полностью

испаряется в нем. Это обстоятельство позволяет уменьшить мощность насосов к расход электроэнергии на их привод и отказаться от применения отводящих трубопроводов, что значительно удешевит процесс строительства сооружения в целом.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для охлаждения бетонных массивов, включающее охлаждающие элементы, расположенные в массиве и выполненные в виде термосифонов, связанных с подводящим трубопроводом охлаждающей среды и имеющих испарительные и конденсационные зоны, отличающееся тем, что, с цепью уменьшения трещинообраэования в твердеющем массиве путем повышения эффективности и стабильности охлаждения, конденсационные зоны термосифонов размещены за пределами массива и снабжены теплообменниками.
2. 2. Устройство по π. 1, о т л и ч а -, ю щ е е с я тем, что теплообменник выполнен в виде съемной пористой насадки.