本發(fā)明涉及一種供水與冷卻系統(tǒng)，特別是一種用于TBM的供水與冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在TBM施工過程中需要消耗大量的水，其中，所消耗的水主要用于兩個方面，一是刀盤噴水、主軸承密封沖刷、錨桿鉆機鉆孔、皮帶沖刷、各部位沖洗等，屬于消耗性用水；二是液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、主驅(qū)動電機與變速箱、變頻器等系統(tǒng)與設(shè)備的冷卻，屬于冷卻用水。

現(xiàn)有的TBM供水與水冷卻系統(tǒng)有主要有兩種，第一種為開放式設(shè)計，洞外進(jìn)水經(jīng)管路輸送至TBM冷水箱，再泵送至各消耗性及冷卻用水工位，用于冷卻的水經(jīng)熱交換后排入隧道或者污水箱；第二種為半封閉式設(shè)計，與第一種的不同之處在于，冷卻用水設(shè)計為閉式循環(huán)系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)為冷卻液或者冷卻液與蒸餾水的混合液，可有效避免產(chǎn)生水垢，同時對冷卻介質(zhì)采用冷水箱中的水進(jìn)行冷卻，洞外進(jìn)水經(jīng)熱交換后回到冷水箱。雖然這兩種系統(tǒng)均能夠進(jìn)行供水與冷卻，但是，第一種結(jié)構(gòu)耗水量大、水冷系統(tǒng)易結(jié)垢，第二種系統(tǒng)仍然存在耗水量較大的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種能夠有效降低耗水量的用于TBM的供水與冷卻系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種用于TBM的供水與冷卻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括外循環(huán)水系統(tǒng)單元、內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元、TBM施工用水系統(tǒng)單元和外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元，所述外循環(huán)水系統(tǒng)單元通過一對出水管道與一對回水管道與內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元連接，所述內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單位通過管道分別與TBM施工用水系統(tǒng)單元和外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元連接，所述外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元通過管道與TBM施工用水系統(tǒng)單元連接。

其中，所述外循環(huán)水系統(tǒng)單元包括冷水箱，所述冷水箱通過進(jìn)水管道A與洞外進(jìn)水連接，所述冷水箱通過一對并排設(shè)置的離心泵A、離心泵B和出水管道A、出水管道B與內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元連接。

為了進(jìn)行進(jìn)水監(jiān)測和過濾，在所述進(jìn)水管道A上沿進(jìn)水方向依次設(shè)置有溫度表、壓力表和一對并聯(lián)布置的帶有蝶閥的袋式過濾器。

進(jìn)一步，所述內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元包括內(nèi)循環(huán)水箱、后配套區(qū)域冷卻器和帶主驅(qū)動電機的主機區(qū)域泵站冷卻器，所述內(nèi)循環(huán)水箱分別通過離心泵C和離心泵D與主機區(qū)域泵站冷卻器和后配套區(qū)域冷卻器連接，所述主機區(qū)域泵站冷卻器和后配套區(qū)域冷卻器分別通過冷卻器A和冷卻器B與內(nèi)循環(huán)水箱連接；所述回收管道包括回水管道A和回收管道B，所述回水管道A和回收管道B各自一端分別與冷卻器A和冷卻器B連接，另一端與冷水箱連接。

進(jìn)一步，所述TBM施工用水系統(tǒng)單元包括溫水箱，所述溫水箱通過進(jìn)水管道B和進(jìn)水管道C分別與回水管道A和回收管道B連接，所述溫水箱分別通過離心泵E、離心泵F和離心泵G與TBM用水管連接。

進(jìn)一步，為了對循環(huán)水進(jìn)行降溫，所述外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元包括帶排水管的降溫水箱，所述降溫水箱通過進(jìn)水管道D和進(jìn)水管道E分別與進(jìn)水管道B和進(jìn)水管道C連接，所述降溫水箱通過離心泵H和出水管道C與溫水箱連接。

為了監(jiān)控水位和水溫，在所述冷水箱上、內(nèi)循環(huán)水箱上、溫水箱上和降溫水箱上均設(shè)置有溫度傳感器和液位傳感器。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、成本低廉、使用可靠的優(yōu)點，采用它不但能夠使得TBM施工實際耗水量、排水量和廢水量明顯降低，節(jié)約供水、排水和污水處理費用，而且，本系統(tǒng)能夠使得用于消耗性用水全部為熱水，用于冷卻的外循環(huán)水冷卻效果好，保證了相關(guān)設(shè)備的良好運行。

附圖說明

本發(fā)明的附圖說明如下：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的外循環(huán)水系統(tǒng)單元放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的TBM施工用水系統(tǒng)單元放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元放大結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施方式，任何在本實施例基本精神上的改進(jìn)或替代，仍屬于本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍。

實施例1：如圖1所示，一種用于TBM的供水與冷卻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括外循環(huán)水系統(tǒng)單元1、內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元2、TBM施工用水系統(tǒng)單元3和外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元4，所述外循環(huán)水系統(tǒng)單元1通過一對出水管道與一對回水管道與內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元2連接，所述內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單位2通過管道分別與TBM施工用水系統(tǒng)單元3和外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元4連接，所述外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元4通過管道與TBM施工用水系統(tǒng)單元3連接。

在本發(fā)明中，外循環(huán)水系統(tǒng)單元1通過冷卻器A20和冷卻器B21對內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行冷卻，使內(nèi)循環(huán)水水溫達(dá)到正常施工要求。外循環(huán)水系統(tǒng)單元1通過氣動閥與TBM施工用水系統(tǒng)單元3連接，外循環(huán)水不斷向溫水箱24補給水源，滿足TBM施工用水需求。外循環(huán)水系統(tǒng)單元1通過氣動閥和降溫系統(tǒng)單元外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元4連接，外循環(huán)冷卻水可流入降溫水箱31進(jìn)行降溫。外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元4通過離心泵34與TBM施工用水系統(tǒng)單元3進(jìn)行連接，可將降溫水箱31的水排入溫水箱24。

如圖2所示，上述外循環(huán)水系統(tǒng)1單元包括冷水箱5，所述冷水箱5通過進(jìn)水管道A6與洞外進(jìn)水連接，所述冷水箱5通過一對并排設(shè)置的離心泵A7、離心泵B8和出水管道A9、出水管道B10與內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元2連接。

為了進(jìn)行進(jìn)水監(jiān)測和過濾，在所述進(jìn)水管道A6上沿進(jìn)水方向依次設(shè)置有溫度表11、壓力表12和一對并聯(lián)布置的帶有蝶閥13的袋式過濾器14。

如圖3所示，上述所述內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)單元2包括內(nèi)循環(huán)水箱15、后配套區(qū)域冷卻器17和帶主驅(qū)動電機38的主機區(qū)域泵站冷卻器16，所述內(nèi)循環(huán)水箱15分別通過離心泵C18和離心泵D19與主機區(qū)域泵站冷卻器16和后配套區(qū)域冷卻器17連接，所述主機區(qū)域泵站冷卻器16和后配套區(qū)域冷卻器17分別通過冷卻器A20和冷卻器B21與內(nèi)循環(huán)水箱15連接；所述回收管道包括回水管道A22和回收管道B23，所述回水管道A22和回收管道B23各自一端分別與冷卻器A20和冷卻器B21連接，另一端與冷水箱5連接。

如圖4所示，上述TBM施工用水系統(tǒng)單元3包括溫水箱24，所述溫水箱24通過進(jìn)水管道B25和進(jìn)水管道C26分別與回水管道A22和回收管道B23連接，所述溫水箱24分別通過離心泵E27、離心泵F28和離心泵G29與TBM用水管連接。

如圖5所示，上述外循環(huán)水降溫系統(tǒng)單元4包括帶排水管30的降溫水箱31，所述降溫水箱31通過進(jìn)水管道D32和進(jìn)水管道E33分別與進(jìn)水管道B25和進(jìn)水管道C26連接，所述降溫水箱31通過離心泵H34和出水管道C35與溫水箱24連接。

為了對水位和水溫進(jìn)行監(jiān)控，在所述冷水箱6上、內(nèi)循環(huán)水箱15上、溫水箱24上和降溫水箱31上均設(shè)置有溫度傳感器36和液位傳感器37。

本發(fā)明其工作原來如下：洞外進(jìn)水管道A6上安裝溫度表11、壓力表12進(jìn)行監(jiān)測，同時安裝兩套蝶閥13、袋式過濾器14進(jìn)行過濾，保證TBM水系統(tǒng)的水質(zhì)。洞外進(jìn)水通過氣動球閥流進(jìn)冷水箱5，冷水箱5內(nèi)液位傳感器監(jiān)測水位達(dá)到上限時，氣動球閥關(guān)閉，水位達(dá)到下限時氣動球閥打開。離心泵A7和離心泵B8將冷水引向冷卻器A20和冷卻器B21，通過冷卻器A20和冷卻器B21冷卻內(nèi)循環(huán)水。

內(nèi)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，封閉獨立運行，冷卻介質(zhì)從發(fā)熱設(shè)備帶來的熱量在冷卻器內(nèi)與外循環(huán)水冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)熱交換。內(nèi)循環(huán)水箱15安裝有溫度傳感器、液位傳感器，用以監(jiān)測內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)情況，當(dāng)溫度達(dá)到上限或液位達(dá)到下限時，離心泵C18和離心泵D19關(guān)閉。內(nèi)循環(huán)水通過離心泵C18和離心泵D19泵送至主驅(qū)動電機38、主機區(qū)域泵站冷卻器16和后配套區(qū)域冷卻器17，最終通過冷卻器A20和冷卻器B21進(jìn)行冷卻后返回至內(nèi)循環(huán)水箱15。

經(jīng)過冷卻器A20和冷卻器B21的外循環(huán)水優(yōu)先流入溫水箱24，補給TBM施工用水。TBM施工用水由離心泵E27、離心泵F28、和離心泵G29提供動力，隨時啟動，保證各工作面用水需求。當(dāng)溫水箱24液位傳感器監(jiān)測水位達(dá)到下限時，氣動球閥打開，外循環(huán)冷卻水流入溫水箱24；溫水箱24水位達(dá)到上限時，氣動球閥關(guān)閉。

如果冷水箱5溫度傳感器監(jiān)測到水溫達(dá)到上限且氣動球閥關(guān)閉時，氣動球閥打開，外循環(huán)冷卻水直接流入降溫水箱31，降溫水箱31液位傳感器監(jiān)測到水位達(dá)到上限時，氣動球閥打開，降溫水箱31的水直接排至洞外；水位達(dá)到下限時,氣動球閥關(guān)閉。

待降溫水箱31溫度傳感器監(jiān)測到水溫下降至滿足施工要求時，并且溫水箱31液位傳感器未達(dá)到上限時，離心泵H34啟動，將水排至溫水箱24中，溫水箱24水位達(dá)到上限或降溫水箱31水位達(dá)到下限時離心泵H24關(guān)閉，達(dá)到外循環(huán)水自動降溫、循環(huán)使用的目的。