[发明专利]利用地下水进行大体积混凝土温控的冷却系统及控制方法

权利要求书

1.一种利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统，混凝土结构物由大体积混凝土块和分缝构成；该混凝土结构物中设置有管路系统、输水排水系统、温度流量测控系统及终端控制系统；其特征在于，所述管路系统包括冷却水管、左连接管、右连接管、三通管、左排水管、右排水管及进水管，各水管通过回路循环连接；所述输水排水系统按照顺序设有：海水抽水井、高压分水管、管道增压泵、减压阀、低压输水管及无压集水井；所述温度流量测控系统包括混凝土温度计、左水管温度计、右水管温度计、左三通电磁阀、右三通电磁阀、流量电磁阀、进水管温度计以及数据采集线构成；并与终端控制系统连接，实现管路循环变换通水及流量的智能控制；

所述高压分水管通过管道增压泵与海水抽水井连接，用于输送低温海水，在高压分水管末端设置两个分水阀，用于调节冷却水管后期通水流量，低温冷却海水通过均匀分布的进水管将冷却水输送到大体积混凝土内部；所述的高压分水管长度与挡潮闸长度一致；所述高压分水管与抽水井之间设置管道增压泵，使高压分水管内的压力能够满足若干混凝土块同时通水的流量要求；所述高压分水管末端设置两个减压阀以控制后期通水速率。

2.根据权利要求1所述的利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统，其特征在于，所述低压输水管与无压集水井连接，回收冷却尾水，并通过抽水泵将无压集水井内的高含盐量海水排至挡潮闸围堰之外，确保主体混凝土浇筑不受海水影响；

所述冷却水管采用HDPE材料，或采用高强度、高导热的PE材料，混凝土结构内的同一根冷却水管需保证完整长度，整体无焊接接头，呈蛇形等间距布置在大体积混凝土内；所述冷却水管在混凝土左右两侧出口处与水管温度计连接，所述左、右水管温度计用于测量左右水管的进水或出水温度，并通过连接管分别与左、右三通电磁阀连接；所述的冷却水管出水通过低压输水管排出，并统一排至无压集水井内；所述无压集水井内的海水应及时排至挡潮闸围堰之外，确保冷却水管排出的海水不会对挡潮闸主体混凝土浇筑造成不利影响。

3.根据权利要求1或2所述的利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统，其特征在于，所述混凝土内部布置有温度传感器，用于测量混凝土内部温度，所述温度传感器等间距分布在冷却水管之间；

所述冷却水管在混凝土左右两侧出口处与水管温度计连接，所述左、右水管温度计用于测量左右水管的进水或出水温度，并通过连接管分别与左、右三通电磁阀连接；

所述左、右三通电磁阀通过三通管与流量电磁阀连接，通过左、右排水管与低压输水管连接；

所述流量电磁阀通过进水管与高压分水管连接，并在进水管与高压分水管之间设置有进水管温度计，用于测量水管的进水温度。

4.权利要求1所述的利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统的控制方法，其特征在于，操作步骤如下：

步骤1：将管路系统、输水排水系统、温度流量测控系统、终端控制系统连通，测试各个量测器件的工作形态，保证各个部件能够正常运行；

步骤2：混凝土浇筑前确保进行不短于1个小时的加压通水试验，当确定管路系统不存在渗漏后，进行大体积混凝土的浇筑，施工过程中应避免混凝土直接落到冷却水管上；

步骤3：将混凝土内部温度计记录的混凝土温度变化和冷却水管进出口温差T_出-T_进，反馈至终端控制系统，并根据设计的混凝土通水要求，通过流量电磁阀对冷却水的进水流量进行实时动态控制；

步骤4：根据设计的混凝土通水要求自动调节三通电磁阀的开关方向，对冷却系统的进出水方向进行对换，保证冷却系统对混凝土冷却的均匀性；

步骤5：待冷却水管停止循环水冷却，监测温度达到设计要求后，先用空压机将水管内残余水压出并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管压注水泥浆进行灌浆封堵。

5.根据权利要求4所述的利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述步骤1中所述的冷却水管呈蛇形螺旋式布置，通过混凝土结构物内部的钢筋骨架固定；所述步骤3中T_进指的是进水管温度计测得的温度；当水流从左流向右时，T_出指的是右水管温度计测得的温度，当水流从右流向左时，T_出指的是左水管温度计测得的温度；T_出-T_进的控制阈值根据实际设计或施工要求确定。