[实用新型]矿用井下集中制冷系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿领域，特别涉及一种矿用井下集中制冷系统。

背景技术

近年来，随着矿井开采深度的增加，我国矿井高温热害问题日益突出，高温矿井数量也越来越多。据统计，我国目前已有130多对矿井存在不同程度的高温热害现象，其中80多对矿井采取了机械制冷降温措施。目前应用于实践的各种矿井降温系统按照输冷介质的不同分为制冰降温、制冷水降温和制冷风降温。但不论是何种输冷介质，最终均转化为冷风降低井下采掘工作面空气温度。

按照制冷装置的布置特点可分为井上集中式、井下集中式、井下分散式(局部)、井上和井下联合式。其中，随着我国矿井开采深度的逐渐增大，矿井降温所需冷负荷也不断增加，地面集中制冷(冷量损失大)和井下局部制冷(制冷量不足)已不能满足全矿井热害治理的需求。目前国内对矿井制冷设备的研发也是出于刚刚起步阶段。专利(200710025002.6)公开了一种深部开采矿井降温装置，包括地面机组和井下机组，其主要制冷设备(制冷机组)位于地面，冷量在往井下输送过程中会有大量损失。专利(201020548178.7)公开了一种应用于煤矿井下的可移动式制冷降温装置，但其冷凝热的排放位于井下，因此制冷量受到限制，偏小。专利201120032780.X和201120032790.3则公开了一种考虑了冷凝器承受高压的矿井制冷机组，但没有涉及到各结构及整个装置的模块化设计，对整个机组在井下的适用性没有考虑。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种矿用井下集中制冷系统，能够满足我国高温深井降温面临的高承压、大换热量以及小体积运输安装要求，适应我国高温深井井下集中降温的需要。

本实用新型的矿用井下集中制冷系统，至少包括设置于井下并用于冷凝蒸发产生低温冷冻水的冷却介质生成系统和用于对冷却介质生成系统进行控制的控制系统，冷却介质生成系统包括：

制冷压缩模块，用于制备高压高温气态制冷剂；

高压冷凝模块，用于将制冷压缩模块输出的高压高温气态制冷剂制备成高压常温液态制冷剂；

流量控制模块，用于控制流过的高压常温液态制冷剂流量，并将其减压为低温低压液态制冷剂；

蒸发冷却模块，用于低温低压液态制冷剂蒸发吸热以使其内的水温度降低产生低温冷冻水，并蒸发吸热后的气态制冷剂输出至制冷压缩模块；

制冷压缩模块、高压冷凝模块、流量控制模块和蒸发冷却模块依次连接设置并形成循环；系统整体成一字形排列布置，高压冷凝模块和蒸发冷却模块采用上下布置，流量控制模块为设置在高压冷凝模块与蒸发冷却模块连通管路上的浮球液位控制阀；

制冷压缩模块包括压缩机和用于对压缩机冷却和润滑的油路系统，油路系统包括将冷却油泵入压缩机的油泵、设置于压缩机的出流体端用于对制冷剂和油的混合蒸汽分离的油气分离器和与油气分离器连接并对分离后的油进行冷却的油冷却器，油泵与油冷却器连接并用于将冷却后的油重新泵入压缩机；

控制系统包括：设置于压缩机的进进流体端和出流体端管路上的温度传感器Ⅰ和压力传感器Ⅰ；

设置于油冷却器的进流体端管路和出流体管路上的温度传感器Ⅱ和压力传感器Ⅱ；

高压冷凝模块的进流体端管路和出流体端管路上均设置的温度传感器Ⅲ、压力传感器Ⅲ和流体流量传感器；

中央控制单元，用于接收处理温度传感器Ⅰ、压力传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、压力传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ、压力传感器Ⅲ和流体流量传感器的检测信号并根据检测信号一一对应控制压缩机、油冷器器和高压冷凝模块的工作状态。

进一步，高压冷凝模块包括与制冷压缩模块的出流体端连接的冷凝器；蒸发冷却模块至少包括与浮球液位控制阀连接的蒸发器。

进一步，流量控制模块还包括过滤器，过滤器与高压冷凝模块的出液体端连接并与浮球液位控制阀的进液体端连接。

进一步，蒸发冷却模块和制冷压缩模块的连接管路上设置有用于蒸发吸热后的气态制冷剂进入制冷压缩模块的吸气组件，吸气组件至少包括用于防止停机后制冷剂倒流的吸气止回阀。

进一步，吸气组件还包括用于对制冷剂过滤的吸气过滤器；蒸发冷却模块还设有用于将积存在蒸发冷却模块中的油引回油路模块的回油引射器。