一种用于TBM的供水与冷却系统的制作方法

本发明涉及一种供水与冷却系统，特别是一种用于TBM的供水与冷却系统。

背景技术：

目前，在TBM施工过程中需要消耗大量的水，其中，所消耗的水主要用于两个方面，一是刀盘喷水、主轴承密封冲刷、锚杆钻机钻孔、皮带冲刷、各部位冲洗等，属于消耗性用水；二是液压系统、润滑系统、主驱动电机与变速箱、变频器等系统与设备的冷却，属于冷却用水。

现有的TBM供水与水冷却系统有主要有两种，第一种为开放式设计，洞外进水经管路输送至TBM冷水箱，再泵送至各消耗性及冷却用水工位，用于冷却的水经热交换后排入隧道或者污水箱；第二种为半封闭式设计，与第一种的不同之处在于，冷却用水设计为闭式循环系统，冷却介质为冷却液或者冷却液与蒸馏水的混合液，可有效避免产生水垢，同时对冷却介质采用冷水箱中的水进行冷却，洞外进水经热交换后回到冷水箱。虽然这两种系统均能够进行供水与冷却，但是，第一种结构耗水量大、水冷系统易结垢，第二种系统仍然存在耗水量较大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种能够有效降低耗水量的用于TBM的供水与冷却系统。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种用于TBM的供水与冷却系统，所述系统包括外循环水系统单元、内循环水系统单元、TBM施工用水系统单元和外循环水降温系统单元，所述外循环水系统单元通过一对出水管道与一对回水管道与内循环水系统单元连接，所述内循环水系统单位通过管道分别与TBM施工用水系统单元和外循环水降温系统单元连接，所述外循环水降温系统单元通过管道与TBM施工用水系统单元连接。

其中，所述外循环水系统单元包括冷水箱，所述冷水箱通过进水管道A与洞外进水连接，所述冷水箱通过一对并排设置的离心泵A、离心泵B和出水管道A、出水管道B与内循环水系统单元连接。

为了进行进水监测和过滤，在所述进水管道A上沿进水方向依次设置有温度表、压力表和一对并联布置的带有蝶阀的袋式过滤器。

进一步，所述内循环水系统单元包括内循环水箱、后配套区域冷却器和带主驱动电机的主机区域泵站冷却器，所述内循环水箱分别通过离心泵C和离心泵D与主机区域泵站冷却器和后配套区域冷却器连接，所述主机区域泵站冷却器和后配套区域冷却器分别通过冷却器A和冷却器B与内循环水箱连接；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各自一端分别与冷却器A和冷却器B连接，另一端与冷水箱连接。

进一步，所述TBM施工用水系统单元包括温水箱，所述温水箱通过进水管道B和进水管道C分别与回水管道A和回收管道B连接，所述温水箱分别通过离心泵E、离心泵F和离心泵G与TBM用水管连接。

进一步，为了对循环水进行降温，所述外循环水降温系统单元包括带排水管的降温水箱，所述降温水箱通过进水管道D和进水管道E分别与进水管道B和进水管道C连接，所述降温水箱通过离心泵H和出水管道C与温水箱连接。

为了监控水位和水温，在所述冷水箱上、内循环水箱上、温水箱上和降温水箱上均设置有温度传感器和液位传感器。

由于采用了上述技术方案，本发明结构设计巧妙、成本低廉、使用可靠的优点，采用它不但能够使得TBM施工实际耗水量、排水量和废水量明显降低，节约供水、排水和污水处理费用，而且，本系统能够使得用于消耗性用水全部为热水，用于冷却的外循环水冷却效果好，保证了相关设备的良好运行。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的外循环水系统单元放大结构示意图；

图3为本发明的内循环水系统单元放大结构示意图；

图4为本发明的TBM施工用水系统单元放大结构示意图；

图5为本发明的外循环水降温系统单元放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种用于TBM的供水与冷却系统，所述系统包括外循环水系统单元1、内循环水系统单元2、TBM施工用水系统单元3和外循环水降温系统单元4，所述外循环水系统单元1通过一对出水管道与一对回水管道与内循环水系统单元2连接，所述内循环水系统单位2通过管道分别与TBM施工用水系统单元3和外循环水降温系统单元4连接，所述外循环水降温系统单元4通过管道与TBM施工用水系统单元3连接。

在本发明中，外循环水系统单元1通过冷却器A20和冷却器B21对内循环水进行冷却，使内循环水水温达到正常施工要求。外循环水系统单元1通过气动阀与TBM施工用水系统单元3连接，外循环水不断向温水箱24补给水源，满足TBM施工用水需求。外循环水系统单元1通过气动阀和降温系统单元外循环水降温系统单元4连接，外循环冷却水可流入降温水箱31进行降温。外循环水降温系统单元4通过离心泵34与TBM施工用水系统单元3进行连接，可将降温水箱31的水排入温水箱24。

如图2所示，上述外循环水系统1单元包括冷水箱5，所述冷水箱5通过进水管道A6与洞外进水连接，所述冷水箱5通过一对并排设置的离心泵A7、离心泵B8和出水管道A9、出水管道B10与内循环水系统单元2连接。

为了进行进水监测和过滤，在所述进水管道A6上沿进水方向依次设置有温度表11、压力表12和一对并联布置的带有蝶阀13的袋式过滤器14。

如图3所示，上述所述内循环水系统单元2包括内循环水箱15、后配套区域冷却器17和带主驱动电机38的主机区域泵站冷却器16，所述内循环水箱15分别通过离心泵C18和离心泵D19与主机区域泵站冷却器16和后配套区域冷却器17连接，所述主机区域泵站冷却器16和后配套区域冷却器17分别通过冷却器A20和冷却器B21与内循环水箱15连接；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各自一端分别与冷却器A20和冷却器B21连接，另一端与冷水箱5连接。

如图4所示，上述TBM施工用水系统单元3包括温水箱24，所述温水箱24通过进水管道B25和进水管道C26分别与回水管道A22和回收管道B23连接，所述温水箱24分别通过离心泵E27、离心泵F28和离心泵G29与TBM用水管连接。

如图5所示，上述外循环水降温系统单元4包括带排水管30的降温水箱31，所述降温水箱31通过进水管道D32和进水管道E33分别与进水管道B25和进水管道C26连接，所述降温水箱31通过离心泵H34和出水管道C35与温水箱24连接。

为了对水位和水温进行监控，在所述冷水箱6上、内循环水箱15上、温水箱24上和降温水箱31上均设置有温度传感器36和液位传感器37。

本发明其工作原来如下：洞外进水管道A6上安装温度表11、压力表12进行监测，同时安装两套蝶阀13、袋式过滤器14进行过滤，保证TBM水系统的水质。洞外进水通过气动球阀流进冷水箱5，冷水箱5内液位传感器监测水位达到上限时，气动球阀关闭，水位达到下限时气动球阀打开。离心泵A7和离心泵B8将冷水引向冷却器A20和冷却器B21，通过冷却器A20和冷却器B21冷却内循环水。

内循环水冷却系统为闭式系统，封闭独立运行，冷却介质从发热设备带来的热量在冷却器内与外循环水冷却系统实现热交换。内循环水箱15安装有温度传感器、液位传感器，用以监测内循环水系统运转情况，当温度达到上限或液位达到下限时，离心泵C18和离心泵D19关闭。内循环水通过离心泵C18和离心泵D19泵送至主驱动电机38、主机区域泵站冷却器16和后配套区域冷却器17，最终通过冷却器A20和冷却器B21进行冷却后返回至内循环水箱15。

经过冷却器A20和冷却器B21的外循环水优先流入温水箱24，补给TBM施工用水。TBM施工用水由离心泵E27、离心泵F28、和离心泵G29提供动力，随时启动，保证各工作面用水需求。当温水箱24液位传感器监测水位达到下限时，气动球阀打开，外循环冷却水流入温水箱24；温水箱24水位达到上限时，气动球阀关闭。

如果冷水箱5温度传感器监测到水温达到上限且气动球阀关闭时，气动球阀打开，外循环冷却水直接流入降温水箱31，降温水箱31液位传感器监测到水位达到上限时，气动球阀打开，降温水箱31的水直接排至洞外；水位达到下限时,气动球阀关闭。

待降温水箱31温度传感器监测到水温下降至满足施工要求时，并且温水箱31液位传感器未达到上限时，离心泵H34启动，将水排至温水箱24中，温水箱24水位达到上限或降温水箱31水位达到下限时离心泵H24关闭，达到外循环水自动降温、循环使用的目的。