Способ регулирования теплового режима железнодорожных тоннелей

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАЯИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ, вклнзчающий подачу нагретого до поло- « жительной температуры наружного воздуха в тоннель по шахтному стволу и отвод его через порталы тоннеля, отличающийся тем, что, с целью предотвращения образования наледей на обделке тоннеля и сокраш;ения энергетических затрат, подачу нагретого наружного воздуха в тоннель, осуществляют периодически в периоды отсутствия поезда в тоннеле и прекращают в течение времени его движения по тоннелю, причем воздух подают в сечение тоннеля с температурой тоннельного воздуха, близкой к нулю, и обеспечивают его поступление в направлении , обратном движению поезда, при этом количество и температуру воздуха, поступающего в тоннель, определяют из соотношения . ,. т5т ...o,o4-i.r.Kv,.bii), °A4- °ivB;ir ) -07 где Qg - количество воздуха, подавае - о мого в TOHripJib, м/с; t(,Q. - температлза воздуха, поступающего в тоннель, °С; t- температура наружного воздуха , °С; Т, - температзфа пород, °С; L, - длина тоннеля, м; S - площад - поперечного ::ечени.я О XJ тоннеля, v - скорость движения поезда, км/ч; S UL. - интервал времени ме-,эду поездами , мин. 30

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

09) (11) g 1) E 21 F 3/00

1 ч °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и отнРцтий,21) 3453399/22-03 (22) 16. 06.82 (46) 07. 05. 84. Бкп. 11 - 17 (72) С.Г. Гендлер и А.Л. Фисенко (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ардена

Трудового К"асного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (53) 628.8(088.8) (56) 1. Дядькин Ю.Д. Основы горкой теплофиэики для шахт и рудников Севера. М., "Недра", 1968, с. 173.

2. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. М., Недра", 1975, с. 375 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ, включающий подачу нагретого до поло-. жительной температуры наружного воздуха в тоннель по шахтному стволу и отвод его через порталы тоннеля, отличающийся тем, что, с целью предотвращения образования наледей на обделке тоннеля и сокращения энергетических затрат, подачу нагретого наружного воздуха в тоннель, осуществляют периодически в периоды отсутствия поезда в тоннеле и прекращают в течение времени его движения по тоннелю, причем воздух подают в сечение тоннеля с температурой токнельного воздуха, близкой к нулю, и обеспечивают его поступление в направлении, обратном движению поезда, при этом количество и температуру воздуха, поступающего в тоннель, определяют из соотношения 1, 043 Ь 5под=-(0,0 6,Т„-! a,a5о4< п 4 / где Q — количество воздчха, подаваеNoI o в Геккель, м /с, Ся, — температура воэду.а, поступающего в токкел., С; с — температура наружного возЬ духа, С;

Тя темпеРатУРа поРед - С1

1., — длина тоннеля, и;

S > — площад= поперечного ." ечекия тоннеля, м, чп — -корость движения поезда, км/ч;

/ a

Ь1 — интервал времени меду поездами мпк.

1090886

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления тепловым режимом железнодорожных тоннелей, расположеннйх в районе; с суровыми климатическими условиями.

Известен способ регулирования теплового режима угольных шахт, работающих в зоне вечной мерзлоты, основанный на подогреве воздуха в зим- 10 нее время до отрицательных температур, обеспечивающих принцип нулевого теплового баланса Я .

Недостатком данного способа регулирования применительно к железнодо- 15 рожным тоннелям является создание благоприятных условий для образования наледей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ 20 регулирования теплового режима железнодорожных тоннелей, вкпючающий подачу нагретого до положительной температуры наружного воздуха в тоннель по шахтному стволу и отвод его через 25 порталы тоннеля (2) .

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает безаварийную эксплуатацию тоннелей, так как приводят к созданию условий„ благоприятных для роста наледей.

Целью изобретения является предотвращение образования наледей на обделке тоннеля и сокращения энергетических затрат.

Эта цель достигается тем, что согласно способу регулирования теплового режима железнодородных тоннелей, включающему подачу нагретого до положительной температуры наружного во - 4р духа в тоннель по шахтному стволу и отвод его через порталы тоннеля, подачу нагретого наружного воздуха в тоннель осуществляют периодически в периоды отсутствия поезда в тоннеле : прекращают в течение времени его движения по тоннелю, причем воздух подают в сечения тоннеля с температурой тоннельного воздуха близкОЙ к нулю, и обеспечивают его поступление в направлении, обратном движению поезда, при этом количество и температуру воздуха, поступающего в тоннель, определяют из соотношения где Я вЂ” количество воздуха, подаваемого в тоннель, м /с;

t< — температура воздуха, поступающего в тоннель, С; — температура наружного воздуха, С;

Тп — температура пород, С;

1 т — длина тоннеля, м;

S — площадь поперечного сечения тоннеля э м2 чп — скорость движения поезда, км/ч;

1Л вЂ” интервал времени между поездами, мин.

На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — узел Х на фиг. 1; на фиг, 3 — узел II на фиг. 1.

Схема включает ствол t, транспортный тоннель 2, подходную выработку

3, штольню 4, сбойки 5 — 7 вентиляционные двери 8, вентиляционное окно 9, калориферы 10, вентиляторы

11, реле 12 включения вентиляции и подогрева воздуха, вентиляционную заслонку 13, вентиляторы-эжекторы 14, и реле 15 отключения вентиляции.

Способ осуществляется следующим образом.

В момент подхода поезда к тоннелю реле 15 отключает вентиляторы 11, установленные в подходной выработке

3, калориферы 10, расположенные в устье ствола 1, и вентилятор-эжектор

14. Проветривание тоннеля осуществляется за счет поршневого действия движущегося поезда. Причем величина количества воздуха, которая выталкивается поездом из тоннеля и засасывается вслед за ним прн скорости поезда б0-80 км/ч и длине тоннеля а

6,45 км, равна соответственно 20090 м /с. Холодный наружный воздух, попадая в тоннель, образует зону отрицательных температур, длина которой в зависимости от температуры наружного воздуха t> составляет 400-1200 м, После выхода поезда из тоннеля реле

12 вновь включает вентиляторы 11„ калориферы 10 и вентилятор-эжектор 14.

Наружный воздух вначале нагревают в калорифере 10, установленном на устье ствола, а затем по стволу 1, подходной выработке 3, в которой вентиляционная заслонка 13 закрыта, и сбойке 5 с помощью вентилятора 11 подают в штольню 4, откуда он через сбойку, расположенную вблизи сечения транс1090886

3 портного тоннеля 2 с нулевой температурой воздушной среды, попадает в тоннель и двигается в направлении обратном направлению поезда. Другая, меньшая часть воздуха направляется по штольне к другому порталу, проветривая штольню, и выводится в тоннель через ебойку 7.

Поскольку суммарная теплопроизводительность системы подогрева наруж- 10 ного воздуха Q определяется количеством воздуха С, а также величинами

его начальной te è конечной t„ температур, т.e. .0„,од= 0,240 tí-tв> то чем больше G и выше t, тем зна- 15 чительнее величина Ц„ „.

С увеличением расхода воздуха G увеличивается время теплообмена охлажденнык пород в припортальной части тоннеля с нагретым воздухом, что в 20 свою очередь, позволяет снизить значение его температуры йн. Если t< определяется из условия периодического оттаивания наледи, появившейся в припортальной части тоннеля, за 25 время, равное интервалу между следующими один за другим поездами, то можно установить некоторое минимальное значение теплопроизводительности, обеспечиваемое заданным сочетанием З0 количества нагреваемого воздуха и величиной его подогрева. Соотношения, получаемые в результате реализации изложенного подхода, могут быть представлены в виде

16043 1 б

Са 0О" 1 " т п —, ) (1 т 1Л 1т иод= >OD46)Tp-(00 04 18. .ь". ) 4„.;

Необходимое распределение нагретого воздуха по крыльям транспортного тоннеля обеспечивается за счет включения вентиляторов-эжекторов 14, которые изменяют аэродинамическое сопротивление тоннеля до нужной величины. Кроме этого, требуемого распределения воздуха по выработкам тоннеля помогает добиться установка вентиляционных дверей 8 и вентиляционного окна 9 в сбойке.

В летнее время осуществляют интенсивное проветривание транспортного тоннеля 2 через ствол 1, подходную выработку 3, в которой вентиляционная заслонка 13 открывается.

Например, для тоннеля длиной

Ьг = 7000 м, сечением S = 34 м, при скорости поезда v = 22,2 м/с температуре пород T 10 С, температуре наружного воздуха t = -30 С, интер— вале времени между поездами g =60 мин, температура подогрева воздуха пор, 15, 1 C а количество подогретого воздуха, которое необходимо направить к ближайшему порталу по ходу движения поезда (= 33 м /с.

Для температуры наружного воздуха

= -10 Ñ и прочих равнык условиях пар, 6 С а 9

Использование предлагаемого способа позволяет в значительной мере уменьшить наледеобразование в припортальных частях тоннеля, предохранить разрушение обделки тоннеля и сократить энергетические затраты на вентиляцию.

1090886

Составитель В. Баранов

Редактор О.Черниченко Техред М Гегергель Корректор И. Муска

Заказ 3035/31 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул . Проектная 4 роектная,