Division séparée Vladimir LLC "NPO "Sever" est une usine équipée d'équipements pour la production moyens techniques pour la stabilisation thermique des sols et le suivi technique et géocryologique. Cette usine est un fabricant à part entière de stabilisateurs thermiques. La production mensuelle de stabilisateurs thermiques est de 2 000 à 2 500 pièces. (selon les tailles standards), ainsi que les produits associés. Le fabricant de stabilisateurs thermiques dispose d'un équipement technique qui lui permet de réaliser l'ensemble du cycle de production sans l'intervention d'entrepreneurs. Les travaux d'installation sont actuellement en cours ligne automatique, ce qui simplifiera la production de stabilisateurs thermiques et augmentera la productivité des produits. Les stocks d'entrepôt de matières premières, matériaux, composants et produits semi-finis nous permettent de répondre rapidement aux besoins des Clients et de livrer les produits dans les plus brefs délais.

Les stabilisateurs thermiques du sol sont fabriqués conformément à TU 3642-001-17556598-2014, certifiés selon le système de certification volontaire (ROSS RU.AV28.N16655) et sur le terrain sécurité industrielle(S-EPB.001.TU.00121).

Machines à presser avec une force allant jusqu'à 100t. (Partie froide

Conçu pour refroidir (geler) les sols afin d'augmenter leur capacité portante, ainsi que pour assurer la stabilité et la fiabilité opérationnelle de tout type de fondation.

Champ d'application

• pendant la construction, l'exploitation et la réparation de systèmes de transport de pétrole et de gaz ;
• développement de gisements de pétrole et de gaz, ainsi que de supports de pipelines aériens ;
• lors de la construction, de l'exploitation et de la réparation d'installations de transport, de lignes électriques et de poteaux d'éclairage ;
• lors de la construction de voies ferrées et d'autoroutes, de rideaux de pergélisol, de prises d'eau, de barrages, d'îlots de glace, de routes, de passages à niveau et d'autres structures à des fins industrielles et civiles dans des conditions de cryolithozone.

Les stabilisateurs thermiques du sol sont des tuyaux métalliques hermétiquement soudés remplis de réfrigérant d'un diamètre de 32 à 57 mm et d'une longueur de 6 à 16 m ou plus. Il est constitué d'un condenseur à ailettes (partie aérienne d'une longueur de 1 à 2,5 mètres) et d'un évaporateur (partie souterraine d'une longueur de 5 à 15 m ou plus).

Le matériau des ailettes du condensateur est en aluminium. Le nombre d'ailettes par 1 m/p est d'environ 400 pièces, le pas des ailettes est de 2,5 mm, le diamètre des ailettes est de 64 et 70 mm, la hauteur des ailettes peut atteindre 15 mm. La surface d'échange thermique de 1 m/n d'ailettes peut atteindre 2,2 m².

Le travail est effectué sans sources d'énergie externes, uniquement en raison des lois de la physique - transfert de chaleur dû à l'évaporation du réfrigérant dans l'évaporateur et à sa montée vers la partie condenseur, où la vapeur se condense, dégageant de la chaleur, puis s'écoule vers le bas le long des parois intérieures du tuyau.

Les stabilisateurs thermiques sont divisés en deux types : à une seule section et à plusieurs sections.

La technologie de stabilisation thermique des sols gelés des bases et fondations est une mesure efficace pour protéger les sols gelés (FMS) de la dégradation. L'utilisation de la technologie de stabilisation thermique permet de protéger le MMG des effets des objets générateurs de carburant à proximité, pour créer heure d'hiver passages à niveau, routes et îles de glace pour le forage de puits.

Le choix de la technologie (méthodes) de stabilisation thermique active des sols, ainsi que des types et modèles de véhicules, est déterminé caractéristiques de conception bâtiments, structures et caractéristiques technologiques leur construction et leur exploitation. OS et TS sont des appareils de réfrigération autonomes qui fonctionnent grâce aux basses températures de l'air ambiant pendant la saison froide et ne nécessitent aucun coût pendant le fonctionnement.

Appareils de refroidissement saisonniers (SCU) conçu pour maintenir le sol dans un état gelé, ce qui assure la stabilité des bâtiments, des structures sur pilotis, et préserve également le sol gelé autour des supports de lignes électriques et des pipelines, le long des remblais voies ferrées et les autoroutes. La technologie des appareils de refroidissement saisonniers repose sur un dispositif de transfert de chaleur (thermosyphon) qui période hivernale extrait la chaleur du sol et la transfère à l’environnement. Caractéristique importante Cette technologie est qu'elle agit naturellement, c'est-à-dire n'a pas besoin sources externesénergie.

Le principe de fonctionnement de tous les types de dispositifs de refroidissement fonctionnant de manière saisonnière est le même. Chacun d'eux est constitué d'un tuyau étanche contenant un liquide de refroidissement - réfrigérant : dioxyde de carbone, ammoniac, etc. Le tuyau se compose de deux sections. Une section est placée dans le sol et s’appelle l’évaporateur. La deuxième section du tuyau, celle du radiateur, est située en surface. Lorsque la température environnement descend en dessous de la température du sol où se trouve l'évaporateur, la vapeur de réfrigérant commence à se condenser dans la section du radiateur. En conséquence, la pression diminue et le réfrigérant dans la partie évaporateur commence à bouillir et à s'évaporer. Ce processus s'accompagne d'un transfert de chaleur de la partie évaporateur vers la partie radiateur.

Transfert de chaleur à l'aide d'un thermosiphon

Actuellement, il existe plusieurs types de conceptions de dispositifs de refroidissement à fonctionnement saisonnier :

1) Stabilisateur thermique. Il s'agit d'un tuyau thermosiphon vertical autour duquel le sol est gelé.

2) . Il s'agit d'un pieu vertical avec thermosiphon intégré. La pile thermique peut supporter certaines charges, comme soutenir un oléoduc.

3) Dispositif de refroidissement saisonnier en profondeur. Il s'agit d'un long tuyau thermosiphon (jusqu'à 100 mètres) avec un diamètre accru. De tels dispositifs de refroidissement sont utilisés pour la stabilisation de la température des sols à de grandes profondeurs, par exemple pour la stabilisation thermique des barrages et des barrages.

4). Ce type de dispositif de refroidissement diffère d'un stabilisateur thermique en ce que le tuyau de l'évaporateur est installé selon une pente d'environ 5 %. Dans ce cas, il est possible d'installer un tuyau évaporateur incliné directement sous les bâtiments construits sur des dalles en béton.

5) Dispositif de refroidissement horizontal. Une particularité d'un dispositif de refroidissement saisonnier horizontal est qu'il est installé complètement horizontalement au niveau de la fondation en vrac préparée. Dans ce cas, le bâtiment est érigé directement sur un sol non affaissant situé sur la couche isolante et les canalisations d'évaporation. L'avantage des dispositifs de refroidissement horizontaux est la possibilité de les utiliser dans deux configurations : sur dalles et fondations sur pieux.

6) Système de refroidissement vertical. Ce type de dispositif de refroidissement saisonnier est similaire à un dispositif de refroidissement horizontal, mais contrairement à lui, en plus des tuyaux d'évaporation horizontaux, il peut contenir jusqu'à plusieurs dizaines de tuyaux d'évaporateur verticaux. L'avantage de ce système est un maintien plus efficace du sol à l'état gelé. L'inconvénient des systèmes verticaux de dispositifs de refroidissement est la difficulté de leur réparation et de leur entretien.

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones de pergélisol, notamment les stabilisateurs thermiques du sol pour le gel des fondations. Le stabilisateur thermique du sol contient un boîtier étanche situé verticalement avec un liquide de refroidissement, dans les parties supérieure et inférieure duquel se trouvent des zones d'échange thermique. Dans ce cas, un insert en forme d'anneau présentant une surface spécifique accrue est installé dans au moins une zone d'échange thermique. Surface extérieure l'insert est en contact avec surface intérieure boîtiers dans la zone d’échange thermique. Carré coupe transversale l'insert en forme d'anneau ne dépasse pas 20 % de la section transversale de la cavité du boîtier. Le résultat technique consiste à augmenter les caractéristiques de transfert de chaleur tout en maintenant la compacité du stabilisateur thermique, ainsi qu'à augmenter l'efficacité du stabilisateur thermique du sol. 5 salaire f-ly, 3 malades.

L'invention concerne la construction dans des zones de pergélisol, par exemple à proximité de pieux de supports de lignes de transmission électrique, d'oléoducs et de gazoducs et d'autres projets de construction, notamment les stabilisateurs thermiques du sol pour le gel des fondations.

On connaît un thermosiphon diphasé contenant au moins un boîtier étanche partiellement rempli de liquide de refroidissement avec des zones d'évaporation et de condensation et un radiateur à nervures longitudinales situé dans la dernière zone (Thermopiles en construction dans le nord. - L. : Stroyizdat, 1984 , p.12).

On connaît également un thermosiphon diphasé contenant au moins un boîtier étanche partiellement rempli de liquide de refroidissement avec des zones d'évaporation et de condensation et un radiateur à nervures longitudinales situées dans la dernière zone (brevet russe 96939 IPC F28D 15/00 du 18/02/ 2010).

L'inconvénient des thermosiphons connus est leur rendement relativement faible, c'est pourquoi le transfert de flux thermiques importants nécessite une augmentation significative des caractéristiques de poids et de taille d'un thermosiphon biphasé.

La conception décrite dans l'article publié sur Internet à l'adresse : http://iheatpipe.ru/doc/termostab.pdf a été choisie comme prototype. L'article précise que « dans les boîtiers en n'importe quel acier, il est nécessaire de créer une structure capillaire dans la zone d'évaporation (filetage, spirale, rainures, treillis, etc.). Il est à noter que dans le TS (stabilisateur thermique) de alliages d'aluminium(TMD-5 de tous les modèles, TTM et DOU-1) si nécessaire sur la surface intérieure de la zone d'évaporation, et dans d'autres véhicules, des ressorts ou des spirales sont presque toujours utilisés. Ainsi, par exemple, dans les véhicules des types TSG-6, TN et TSN, la structure capillaire est réalisée sous forme de spires en spirale en fil inoxydable d'un diamètre de (0,8-1,2) mm avec un pas de spirale de 10 mm sur la surface intérieure du ZI DT. Cependant, les options de structure proposées dans l'article (filetage, rainures, treillis, etc.) sont très difficiles à fabriquer sur la surface intérieure des tuyaux, c'est pourquoi l'option avec spirale a été proposée. De plus, les dimensions données dans l'article (une spirale de fil d'un diamètre de 0,8-1,2 mm au pas de 10 mm) ne permettent pas de parler de capillarité de la structure dans la zone d'évaporation. La spirale ou le ressort proposé augmente légèrement la surface de transfert de chaleur et n'est pas suffisamment efficace.

L'objectif de la présente invention est de créer un stabilisateur thermique de sol réalisé sous la forme d'un caloduc à orientation positive, avec une zone d'échange thermique accrue pour améliorer les caractéristiques de transfert de chaleur.

Le résultat technique est d'augmenter l'efficacité du stabilisateur thermique du sol, d'augmenter les caractéristiques de transfert de chaleur tout en conservant sa compacité.

Le problème est résolu et le résultat technique est obtenu grâce au fait que le stabilisateur thermique du sol contient un boîtier étanche situé verticalement avec un liquide de refroidissement. Des zones d'échange thermique sont situées dans les parties supérieure et inférieure du boîtier. Dans ce cas, un insert en forme d'anneau présentant une surface spécifique accrue est installé dans au moins une zone d'échange thermique. La surface extérieure de l'insert en forme d'anneau est en contact avec la surface intérieure du boîtier dans la zone d'échange thermique, tandis que la surface transversale de l'insert en forme d'anneau ne dépasse pas 20 % de la surface transversale de la cavité interne du boîtier.

L'insert en forme d'anneau peut être constitué de métal avec une structure spongieuse, de fil métallique emmêlé de manière aléatoire ou d'un ensemble de mailles plates métalliques fines à mailles fines.

L'insert en forme d'anneau à une extrémité peut être équipé d'un anneau en forme de cône ondulé. De plus, le diamètre trou interne moins d'anneau en forme de cône diamètre interne insert en forme d'anneau. Sur la surface extérieure de l'anneau en forme de cône se trouvent des saillies permettant le contact avec la surface intérieure du boîtier.

La solution proposée dans l'invention permet d'augmenter la surface d'échange thermique dans le stabilisateur thermique du sol de plus de 15 fois sans augmenter les dimensions extérieures du dispositif.

L'invention est en outre illustrée description détaillée des exemples précis, mais non limitatifs, de cette solution, des exemples de sa mise en œuvre et des dessins annexés montrant :

figue. 1 - un mode de réalisation d'un stabilisateur thermique de sol avec un insert en forme d'anneau issu d'un ensemble de mailles plates métalliques fines à mailles fines ;

figue. 2 - un mode de réalisation d'un stabilisateur thermique de sol avec un insert en forme d'anneau constitué de fil métallique enchevêtré de manière aléatoire ;

figue. 3 - anneau ondulé.

Un stabilisateur thermique de sol avec un insert en forme d'anneau constitué d'un ensemble de mailles plates métalliques fines à mailles fines est représenté schématiquement sur la Fig. 1. Le stabilisateur thermique est constitué d'un boîtier 1 étanche situé verticalement, réalisé par exemple sous la forme d'un cylindre creux. Les extrémités du boîtier 1 sont hermétiquement fermées des deux côtés avec des couvercles 2. À l'intérieur du boîtier 1 se trouvent deux zones d'échange thermique dans ses parties supérieure et inférieure. Le boîtier 1 dans la zone de la zone d'échange thermique supérieure est équipé d'un radiateur dont les éléments d'évacuation de la chaleur sont des plaques 3 installées sur la surface extérieure du boîtier 1. Un liquide de refroidissement est versé dans la cavité interne du boîtier 1, qui peut être du fréon ou de l'ammoniac ou un autre liquide de refroidissement connu.

L'insert en forme d'anneau proposé selon l'invention peut être installé aussi bien dans la zone supérieure d'échange thermique que dans la zone inférieure. Il est cependant préférable d'installer un insert en forme d'anneau dans les deux zones. Structurellement, l'insert en forme d'anneau peut être réalisé sous la forme d'une cassette 4, comme le montre la Fig. 1. La cassette 4 est constituée d'un ensemble d'anneaux en treillis ou d'un ensemble de plaques comportant de nombreux trous. La cassette 4 est constituée de deux plaques d'extrémité 7, qui sont serrées par des tiges longitudinales 6 à l'aide d'écrous 5. Entre les plaques d'extrémité 7 se trouve un ensemble d'anneaux constitués de treillis ou de plaques percées de trous. Le diamètre extérieur de la cassette 4 est égal au diamètre intérieur du boîtier 1. La cassette 4 est installée dans le boîtier 1 avec interférence, pour laquelle le boîtier 1 est chauffé et la cassette est refroidie, après quoi la cassette est installée dans le boîtier 1. Cette installation permet d'obtenir un ajustement serré de l'insert sur le boîtier 1. De plus, il est possible d'installer un anneau ondulé 8, illustré sur la Fig. 3. L'anneau ondulé 8 a un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur de l'insert en forme d'anneau, ce qui permet de récupérer les gouttes refroidies de liquide de refroidissement tombant librement à l'intérieur de la cavité de l'insert et de les diriger vers la surface intérieure du boîtier 1. , ce qui permet d'augmenter le degré de refroidissement du boîtier dans cette zone.

Un insert en forme d'anneau en métal avec une structure spongieuse à pores ouverts peut avoir une conception similaire.

Sur la fig. La figure 2 montre la conception d'un stabilisateur thermique de sol, dans le corps 1 duquel est installé un insert en forme d'anneau constitué de fil métallique enchevêtré de manière aléatoire. L'insert est installé dans la zone d'échange thermique supérieure. Le stabilisateur thermique est constitué d'un boîtier 1, réalisé sous la forme d'un cylindre creux. Les extrémités du boîtier 1 sont hermétiquement fermées des deux côtés avec des couvercles 2 (le deuxième couvercle n'est pas représenté sur la Fig. 2). Le boîtier 1 dans la zone d'échange thermique supérieure est équipé d'un radiateur dont les éléments d'évacuation de la chaleur sont des plaques 3 montées sur la surface extérieure du boîtier 1.

Structurellement, l'insert en forme d'anneau constitué de fil métallique enchevêtré de manière aléatoire peut également être réalisé sous la forme d'une cassette 9, comme le montre la Fig. 2. La cassette 9 est constituée d'un fil métallique emmêlé (non indiqué sur la Fig. 2) situé entre deux plaques d'extrémité 7, qui sont serrées par des tiges longitudinales 6 à l'aide d'écrous 5. L'insert en forme d'anneau constitué de fil métallique emmêlé de manière aléatoire a le forme d'un cylindre. À l'intérieur du cylindre de fil métallique emmêlé se trouve un ressort spiral d'espacement 10. Après avoir installé la cassette dans le corps 1 du stabilisateur thermique, le ressort spiral d'espacement 10 est comprimé en serrant les écrous 5. En même temps, le ressort spiral d'espacement 10 dilate et presse le côté extérieur du cylindre de fil métallique emmêlé contre la surface intérieure du corps 1. La conception de la cassette 9 permet à l'insert de fil métallique emmêlé de manière chaotique d'être pressé assez fermement contre la paroi intérieure du boîtier 1, ce qui garantit un transfert de chaleur maximal.

Le thermostabilisateur fonctionne comme suit. Le stabilisateur thermique est un caloduc avec une orientation positive conformément à GOST 23073-78, c'est-à-dire La région de condensation est située au-dessus de la région d’évaporation du caloduc.

En hiver, le liquide de refroidissement entrant dans la zone d'échange thermique supérieure est refroidi. Ceci est facilité par les basses températures ambiantes. Le liquide de refroidissement refroidi sous forme de gouttes tombe sous l'influence de la gravité dans la zone inférieure d'échange thermique. Pour une plus grande efficacité de refroidissement, la zone d'échange thermique supérieure est équipée d'un radiateur réalisé sous forme de plaques 3 installé sur la surface extérieure du boîtier 1. L'invention permet d'augmenter considérablement l'efficacité de refroidissement en augmentant la surface d'échange thermique grâce à l'utilisation d'un insert présentant une surface spécifique augmentée.

Dans la zone d'échange thermique inférieure du thermostabilisateur, un échange de chaleur se produit entre le liquide de refroidissement à basse température et le sol, qui a une température supérieure à la température du liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement s'échauffe, se transforme en état gazeux et monte par le trou central du boîtier 1 et l'insert en forme d'anneau, tandis que le sol dehors le bâtiment 1 est gelé. Lors de l'utilisation d'un insert en forme d'anneau avec une surface spécifique accrue, l'efficacité du transfert de chaleur augmente, cependant, la surface transversale de l'insert en forme d'anneau ne doit pas dépasser 20 % de la surface de la section transversale de l'intérieur cavité du boîtier 1. Lorsque jusqu'à 20 % de la surface transversale de la cavité du boîtier 1 est occupée par l'insert, il n'y a pas de réduction de la vitesse de déplacement de la vapeur de liquide de refroidissement, ce qui n'altère pas l'efficacité du transfert de chaleur. Si la section transversale de l'insert dépasse 20 %, le taux de montée du liquide de refroidissement est considérablement réduit et l'efficacité du transfert de chaleur est réduite.

Aussi, pour augmenter l'efficacité de fonctionnement du stabilisateur thermique, il est possible d'utiliser un anneau ondulé 8, qui permet de diriger le liquide de refroidissement sous forme de gouttes depuis la zone axiale centrale du stabilisateur thermique vers la paroi du boîtier 1. , ce qui augmente également l'efficacité opérationnelle.

L'utilisation du stabilisateur thermique de sol proposé selon l'invention peut augmenter considérablement l'efficacité de son fonctionnement, sans que ses dimensions extérieures ne changent.

1. Un stabilisateur thermique de sol contenant un boîtier étanche situé verticalement avec un liquide de refroidissement, dans les parties supérieure et inférieure duquel se trouvent des zones d'échange thermique, et dans au moins une zone d'échange thermique, un insert en forme d'anneau est installé, ayant une spécifique accrue surface, la surface extérieure de l'insert est en contact avec la surface intérieure du boîtier dans la zone d'échange thermique, et la surface transversale de l'insert en forme d'anneau ne dépasse pas 20 % de la surface transversale de ​​la cavité du logement.

2. Stabilisateur thermique du sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert en forme d'anneau est en métal avec une structure spongieuse à pores traversants ouverts.

3. Stabilisateur thermique de sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert en forme d'anneau est constitué de fil métallique enchevêtré de manière aléatoire.

4. Stabilisateur thermique de sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert en forme d'anneau est un ensemble de mailles plates métalliques minces à mailles fines.

5. Stabilisateur thermique de sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert en forme d'anneau est réalisé sous la forme d'une cassette.

6. Stabilisateur thermique du sol selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à une extrémité l'insert en forme d'anneau est équipé d'un anneau en forme de cône ondulé, et le diamètre du trou intérieur de l'anneau est inférieur au diamètre intérieur de l'anneau. insert, et sur la surface extérieure de la bague, il y a des saillies pour le contact avec la surface intérieure du boîtier.

Brevets similaires :

L'invention concerne la construction d'installations industrielles et civiles dans la zone de permafrost afin d'en assurer la fiabilité. Le thermosiphon comprend un condenseur, un évaporateur et une section de transit entre eux sous la forme d'un tuyau rond bouché des deux côtés, installé verticalement et immergé jusqu'à la profondeur de l'évaporateur dans le sol, l'air est pompé hors de la cavité du tuyau, à la place la cavité est remplie d'ammoniac, une partie de la cavité est remplie d'ammoniac liquide, le reste est rempli de vapeur d'ammoniac saturée.

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L'invention concerne le domaine de la construction de structures dans des conditions techniques et géologiques complexes de la zone de pergélisol. L'invention vise à créer des thermosiphons profonds avec des évaporateurs souterrains ultra-profonds, d'environ 50 à 100 m ou plus, avec répartition uniforme température à la surface de l'évaporateur située dans le sol, ce qui permet d'utiliser plus efficacement sa puissance potentielle pour évacuer la chaleur du sol et augmenter l'efficacité énergétique de l'appareil utilisé. Selon la première option, le thermosiphon ainsi que le manchon sont immergés verticalement dans le sol jusqu'à une profondeur de 50 m. Le thermosiphon contient un corps tubulaire étanche avec des zones d'évaporation, de condensation et une zone de transport entre elles. Le condenseur dans la zone de condensation est réalisé sous la forme d'un tuyau central de grand diamètre et de huit tuyaux de dérivation de plus petit diamètre avec des ailettes externes en aluminium, situées autour du tuyau central. Les tuyaux sont connectés à des trous et dans la partie inférieure du tuyau central se trouve un séparateur avec des tuyaux traversants pour le passage d'un mélange vapeur-gouttelettes de réfrigérant (ammoniac dans la première option ou dioxyde de carbone dans la seconde) de l'évaporateur vers le condenseur et l'évacuation des condensats d'ammoniac du condenseur. Les tuyaux traversants sont montés sur la plaque à tuyaux. Un tuyau interne en polyéthylène est relié par le bas au tuyau d'évacuation des condensats situé au centre de la planche, qui descend jusqu'au bas du tuyau du boîtier de l'évaporateur. En bas tuyau en polyéthylène des trous sont pratiqués pour l'écoulement du réfrigérant liquide dans l'espace interannulaire formé par les parois des tuyaux du boîtier de l'évaporateur et le tuyau intérieur. Selon la première option (réfrigérant - ammoniac), le thermosiphon est immergé dans un manchon rempli de 25 à 30 % d'eau ammoniaquée. Le degré de remplissage du thermosiphon avec de l'ammoniac liquide ε=0,47-0,52 à 0°C. Selon la deuxième option, le thermosiphon est rempli dioxyde de carbone et immergé verticalement dans le sol sans manchon, le degré de remplissage en dioxyde de carbone liquide ε = 0,45-0,47. 2 n. et 2 salaires f-ly, 5 ill., 2 pr.

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones aux conditions techniques et géocryologiques complexes, où l'on utilise la stabilisation thermique du permafrost et des sols plastiquement gelés, et peut être utilisée pour maintenir leur état gelé ou gelé, y compris dans des puits instables dans les parois. et sujets aux glissements et à la formation de glissements de terrain. La méthode comprend le forage d'un puits vertical avec une colonne à tarière creuse (HS) jusqu'au niveau de conception, suivi du retrait d'un trépan central amovible et de son installation sur partie supérieure Tête de cimentation PN avec tuyau de pompe à ciment, extraction PN avec alimentation simultanée mortier de cimentà travers le PS jusqu'au remplissage du puits et l'installation d'un dispositif de refroidissement avec une enveloppe calorifuge sur le condenseur (à température ambiante négative), qui est démonté après durcissement du mortier de ciment. La solution technique proposée nous permet d'assurer la fabricabilité de l'installation des dispositifs de refroidissement, l'efficacité du processus de refroidissement du sol et la durabilité des structures de refroidissement enfouies dans la masse de sol. 2 salaire f-ly, 6 malades.

L'invention concerne des systèmes de refroidissement et de congélation de sols dans des constructions minières dans des zones de pergélisol (zone de pergélisol), caractérisées par la présence de saumures naturelles à températures négatives (cryopegs). Le résultat technique de l'invention proposée est d'augmenter l'efficacité, la fiabilité et la stabilité de fonctionnement. Le résultat technique est obtenu par le fait que le système de refroidissement et de congélation des sols, y compris l'installation d'échangeurs de chaleur souterrains avec un liquide de refroidissement ayant un point de congélation inférieur à zéro degré Celsius (saumure), est caractérisé par le fait que des cryopegs sont utilisés comme un liquide de refroidissement, et le cryopeg est fourni aux colonnes de congélation depuis les cryolithozones vers les échangeurs de chaleur. Les cryopegs usagés peuvent être déversés de force dans la zone de pergélisol. La partie extérieure du circuit de circulation peut être isolée thermiquement. Résultat technique - une efficacité accrue est obtenue grâce à l'absence de consommation d'énergie machines frigorifiques et en raison de l'absence de nécessité de préparer une solution de refroidissement spéciale. Résultat technique - une fiabilité accrue est obtenue en réduisant le nombre de composants du système, dont la probabilité de défaillance de chacun est différente de zéro. Résultat technique - une stabilité de fonctionnement accrue est obtenue grâce à la stabilité de la température du cryopeg, dont la quantité totale dépasse largement la quantité de cryopeg utilisée par saison. L'invention peut être utilisée avec succès dans la construction de structures industrielles et civiles. 2 salaire f-ly, 1 malade.

Le dispositif proposé concerne la construction de bâtiments d'un étage sur des sols pergélisols avec refroidissement artificiel des sols de fondation du bâtiment à l'aide d'une pompe à chaleur et chauffage simultané du bâtiment à l'aide d'une pompe à chaleur et source supplémentaire chaleur. Le résultat technique est la création d'une structure de fondation qui assure pleinement le chauffage du bâtiment tout en maintenant les sols de fondation dans un état gelé, quel que soit le changement climatique, et en même temps ne provoque pas de refroidissement excessif des sols de pergélisol, ce qui peut conduire à leur fissuration, sans mise en place de remblai. Le résultat technique est obtenu grâce au fait que la fondation de surface d'un bâtiment à un étage sur des sols de pergélisol est constituée d'un ensemble de modules de fondation entièrement préfabriqués, qui sont connectés en parallèle à la pompe à chaleur à l'aide de collecteurs isolés thermiquement des circuits de chauffage et de refroidissement. de la pompe à chaleur, tandis que le collecteur isolé thermiquement du circuit de chauffage dispose d'une source de chaleur supplémentaire, compensant le manque de chaleur de faible qualité pompée par une pompe à chaleur depuis le sol pour chauffer le bâtiment, dont l'intensité est automatiquement ajustée en fonction sur la perte de chaleur du bâtiment et la quantité de chaleur de faible qualité pompée par la pompe à chaleur. 2 salaire f-ly, 2 malades.

Les inventions concernent des moyens de refroidissement du sol, fonctionnant sur le principe des caloducs gravitationnels et des thermosiphons vapeur-liquide, et sont destinées à être utilisées dans la construction de structures dans la zone de pergélisol. Le résultat technique est de simplifier la conception de l'installation dans son ensemble, permettant de réduire le nombre de canalisations arrivant en surface reliant la zone d'évaporation à la zone de condensation, sans réduire l'efficacité de ces zones. Le résultat technique est obtenu grâce au fait que l'installation dispose d'une zone d'évaporation avec plusieurs tuyaux et d'une zone de condensation avec plusieurs condenseurs, reliés par zone de transports. Les caractéristiques de l'installation sont que la zone de condensation est réalisée sous la forme d'une structure monobloc, dotée d'un raccord pour purger l'air, et sa connexion avec la zone d'évaporation par un canal de transport unique sous la forme de canalisations supérieure et inférieure reliées par un vanne d'arrêt, ainsi que la présence dans la zone d'évaporation d'un collecteur auquel sont raccordées des canalisations. Les deux connexions de pipeline sont détachables. Le pipeline et les tuyaux sont constitués d'un matériau facilement déformable et le liquide de refroidissement utilisé contient des vapeurs plus lourdes que l'air. Le kit pour la construction de l'installation comprend le premier produit - un condenseur monobloc, le deuxième produit - la canalisation de transport supérieure et le troisième produit sous la forme d'une vanne, d'une canalisation et d'un collecteur connectés en série avec des tuyaux de dérivation. Lors de la fabrication, le troisième produit est rempli de liquide de refroidissement, son pipeline et ses tuyaux sont pliés en serpentins autour du collecteur. La conception de l'installation et de ses équipements offre un résultat technique qui consiste en un transport plus pratique et la possibilité d'échelonner les travaux de mise en place des parties souterraines et aériennes sur le site d'exploitation future. La connexion de ces pièces à travers un seul canal spécifié et la possibilité de plier sa partie inférieure facilite la mise en place de l'installation s'il y a d'autres objets en construction à proximité immédiate. L'installation, après avoir connecté ses pièces, ne nécessite pas de remplissage de liquide de refroidissement conditions défavorables construction et est mis en service en ouvrant la vanne, puis en purgeant l'air à travers le raccord. 2 n. et 4 salaires f-ly, 5 malades.

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones de pergélisol, notamment les stabilisateurs thermiques du sol pour le gel des fondations. Le stabilisateur thermique du sol contient un boîtier étanche situé verticalement avec un liquide de refroidissement, dans les parties supérieure et inférieure duquel se trouvent des zones d'échange thermique. Dans ce cas, un insert en forme d'anneau présentant une surface spécifique accrue est installé dans au moins une zone d'échange thermique. La surface externe de l'insert est en contact avec la surface interne du boîtier dans la zone d'échange thermique. La section transversale de l'insert en forme d'anneau ne dépasse pas 20 fois la section transversale de la cavité du boîtier. Le résultat technique consiste à augmenter les caractéristiques de transfert de chaleur tout en maintenant la compacité du stabilisateur thermique, ainsi qu'à augmenter l'efficacité du stabilisateur thermique du sol. 5 salaire f-ly, 3 malades.

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones présentant des conditions techniques et géocryologiques complexes, notamment la stabilisation thermique du pergélisol et des sols meubles. Le résultat technique consiste à augmenter la fabricabilité du processus d'installation de stabilisateurs thermiques de grande longueur, à réduire le temps d'installation et à augmenter la fiabilité de la conception. Le résultat technique est obtenu par le fait qu'un stabilisateur thermique du sol toute l'année destiné à accumuler le froid dans les fondations des bâtiments et des structures contient un tuyau de stabilisation thermique en acier et un tuyau de condenseur en aluminium, tandis que le condenseur du stabilisateur thermique est réalisé sous la forme d'un tuyau vertical constitué d'un corps de condenseur, d'un capuchon de condenseur et de deux condensateurs à ailettes avec des côtés extérieurs dont la surface des ailettes est d'au moins 2,3 m 2, tandis que le stabilisateur thermique comporte un élément d'élingage dans la partie supérieure sous la forme d'un support de montage. 1 malade.

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones présentant des conditions techniques et géocryologiques complexes, à savoir la stabilisation thermique du permafrost et des sols meubles.

On sait que lors de la construction d'ouvrages d'art, de routes, de viaducs, puits de pétrole, réservoirs, etc. sur sols de pergélisol il est nécessaire d'appliquer des mesures de conservation spéciales régime de température sols pendant toute la période d'exploitation et pour éviter le ramollissement des fondations porteuses lors du dégel. La plupart méthode efficace sont l'emplacement à la base de la structure de stabilisateurs de sol plastiquement gelés, contenant généralement un système de tuyaux remplis de réfrigérant et reliés par une partie condenseur (par exemple : demande de brevet RF n° 93045813, n° 94027968, n° 2002121575, n° .2006111380, brevets RF n° 2384672, n° 2157872.

Typiquement, l'installation du SPMG est réalisée avant la construction des ouvrages : une fosse de fondation est préparée, remblayée coussin de sable, installer des stabilisateurs thermiques, remplir le sol et installer une couche d'isolation thermique (Journal « Foundations, Foundations and Soil Mechanics », n° 6, 2007, pp. 24-28). Après l'achèvement de la construction de l'ouvrage, suivi du fonctionnement du stabilisateur thermique et des réparations pièces détachées est très difficile, ce qui nécessite une redondance supplémentaire (Journal "Gas Industry", n° 9, 1991, pp. 16-17). Pour améliorer la maintenabilité des stabilisateurs thermiques, il est proposé de les placer à l'intérieur de tuyaux de protection avec une extrémité bouchée, remplis d'un liquide à haute conductivité thermique (brevet RF n° 2157872). Des tuyaux de protection sont placés sous le remblai et une couche d'isolation thermique avec une pente de 0 à 10° par rapport à l'axe longitudinal de la base. L’extrémité ouverte du tuyau est située à l’extérieur du contour du remblai. Cette conception permet, en cas de fuite, déformation ou autres défauts des canalisations de refroidissement, de les éliminer et de produire réparations en cours et réinstallez-le. Cependant, dans ce cas, le coût du produit augmente considérablement en raison de l'utilisation de tuyaux de protection et d'un liquide spécial.

Pour refroidir le sol à la base des structures pendant la période d'exploitation, utiliser caloducs divers modèles(Brevet RF n° 2327940, brevet de modèle d'utilité RF n° 68108), installé dans des puits. Pour assurer une facilité de fabrication, de transport et d'installation des caloducs, leur corps comporte au moins un insert réalisé sous forme de soufflet (brevet RF pour le modèle d'utilité n° 83831). L'insert est généralement équipé d'un clip rigide amovible permettant de fixer la position relative des sections de carrosserie. La cage rigide peut comporter des perforations pour remplir de terre l'espace entre elle et le soufflet afin de réduire résistance thermique. Le caloduc est censé être immergé dans le puits section par section, par pressage statique. Cela entraîne des charges de flexion importantes sur la structure, ce qui peut entraîner des dommages.

A proximité de la présente invention se trouve un procédé pour éliminer les sédiments des remblais sur pergélisol geler les sols en dégel avec des thermosiphons de grande longueur (JSC Chemins de fer russes, FSUE VNIIZhT, « Instructions techniques pour l'élimination des sédiments des remblais sur le permafrost en gelant les sols en dégel avec des thermosiphons de longue longueur » M., 2007). Cette méthode consiste à forer plusieurs puits inclinés les uns vers les autres depuis les extrémités opposées de la structure, après quoi des dispositifs de refroidissement (thermosiphons) sont immergés jusqu'à la profondeur finale du puits avec une charge de pressage statique. Comme déjà indiqué, cela crée des charges destructrices importantes sur éléments structurels dispositif de refroidissement.

La plus proche de la présente invention est l'invention n° 2454506 C2 MPK E02D 3/115 (2006.01) « Dispositif de refroidissement pour la stabilisation de la température des sols de pergélisol et procédé d'installation d'un tel dispositif ». Cette invention vise à améliorer la fabricabilité du processus d'installation de stabilisateurs thermiques de grande longueur, à réduire le temps d'installation, à augmenter la fiabilité de la conception et du remplacement. zones endommagées Dans le même temps, le coût d'installation de l'appareil est réduit.

Le résultat technique déclaré est obtenu par le fait que l'installation d'un dispositif de refroidissement pour la stabilisation de la température des sols de pergélisol comprend :

Passer un puits traversant;

Tirer dans la direction opposée à la direction de forage du puits du stabilisateur thermique ;

Installation de condensateurs.

Le stabilisateur thermique (thermosiphon long) contient des tuyaux de condenseur et d'évaporateur remplis de réfrigérant, reliés par des tuyaux à soufflet (soufflet). Chacune des manches est renforcée par des bandages. Les tuyaux du condenseur sont situés sur les bords du stabilisateur thermique et sont tirés jusqu'à une position où les tuyaux du condenseur sont situés au-dessus de la surface du sol.

Les condenseurs (échangeurs de chaleur) comprennent des tuyaux de condenseur sur lesquels sont installés des éléments de refroidissement (brides, disques, ailettes, etc. ou radiateurs de conception différente). Généralement, l'échangeur de chaleur est installé en pressant les brides à disque sur le tuyau du condenseur. Cette méthode est la plus pratique dans un tel conditions climatiques. Si nécessaire, soudage et installation au moyen de connexions boulonnées. Des condensateurs d'autres conceptions peuvent également être utilisés dans le cadre de la présente invention. Quoi installation finale le condenseur est réalisé après avoir tiré le stabilisateur thermique à travers le puits, permet l'utilisation de puits de plus petit diamètre et ne nécessite pas de coûts de matériel et de main d'œuvre importants.

L'installation de condensateurs des deux côtés du stabilisateur thermique vous permet d'augmenter l'efficacité de l'appareil. Et la méthode d'installation permet d'utiliser des stabilisateurs thermiques d'une longueur beaucoup plus longue et, par conséquent, d'augmenter considérablement la zone de refroidissement. L'un des condensateurs peut être installé en usine, ce qui simplifie la procédure d'installation dans des conditions climatiques difficiles. (Étant donné que la présente invention utilise une traction au lieu de la procédure habituelle consistant à enfoncer le stabilisateur thermique, le risque d'endommager le condensateur lors de l'installation du stabilisateur thermique est réduit.)

Ainsi, cette invention améliore la fabricabilité du processus d'installation de stabilisateurs thermiques de grande longueur en changeant la direction d'installation du stabilisateur thermique ; réduit le temps d'installation de l'appareil en réduisant le nombre d'opérations et la possibilité d'effectuer des travaux sur un côté de la structure ; augmente la fiabilité et la sécurité de l'installation ; simplifie la procédure de remplacement des zones endommagées. Grâce au faible coût travaux d'installation et la possibilité de les réaliser dès l'exploitation de l'installation, il est plus rentable de remplacer les stabilisateurs thermiques défaillants par la pose de lignes supplémentaires que de les démonter et de les réparer.

L'inconvénient du connu solution technique est une solution structurelle complexe et, par conséquent, un champ d'application étroit en raison de la profondeur limitée du pieu et du gel profond du sol dans d'autres cas, ainsi qu'un faible rendement dû au système de refroidissement horizontal à action forcée.

L'objectif de la présente invention est de créer un stabilisateur thermique de sol rationnel et fiable qui répond à des exigences technologiques et exigences de conception maintenir le régime de température des sols pendant toute la période d'exploitation, grâce à la conformité du stabilisateur thermique éléments architecturaux structures.

Les stabilisateurs thermiques sont livrés sur le site d'installation entièrement assemblés et ne nécessitent pas de montage sur place. Dans le même temps, le stabilisateur thermique est fabriqué pour les zones sismiques (jusqu'à 9 points sur l'échelle MSK-64) avec une durée de vie et une durée de vie du revêtement anticorrosion de 50 ans. Le stabilisateur thermique est doté d'un revêtement anticorrosion (zinc), fabriqué en usine.

Le stabilisateur thermique est immergé immédiatement après le forage du puits. L'espace entre le stabilisateur thermique et la paroi du puits est rempli d'une solution de sol ayant une teneur en humidité de 0,5 ou plus. Le sol foré lors du forage d'un puits ou un mélange argilo-sableux est utilisé.

Le niveau inférieur du stabilisateur thermique et le niveau inférieur du puits sont déterminés lors de l'installation du stabilisateur thermique.

L'essence de l'invention est illustrée sur la Fig. 1.

Le stabilisateur thermique se compose de : condensateur du stabilisateur thermique 1, boîtier du condensateur 2, capuchon du condensateur 3, tuyau du stabilisateur thermique en acier 4, tuyau du condenseur en aluminium 5, support de montage du stabilisateur thermique 6, boîtier du stabilisateur thermique 7, pointe du stabilisateur thermique 8, isolant thermique insert stabilisateur 9.

Le condensateur stabilisateur thermique 1 est réalisé sous la forme d'un tube vertical - le corps du condensateur 2, constitué d'un capuchon de condensateur 3 et de deux condensateurs à ailettes à l'extérieur, les ailettes sont enroulées en installant le tube en aluminium du condensateur 5 à proximité du souder.

Les ailerons sont très efficaces, le sens hélicoïdal des virages est arbitraire. Sur la surface des ailettes, une déformation en spires ne dépassant pas 10 mm est autorisée, le revêtement de la surface du tuyau en aluminium après laminage est une passivation chimique dans une solution d'alcali et de sel. La surface des nageoires est d'au moins 2,43 m2.

Un refroidissement efficace du thermostabilisateur est obtenu grâce à grande surface surfaces des ailerons.

Le corps du stabilisateur thermique peut être constitué de deux ou trois parties, soudées à l'aide d'une installation de soudage automatique tuyaux en acier MD (couture non standard, le soudage est réalisé avec un arc rotatif à commande magnétique).

La résistance et l'étanchéité de la soudure sont testées à l'air sous une surpression de 6,0 MPa (60 kgf/cm2) sous l'eau.

Enroulez les ailettes du condenseur en installant un tuyau en aluminium avec un cône proche de la soudure.

Sur la surface des ailettes, la déformation est autorisée sur des tours d'une profondeur ne dépassant pas 10 mm - linéaires, longitudinaux et radiaux - hélicoïdaux, ainsi que jusqu'à sept tours de chaque extrémité inférieurs au diamètre 67. Revêtement de la surface du le tuyau en aluminium après laminage est une passivation chimique dans une solution d'alcali et de sel. La surface des nageoires est d'au moins 2,3 m2.

Le stabilisateur thermique comporte un élément à élingue dans la partie supérieure sous la forme d'un support de montage. L'élingage s'effectue à l'aide écharpe textile en forme de boucle, d'une capacité de levage de 0,5 tonne.

Les stabilisants thermiques sont dotés d'un revêtement externe en zinc anticorrosion, réalisé en usine.

Conditions climatiques pour l'installation des stabilisateurs thermiques :

Température non inférieure à moins 40°C ;

Humidité relative de l'air de 25 à 75 % ;

Pression atmosphérique 84,0-106,7 kPa (630-800 mm Hg).

L’emplacement d’installation des stabilisateurs thermiques doit répondre aux conditions suivantes :

Avoir un éclairage suffisant, au moins 200 lux ;

Doit être équipé de mécanismes de levage.

L'espace entre le stabilisateur thermique et la paroi du puits est rempli d'une solution de sol ayant une teneur en humidité de 0,5 ou plus. Le sol foré lors du forage du puits ou un mélange argilo-sableux est utilisé.

L'isolation thermique du thermostabilisateur 9 est réalisée dans la zone de décongélation saisonnière.

L'acier des tubes en acier du stabilisateur thermique est adapté aux conditions nordiques et possède un revêtement de zinc anticorrosion. Le stabilisateur thermique est léger en raison de son petit diamètre, tout en maintenant un large rayon de gel du sol.

Les stabilisateurs thermiques sont livrés sur le site d'installation entièrement assemblés et ne nécessitent pas de montage sur place. Parallèlement, le stabilisateur thermique est conçu pour les zones sismiques (jusqu'à 9 points sur l'échelle MSK-64) avec une durée de vie du revêtement anticorrosion de 50 ans. Le stabilisateur thermique est doté d'un revêtement anticorrosion (zinc), fabriqué en usine.

Stabilisateur thermique de sol toute l'année pour accumuler du froid dans les fondations de bâtiments et de structures, contenant un tuyau de stabilisation thermique en acier et un tuyau de condenseur en aluminium, caractérisé en ce que le condenseur de stabilisation thermique est réalisé sous la forme d'un tuyau vertical constitué d'un condenseur corps, un capuchon de condenseur et deux condensateurs à ailettes à l'extérieur, dont la surface des ailettes est d'au moins 2,3 m2, et le stabilisateur thermique comporte un élément d'élingage dans la partie supérieure sous la forme d'un support de montage.

Brevets similaires :

Le dispositif proposé concerne la construction de bâtiments d'un étage sur des sols de pergélisol avec refroidissement artificiel des sols de fondation du bâtiment à l'aide d'une pompe à chaleur et chauffage simultané du bâtiment à l'aide d'une pompe à chaleur et d'une source de chaleur d'appoint.

L'invention concerne des systèmes de refroidissement et de congélation de sols dans des constructions minières dans des zones de pergélisol (zone de pergélisol), caractérisées par la présence de saumures naturelles à températures négatives (cryopegs).

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones aux conditions techniques et géocryologiques complexes, où l'on utilise la stabilisation thermique du permafrost et des sols plastiquement gelés, et peut être utilisée pour maintenir leur état gelé ou gelé, y compris dans des puits instables dans les parois. et sujets aux glissements et à la formation de glissements de terrain.

L'invention concerne le domaine de la construction de structures dans des conditions techniques et géologiques complexes de la zone de pergélisol. L'invention vise à créer des thermosiphons profonds avec des évaporateurs souterrains ultra-profonds, d'environ 50 à 100 m ou plus, avec une répartition uniforme de la température sur la surface de l'évaporateur située dans le sol, ce qui permet d'utiliser plus efficacement sa puissance potentielle. pour évacuer la chaleur du sol et augmenter l'efficacité énergétique de l'appareil utilisé.

L'invention concerne le domaine de la construction, à savoir la construction d'installations de production ou complexes résidentiels sur le pergélisol. Le résultat technique est d'assurer une basse température stable du pergélisol dans les sols de fondation d'un complexe de construction en présence d'une couche de sol de nivellement en vrac. Le résultat technique est obtenu en ce que le site d'un complexe de construction sur pergélisol contient une couche de nivellement en vrac de sol située sur la surface naturelle du sol à l'intérieur du complexe de construction, tandis que la couche de nivellement en vrac de sol contient un niveau de refroidissement situé directement sur le surface naturelle du sol, et situé sur le niveau de refroidissement se trouve un niveau de protection, dans lequel le niveau de refroidissement contient un système de refroidissement sous la forme de tuyaux horizontaux creux situés parallèlement à la surface supérieure de la plate-forme, et de tuyaux creux verticaux, le fond dont est adjacent aux tuyaux horizontaux sur le dessus et dont la cavité est reliée à la cavité des tuyaux horizontaux, tandis que leur extrémité supérieure est dotée d'un bouchon, le tuyau vertical traverse le niveau de protection et borde l'air extérieur, et le niveau de protection contient une couche matériau d'isolation thermique, situé directement sur le niveau de refroidissement et protégé du dessus par une couche de terre. 1 salaire f-ly, 4 malades.

L'invention concerne le domaine de la construction dans des zones présentant des conditions techniques et géocryologiques complexes, notamment la stabilisation thermique du pergélisol et des sols meubles. Le résultat technique consiste à augmenter la fabricabilité du processus d'installation de stabilisateurs thermiques de grande longueur, à réduire le temps d'installation et à augmenter la fiabilité de la conception. Le résultat technique est obtenu par le fait qu'un stabilisateur thermique du sol toute l'année destiné à accumuler le froid dans les fondations des bâtiments et des structures contient un tuyau de stabilisation thermique en acier et un tuyau de condenseur en aluminium, tandis que le condenseur du stabilisateur thermique est réalisé sous la forme d'un tuyau vertical constitué d'un corps de condenseur, d'un capuchon de condenseur et de deux condensateurs à ailettes avec un côté extérieur dont la surface des ailettes est d'au moins 2,3 m2, tandis que le stabilisateur thermique comporte un élément d'élingage dans la partie supérieure en forme de un support de montage. 1 malade.