[发明专利]一种硬岩隧道掘进机水系统

说明书

本发明公开了一种硬岩隧道掘进机水系统，包括一级回路及对发热部件降温的二级回路，及对二级回路降温的一级回路；一级回路中设置有相互分离的冷水箱及热水箱，第一换热组件的进水端与冷水箱连通，第一换热组件的出水端与热水箱连通，冷水箱与热水箱之间设置有连通管路，第一换热组件的出水端还连接有水消耗组件。在一级回路中分别设置冷水箱及热水箱，工作时一级回路中升温后的冷却水进入热水箱，经冷却后再回流至连通的冷水箱，令经降温后的冷却水可以反复用作冷却使用，于此同时，经换热组件输出的高温冷却水供给水消耗组件，保证消耗系统的冷却水为高温水，保存系统内循环的低温水，提升冷却水利用率从而降低了水系统所消耗的水量。

技术领域

本发明涉及隧道掘进装备技术领域，更具体地说，涉及一种硬岩隧道掘进机水系统。

背景技术

硬岩隧道掘进机(简称TBM)是一种能够适应复杂地层，并高度集成了机、电、液、光、控制以及材料等多学科技术于一体的高端隧道施工装备。TBM在施工掘进过程中，各系统或部件如主驱动电机、变频器、液压系统和空压机等都会产生热量，导致系统或部件的温度升高，影响系统或部件的正常工作，从而影响TBM的正常掘进施工，为保证TBM的长时间、连续作业，必须设计一套冷却系统，即TBM水系统。

目前，TBM水系统一般采用一、二级冷却供水系统，其中二级水系统为内循环，将TBM各系统或部件工作时产生的热量带走。一级水系统提供冷却水，与二级循环产生的热水发生热交换，将热量带走，回到水箱。在此过程中，二级水箱的水消耗一部分，温度升高到一定值后排放掉。在TBM实际掘进施工过程中，这种技术方案主要有几点不足之处：

一级循环水经过冷却后的热水直接回到水箱，与冷水混合，TBM设备从水箱中无差别取水消耗，未能充分利用冷水的冷却能力，导致TBM施工过程中消耗水量大；其次系统配置复杂，成本高，故障点多，可靠性差；进一步的，目前的泵驱动供水可靠性相对较差，维修时需要系统完全停止，影响隧道掘进施工。

综上所述，如何有效地解决目前硬岩隧道掘进机水系统消耗水量大，造成资源浪费等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硬岩隧道掘进机水系统，该硬岩隧道掘进机水系统的结构设计可以有效地解决目前硬岩隧道掘进机水系统消耗水量大，造成资源浪费等的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种硬岩隧道掘进机水系统，包括一级回路及二级回路，所述一级回路与二级回路之间设置有第一换热组件，所述二级回路用于对掘进机的发热部件热交换散热；所述一级回路中设置有相互分离的冷水箱及热水箱，所述第一换热组件的进水端与所述冷水箱连通，所述第一换热组件的出水端与所述热水箱连通，所述冷水箱与热水箱之间设置有连通管路，所述第一换热组件的出水端还连接有水消耗组件。

优选的，上述硬岩隧道掘进机水系统中，所述第一换热组件与所述水消耗组件之间的管路上设置有第一控制阀，水消耗组件包括刀盘除尘水箱、施工用水管路。

优选的，上述硬岩隧道掘进机水系统中，所述第一换热组件的出水端还连通有污水箱，用于将升温达到阈值的冷却水向外排放，第一换热组件与污水箱之间的管路上设置有第二控制阀。

优选的，上述硬岩隧道掘进机水系统中，所述冷水箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述第二控制阀控制连接，用于在温度数值达到阈值时，将第一换热组件的出水向污水箱排放。

优选的，上述硬岩隧道掘进机水系统中，所述二级回路包括二级水箱，及设置于掘进机的发热部件位置的第二换热组件，所述第二换热组件与所述二级水箱之间设置有两组并接的离心泵。

优选的，上述硬岩隧道掘进机水系统中，两组所述离心泵之间通过管路连通，并在两组离心泵之间设置有球阀，用于在其中一组离心泵损坏时将两组离心泵各自所在的管路接通。