移动式冷水站在高坝混凝土通水冷却中的应用

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摘要：目前在我国水工混凝土通水冷却一般均采用移动式冷水站供制冷水。冷水站是将制冷系统、冷却系统、补水系统、输送系统、自动换向系统、智能化控制系统和可视操作系统等七个不同专业的设备高度集成在一起的独立完整设备。本文主要介绍了移动式冷水站冷却的特点及操作要点，并对移动式冷水站在高坝混凝土通水冷却中的应用以小湾水电站特高拱坝混凝土冷却为例进行了简单介绍。

关键词：移动式冷水站；高坝混凝土；通水冷却

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

移动式冷水站均采用集装箱模块式设计，相对于集中式冷水站，移动式冷水站具有结构紧凑，占地范围小，对基础适应能力强，通过移动式冷水站工况调整及不同台数的组合，能适应水工混凝土不同时段、不同部位、不同高差的个性化通水。对于集中式冷水站，移动式冷水站供水冷却具有自动化、程度高、操作方便、运行管理简单、高效节能等多项优势。水工混凝土温控措施一般采取预冷（热）、通水冷却、表面保温等综合措施，通水冷却一般分为一期、中期、二期进行。由于一个工程中水工混凝土量多范围广，通水冷却供水范围及供水量均较大，导致冷却投入设备及运行难度均较大。目前水工混凝土通水冷却一般均采用移动式冷水站供制冷水。以下为是作者对移动式冷水站在高坝混凝土通水冷却中的应用进行的简单介绍：

1.移动式冷水站供水冷却特点

1.1移动式冷水站采用集装箱为载体，将冷水机组、进回水动力泵、智能操作系统、补水系统、空调系统及冷却塔系统等集成为模块式设备，设备紧凑，运输、安装、拆除方便快捷。

1.2移动式冷水站以集装箱为载体，占地范围小，对基础适应能力强，能最大限度地靠近被冷却部位，减小输水范围及高差，既降低了运行难度，又节约了运行成本。

1.3移动式冷水站采用闭式循环，冷却水损失小，除与混凝土内部发生热交换外，与外界能量交换小，冷却水回收达85%以上，具有高效节能环保等多项优势。

1.4移动式冷水站采用智能化系统操作，同时通过多台冷水站的组合，供水量范围大，水量、水温及水向切换速度快，不但能灵活地满足被冷却部位混凝土不同水量、水温、换向需要，同时也极大地改善了工人工作条件及劳动强度。

1.5移动式冷水站由于适应能力强，移动方便，通过不同台数的组合，能将大高差、大范围的供水划分为多个较小的、独立的供水系统，即降低了供水成本及运行难度，又减小了供水系统管路的投入。

2. 移动式冷水站操作要点

2.1移动式冷水站安装。移动式冷水站需安装要相对通风、干燥的地方，地基基础满足移动式冷水站运行要求，冷水站四脚着地部位不平整度应小于5 mm，外部电压及变频机满足冷水机用电要求。

2.2移动式冷水站拆除、转移。当对应部位大体积混凝土冷却完成后，需将移动式冷水站拆除，并转移至下一冷却部位或直接入库保养。移动式冷水站拆除前需将外部连接电源及管路全部断开，并清除移动式冷水站内管路及冷却塔中的积水，吊运时需将冷却塔与底部集装箱分开吊装，以避免冷却塔变形。移动式冷水站转移需采用相应吨位的平板车进行， 并进行必要的固定以保证转移路上的安全。

2.3移动式冷水站调试、试运行。移动式冷水站在投入正式运行前，需进行设备的调试与试运行。调试包括排污、保压、抽真空及充注制冷剂4个步骤，以保证移动式冷水站运行前系统里各设备处于正常状态。调试正常后进行试运行，试运行过程中需检查各设备压力、温度表读数是否正常，并作好运行记录。调试、试运行正常后才能投入混凝土供水冷却中。

2.4移动式冷水站安装供水冷却。移动式冷水站在混凝土开浇前需完成设备安装、操作人员培训、调试、试运行等准备工作，一般混凝土开浇后移动式冷水站即需投入正常的运行中。移动式冷水站投入混凝土供水冷却前，需事先规划好各移动式冷水站的供水范围及时间，并做好管路外的保温，以合理控制各移动式冷水站的布置位置、供水范围及减少外部环境对冷却水温的影响等，并确保移动式冷水站按正常的闭式循环运行，同时尽量减少移动式冷水站的转移次数。移动式冷水站供水冷却过程中，需根据被冷却的混凝土龄期进行必要的内部温度量测，并根据混凝土内部温度变化情况及时调整移动式冷水站供水水量、水温等，当混凝土内部温度达到设计要求时，需及时停止通水冷却。

2.5移动式冷水站维护与保养。移动式冷水站在使用及储存过程中需进行必要的维护与保养，以确保其使用性能及寿命。移动式冷水站的日常维护与保养包括蒸发器及冷水箱的清洁、储水箱的清洁、冷凝器清洗、压缩机的维护与保养、其他如视液镜、管路、底板、支撑架及各种电气部件的维护与保养等。

2.6操作人员培训。移动式冷水站操作人员上岗前需经过专门培训，并经过考核合格后才能上岗。应任命一位能干的设备操作主管，操作主管及设备修理、维护及运行人员均应该具有相关的制冷方面经验，同时还需具备必要的电气和机械方面的专业知识。

3. 移动式冷水站在高坝混凝土通水冷却中的布置原则

3.1确定冷水站安装位置时，将大坝混凝土与接缝灌浆施工计划、坝址地形和冷水站供水范围等因素全面统筹考虑，从而做到在满足坝体混凝土冷却供水要求前提下，尽量减少冷水站的移位次数。

3.2根据坝体混凝土年度施工计划和通水冷却技术要求，年初就推算出本年度各期混凝土冷却用水量与供水主管、干管和支管的管径。

3.3布置时尽量靠近坝体，以减少供水主管管道长度，减少水头损失，降低冷量损耗。同时方便供水管路接引和走线，减少工作量和工作强度。

3.4因坝体混凝土分别需进行一期、中期和二期三个阶段通水冷却，且各阶段冷却范围和用水量不同，因而需对冷水站进行合理分配。

3.5鉴于供坝体混凝土一期、中期冷却的冷水站安装位置高程始终高于供二期冷却的冷水站，为减少冷水站移位次数和对坝体混凝土冷却的影响，可将供二期冷却的冷水站上移用作供一期和中期冷却的冷水站，二期冷却利用原供一期、中期冷却的冷水站进行供水，只需将供水主管进行改接。如此循环利用，可大大节约成本。

3.6合理确定冷水站的安装位置，不仅可保证冷却供回水顺畅，同时也可提高冷水站效率。

4. 移动式冷水站在高坝混凝土通水冷却中的应用的实例

在我国水电工程中，小湾水电站的坝体混凝土冷却首次全部采用移动式冷水站供水，他的挡水大坝约为300mm级特高拱坝。小湾水电站右岸大坝标段大坝混凝土从2005年12月开始浇筑，至2010年3月全部浇筑到坝顶，混凝土冷却用水全部为冷水站提供。高峰期共安装了6台冷水站，前后移位16台次，共生产冷水1327. 5万m3，补水3. 2万m3，冷水循环利用率达97.5%，提供的冷水量和温度除前期因机组运行不稳定和管路布置不合理，出现过个别时段温度超标和个别冷却水管流量不满足要求外，均满足小湾大坝混凝土通水冷却要求。

小湾水电站特高拱坝混凝土冷却全部采用冷水站供水在国内尚属首次，它的成功应用，为国内后续建设的大中型水电工程混凝土冷却供水提供了新思路。冷水站布置、运行与维护和供水等工艺易掌握，且具有自动换向与自动调节供水量、移位快捷、操作简单等优点。

5结语

以上就是作者对移动式冷水站在高坝混凝土通水冷却中的应用进行的简要阐述。冷水站与传统敞开式冷水厂供水相比，最大的优点在于水可循环应用、运行成本低、占地面积小、移位快捷方便，在今后国内大中型水电站混凝土工程中极具推广应用价值。

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