СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ АКТИВНОЙ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ: РОССИЙСКИЕ РАЗРАБОТКИ, ИССЛЕДОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ
В.П. Мельников1,2,3,4, А.А. Ишков4,5, Г.В. Аникин1,2
1Федеральный исследовательский центр Тюменский научный центр СО РАН, Институт криосферы Земли, Тюмень, Россия
melnikov@ikz.ru
2Автономная некоммерческая организация “Губернская академия”, Тюмень, Россия
anikin@ikz.ru
3Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия
4Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия
a.a.ishkov@yandex.ru
5ООО “РН-КрасноярскНИПИнефть”, Красноярск, Россия
Ключевые слова: многолетнемерзлые грунты, системы температурной стабилизации грунтов, диоксид углерода, экспериментальные исследования, импульсный режим течения, хладагент
Страницы: 21-37
Аннотация
Дан подробный обзор применяемых методов активной температурной стабилизации мерзлых грунтов с акцентом на системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем. Приведен накопленный опыт отечественных и зарубежных авторов в области одиночных сезонно-охлаждающих устройств. Показан механизм действия как одиночных сезонно-охлаждающих устройств, так и систем температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем. В работе также представлена новая экспериментальная установка термостабилизации мерзлых грунтов с горизонтальным испарителем, на которой был проведен ряд экспериментов по исследованию потоков хладагента в контуре циркуляции предлагаемой системы при различных тепловых режимах, действующих на испарительную часть. Приведены описание полномасштабного стенда и принцип подачи положительной температуры на испарительную часть системы с целью моделирования отведения тепла от грунта с последующим рассеиванием его в атмосферу через развитую поверхность конденсатора. В настоящее время в системах данного вида в качестве хладагента используется аммиак, а в работе в качестве теплоносителя выступает диоксид углерода. Доказано, что мощность установки, работающей на диоксиде углерода, может быть значительно больше, чем мощность установки на аммиаке. Проведенные исследования и полученные результаты позволяют оптимизировать выбор конфигурации системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем под тот или иной объект строительства. Применение разработанной системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем, ввиду ее лучшей эффективности по сравнению с аналогами, позволит значительно сократить риски растепления мерзлых грунтов на объектах эксплуатации.
DOI: 10.15372/KZ20240503
EDN: PVSPPJ
|
