液氮凍結(jié)制冷技術(shù)研究

周學(xué)斌

（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海格爾木 816099）

液氮凍結(jié)技術(shù)由英國(guó)工程師南威爾首次使用，德國(guó)工程師P.H.Poetsch經(jīng)過(guò)技術(shù)總結(jié)形成了發(fā)明專(zhuān)利，并成功應(yīng)用于阿爾里的9號(hào)立井的鑿井工程。這項(xiàng)專(zhuān)利的發(fā)明使世界工程建設(shè)獲得了巨大發(fā)展，使凍結(jié)技術(shù)為世界工程項(xiàng)目服務(wù)。這些年來(lái)，隨著力學(xué)、熱力學(xué)、凍土力學(xué)等其他基礎(chǔ)科學(xué)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了凍結(jié)技術(shù)應(yīng)用的范圍，全世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了研究探索。

1 我國(guó)技術(shù)現(xiàn)狀

1955年我國(guó)開(kāi)始引入了凍結(jié)技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)發(fā)展了六十多年，在此期間有無(wú)數(shù)科研工作者付出了艱辛的工作，同時(shí)也取得了重要成果，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。這項(xiàng)技術(shù)在礦山井筒施工中的應(yīng)用，創(chuàng)造出了753.95m的世界沖積層凍結(jié)記錄，此外，這項(xiàng)技術(shù)為我國(guó)重大工程建設(shè)提供了重要支撐，這些項(xiàng)目包括港珠澳大橋拱北隧道工程、川氣東輸武漢段穿江隧道以及各大城市的地鐵建設(shè)工程。

現(xiàn)代城市建設(shè)工程對(duì)工期、作業(yè)空間和施工質(zhì)量的要求極為嚴(yán)苛，傳統(tǒng)的循環(huán)制冷工藝已經(jīng)不能滿足施工需求，而液氮制冷工藝系統(tǒng)因其具有廣泛的實(shí)用性，成為凍結(jié)施工中不可缺少的工藝，這項(xiàng)技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：第一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備使用少；第二，該技術(shù)凍結(jié)速度快，形成的凍土強(qiáng)度高；第三，土體凍漲融沉比鹽水凍結(jié)系統(tǒng)小得多；第四，液氮使用后揮發(fā)進(jìn)入大氣，沒(méi)有污染。液氮凍結(jié)制冷工藝原理是相同的，但因使用方式不同，存在多種形式。……