一种高温岩石遇水快速冷却试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种高温岩石遇水快速冷却试验装置，属于地热资源开发及核废料处置等高温环境技术领域。该装置包括储水器、变频水泵、通水槽、三通阀、通水管及耐高温热电偶，利用自制循环水装置对加热后的岩石进行遇水快速冷却并实时测量高温岩石表面温度，本实用新型专利技术采用内外循环结合的方式，不仅使水流与高温岩石进行循环换热，同时试验装置中的内循环也对通水槽起到了降温作用，使通水槽迅速降为室温，保证了试验的精确度。本实用新型专利技术利用可循环水和可直接控制水流速的方法，对高温岩石进行遇水冷却，成本较低，制作简易，节省时间，大大提高试验效率和准确度，为地热开采模拟提供了基础实验数据支持，具备良好的行业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高温岩石遇水快速冷却试验装置
本技术涉及地热资源开发及核废料处置等高温环境
，特别是指一种高温岩石遇水快速冷却试验装置。
技术介绍
随着我国浅部资源的逐渐枯竭，资源开采开始向地球深部进军。地热资源的开发模式大多数为取热不取水的开采模式，而这种模式不可避免的涉及到干热岩遇水冷却的岩石热破裂问题，因此对于高温岩石的遇水冷却的研究就显得格外重要。那么对于高温作用后的岩石，如何准确模拟遇水冷却过程，现有试验装置大都采用储水器非流动水或者人工搅拌水的方式进行冷却，这两种冷却方式无法保证储水器水温接近室温导致试验准确性低，而采用自来水管直接冷却，无法控制水的流量且自来水温低于室温，故急需一种既能保证通水槽水温接近室温又能控制水流速的试验装置。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提出一种高温岩石遇水快速冷却试验装置，以解决普通通水槽中水流进行热交换，将热量带到储水器，从而使得储水器水温上升的问题。该装置包括储水器、变频水泵、通水槽、三通阀、第一通水管、第二通水管、第三通水管、电源导线、耐高温热电偶及热电偶数据显示器，其中，储水器、变频水泵、通水槽、三通阀、第一通水管、第二通水管、第三通水管、电源导线构成岩石快速冷却装置，耐高温热电偶和热电偶数据显示器为岩石表面测温装置，变频水泵设置在储水器内，第二通水管一端穿过储水器与变频水泵相连，另一端通过三通阀与通水槽及第一通水管相连，第一通水管另一端位于储水器中，通水槽另一端与第三通水管相连，第三通水管另一端连接在储水器上，形成外循环水，耐高温热电偶设置在通水槽中，耐高温热电偶外接热电偶数据显示器，电源导线一端与变频水泵相连。储水器内通过变频水泵改变工作功率提供不同水压，根据试验需要调节水的流量，模拟不同水压下产生不同流量的工况。第二通水管和通水槽之间采用三通阀连接，并将三通阀的一个出水口与第一通水管连接流回储水器，使储水器内的水形成内循环，从而起到通水槽降温的效果。通水槽根据试验需求定制通水槽尺寸，通水槽包括卡扣、阻挡器及岩石试样，岩石试样上通过卡扣连接耐高温热电偶，岩石试样下游的通水槽内壁上设置阻挡器。电源导线调节变频水泵的水流量以控制流量。耐高温热电偶和热电偶数据显示器实时采集通水槽内岩石表面温度。本技术的上述技术方案的有益效果如下：本技术采用内外循环结合的方式，不仅使水流与高温岩石进行循环换热，同时试验装置中的内循环也对通水槽起到了降温作用，使得通水槽迅速降为室温，保证了试验的精确度。另外，变频水泵可以模拟不同水压下产生不同流速的工况，为试验提供更多的模拟参量。附图说明图1为本技术装置的结构示意图；图2为本技术装置的剖面图；图3为本技术高温岩石遇水冷却过程中通水槽局部示意图；图4为本技术实施例中的装置示意图。其中：1-变频水泵，2-储水器，3-通水槽，4-三通阀，5-第一通水管，6-第二通水管，7-第三通水管，8-电源导线，9-耐高温热电偶，10-热电偶数据显示器，1001-卡扣，301-阻挡器，302-岩石试样。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术提供一种高温岩石遇水快速冷却试验装置。如图1、图2所示，该装置包括储水器2、变频水泵1、通水槽3、三通阀4、第一通水管5、第二通水管6、第三通水管7、电源导线8、耐高温热电偶9及热电偶数据显示器10，其中，储水器2、变频水泵1、通水槽3、三通阀4、第一通水管5、第二通水管6、第三通水管7、电源导线8构成岩石快速冷却装置，耐高温热电偶9和热电偶数据显示器10为岩石表面测温装置，变频水泵1设置在储水器2内，第二通水管6一端穿过储水器2与变频水泵1相连，另一端通过三通阀4与通水槽3及第一通水管5相连，第一通水管5另一端位于储水器2中，通水槽3另一端与第三通水管7相连，第三通水管7另一端连接在储水器2上，形成外循环水，耐高温热电偶9设置在通水槽3中，耐高温热电偶9外接热电偶数据显示器10，电源导线8一端与变频水泵1相连。如图4所示，该方法包括如下步骤：(1)如图3所示，在通水槽10中，阻挡器301用来阻挡高水流时随水流滑动的岩石试样，阻挡器301尽可能细，以防止改变水流状态；耐高温热电偶与岩石试样通过卡扣1001固定，卡扣具有该高温和隔热特性；岩石试样302为标准试样(50mm*100mm)，通水槽3根据岩石试样302规格定制；(2)如图4所示，选择高度合适的试验台，将储水器储满冷水放置24小时，使水温与室温一致；(3)根据试验需要选择流速合适的水泵；(4)将水泵的出水口通过水管连接三通阀再连接通水槽，三通阀的另一个出口通过水管流回储水器，形成水流的内循环，起到人工搅拌的效果，使水温保持室温，大大提高了试验准确度；(5)将通水槽的出口端通过水管流回储水器，形成整个冷却装置的外循环，起到通水槽温度保持室温的效果；(6)选择耐高温的热电偶设备，根据试验需要实时采集岩石试块温度。通过上述步骤，可以实现利用可循环及可控速冷水对高温岩石快速冷却测温的目的，具备成本度、易操作、节约环保的优势。上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本技术的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上所述是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温岩石遇水快速冷却试验装置，其特征在于：包括储水器(2)、变频水泵(1)、通水槽(3)、三通阀(4)、第一通水管(5)、第二通水管(6)、第三通水管(7)、电源导线(8)、耐高温热电偶(9)及热电偶数据显示器(10)，其中，储水器(2)、变频水泵(1)、通水槽(3)、三通阀(4)、第一通水管(5)、第二通水管(6)、第三通水管(7)、电源导线(8)构成岩石快速冷却装置，耐高温热电偶(9)和热电偶数据显示器(10)为岩石表面测温装置，变频水泵(1)设置在储水器(2)内，第二通水管(6)一端穿过储水器(2)与变频水泵(1)相连，另一端通过三通阀(4)分别与通水槽(3)和第一通水管(5)相连，第一通水管(5)另一端位于储水器(2)中，通水槽(3)另一端与第三通水管(7)相连，第三通水管(7)另一端连接在储水器(2)上，形成外循环水，耐高温热电偶(9)设置在通水槽(3)中，耐高温热电偶(9)外接热电偶数据显示器(10)，电源导线(8)一端与变频水泵(1)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温岩石遇水快速冷却试验装置，其特征在于：包括储水器(2)、变频水泵(1)、通水槽(3)、三通阀(4)、第一通水管(5)、第二通水管(6)、第三通水管(7)、电源导线(8)、耐高温热电偶(9)及热电偶数据显示器(10)，其中，储水器(2)、变频水泵(1)、通水槽(3)、三通阀(4)、第一通水管(5)、第二通水管(6)、第三通水管(7)、电源导线(8)构成岩石快速冷却装置，耐高温热电偶(9)和热电偶数据显示器(10)为岩石表面测温装置，变频水泵(1)设置在储水器(2)内，第二通水管(6)一端穿过储水器(2)与变频水泵(1)相连，另一端通过三通阀(4)分别与通水槽(3)和第一通水管(5)相连，第一通水管(5)另一端位于储水器(2)中，通水槽(3)另一端与第三通水管(7)相连，第三通水管(7)另一端连接在储水器(2)上，形成外循环水，耐高温热电偶(9)设置在通水槽(3)中，耐高温热电偶(9)外接热电偶数据显示器(10)，电源导线(8)一端与变频水泵(1)相连。


2.根据权利要求1所述的高温岩石遇水快速冷却试验装置，其特征在于：所述储水器(2)内通过变频水泵(1)改变工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：任奋华，吴星辉，张利伟，郭奇峰，张杰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京;11