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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩空气储能和岩土工程,具体涉及一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统及方法。
技术介绍
1、在压缩空气储能洞室施工及检修阶段,充分利用已贯通的施工支洞、进出气洞和连接洞设置通风系统,可保证整个地下储气洞库群气流有序流动。然而,通风系统会引起围岩以及开挖损伤区的含水饱和度降低,从而导致围岩的热-水-力耦合特性改变。而且,压气储能洞室的密封性(空气泄漏)和稳定性问题是涉及到洞室热力学、渗流和力学的复杂多场耦合问题。因此,研究由通风系统引起的围岩及开挖损伤区的潜在影响,对压缩空气储能洞室结构,尤其是围岩-衬砌-密封层系统的承载机制及经济合理设计至关重要。
2、现有技术中,缺乏一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,能够分析通风作用下围岩含水量、孔隙水压力、围岩位移及电阻率等关键参数变化,阐明通风系统对围岩及开挖损伤区的潜在影响。
技术实现思路
1、本专利技术第一个目的在于,针对上述提及的问题,提供一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统。
2、为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
3、一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,包括压气储能通风模拟系统、试验系统和监测系统;
4、所述压气储能通风模拟系统为吹气装置且设在施工洞内,所述吹气装置包括压缩机、干燥器和喷液器;
5、所述试验系统包括原位试验洞进气管道、出气管道,所述进气管道、出气管道的一端与施工洞连
6、所述监测系统沿原位试验洞设有多个监测断面,所述监测断面用于水压、水量、围岩位移、围岩电阻率的监测。
7、在采用上述技术方案的同时,本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案:
8、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述水压监测断面设有4个,每个水压监测断面设有若干微型压力计。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述微型压力计的测量间隔长度为30cm,在总长度为40cm的钻孔中,测量间隔长度减少到15cm。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述水量监测断面设有2个,每个水量监测断面设有若干电容式湿度计和干湿式湿度计。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述电容式湿度计安装在距岩石表面2cm深的凹槽内,并通过隔板与大气隔离。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述围岩位移监测断面设有2个,每个围岩位移监测断面设有若干微型伸长计。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述围岩电阻率监测断面使用地电阵列进行监测。
14、作为本专利技术的一种优选技术方案:所述地电阵列由4个电极链组成,安装在垂直于原位试验洞轴线的平面上的1m深的钻孔中,每个电极链由一束单电极电缆组成,每束单电极电缆焊接在一个固定在塑料半管壁上的5mm的电极上,单电极电缆用硅胶密封在半管中。
15、本专利技术第二个目的在于,提供一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的方法。
16、为此,本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现:
17、一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验方法,包括如下步骤:
18、s1:原位试验洞开挖:根据压缩空气储能电站储气洞结构设计,原位试验洞轴线与施工洞垂直,典型断面为圆形,采用钢板混凝土衬砌,在原位试验洞的两端部采用封闭门进行密封,在原位试验洞底部放置两个水盆装置,测量试验中自由水蒸发,该水盆装置放置于称重传感器上,可连续测量其重量损失,并自动补充水量;
19、s2:压气储能通风模拟系统布置:吹气装置放置于施工洞内,并由进气管道、出气管道与原位试验洞相连,该装置由压缩机、干燥器和喷液器组成,试验中通过使用自动阀门将一部分完全干燥的空气与另一部分完全饱和蒸汽的空气混合来可产生特定温度和湿度的空气;
20、s3:监测系统布置:进气管道、出气管道分别设置进气流量计、出气流量计和进气温湿度计、出气温湿度计,测量试验中进气管道、出气管道的空气流量、温度和湿度,同时,该测量结果可用于计算试验中水量平衡,原位试验洞顶部布置两个温湿度传感器,测量试验过程中洞内空气的温度和湿度变化;
21、原位试验洞沿洞段设置水压监测断面、水量监测断面、围岩位移监测断面、围岩电阻率监测断面,监测断面的深度设置为2m,水压监测断面安装微型压力计,水量监测断面安装电容式湿度计和干湿式湿度计,此外,水量监测断面在距岩石表面2cm深的凹槽内安装电容式传感器,围岩位移监测断面安装微型伸长计,围岩电阻率监测断面使用地电阵列进行监测,地电阵列由四个电极链组成,安装在垂直于原位试验洞轴线的平面上的1m深的钻孔中;
22、s4:试验准备:为了实际监控压气试验过程中各危险源,布置监控摄像头,分别监控进气口、出气口、封闭门等位置处动态,在中控室实现统一监控,正式试验前对通风系统进行试运行,监测进气管道、出气管道得气体流量,检测合格后进行试验;
23、s5:试验过程:设置空气流量为20m3/h,湿度为80%,通风时间为60天进行现场试验。
24、本专利技术提供一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统及方法,具有如下有益效果:该系统设置了水压监测断面、水量监测断面、围岩位移监测断面和围岩电阻率监测断面,实现对通风作用下围岩含水量、孔隙水压力、围岩位移及电阻率等关键参数的监测,为研究通风系统对围岩及开挖损伤区的潜在影响提供新方法;监测系统的设置中,详尽的描述了监测装置的安装方法,为合理真实监测数据提供保障。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:包括压气储能通风模拟系统、试验系统和监测系统;
2.根据权利要求1所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述水压监测断面设有4个,每个水压监测断面设有若干微型压力计。
3.根据权利要求2所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述微型压力计的测量间隔长度为30cm,在总长度为40cm的钻孔中,测量间隔长度减少到15cm。
4.根据权利要求1所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述水量监测断面设有2个,每个水量监测断面设有若干电容式湿度计和干湿式湿度计。
5.根据权利要求4所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述电容式湿度计安装在距岩石表面2cm深的凹槽内,并通过隔板与大气隔离。
6.根据权利要求1所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述围岩位移监测断面设有2个,每个围岩位移监测断面设有若干微型伸长计。
7.根据权利要求1所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述围岩电阻率监测断面(15)使用地电阵列进行监测。
8.根据权利要求7所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述地电阵列由4个电极链组成,安装在垂直于原位试验洞轴线的平面上的1m深的钻孔中,每个电极链由一束单电极电缆(152)组成,每束单电极电缆(152)焊接在一个固定在塑料半管壁上的5mm的电极(151)上,单电极电缆(152)用硅胶(153)密封在半管中。
9.一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验方法,其特征在于:所述方法基于如权利要求1-8中任意一项所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,并包括如下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:包括压气储能通风模拟系统、试验系统和监测系统;
2.根据权利要求1所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述水压监测断面设有4个,每个水压监测断面设有若干微型压力计。
3.根据权利要求2所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述微型压力计的测量间隔长度为30cm,在总长度为40cm的钻孔中,测量间隔长度减少到15cm。
4.根据权利要求1所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述水量监测断面设有2个,每个水量监测断面设有若干电容式湿度计和干湿式湿度计。
5.根据权利要求4所述的适用于压缩空气储能洞室通风效应研究的原位试验系统,其特征在于:所述电容式湿度计安装在距岩石表面2cm深的凹槽内,并通过隔板与大气隔离。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘宁,张晓艳,徐建军,陈平志,周勇,韩月,李郑梁,
申请(专利权)人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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