CN117782435A - 一种地下储气库漏气监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下储气库漏气监测装置，属于地下储气库技术领域，能够解决现有漏气监测设备难以实现地下储气库的漏气监测的问题。所述装置包括：测温单元，设置在储气库的洞室内，用于检测储气库的密封层的表面温度场信息；控制单元，设置在储气库的洞室外，且与测温单元连接，用于控制测温单元工作，并根据密封层的表面温度场信息确定储气库的漏气监测结果。本发明用于地下储气库的漏气监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下储气库漏气监测装置，属于地下储气库技术领域。
背景技术
压缩空气储能技术以其储能容量大、寿命长、效率高、安全可靠等特点被视为一种极具潜力的大规模储能技术。其中新开挖硬岩洞穴作为压缩空气储能的储气库成为了新的发展趋势。
由于压缩空气的压力较大，一般在10MPa以上，对于储气库混凝土衬砌结构及内表面的密封层而言，存在漏气的可能性很大。不同于常规环境的漏气监测，压缩空气储气库在地下，四周为岩体，由钢筋混凝土衬砌而成，承受极大的内气压，常规直接的漏气监测设备无法安装，难以实现地下储气库的漏气监测。
发明内容
本发明提供了一种地下储气库漏气监测装置，能够解决现有漏气监测设备难以实现地下储气库的漏气监测的问题。
本发明提供了一种地下储气库漏气监测装置，所述装置包括：
测温单元，设置在储气库的洞室内，用于检测所述储气库的密封层的表面温度场信息；
控制单元，设置在所述储气库的洞室外，且与所述测温单元连接，用于控制所述测温单元工作，并根据所述密封层的表面温度场信息确定所述储气库的漏气监测结果。
可选的，所述测温单元为测温光纤或红外热成像传感器。
可选的，所述测温光纤布设在所述密封层的内表面上或与所述内表面相对的外表面上，所述内表面为所述密封层远离所述储气库的衬砌层的表面。
可选的，所述测温光纤采用螺旋形布设或网格形布设。
可选的，所述测温光纤的布设间距为30~50cm。
可选的，所述控制单元包括：
解调仪，与所述测温光纤连接，用于解调所述测温光纤检测的表面温度场信息，得到解调后温度场；
控制器，与所述解调仪和所述测温光纤均连接，用于控制所述测温光纤工作，并根据所述解调后温度场确定所述储气库的漏气监测结果。
可选的，所述装置还包括：
轨道，沿所述储气库的中心轴架设在所述储气库的洞室内；
滑动件，设置在所述轨道上，且可沿所述轨道滑动；所述红外热成像传感器设置在所述滑动件上。
可选的，所述红外热成像传感器为多个，多个所述红外热成像传感器在所述储气库的洞室横断面上沿所述滑动件的周向布设一圈。
可选的，多个所述红外热成像传感器的探测角度覆盖所述密封层的横断面的整个区域。
可选的，所述红外热成像传感器的探测距离大于或等于所述储气库的洞室半径。
本发明能产生的有益效果包括：
本发明提供的地下储气库漏气监测装置，通过设置测温单元来检测储气库的密封层的表面温度场信息，以此判断密封层上是否具有漏气点。本发明的漏气监测装置可全面覆盖储气库内部区域，且装置成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的测温光纤作为测温单元的地下储气库漏气监测装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的测温光纤作为测温单元的地下储气库漏气监测装置横断面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的红外热成像传感器作为测温单元的地下储气库漏气监测装置结构示意图。
部件和附图标记列表：
1、衬砌层；2、测温光纤；3、解调仪；4、密封层；5、洞室；6、红外热成像传感器；7、滑动件；8、支架；9、探测角度。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供了一种地下储气库漏气监测装置，如图1至图3所示，所述装置包括：
测温单元，设置在储气库的洞室5内，用于检测储气库的密封层4的表面温度场信息；
控制单元，设置在储气库的洞室5外，且与测温单元连接，用于控制测温单元工作，并根据密封层4的表面温度场信息确定储气库的漏气监测结果。
在本发明实施例中，测温单元可以为测温光纤2或红外热成像传感器6。
地下储气库存储高压气体，因此也可称为高压储气库。高压储气库在储存了高压气体后，常规情况下会形成一个稳定的温度场，但若存在局部漏气情况，则会在该部位发生与其他部位不同的阶梯变化温度场，漏气中心的温度与正常部位的温度差最大，此时可根据测温光纤2或红外热成像传感器6测试得到的温度场信息判断漏气部位，同时可进行漏气部位的定位。
参考图1和图2所示，当测温单元为测温光纤2时，测温光纤2可以布设在密封层4的内表面上或与内表面相对的外表面上，内表面为密封层4远离储气库的衬砌层1的表面。
进一步的，控制单元包括：
解调仪3，与测温光纤2连接，用于解调测温光纤2检测的表面温度场信息，得到解调后温度场；
控制器，与解调仪3和测温光纤2均连接，用于控制测温光纤2工作，并根据解调后温度场确定储气库的漏气监测结果。
具体的，高压储气库在混凝土衬砌结构完成施工后，在密封层4底部或表面布设测温光纤2。采用测温光纤2的目的是利用光纤对温度的敏感性以及可定位功能，通过温度变化探测储气库的密封层4是否漏气以及漏气点位置。
测温光纤2采用螺旋形布设，间距30~50cm。这样一方面可以保证测温光纤2的连续性，另一方面可以保证监测的准确性；在实际应用中，测温光纤2还可以采用网格形布设，本发明实施例对此不做限定。
上述测温光纤2可以选用铠装形式，有一定抗拉强度，但同时保证光纤纤芯一定程度可以在铠装护套内活动。铠装的目的是保护测温光纤2，在储气库承压时，密封层4会变形扩张，测温光纤2也会跟着扩张，光纤纤芯一定程度可以在铠装护套内活动，以便让光纤适应此变形而不致拉断。
在实际应用中，测温光纤2采用可与密封层4协同变形且耐高温、潮湿的胶水粘接在密封层4表面或底部。
测温光纤2从储气库的衬砌结构中穿出时要保证密封，避免造成漏气通道。
测温光纤2根据储气库结构体型或其他因素，可分段布设，每段测温光纤2长度均可自由定制，以满足相适应的解调仪3为宜。
上述解调仪3采用市面常用的感温光纤类解调仪即可，无需深度开发。
上述储气库内布设的测温光纤2若存在损坏或需要重新布设时，很容易就可替换。
本发明实施例以光纤类传感器（即测温光纤2）为基础，可有效避开高压气体对一般传感器可能带来严重损伤的难题。
参考图3所示，当测温单元为红外热成像传感器6时，所述装置还包括：
轨道，沿储气库的中心轴架设在储气库的洞室5内；
滑动件7，设置在轨道上，且可沿轨道滑动；红外热成像传感器6设置在滑动件7上。
上述滑动件7可以为滑动小车，该滑动小车可以为自驱动的小车，也可以通过与之连接的外置电机驱动，本发明实施例对此不做限定。
在实际应用中，储气库内设置有支架8，上述轨道架设在该支架8上。
具体的，参考图3所示，高压储气库在完成库内密封层4施工后，沿洞轴线架设一条轨道。架设轨道的目的是为滑动小车提供路径及滑动固定装置。在轨道上架设一电机驱动的滑动小车，滑动小车连接脐带线，外接控制装置，滑动小车可沿轨道自行滑动。
进一步的，红外热成像传感器6为多个，多个红外热成像传感器6在储气库的洞室5横断面上沿滑动件7的周向布设一圈。多个红外热成像传感器6的探测角度9覆盖密封层4的横断面的整个区域。红外热成像传感器6的探测距离大于或等于储气库的洞室5半径。
将若干红外热成像传感器6沿储气库洞室5横断面方向在滑动小车上布置一圈，红外热成像传感器6探测距离不小于洞室5半径，具体数量根据红外热成像传感器6探测范围确定，以能覆盖一圈储气库横断面且红外热成像传感器6数量最少为宜。布置该红外热成像传感器6的目的在于可以不间断的扫描储气库的密封层4，通过热成像检测密封层4漏气情况。要求红外热成像传感器6探测距离不小于洞室5半径，主要目的是保证其能有效的扫描到密封层4的表面。
在实际应用中，红外热成像传感器6的线缆与滑动小车的线缆可以集成在一起，这样便于滑动小车滑动运行。
红外热成像传感器6随滑动小车沿轨道移动，探测整个储气库的洞室5内部温度场，检查是否存在漏气点。
储气库内部每个部位都存在漏气风险，本发明提供的漏气监测装置可全面覆盖储气库内部区域；在储气库内布设一条轨道可到达各个部位的情况下，只需安装一套监测装置即可；该装置所用的传感器及小车、轨道等，如存在损坏或需要重新布设可容易进行替换；该监测装置占用储气库内空间小，几乎不影响储气库容量；并且该监测装置安装在储气库内部结构完成后，不影响前期施工作业。
本发明提供的地下储气库漏气监测装置，通过设置测温单元来检测储气库的密封层4的表面温度场信息，以此判断密封层4上是否具有漏气点。本发明的漏气监测装置可全面覆盖储气库内部区域，且装置成本较低。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种地下储气库漏气监测装置，其特征在于，所述装置包括：
测温单元，设置在储气库的洞室内，用于检测所述储气库的密封层的表面温度场信息；
控制单元，设置在所述储气库的洞室外，且与所述测温单元连接，用于控制所述测温单元工作，并根据所述密封层的表面温度场信息确定所述储气库的漏气监测结果。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测温单元为测温光纤或红外热成像传感器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测温光纤布设在所述密封层的内表面上或与所述内表面相对的外表面上，所述内表面为所述密封层远离所述储气库的衬砌层的表面。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述测温光纤采用螺旋形布设或网格形布设。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述测温光纤的布设间距为30~50cm。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：
解调仪，与所述测温光纤连接，用于解调所述测温光纤检测的表面温度场信息，得到解调后温度场；
控制器，与所述解调仪和所述测温光纤均连接，用于控制所述测温光纤工作，并根据所述解调后温度场确定所述储气库的漏气监测结果。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
轨道，沿所述储气库的中心轴架设在所述储气库的洞室内；
滑动件，设置在所述轨道上，且可沿所述轨道滑动；所述红外热成像传感器设置在所述滑动件上。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述红外热成像传感器为多个，多个所述红外热成像传感器在所述储气库的洞室横断面上沿所述滑动件的周向布设一圈。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，多个所述红外热成像传感器的探测角度覆盖所述密封层的横断面的整个区域。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述红外热成像传感器的探测距离大于或等于所述储气库的洞室半径。
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