CN206233241U - 可永久调控混凝土大坝温度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可永久调控混凝土大坝温度的装置，它通过协同利用大坝原有安全监测网和本身预埋的监测设备，实时得到坝体混凝土内部及表面温度，有效地对大坝内外温差进行干预和智能调控，使大坝内外温度差始终保持在允许范围内，全程不需人工参与；其装置在大坝浇筑施工时同时布置，通过平行布置在大坝上下游面混凝土表层下的载有温度补偿液体的输送管道来实现控温；本实用新型开辟出一种全新的大坝保温模式，从单纯的被动保温变为主动进行温度调控，让大坝能够自动运行，不仅能够在施工期对混凝土大坝的温度进行调控，而且能够在大坝竣工运行后对混凝土大坝温度进行永久调控，大大消减了大坝裂缝并起到永久防护的作用。

Description

可永久调控混凝土大坝温度的装置

技术领域

本实用新型涉及水利工程施工技术领域，具体地指一种可永久调控混凝土大坝温度的装置。

背景技术

水利工程大坝混凝土体积庞大，国内外的混凝土坝多现裂缝。混凝土裂缝的产生是多种因素共同作用的结果，除了结构受力、地基不均匀变形等外部因素和地震等偶然因素之外，混凝土内部体积变形如温度变形、自生体积收缩、失水干燥收缩及混凝土体积变形相关的其它收缩变形会导致混凝土裂缝的产生，其中以温度梯度引起的应力起主导作用。

尽管从20世纪30年代开始，水利工程师在建设胡佛水电站工程时已开始重视如何防止混凝土坝裂缝的问题，多年来科技工作者从混凝土的机理及微观结构出发，做了大量工作，也取得了不少成就，但到目前为止，还没有一个非常有效的方法来解决温度梯度的波动，混凝土大坝几乎都会出现一些温度应力裂缝，裂缝数量和危害程度有所不同。

为了提高大坝的质量，国内外水利工程领域工作者采用了多种方式来控制混凝土的内外温度梯度。在大坝混凝土浇筑施工前选择合适的混凝土原材料，选用优化的配合比设计，使用中低热水泥及高效减水缓凝剂、掺加一定量的粉煤灰和降低水泥用量。在浇筑施工过程中对拌和生产、运输与入仓浇筑进行控制，严格限制骨料温度、拌合温度和入仓温度，并在坝体内部布置一定数量的冷却水管。大坝混凝土浇筑完成后，及时对仓面及坝面进行洒水养护和坝内冷却水管通水降温，如在寒冷地区在大坝外表面覆盖一层保温材料进行保温保湿防护。

经过工程实践和长期的运行，虽然上述温控措施相对来说在某些时段降低了混凝土的温度梯度，消减了温度应力，也减少了混凝土裂缝的产生，但是由于自身存在的缺陷和功能单一，无法全面满足需求，大坝混凝土的裂缝和破坏仍无法避免。

例如，现有最普遍的混凝土大坝温度控制技术为采用在混凝土内部布置冷却水管的通水冷却，该方式从1934年美国建设胡佛大坝实用新型创造至今，仍然作为主要温控措施被广泛应用，虽然降温效果明显，但是其存在以下缺陷：

（1）该方式于施工期混凝土分仓浇筑同步进行，这样就将整个大坝分成一层一层的水平温控结构。在进行通水冷却时，层间埋设有水管处效果良好，但是两层之间其余部位无法达到预期效果，形成薄弱部位易损坏；

（2）由于该方式跟混凝土浇筑同步进行且平行布置，在下一仓浇筑时会对前面铺设好的温控装置造成破坏，使之无法有效的进行温度控制；

（3）当大坝建成后，内部温度趋于稳定，死水位以下部位温度基本恒定，无需进行温度调控。而运行过程中水位变化区内温度变幅大且频繁，会产生很大的温度应力进而引起裂缝，但该方式的布置方式采取的水平分仓布置，无法对水位变化区的混凝土表面与外界环境温度交换进行有效的防护，仅限作用于施工期的混凝土温度控制；

（4）该温控方式控制手段单一，仅依靠人工测量和控制，不存在实时数据采集系统与具体的控制策略，无法快速准确的对混凝土进行温度补偿，在遇到突发性的剧烈温度变幅时，在混凝土表面会产生较大的温度应力，容易导致大坝开裂；

（5）该方式采用分段式冷却处理，精度差、效率低，无法满足大坝多坝段温度整体协调等。

另外，授权公告号“CN 102852145 A”中公开了“在建大坝混凝土智能温度控制方法及系统”，只是阐述了在建大坝的温度控制方法，主要是对在建大坝混凝土内部的温度进行改变，无法对运行期的大坝温度进行控制，其次该文件主要是从整体上对混凝土大坝的温度智能控制可行性提供了一种设想，暂时没有也无法付诸工程实践，所以也没有具体性能和参数公开。授权公告号“CN 101701495 A”中公开了“大体积混凝土温度控制的个性化通水方法”，它主要是针对现有的传统大坝混凝土内部温度控制技术的补充和完善，即利用水利工程中普遍都有的冷却水管，主要用改变流量的方式，以变换冷却水或河水的方式为辅助，对大坝混凝土内部进行降温处理，不具备升温作用，也没有智能化的可能性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种可永久调控混凝土大坝温度的装置，以智能化调控大坝混凝土温度，减少大坝混凝土表层和大坝内部的温度梯度和温度应力，对施工期或运行期的混凝土大坝均可起到防护的作用。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：它包括埋设于大坝上下游表面的混凝土表层内的输送管道和布置于大坝混凝土内部和外界的温度传感器；

所述输送管道的进口端与温度补偿设备的输出端连接，所述输送管道的出口端与温度补偿设备的输入端连接；

智能化控制系统分别与温度传感器和温度补偿设备连接。

优选地，所述输送管道沿着平行于大坝上下游表面的方向布置。

优选地，所述输送管道沿着平行于大坝上下游表面的方向横向或纵向布置。

优选地，所述温度传感器安装于靠近输送管道进口端或出口端的位置。

优选地，所述温度补偿设备的输入端和输出端之间并联连接有升温管路和降温管路；

所述升温管路上安装有加热器，升温管路的进口端和出口端各安装有阀门，升温管路的出口端与贮液器连接；

所述降温管路上依次设有蒸发器、压缩机、冷凝器、节流机构，降温管路的进口端和出口端也各安装有阀门，降温管路的出口端与贮液器连接，所述贮液器与输送泵连接。

优选地，所述输送管道平行于大坝上下游表面布置，其布置的位置距离大坝上下游表面0.015~2m。

优选地，所述温度传感器布置在大坝混凝土内部时，其布置在输送管道的周边，且距离输送管道表面0~2m。

优选地，所述输送管道在位于水位变化区域坝面的混凝土表层内呈横向布置，在死水位以下坝面部分的混凝土表层内呈横向或纵向布置。

本实用新型有益效果如下：

1、本实用新型采用上述设计，通过埋设在大坝上下游面的混凝土表层内的输送管道，智能化调控大坝混凝土温度，减少了大坝混凝土表层和大坝内部的温度梯度和温度应力。另外根据实际情况，也可以在水位变化区附近的混凝土大坝表层单独埋设输送管道，对水位变化区的混凝土表层与外界环境温度交换进行有效的防护。本实用新型利用输送管道的结构特性，根据其温度变幅，准确的进行温度补偿，通过改变大坝混凝土温度，减少混凝土大坝内部和表层混凝土之间的温度梯度，防止危害性的温度应力造成的裂缝。并且本实用新型中进行升温或者降温时，均是通过智能化控制系统读取接收温度传感器反馈的温度数据，根据这些实时监控得到的混凝土大坝温度数据控制温度补偿设备运行，调控温度逐步变化的温度补偿液体，因此其升温是逐渐升温的过程，其降温也是逐渐降温的过程，均不是骤然升降温度。

2、本实用新型在大坝上游表面和大坝下游表面的混凝土表层内均设置输送管道，这相对于现有技术中，在混凝土内部埋设热交换装置有明显不同，现有技术是通过在坝体内部布置一定数量的冷却水管，大坝混凝土浇筑完成后，及时对仓面及坝面进行洒水养护和坝内冷却水管通水降温，如在寒冷地区，则在大坝外表面覆盖一层保温材料进行保温保湿防护；当大坝进入运行期以后，坝内的冷却水管会废置而不会再利用其进行降温。另外，对于运行期的大坝，混凝土坝体内部混凝土温度趋于恒定，温度变化区域主要集中在大坝上下游表层，因此本实用新型的更有针对性，也大大节约了成本，降低了施工难度。

3、本实用新型的输送管道在混凝土大坝上下游面的混凝土表层内采用平行于坝面横向或者纵向布置，虽然与混凝土浇筑同步进行，但是不会受到混凝土浇筑的直接冲撞，相比于现有冷却水管布置方式，其安全性能高，提高了输送管道使用的耐久性。

4、现有技术中，在施工期向坝内冷却水管通水，对大坝内的混凝土进行降温，当大坝进入运行期以后，坝内的冷却水管会废置而不会再利用其进行降温。因此相比较于现有的温控措施只能在施工期内使用，本实用新型可以通过温度传感器实时采集与传递数据，让温度补偿设备自动启动，根据混凝土大坝的需求，在施工期、运行期都能对工程进行温度调控。

5、本实用新型通过埋设在混凝土大坝上下游面的混凝土表层内的输送管道进行智能温度补偿，可以最大限度的减少原保温层厚度而不降低保温效果，节约了成本，也降低了施工难度。

6、本实用新型的保温层可以隔绝外界环境与混凝土表面进行接触，减少大坝混凝土温度流失，有利于对其进行温度调控。

7、本实用新型特别适用于低温寒冷的地区，例如西北地区或其他寒冷地区，其年温差大概70℃，一天昼夜温度也有20-30℃。通过本实用新型主动进行温度调控，让大坝能够自动运行，将大坝混凝土内外层温度控制在安全范围内，减少了温度梯度和温度应力带来的危害。

8、本实用新型开辟出一套全新的大坝保温模式，从单纯的被动保温变为主动进行温度调控，让大坝能够自动运行，将大坝混凝土内外温度控制在安全范围内，减小温度梯度和温度应力，从而提高了耐久性。

9、在水利工程大坝的混凝土中都设计和布置有大坝安全监测系统，它是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法，通过在大坝内部或者表面埋设大量的监测温度、湿度、变形、压力、震动等仪器来监测大坝的安全，本实用新型可协同利用大坝本身设计的安全监测系统的部分温度传感器，这样可以节约资源、减少传感器布置，优化配置，减少工程造价。

附图说明

图1为一种可永久调控混凝土大坝温度的装置的安装结构示意图；

图2为图1中可永久调控混凝土大坝温度的装置的平面结构示意图；

图3为图1中温度补偿设备的结构示意图；

图4为实施例不同位置处的温度传感器安装示意图；

图5为实施例进行七天时间的降温调控的混凝土温度变化曲线图；

图6为图5中第五天时间混凝土温度变化曲线图；

图中，输送管道1、温度传感器2、温度补偿设备3、升温管路3.1、降温管路3.2、加热器3.3、阀门3.4、贮液器3.5、蒸发器3.6、压缩机3.7、冷凝器3.8、节流机构3.9、输送泵3.10、智能化控制系统4、保温层5；A表示实施例中混凝土外界大气环境温度变化曲线，B表示距离混凝土表面0.015m处位置（S1）的温度变化曲线，C表示距离混凝土表面0.6m处位置（S2）的温度变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1至3所示为本实施例的可永久调控混凝土大坝温度的装置，它包括埋设于大坝上下游表面的混凝土表层内的输送管道1和布置于大坝混凝土内部和外界的温度传感器2；

所述输送管道1的进口端与温度补偿设备3的输出端连接，所述输送管道1的出口端与温度补偿设备3的输入端连接；

智能化控制系统4分别与温度传感器2和温度补偿设备3连接。

优选地，所述输送管道1沿着平行于大坝上下游表面的方向布置。

优选地，所述输送管道1沿着平行于大坝上下游表面的方向横向或纵向布置。在本实施例中，优选地沿着平行于大坝上下游表面的方向横向布置输送管道1，这样可以实现分层控制大坝上下游表面的温度，有利于单独对水位变化区的混凝土表面与外界环境温度交换进行有效的防护。

优选地，所述温度传感器2安装于靠近输送管道1进口端或出口端的位置。这样便于监测输送管道1内进口端附近混凝土温度和出口端附近混凝土温度，可以了解其温度损失情况。

优选地，所述温度补偿设备3的输入端和输出端之间并联连接有升温管路3.1和降温管路3.2；

所述升温管路3.1上安装有加热器3.3，升温管路3.1的进口端和出口端各安装有阀门3.4，升温管路3.1的出口端与贮液器3.5连接；

所述降温管路3.2上依次设有蒸发器3.6、压缩机3.7、冷凝器3.8、节流机构3.9，降温管路3.2的进口端和出口端也各安装有阀门3.4，降温管路3.2的出口端与贮液器3.5连接，所述贮液器3.5与输送泵3.10连接。

优选地，所述输送管道1平行于大坝上下游表面布置，其布置的位置距离大坝上下游表面0.015~2m。

优选地，所述温度传感器2布置于大坝混凝土内部时，其布置在输送管道1的周边，且距离输送管道1表面0~2m。

优选地，所述输送管道1在位于水位变化区域坝面的混凝土表层内呈横向布置，在死水位以下坝面部分的混凝土表层内呈横向或纵向布置。这种布置方式可以实现分层控制大坝上下游表面的温度，有利于单独对水位变化区的混凝土表面与外界环境温度交换进行有效的防护。

优选地，在本实施例中，每个相同位置点至少布置2份的温度传感器2，这样在其中一个温度传感器2发生故障后，另一个可以继续使用，降低了整体出现故障的概率。优选地，本实施例的温度传感器2采用接触式温度传感器中的热敏电阻型，通过与其相连的智能化控制系统4提供交流电源读取数据。

温度补偿设备3的工作原理如下：

1、当进行降温处理时，介质通过蒸发器3.6汽化，压缩机3.7不断地将蒸汽从蒸发器3.7中抽出，并进行压缩，进压缩机3.7后的高温高压蒸汽被送到冷凝器3.8后冷凝成高压液体，在经节流机构3.9降压后进入贮液器3.5，再由输送泵3.10输送至坝面的输送管道1内；

2、当进行升温处理时，介质通过加热器3.3后成高温液体，进入贮液器3.5，再由输送泵3.10输送至坝面的输送管道1内；

为防止干扰，在进行降温管路3.2的使用时，关闭升温管路3.1进口端和出口端的阀门3.4；同理在进行升温管路3.1的使用时，关闭降温管路3.2进口端和出口端的阀门3.4。

本实用新型实施例的可永久调控混凝土大坝温度的方法包括以下步骤：

步骤1）：在大坝进行混凝土浇筑时，将用于输送温度补偿液体的输送管道1埋设于大坝上下游面的混凝土表层内；如图1所示，左侧为大坝上游表面，右侧为大坝下游表面，本发明在大坝上游表面和大坝下游表面的混凝土表层内均设置输送管道1。

步骤2）：在大坝混凝土内部和外界布置温度传感器2，温度传感器2对大坝混凝土内部及外界的温度进行实时监测，并将温度数据反馈给智能化控制系统4；或者温度传感器2连接和利用大坝本身设计的安全监测系统，将安全监测系统获得的数据一起提供给智能化控制系统4；在本实施例中，可以有效利用安全监测系统的部分温度传感器装置，将智能化控制系统4与之相连，便可以协同利用，这样就可以节约资源、减少传感器布置，优化配置，减少工程造价。

步骤3）：智能化控制系统4读取接收温度传感器2反馈的温度数据，根据这些实时监控得到的混凝土大坝温度数据控制温度补偿设备3运行，调控温度逐步变化的温度补偿液体；

步骤4）：温度补偿设备3提供温度补偿液体到输送管道1中，利用分布在混凝土大坝上下游面表层混凝土内的输送管道1，对大坝混凝土进行温度调控，减少混凝土大坝内部和表层混凝土之间的温度梯度。

步骤5）：在大坝上下游混凝土表面铺设一层保温层5，用来减少外界环境温度对大坝混凝土温度的影响。保温层5可以很好的隔绝混凝土与外界的热量交换，起到保温保湿隔热效果，特别是当寒冷天气对混凝土进行升温补偿时，保持内部稳定，减少设备使用时间，经济性较好。优选地，铺设保温层5采用喷涂聚氨酯硬质泡沫的方式进行，也可选用粘贴聚苯板、挤塑板、聚乙烯泡沫等方式进行；采用喷涂聚氨酯硬质泡沫或者粘贴聚苯板等，厚度只需控制在1cm~10cm范围内，比原先的保温层厚度薄，节约了成本，也降低了施工难度；另外保温层5除了必须包含的保温隔热材料外，还可在保温隔热材料表面覆盖一层增加美观和耐久性的保护层，保护层可采用但不局限于沙浆、聚酯砂浆、防老化漆等。

优选地，所述输送管道1平行于大坝上下游表面布置，其布置的位置距离大坝上下游表面0.015~2m。优选地，所述温度传感器2布置在大坝混凝土内部时，其布置在输送管道1的周边，且距离输送管道1表面0~2m。另外所述输送管道1在位于水位变化区域坝面的混凝土表层内呈横向布置，在死水位以下坝面部分的混凝土表层内呈横向或纵向布置。优选地，在本实施例中，每个相同位置点至少布置2份的温度传感器2，这样在其中一个温度传感器2发生故障后，另一个可以继续使用，降低了整体出现故障的概率。优选地，本实施例的温度传感器2采用接触式温度传感器中的热敏电阻型，通过与其相连的智能化控制系统4提供交流电源读取数据。

优选地，所述输送管道1埋设时与施工期混凝土分仓浇筑同步进行，埋设至仓位边缘时预留接口，方便下一仓输送管道1的连接，使之最终成为一个整体。如果设计的大坝上下游面布置有限裂钢筋的，可将输送管道1结合限裂钢筋网布置，这样可以就地取材，降低安装输送管道1的难度。

优选地，本实施例的输送管道1可采用PE、 HDPE管等塑料管道，也可采用钢管、黑铁管、铜管等金属材质的管道；管道直径可在20mm~50mm范围内。

优选地，本实施例的温度补偿液体温度范围在5℃~70℃范围内，保证温度补偿设备3能够在北方寒冷气候下正常工作。温度补偿液体为流动性好，比热高、凝固点较低、沸点相对较高的液状材料，在南方气候较暖地区，外界环境最低温度在0℃以上时可采用水作为温度补偿液体。在北方等大气温度较低地区，外界环境最低温度在0℃以下时可采用防冻液作为温度补偿液体。输送管道1和补偿设备3构成循环回路，温度补偿液体在正常使用过程中可重复利用损失较小，经济性好。

优选地，在步骤3）和步骤4）中，当大坝进行浇筑施工时和工程完工初期，混凝土坝体内部因自身水化作用温度较高，混凝土大坝内部和表层混凝土之间温差接近智能化控制系统4设定的允许最大温差值时，智能化控制系统4接通温度补偿设备3电源，并将低温液体注入埋设在混凝土大坝表面下的输送管道1，开始对混凝土大坝进行降温工作，使混凝土大坝内部温度下降，达到温度设定值时断开电源停止降温；

当大坝竣工运行一段时间，混凝土坝体内部温度趋于恒定后，混凝土大坝表层温度受外界温度影响，这时又分为以下两种情况：

当大坝上下游面的混凝土表层温度较低，混凝土大坝内部和表层混凝土之间温差接近智能化控制系统4设定的允许最大温差值时，智能化控制系统4接通温度补偿设备3的电源，并将高温液体注入埋设在混凝土大坝表面下的输送管道1中，开始对混凝土大坝进行升温补偿工作，使混凝土表层温度上升到和大坝内部温度大致相同，消减因较大温度梯度产生的温度应力，当大坝上下游面的混凝土表层温度达到温度设定值时断开电源停止升温；

当大坝上下游面的混凝土表层温度较高，混凝土大坝内部和表层混凝土之间温差接近智能化控制系统4设定的允许最大温差值时，智能化控制系统4接通温度补偿设备3电源，并将低温液体注入埋设在混凝土大坝表面下的输送管道1，开始对混凝土表层进行降温工作，使混凝土表层温度下降到和大坝内部温度大致相同，达到温度设定值时断开电源停止降温。

温度补偿设备3不论是升温还是降温过程中，所提供液体的温度是实时、逐步变化进行的，在工作的同时，始终保持液体本身的温度和管道周边混凝土之间温度差在允许值范围之内。

优选地，本实施例中的智能化控制系统4可以是一种温度控制器，其通过软件程序对温度补偿设备3及时下达指令，生产合适温度的介质供给输送管道1。智能化控制系统4内部软件及程序中可以设定允许的大坝混凝土内外层温差上限值，当监测到混凝土内外层温度超过该值时启动温度补偿设备3工作，自动控制温差；另外智能化控制系统4根据温度数据来调控温度补偿设备3实现了智能化的特点，当它根据需要启动温度补偿设备3工作时，发出的指令是软件分析计算的结果，保证输出的介质温度随时变化。在升温过程中，介质温度逐步随着混凝土温度的上升而上升，直到混凝土内外温差消失停止工作。在降温过程中，介质温度逐步随着混凝土温度的降低而降低，直到混凝土内外层温差消失停止工作。因此实现了逐步降温和逐步升温，始终保持液体本身的温度和输送管道1周边混凝土之间温度差在允许值范围之内。这避免了因提供的温度补偿液体温度和混凝土温度相差大而造成较大的温度梯度，导致在补偿温度这一过程中出现混凝土开裂的情况。

另外，对于大坝上游面死水位以下部位和大坝下游面回填区2m以下位置，也可单独安装本实用新型的装置进行控温，这样当水库蓄水稳定后，可停止或减少使用本实用新型装置，这样能够大大降低运行成本。

对于大坝上游面水位变化区部位，由于其出现裂缝的情况最多，所以也可以在这一区域的混凝土大坝表面单独埋设输送管道1，对水位变化区的混凝土表面与外界环境温度交换进行有效的防护。

具体地，本专利实施例通过在实验室内建立模型，现场浇筑大体积混凝土试件，并在混凝土试件除了底面以外表面喷涂有3 cm厚聚氨酯硬质泡沫的保温层5，通过智能化控制系统4控制温度补偿设备3进行温度调控试验，并利用浇筑前预埋的多组温度传感器2，对其进行实时监测和数据采集与分析，研究本实用新型装置的可行性。

如图2所示，对于实施例中的混凝土试件，输送管道1平行于混凝土试件表面布置于混凝土表层内，其布置的位置距离混凝土试件表面0.015m处；多个温度传感器2分别布置于混凝土试件外和输送管道1的周边；如图4所示，本实施例混凝土试件内部的温度传感器2位于距离混凝土表面0.015m处位置（S1）、距离混凝土表面0.6m处位置（S2）、距离混凝土表面1.2m处位置（S3）。

优选地，S1、S2、S3、位置连成的直线垂直于混凝土试件表面。

智能化控制系统4控制温度补偿设备3进行实时温度调控，包括降温和升温。

降温调控阶段：试件浇筑完成后，智能化控制系统4采用逐步降温手段对其温度进行调控。如图5，通过温度监测系统记录数据显示其S1位置温度、S2位置温度、混凝土外界大气环境温度对比7天曲线，温度记录时间段为2016年11月8日17:00:00~2016年11月15日17:00:00；其中2016年11月12日变化曲线见图6。由图5和图6可知，虽然外界环境温度每天变化较大，但是在逐步降温调控作用下，混凝土试件表面和内部温度随着时间的变化逐步平稳有序的下降，最终内外温度一致并稳定在同一范围内，说明降温调控效果明显，达到了削减混凝土温度梯度的目的。智能化控制系统4通过温度补偿设备3调控温度逐步变化的温度补偿液体，实现了逐步降温手段，因此其温度曲线是平滑下降，而不是骤然下降，其混凝土表面未出现混凝土开裂的情况，说明本实用新型的可行性和相对传统温度控制方式的优异性。

升温调控阶段：升温调控前通过温度传感器2监测到的S1、S2、S3、温度分别为18.2℃、18.5℃、18.2℃。此时利用温度补偿设备3给试件进行逐步升温调控，在第一天18:40时通过温度补偿设备3对输送管道1提供温度逐步变化的温度补偿液体（本实施例中可以为热水），设定初始供水温度为24℃给混凝土试件持续加温，第一天18:50时测得S1、S2、S3温度分别为18.3℃、18.5℃、18.2℃；第一天22:45，测得S1、S2、S3温度分别为22.9℃、18.6℃、18.2℃；第二天05:21时测得S1、S2、S3温度分别为26.5℃、19.1℃、18.3℃；第二天18:50时测得S1、S2、S3温度分别为29.8℃、20.9℃、18.4℃。

通过本实用新型实施例对混凝土试件内部温度进行调控和温度监测，发现在有持续热源的情况下，S1、S2、S3位置的温度随着补偿时间的增加都有一定的变化，整体都为稳步上升趋势，说明通过温度补偿设备3提供给输送管道1的温度补偿液体，成功将高温度传导给了混凝土试件内部，达到预期的加温调控效果。

同时通过对不同位置S1、S2、S3的温度监测，发现温度在混凝土传输中随着距离的增加有不同程度的衰减，在1.2m范围内温度传导速度相对较快，根据实验分析当达到2m距离后位置的混凝土温度上升缓慢并且幅度较小，说明埋设深度距离混凝土表面0.015m位置处的输送管道1，对距离混凝土试件表面2m以上位置处的温度调控效果已经较弱；同理，如果将输送管道1埋设于距离混凝土表面2m以上位置，则输送管道1将对混凝土表面位置处的温度调控效果也较弱，当外界气温发生波动时，不能及时对表层混凝土温度进行有效调控，容易产生较大的温度梯度和温度应力，达不到保护的目的。因此本实用新型选择输送管道1埋设布置的位置距离大坝上下游表面0.015~2m，在这个距离范围内，输送管道1才会有效降低混凝土表层与大坝内部的温度梯度。

Claims (8)

1.一种可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：它包括埋设于大坝上下游表面的混凝土表层内的输送管道（1）和布置于大坝混凝土内部和外界的温度传感器（2）；

所述输送管道（1）的进口端与温度补偿设备（3）的输出端连接，所述输送管道（1）的出口端与温度补偿设备（3）的输入端连接；

智能化控制系统（4）分别与温度传感器（2）和温度补偿设备（3）连接。

2.根据权利要求1所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述输送管道（1）沿着平行于大坝上下游表面的方向布置。

3.根据权利要求1或2所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述输送管道（1）沿着平行于大坝上下游表面的方向横向或纵向布置。

4.根据权利要求1所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述温度传感器（2）安装于靠近输送管道（1）进口端或出口端的位置。

5.根据权利要求1所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述温度补偿设备（3）的输入端和输出端之间并联连接有升温管路（3.1）和降温管路（3.2）；

所述升温管路（3.1）上安装有加热器（3.3），升温管路（3.1）的进口端和出口端各安装有阀门（3.4），升温管路（3.1）的出口端与贮液器（3.5）连接；

所述降温管路（3.2）上依次设有蒸发器（3.6）、压缩机（3.7）、冷凝器（3.8）、节流机构（3.9），降温管路（3.2）的进口端和出口端也各安装有阀门（3.4），降温管路（3.2）的出口端与贮液器（3.5）连接，所述贮液器（3.5）与输送泵（3.10）连接。

6.根据权利要求1所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述输送管道（1）平行于大坝上下游表面布置，其布置的位置距离大坝上下游表面0.015~2m。

7.根据权利要求1所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述温度传感器（2）布置在大坝混凝土内部时，其布置在输送管道（1）的周边，且距离输送管道（1）表面0~2m。

8.根据权利要求1所述的可永久调控混凝土大坝温度的装置，其特征在于：所述输送管道（1）在位于水位变化区域坝面的混凝土表层内呈横向布置，在死水位以下坝面部分的混凝土表层内呈横向或纵向布置。