CN209214865U - 一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，包括综合管廊燃气舱、数显系统、通风系统、燃气供给系统及尾气处理装置，综合管廊燃气舱顶面的一端与通风系统相连接，综合管廊燃气舱该端的下侧连接燃气供给系统，数显系统包括显示器、同步控制器和粒子图像测速仪，粒子图像测速仪设置在综合管廊燃气舱的舱体外部，粒子图像测速仪、通风系统、燃气供给系统分别与同步控制器相连接。本实用新型所述的实验装置能够用于研究分析综合管廊燃气舱室燃气泄漏扩散流场动态变化规律，对综合管廊燃气泄漏事故安全防控具有重要应用价值。

Description

一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置

技术领域

本实用新型属于城市公共安全领域，尤其是涉及一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置。

背景技术

城市地下综合管廊是保障城市能源供应及城市稳定运行的重要基础设施，它将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，对充分利用地下空间、避免地面重复开挖、改善城市面貌、保障城市安全都具有重要作用。随着我国城市化进程的不断加快和公共设施需求的不断增加，城市地下综合管廊作为解决城市各类管线与设施布局的一种途径，在我国受到越来越多的重视。但由于综合管廊将多种危险源集中布置，尤其燃气舱内布置的燃气管线属于高危管线，一旦燃气管道发生泄漏后涌出的燃气将直接与空气接触混合，很容易导致爆炸及人员窒息等事故，也会威胁相邻管舱，造成其他次生衍生灾害。因此对综合管廊燃气舱室内燃气泄漏扩散动态变化规律研究将具有重要应用价值。

目前，针对综合管廊燃气舱室内危险气体泄漏扩散的实验很少，同时也缺乏相应的设计较完善的实验系统，这对综合管廊燃气舱室内的燃气泄漏扩散流场动态变化规律的研究造成了困难，为了便于对综合管廊燃气舱内燃气泄漏扩散动态变化规律以及相应的防控措施进行研究，弥补当前实验模型系统以及实验研究的不足，设计一种综合管廊燃气舱室燃气泄漏扩散实验装置，用于对综合管廊燃气舱室内燃气泄漏扩散进行相关研究，为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控、应急决策等提供重要的技术支撑，具有重要的研究价值和应用价值。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，包括综合管廊燃气舱、数显系统、通风系统、燃气供给系统及尾气处理装置，综合管廊燃气舱顶面的一端与通风系统相连接，综合管廊燃气舱该端的下侧连接燃气供给系统，数显系统包括显示器、同步控制器和粒子图像测速仪，粒子图像测速仪设置在综合管廊燃气舱的舱体外部，粒子图像测速仪、通风系统、燃气供给系统分别与同步控制器相连接。

进一步的，综合管廊燃气舱为普通实验模型管舱或交叉口实验模型管舱或者两者的组合模型。

进一步的，普通实验模型管舱两端分别通过法兰连接，普通实验模型管舱内部设置若干种用于模拟现场环境的障碍物。

进一步的，交叉口实验模型管舱包括交叉设置的上管舱和下管舱，上管舱和下管舱两端分别通过法兰连接，上管舱和下管舱内分别设置用于模拟现场环境的障碍物，上管舱和下管舱交叉处设置用于连通上管舱和下管舱的通孔，通孔下方的下管舱内设置楼梯。

进一步的，障碍物包括设置在管舱内壁的灭火器箱、线缆槽、燃气管道及管道支柱，燃气管道通过管道支柱固定在管舱的内壁上。

进一步的，综合管廊燃气舱顶面的另一端设置出风口，出风口通过出风管道与尾气处理装置相连接。

进一步的，通风系统包括风机和进风管道，综合管廊燃气舱顶面的一端设置进风口，风机通过进风管道与进风口相连，进风管道上设置甲烷传感器，甲烷传感器与同步控制器相连。

进一步的，燃气供给系统包括气体钢瓶，燃气从气体钢瓶中通过管线至泄漏头进入到舱体中，管线上分别设置燃气阀门，燃气阀门与同步控制器相连。

进一步的，管线上还设置有流量计和压力表。

进一步的，粒子图像测速仪包括粒子发生器、激光器、片光源和CCD相机，激光器通过激光电源与同步控制器相连。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的实验装置能够对综合管廊燃气舱室燃气泄漏扩散流场动态变化规律进行研究，可研究分析不同工况条件下的综合管廊燃气舱内燃气泄漏扩散动态变化规律等，针对实际工程问题研究的需要，弥补了综合管廊燃气泄漏扩散机理研究实验装置与系统的缺乏。

(2)本实用新型所述的实验装置为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控、应急决策等提供重要的技术支撑，具有重要的研究价值和应用价值。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本发明的综合管廊燃气舱室燃气泄漏扩散实验系统构成图；

图2为燃气舱普通实验模型管舱的侧视图；

图3为燃气舱普通实验模型管舱左半部分的剖面图；

图4为燃气舱普通实验模型管舱右半部分的剖面图；

图5为燃气舱交叉口实验模型上管舱的剖面图；

图6为燃气舱交叉口实验模型下管舱的剖面图。

附图标记说明：

1、普通实验模型管舱；11、法兰；2、交叉口实验模型管舱；21、上管舱；22、下管舱；23、通孔；3、数显系统；31、显示器；32、同步控制器；33、激光电源；34、激光器；35、片光源；36、CCD相机；37、粒子发生器；4、通风系统；41、风机；42、进风管道；43、甲烷传感器；44、出风管道；5、燃气供给系统；51、钢瓶；52、燃气阀门；53、压力表；54、流量计；55、泄漏头；6、障碍物；61、燃气管道；62、管道支柱；63、灭火器箱；64、线缆槽；65、楼梯；7、尾气处理装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，包括综合管廊燃气舱、数显系统3、通风系统4、燃气供给系统5及尾气处理装置7，综合管廊燃气舱顶面的一端设置进风口，进风口与通风系统4相连接，通风系统4包括小型风机41和进风管道42，进风管道42上设置甲烷传感器43，通过小型风机41实现舱体内的通风，通过甲烷传感器43能够检测燃气泄漏；

综合管廊燃气舱顶面的另一端设置出风口，出风口与尾气处理装置7相连接，通过尾气处理装置7，对实验废气进行处理；

靠近进气口方向的综合管廊燃气舱下端连接燃气供给系统5，燃气供给系统5包括气体钢瓶51，燃气从气体钢瓶51中通过管线至泄漏头55进入到舱体中，以模拟燃气泄漏，管线上分别设置压力表53、流量计54和燃气阀门52，燃气阀门52与同步控制器32相连，当甲烷传感器43监测到有燃气泄漏时，通过同步控制器32立即关闭燃气阀门52。

数显系统3包括显示器31、同步控制器32和粒子图像测速仪，粒子图像测速仪设置在综合管廊燃气舱的舱体外部，粒子图像测速仪与同步控制器32、显示器31相连接，粒子图像测速仪包括粒子发生器37、激光器34、片光源35和CCD相机36，激光器34通过激光电源33与同步控制器32相连，同步控制器32能够控制通风系统4与燃气供给系统5的开闭以及数据的采集，实现对气体流场的实时监测与流场相关参数的采集。

综合管廊燃气舱可为普通实验模型管舱1段或交叉口实验模型管舱2或者两者的组合模型。

如图2-4所示，普通实验模型管舱1两端分别通过法兰11连接，普通实验模型管舱1内部设置若干种用于模拟现场环境的障碍物6，障碍物6包括灭火器箱63、线缆槽64、燃气管道61及管道支柱62，燃气管道61通过管道支柱62固定在普通实验模型管舱1的内壁上，普通实验模型管舱1顶部两端设置进风口和出风口；

如图5-6所示，交叉口实验模型管舱2包括相互交叉设置的上管舱21和下管舱22，上管舱21和下管舱22两端分别通过法兰11密封连接到实验装置，上管舱21和下管舱22内分别设置用于模拟现场环境的障碍物6，障碍物6包括燃气管道61、线缆槽64、灭火器箱63和管道支柱62，燃气管道61通过管道支柱62分别固定在上管舱21和下管舱22的内壁上，上管舱21和下管舱22交叉处设置用于连通两管舱的通孔23，通孔23下方的下管舱22内设置楼梯65，交叉口实验模型管舱2顶部两端分别设置进风口和出风口。

具体实施实例：

如图5-6所示，交叉口实验模型管舱2包括上管舱21和下管舱22，上管舱21两端通过法兰11连接到实验装置，上管舱21内配备燃气管道61、线缆槽64、灭火器箱63、管道支柱62；下管舱22两端通过法兰11连接到实验装置，下管舱22内配备燃气管道61、线缆槽64、灭火器箱63、管道支柱62、楼梯65，上管舱21和下管舱22的交叉连接处设置用于连通上、下管舱的通孔，楼梯65设置在通孔23下方的下管舱22内，交叉口实验模型管舱2顶部两端分别设置进风口和出风口。

综合管廊燃气舱的进风口、出风口分别与通风系统4相连接，通风系统4包括小型风机41、甲烷传感器43、出风管道44，风机41通过进风管道42与进风口相连，进风管道42上设置甲烷传感器43，当甲烷传感器43检测到燃气泄漏扩散至进风口时可通过同步控制器32立即控制燃气阀门52切断燃气的供给，出风口与出风管道44的一端相连，出风管道44的另一端与尾气处理装置7相连，实现对实验废气的处理。

实验装置通过燃气供给系统5实现燃气泄漏的模拟，燃气供给系统5包括通过管道连通的气体钢瓶51和泄漏头55，管道上分别设置燃气阀门52、压力表53和流量计54。

实验过程中，通过数显系统3对管舱内的流场进行实时监测及数据处理，数显系统3包括用于数据采集和显示的显示器31、同步控制器32、激光电源33、激光器34、片光源35、跨帧高分辨率CCD相机36、粒子发生器37，同步控制器32的型号为PLC-LE 5432。

该实验装置能够对综合管廊燃气舱室燃气泄漏扩散流场动态变化规律进行研究，可进行不同工况条件下的综合管廊燃气舱内燃气泄漏扩散动态变化规律研究，针对实际工程问题研究的需要，弥补了综合管廊燃气泄漏扩散机理研究实验装置与系统的缺乏，同时该实验装置为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控、应急决策等提供重要的技术支撑，具有重要的研究价值和应用价值。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：包括综合管廊燃气舱、数显系统(3)、通风系统(4)、燃气供给系统(5)及尾气处理装置(7)，综合管廊燃气舱顶面的一端与通风系统(4)相连接，综合管廊燃气舱该端的下侧连接燃气供给系统(5)，数显系统(3)包括显示器(31)、同步控制器(32)和粒子图像测速仪，粒子图像测速仪设置在综合管廊燃气舱的舱体外部，粒子图像测速仪、通风系统(4)、燃气供给系统(5)分别与同步控制器(32)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：综合管廊燃气舱为普通实验模型管舱(1)或交叉口实验模型管舱(2)或者两者的组合模型。

3.根据权利要求2所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：普通实验模型管舱(1)两端通过法兰(11)连接，普通实验模型管舱(1)内部设置若干种用于模拟现场环境的障碍物(6)。

4.根据权利要求2所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：综合管廊燃气舱为交叉口实验模型管舱(2)，交叉口实验模型管舱(2)包括交叉设置的上管舱(21)和下管舱(22)，上管舱(21)和下管舱(22)两端分别通过法兰连接，上管舱(21)和下管舱(22)内分别设置用于模拟现场环境的障碍物(6)，上管舱(21)和下管舱(22)交叉处设置用于连通上管舱(21)和下管舱(22)的通孔(23)，通孔(23)下方的下管舱(22)内设置楼梯(65)。

5.根据权利要求3-4任一项所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：障碍物(6)包括设置在管舱内壁的灭火器箱(63)、线缆槽(64)、燃气管道(61)及管道支柱(62)，燃气管道(61)通过管道支柱(62)固定在管舱的内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：综合管廊燃气舱顶面的另一端设置出风口，出风口通过出风管道(44)与尾气处理装置(7)相连接。

7.根据权利要求1所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：通风系统(4)包括风机(41)和进风管道(42)，综合管廊燃气舱顶面的一端设置进风口，风机(41)通过进风管道(42)与进风口相连，进风管道(42)上设置甲烷传感器(43)，甲烷传感器(43)与同步控制器(32)相连。

8.根据权利要求1所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：燃气供给系统(5)包括气体钢瓶(51)，燃气从气体钢瓶(51)中通过管线至泄漏头(55)进入到舱体中，管线上分别设置燃气阀门(52)，燃气阀门(52)与同步控制器(32)相连。

9.根据权利要求7所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：管线上还设置有流量计(54)和压力表(53)。

10.根据权利要求1所述的一种综合管廊燃气泄漏扩散实验装置，其特征在于：粒子图像测速仪包括粒子发生器(37)、激光器(34)、片光源(35)和CCD相机(36)，激光器(34)通过激光电源(33)与同步控制器(32)相连。