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原文传递一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统及方法

专利名称：	一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统及方法
摘要：	本发明公开了一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统及方法，包括喷水花管、抽水泵、温度传感器、流量计和控制系统等；若干喷水花管通过固定锚杆整齐分布于混凝土坝面；混凝土坝表面上覆盖6层12cm的XPS苯板上或喷涂有一层厚度为12cm的保温材料；若干喷水花管裸露于空气中的部分均采用保温材料包裹或喷涂保温材料；喷水花管均与主水管道连通，主水管道与位于深水区的抽水泵连通；本发明通过将喷水花管固定在坝面上，并在坝面固定一定数量的温度计，利用实时监控到的温度信息来调节花管开启数量及喷射温度、强度等，有效缓解坝面结冰温度，降低冰拔现象对坝面的损伤。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国水利水电科学研究院
发明人：	张国新;李松辉;张通
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910574097.X
公开号：	CN110184988A
代理机构：	成都正华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	何凡
分类号：	E02B1/00(2006.01);E;E02;E02B;E02B1
申请人地址：	100038 北京市海淀区车公庄西路20号
主权项：	1.一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统，其特征在于：包括控制系统、若干喷水花管和抽水泵；若干所述喷水花管通过固定锚杆整齐分布于混凝土坝面，位于竖直方向的相邻所述喷水花管之间的间距为0.5m，位于水平方向的相邻所述喷水花管之间的间距为1m；所述混凝土坝表面上覆盖6层12cm的XPS苯板或喷涂一层厚度为12cm的保温材料；若干所述喷水花管裸露于空气中的部分均采用橡塑海绵保温材料包裹或喷涂聚氨酯保温材料；若干所述喷水花管均与主水管道连通，主水管道与位于深水区的抽水泵连通；所述主水管道上安装有流量计和电磁阀；靠近所述单根喷水花管处至少安装一个温度传感器；所述温度传感器、流量计、电磁阀和抽水泵均与控制系统连接。 2.根据权利要求1所述的高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统，其特征在于：所述混凝土坝表面覆盖厚度不低于12cm保温材料，所述喷水花管通过固定锚杆固定在混凝土坝表面的保温材料上。 3.根据权利要求1所述的高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统，其特征在于：相邻所述温度传感器之间的间距为2m，且同一位置至少埋设两根温度传感器。 4.根据权利要求1所述的高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统，其特征在于，所述抽水泵扬程的计算方法为：式中，H为水泵扬程，P1、P2分别为水管进出口处压力，v1、v2分别为水管进出口处流速，z1、z2分别为水管进出口高程，ρ为水的密度，g为重力加速度。 5.根据权利要求1所述的高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔系统，其特征在于，所述喷水花管出口流速可按下式计算： S1v1＝NS2v2 其中，S1管道进口断面面积，S2为管道出口断面面积，v1为进口流速，v2为出口流速，N为水管出口个数。 6.一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔方法，其特征在于，包括： S1、在混凝土坝面上覆盖XPS苯板或喷涂一层保温材料； S2、将若干喷水花管通过固定锚杆固定在混凝土坝面上； S3、实时采集、上传喷水花管四周的温度信息； S4、将喷水花管裸露于空气中的部分采用橡塑海绵保温材料包裹或喷涂聚氨酯保温材料； S5、根据接收的喷水花管四周的温度信息，控制抽水泵将深水区的水引入喷水花管中，并喷洒至混凝土坝面上。 7.一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔方法，其特征在于，包括： T1、在混凝土坝面上覆盖XPS苯板或喷涂一层保温材料； T2、将喷水花管设置于保温板之上，并将保温板固定在混凝土坝面上； T3、实时采集、上传喷水花管四周的温度信息； T4、将喷水花管裸露于空气中的部分采用橡塑海绵保温材料包裹或喷涂聚氨酯保温材料； T5、根据接收的喷水花管四周的温度信息，控制抽水泵将深水区的水引入喷水花管中，并喷洒至混凝土坝面上。 8.一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔方法，其特征在于，包括： B1、将若干喷水花管安装于混凝土坝面上； B2、实时采集、上传喷水花管四周的温度信息； B3、将喷水花管裸露于空气中的部分采用橡塑海绵保温材料包裹或喷涂聚氨酯保温材料； B4、根据接收的喷水花管四周的温度信息，控制抽水泵将深水区的水引入喷水花管中，并喷洒至混凝土坝面上。 9.根据权利要求6、7和8任意一种高寒区混凝土坝挂花管抗冰拔方法，其特征在于，计算防止混凝土坝面出现结冰或使坝面冰块融化所需的总能量，坝面单位面积升高到目标温度所需要的能量为： Q＝cama(t-t0) 其中，Q为坝面单位面积单位厚度所需等的热量，ca为空气比热，ma为坝面单位面积单位厚度空气的质量，t为目标温度，t0为实测坝面当前温度值。
所属类别：	发明专利