[發明專利]一種重氣泄漏擴散模擬及抑制控制試驗系統

在審

• 申請號: 201710142195.7
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106840588A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 李玉星;楊潔;劉翠偉;朱建魯;秦雅琪
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01M9/06;G01M9/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種重氣泄漏擴散模擬及抑制控制試驗系統，包括實驗風洞、重氣加注與回收機構、抑制控制單元以及數據采集單元，重氣加注與回收機構向實驗風洞內加注重氣，并回收低溫液體，實驗風洞內設置有自然環境模擬單元，以調節實驗風洞內的自然環境參數，注入的重氣在實驗風洞內經過抑制控制單元進行的水幕控制測試、高倍泡沫控制測試和/或障礙物測試后，其控制效果經設置在實驗風洞下游的監測點陣列獲得。本發明可以模擬分析重氣在不同泄漏尺寸形狀位置、溫度、濕度、風速、輻射以及主動與被動控制下影響蒸發率以及泄漏擴散蒸氣溫度、濃度與分布的關鍵因素、影響程度，微小細節的觀察提取分析，追蹤物質能量去向，進行機理研究，建立數值模擬。

技術領域

本發明屬于安全技術領域具體，具體涉及一種重氣泄漏擴散模擬及抑制控制試驗系統。

背景技術

重氣諸如二氧化碳、液化天然氣(LNG)等，因其特殊用途得到廣泛應用，增長迅速。但這種氣體發生泄漏，蒸氣沿地表擴散，會造成一定的危害，甚至引發爆炸。研究重氣擴散特點以及如何抑制泄漏擴散影響范圍，降低危害后果，控制泄漏擴散風險，成為保障安全的關鍵問題之一。

根據對國內外現行的重氣泄漏擴散研究裝置的調研發現，國內外研究在重氣泄漏擴散研究還遠遠不夠。所涉及的國內外主要的專利有以下幾項。

中國專利CN104297424A公開了一種重氣泄漏水幕抑制實驗方法，實驗裝置包括泄放系統、水幕系統、數據采集系統及控制系統，其中泄放系統包括重氣儲罐、重氣泄放罐、惰性氣體氣瓶、泄放噴頭；水幕系統包括水輸入管線、水幕噴嘴；所述數據采集系統包括信號處理器、熱電偶、甲烷濃度檢測儀、風速儀、濕度計、高速攝像機；重氣儲罐通過管線與重氣泄放罐相連，重氣泄放罐通過泄放管線與泄放噴頭相連，水輸入管線一端設有水幕噴嘴，水幕區域內設有監測點陣列，所述監測點通過數據線與數據采集系統相連，數據采集系統通過數據線與控制系統相連。該套實驗裝置用于進行重氣泄漏水幕抑制實驗。

中國專利CN104318623A涉及一種重氣接收站泄漏及燃爆事故模擬展示方法，主要解決現有技術中沒有考慮重氣接收站復雜環境因素對擴散爆炸的影響、沒有進行嚴格的模擬計算的問題。該發明通過采用一種重氣接收站泄漏及燃爆事故模擬展示方法，用戶通過登錄重氣接收站泄漏及燃爆事故模擬展示平臺，查看不同事故場景下重氣泄漏擴散及爆炸影響范圍，根據對事故的判斷及模擬展示結果，規劃合理的逃生路線；所述重氣接收站泄漏及燃爆事故模擬展示平臺包括重氣接收站三維模型、可信的重氣接收站泄漏及燃爆事故場景、基于CFD計算的泄漏及燃爆計算結果、觸摸屏的技術方案較好地解決了上述問題，可用于重氣接收站泄漏及燃爆事故模擬展示中。

中國專利CN104989956A一種撬裝式重氣站場重氣泄漏擴散抑制應急裝備，包括可移動式撬裝底座，可移動式撬裝底座上設置有泡沫混合液桶和氮氣鋼瓶，氮氣鋼瓶和泡沫混合液桶通過氮氣輸送管路相連，泡沫混合液桶上方設置有高倍數泡沫發生器，泡沫混合液桶通過泡沫混合液輸送管與高倍數泡沫發生器連通，高倍數泡沫發生器的后端安裝有防爆鼓風機，防爆鼓風機與移動電源相連，移動電源設置在可移動式撬裝底座上。本發明可應用于重氣加氣站、重氣接收站、液化工廠、重氣調峰站、液化石油氣等場所，在重氣站場發生大面積泄漏后可立即投入使用，產生高倍數泡沫以抑制重氣液池中蒸氣云的蒸發擴散，降低蒸發率，避免造成更嚴重的次生災害。

中國專利CN102879305A重氣泄漏擴散和池火燃燒模擬實驗平臺及其實驗方法，包括由重氣儲罐、絕熱管道、實驗裝置、防爆隔離墻組成的實驗系統；由電子天平、點火系統、甲烷濃度檢測儀、熱電偶樹、數據采集器、攝像機組成的測試系統和由PLC控制系統、各類顯示儀表和控制閥門組成的控制系統。通過對可換裝表面材料和調整角度的重氣表面蔓延實驗裝置的設計，可進行重氣在不同物質表面和流淌速度下蔓延、氣化擴散的實驗模擬；配合點火系統和甲烷濃度檢測儀，實現重氣氣云濃度變化監測以及氣云點火，并自動進行數據和圖像采集。該平臺具有實驗時間短費用低，實驗效率高等優點。采用本設計實驗步驟少且在嚴格監測和控制下保障實驗安全，操作簡便，實驗可重復性高。