[實用新型]一種模塊化單隧道多運動體冷煙縮尺寸實驗系統

有效

• 申請號: 201720038568.1
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN207052177U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 劉敏章;張歡;朱春光;鄭萬冬;崔桐;由世俊
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 宋潔瑾

技術領域

本實用新型涉及長大地鐵單隧道多運動體火災縮尺寸實驗系統，特別涉及一種模塊化單隧道多運動體冷煙縮尺寸實驗系統。

背景技術

隨著我國高鐵地鐵等技術的日漸成熟，在建及新投入使用的隧道規模也逐年增加，據統計，隧道發生火災頻率約為2次/108·車·千米，長大隧道一旦發生火災對人員的安全和隧道結構的安全威脅是巨大的。近年來，地鐵隧道迎來了建設的高峰期，在建及新投入使用的隧道規模呈現逐年增加的趨勢，據預計到2020年，全國地鐵總里程將達到6000公里，投資達到4萬億。在線路運行高峰時段，通常地鐵運行間隔約2分鐘，按照地鐵列車設計時速 100km/h計算，前后兩列車的追蹤距離為3.3km，所以目前已經投入使用的重慶地鐵1號線中梁山隧道(全長4.33km)、正在建設中的青島—海陽城際(藍色硅谷段)嶗山地鐵隧道(全長 4.58km)、及正在規劃中的青島地鐵1號線過海隧道(全長6.2km)，隧道內均會同時存在同方向行駛的兩列車。隨著地鐵隧道的長大化，火災發生后起火列車往往會被迫減速直至停車，列車滯留在隧道內進行緊急疏散。火災通常由于以下三種情況造成的：1)火災發生時通常會切斷行車系統供電使列車失去動力；2)驅動電機故障也會使列車失去動力；3)乘客啟動緊急制動系統或人為破壞致使列車迫停。

在長大地鐵隧道運行高峰期，單隧道內會同時存在同方向高速行駛的兩列車，這時隧道內列車如果發生火災有以下四種情況(圖10)。

以前車尾部發生火災事故為例，前車發生火災繼續向前行駛時，會在列車尾部形成一個高溫的煙氣區；在前車失去動力后被迫停車的過程中，高溫的煙氣會隨著活塞風繼續向前流動，淹沒整列車，并會繼續向前流動一段距離。前車著火后，后車也必須被迫停在隧道內進行疏散，后車會根據區間信號或線路調度的指示遲于前車停車，后車行車產生的活塞風必然會對發生火災前車的煙氣流動產生影響。同理，后車發生火災，前車的運動狀態必然會對后車的煙氣流動產生影響。因此有必要研究列車發生火災后，起火列車減速停車以及非起火列車的運動狀態下整個動態過程的活塞風規律、火災燃燒特性、煙氣蔓延特性、臨界抑制風速、熱釋放速率等相關機理。

現有的隧道火災縮尺寸實驗系統大都只適用于研究公路隧道，或者研究地鐵、鐵路隧道列車靜止狀態時的火災特性研究，不能反映如今越來越多的長大地鐵隧道多列車同時在隧道中運行時候的起火情況。而且這種實驗系統的長度通常是固定的，只能反映某一具體長度的隧道發生火災的情形，火災往往采用點燃可燃物質模擬的形式進行實驗，這種實驗裝置試用范圍較小，火災規模不容易控制，而且具有一定危險性。隨著隧道的逐漸長大化，火災的危害越來越大，運動的列車起火情況急需研究，尤其當多列車同時運行在同一隧道當中，某一列車從發生火災到減速停車以及非起火列車運動情況對煙氣的動態影響過程目前幾乎沒有相關研究。可見，迫切需要建立能夠用于長大地鐵隧道的多運動體火災燃燒特性和煙氣擴散特性的實驗系統，且如何保證火源在運動狀態下的安全、穩定是亟待解決的實際問題。而且如何將實驗系統設計模塊化，從而在一個實驗系統上模擬研究不同長度的地鐵隧道火災情形也是一個亟待解決的問題。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種模塊化單隧道多運動體冷煙縮尺寸實驗系統，克服現有技術中實驗系統不能模擬長大地鐵隧道多列車同時在隧道中運行時候的起火情況、不能調節火災規模的情況、不能保證火源在運動狀態下的安全、穩定的問題。

本實用新型采用的技術方案是：一種模塊化單隧道多運動體冷煙縮尺寸實驗系統，包括隧道主體，設置于隧道主體上的壓力測試系統、溫度測試系統、煙氣分析系統、活塞風速測試系統和列車模型，所述隧道主體和列車模型由多段縮尺寸模型實驗標準段拼裝組成，列車模型為兩至多個，每個列車模型車頭和車尾分別與各自的列車模型運動主動系統和列車模型運動從動系統通過鏈條連接，列車模型底部設有列車運動定位輪，所述列車運動定位輪位于軌道內；列車模型內設置有冷煙發生器。

所述隧道主體包括耐高溫隧道主體標準段、耐高溫火焰觀察窗、傳動鏈條托輥支架、傳動鏈條托輥，所述的隧道主體標準段之間采用法蘭連接，在隧道端頭安裝法蘭盤，法蘭盤之間用螺栓緊固在一起。連接好的隧道主體放置在隧道主體支架上。

所述列車模型前后分別設置有車頭前的鏈條拉緊器和車尾鏈條拉緊器，鏈條的端頭利用鋼圈與車頭前的鏈條拉緊器和車尾鏈條拉緊器連接。

所述冷煙發生器噴口安裝在車廂頂部，冷煙發生器放置于列車模型的車頭，車尾或車中位置。