[发明专利]一种重气泄漏扩散模拟及抑制控制试验系统

说明书

本发明公开了一种重气泄漏扩散模拟及抑制控制试验系统，包括实验风洞、重气加注与回收机构、抑制控制单元以及数据采集单元，重气加注与回收机构向实验风洞内加注重气，并回收低温液体，实验风洞内设置有自然环境模拟单元，以调节实验风洞内的自然环境参数，注入的重气在实验风洞内经过抑制控制单元进行的水幕控制测试、高倍泡沫控制测试和/或障碍物测试后，其控制效果经设置在实验风洞下游的监测点阵列获得。本发明可以模拟分析重气在不同泄漏尺寸形状位置、温度、湿度、风速、辐射以及主动与被动控制下影响蒸发率以及泄漏扩散蒸气温度、浓度与分布的关键因素、影响程度，微小细节的观察提取分析，追踪物质能量去向，进行机理研究，建立数值模拟。

技术领域

本发明属于安全技术领域具体，具体涉及一种重气泄漏扩散模拟及抑制控制试验系统。

背景技术

重气诸如二氧化碳、液化天然气(LNG)等，因其特殊用途得到广泛应用，增长迅速。但这种气体发生泄漏，蒸气沿地表扩散，会造成一定的危害，甚至引发爆炸。研究重气扩散特点以及如何抑制泄漏扩散影响范围，降低危害后果，控制泄漏扩散风险，成为保障安全的关键问题之一。

根据对国内外现行的重气泄漏扩散研究装置的调研发现，国内外研究在重气泄漏扩散研究还远远不够。所涉及的国内外主要的专利有以下几项。

中国专利CN104297424A公开了一种重气泄漏水幕抑制实验方法，实验装置包括泄放系统、水幕系统、数据采集系统及控制系统，其中泄放系统包括重气储罐、重气泄放罐、惰性气体气瓶、泄放喷头；水幕系统包括水输入管线、水幕喷嘴；所述数据采集系统包括信号处理器、热电偶、甲烷浓度检测仪、风速仪、湿度计、高速摄像机；重气储罐通过管线与重气泄放罐相连，重气泄放罐通过泄放管线与泄放喷头相连，水输入管线一端设有水幕喷嘴，水幕区域内设有监测点阵列，所述监测点通过数据线与数据采集系统相连，数据采集系统通过数据线与控制系统相连。该套实验装置用于进行重气泄漏水幕抑制实验。

中国专利CN104318623A涉及一种重气接收站泄漏及燃爆事故模拟展示方法，主要解决现有技术中没有考虑重气接收站复杂环境因素对扩散爆炸的影响、没有进行严格的模拟计算的问题。该发明通过采用一种重气接收站泄漏及燃爆事故模拟展示方法，用户通过登录重气接收站泄漏及燃爆事故模拟展示平台，查看不同事故场景下重气泄漏扩散及爆炸影响范围，根据对事故的判断及模拟展示结果，规划合理的逃生路线；所述重气接收站泄漏及燃爆事故模拟展示平台包括重气接收站三维模型、可信的重气接收站泄漏及燃爆事故场景、基于CFD计算的泄漏及燃爆计算结果、触摸屏的技术方案较好地解决了上述问题，可用于重气接收站泄漏及燃爆事故模拟展示中。

中国专利CN104989956A一种撬装式重气站场重气泄漏扩散抑制应急装备，包括可移动式撬装底座，可移动式撬装底座上设置有泡沫混合液桶和氮气钢瓶，氮气钢瓶和泡沫混合液桶通过氮气输送管路相连，泡沫混合液桶上方设置有高倍数泡沫发生器，泡沫混合液桶通过泡沫混合液输送管与高倍数泡沫发生器连通，高倍数泡沫发生器的后端安装有防爆鼓风机，防爆鼓风机与移动电源相连，移动电源设置在可移动式撬装底座上。本发明可应用于重气加气站、重气接收站、液化工厂、重气调峰站、液化石油气等场所，在重气站场发生大面积泄漏后可立即投入使用，产生高倍数泡沫以抑制重气液池中蒸气云的蒸发扩散，降低蒸发率，避免造成更严重的次生灾害。

中国专利CN102879305A重气泄漏扩散和池火燃烧模拟实验平台及其实验方法，包括由重气储罐、绝热管道、实验装置、防爆隔离墙组成的实验系统；由电子天平、点火系统、甲烷浓度检测仪、热电偶树、数据采集器、摄像机组成的测试系统和由PLC控制系统、各类显示仪表和控制阀门组成的控制系统。通过对可换装表面材料和调整角度的重气表面蔓延实验装置的设计，可进行重气在不同物质表面和流淌速度下蔓延、气化扩散的实验模拟；配合点火系统和甲烷浓度检测仪，实现重气气云浓度变化监测以及气云点火，并自动进行数据和图像采集。该平台具有实验时间短费用低，实验效率高等优点。采用本设计实验步骤少且在严格监测和控制下保障实验安全，操作简便，实验可重复性高。