一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术所述的一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置，包括补水与真空系统、实验主装置、加热系统、控制系统、数据采集及处理系统、电脑，实验主装置包括设在可移动平台上的储罐，储罐上有爆破安装组件，补水与真空系统通过不锈钢真空软管与储罐连接，控制系统通过导线控制补水与真空系统，储罐上设有通过数据采集仪与电脑连接的数据采集系统，采用该装置进行测试快速简便。本实用新型专利技术所述的有益效果为：采用了非接触式和接触式耦合加热方式，重点研究不同强度热通量作用面积、各类型保温材料覆盖等耦合作用对BLEVE的影响，探究火灾诱发BLEVE的规律，同时检验各类消防措施对储罐热效应的阻滞作用，为研究工程中火灾诱发BLEVE后续研究提供理论支持。

An Explosion Testing Device for BLEVE Rule of High Pressure Storage Tank Induced by Fire

The utility model relates to an explosion testing device for BLEVE law of fire-induced high-pressure storage tank, which includes a water supply and vacuum system, an experimental main device, a heating system, a control system, a data acquisition and processing system, and a computer. The experimental main device includes a storage tank on a movable platform, with explosive installation components on the storage tank, and a water supply and vacuum system through a stainless steel vacuum hose and a computer. The storage tank is connected, and the control system controls the filling water and vacuum system through wires. The storage tank is equipped with a data acquisition system connected with a computer through a data acquisition instrument. The device is fast and easy to test. The beneficial effects of the utility model are as follows: adopting non-contact and contact coupled heating mode, focusing on the influence of coupling effects on BLEVE, such as the action area of different intensity heat flux, covering of various types of insulation materials, etc., exploring the law of fire-induced BLEVE, and checking the blocking effect of various fire-fighting measures on the thermal effect of storage tanks, in order to study the follow-up of fire-induced BLEVE in engineering. The research provides theoretical support.

【技术实现步骤摘要】
一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置
本技术涉及一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置。
技术介绍
现代工业的飞速发展给人民生活带来巨大便利的同时，也使得可能发生燃烧和爆炸的重大危险源广泛存在于人们周围。危险源发生泄漏、着火及爆炸等事故及其次生衍生事故的破坏力，尤以沸腾液体膨胀蒸气爆炸(boilingliquidexpandingvaporexplosion，BLEVE)为甚。其发生过程多因外部热效应使得气液相共存状态高压储罐压力升高，且罐体热响应导致材料强度退化，持续的升压及罐体塑性蠕变作用可能导致局部失效，小范围的压降导致罐内液体到达过热极限而迅速气化，从而使内部物质过热迅速爆炸性沸腾，容器内大量蒸气及很高动能两相流体的超压作用使得裂隙在储罐壁面迅速传播，进而导致沸腾液体膨胀蒸气爆炸，引发灾难性的事故后果。因此，高压储罐BLEVE发生机理及灾害防治过程的基础技术问题被广泛研究。国内外学者探究压力容器内部各参数（如初始压力、液位、开口大小、热分层）对BLEVE发展过程的影响，着重于储罐内部BLEVE的演化作用机理。BLEVE通常是储罐外部作用或已有事故诱发的次生衍生事故形式，大连理工大学毕明树教授研究组研发立式圆柱形储罐电加热丝（接触加热）实验装置，探究热环境、储罐壁与内部介质之间的传热与介质内部的传质耦合作用过程，揭示储罐导热热环境作用下的热响应规律[1]。南京工业大学蒋军成教授课题组研发液化石油气储罐池火作用实验装置，探究火灾类型、储罐型式、充装水平等多因素耦合作用对储罐/液化石油气温度及压力的作用，揭示储罐导热/对流/辐射作用下的热响应规律[2]。上述研究可为热环境条件下储罐失效机理的揭示提供基础。注：[1]任婧杰.热环境下液化气体储罐热质耦合响应机制研究[D].大连理工大学,2014.[2]邢志祥,赵晓芳,蒋军成.液化石油气储罐火灾模拟试验——喷射火焰环境下[J].天然气工业,2006,26(1):132-133.然而，现有研究着不同热环境条件作用的储罐热响应规律，缺少对热环境强度及作用时间对储罐BLEVE发生临界条件的影响作用分析，且缺乏对热环境作用导致储罐失效规律的影响研究，及储罐区各类消防措施对储罐热效应的作用机理。
技术实现思路
目前，关于储罐热作用过程BLEVE的研究大都探究给定热作用对于储罐内传热/传质过程的影响，而本装置可以提供一种全面重复测试不同热作用形式及强度条件对储罐BLEVE影响研究的装置，可确定次生衍生BLEVE事故发生的临界条件，并可研究热环境作用导致储罐的失效作用机理。此外，还可以检测证实储罐区各类消防措施对于储罐热效应的阻滞及加强作用，并可对引发BLEVE的临界条件作用参数（临界热通量、临界热厚度）系统定量研究。本技术所述的一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置，其采用的技术方案为：包括补水与真空系统、实验主装置、加热系统、控制系统、数据采集及处理系统、电脑，所述补水与真空系统、加热系统通过导线与控制系统连接，所述实验主装置包括可移动平台、固设在可移动平台上的储罐，所述储罐顶部开设有爆破片孔，所述爆破片孔上安装有爆破片安装组件，所述补水与真空系统通过软管与所述储罐连接，所述储罐上设有数据采集系统，所述数据采集系统通过数据采集仪与电脑连接。优选的，所述储罐的顶部还开设有高压泄压孔及单相补水及真空阀口，所述补水与真空系统包括水环真空泵、空压机、系统补水口、主管线、真空管和进水管，所述空压机和水环真空泵分别通过导线连接控制系统，所述水环真空泵和系统补水口分别对应连接真空管和进水管，真空管和进水管上分别对应安装有手动真空控制阀及手动补水控制阀，所述主管线通过补水管线单相阀连接单相补水及真空阀口，所述高压泄压孔连接安全排空阀，所述补水管线单相阀及安全排空阀分别通过软管与空压机连接。优选的，数据采集及处理系统包括压力变送器和热电偶，所述储罐的顶部、底部及侧壁上分别设有压力变送器口，每个压力变送器口分别对应连接一个压力变送器，储罐顶部的压力变送器连接压力显示仪表，所述储罐底部还开设有排液口、温度传感器孔，所述热电偶位于储罐内并与温度传感器孔连接，所述压力变送器、热电偶分别通过导线与数据采集仪连接，所述储罐底部设有与排液口连接的排泄管，所述排泄管上设有自动排泄阀，所述自动排泄阀与控制系统连接。优选的，还包括泄漏管道支架，所述排泄管通过泄漏管道支架支撑固定。优选的，还包括高温磁翻液位计，通过安装法兰安装在储罐外侧壁上。优选的，所述加热系统包括立式加热源或卧式加热源，所述立式加热源与实验主装置不接触且位于所述储罐后侧，所述卧式加热源与实验主装置不接触且位于所述储罐上方。优选的，所述立式加热源包括立式支架，所述立式支架上方竖直设有立式辐射源框，所述立式辐射源框内设有若干碳化硅加热棒。优选的，所述卧式加热源包括卧式支架、手轮，所述卧式支架顶端横向设有辐射源框，所述卧式辐射源框内设有若干碳化硅加热棒，所述卧式辐射源框左右两侧对称固定有连接部件，所述手轮竖直贯穿所述连接部件后与卧式支架螺纹连接。优选的，所述加热系统还包括电阻加热丝，所述电阻加热丝缠绕在所述储罐外侧壁上并通过导线与控制系统连接。立式加热源及卧式加热源的辐射源框均由莫来石砖砌成，构成有效加热面，碳化硅加热棒安装在辐射源框中并通过导线与控制系统连接，由控制系统控制对实验主装置从侧面或从顶部向下进行加热工作，对实验主装置进行辐射加热，其与实验主装置不接触；为了加强对实验主装置的加热效果，可以在储罐外侧壁上缠绕电阻加热丝，其与储罐为接触式加热，电阻加热丝由控制系统控制工作状态，其与立式加热源或卧式加热源相互独立，二者可同时加热实验主装置，也可单独加热实验主装置。采用上述实验装置进行火灾诱发储罐BLEVE规律测试方法，其步骤如下:1）安装爆破片：在储罐顶部爆破片孔位置，安装预定尺寸大小爆破片；2）抽真空与加水：打开控制系统，控制系统控制补水与真空系统对储罐进行抽真空及加水工作；3）打开加热系统，设定加热温度上限，选择一定的加热功率开始加热，使储罐中液体达到实验所需的高压状态；4）当储罐内部压力示数表显示压力值接近实验预定压力值（即爆破压力）时，打开数据采集系统，开始数据采集；5）待储罐内部压力达到爆破压力时爆破片开启，待压力显示仪表上压力波动趋于平稳或变化很小时视为BLEVE过程结束，此时关闭数据采集系统；6）待容器内介质冷却至室温后，排放储罐内部液体；然后关闭设备电源；7）卸下爆破片，根据数采测得数据绘制温度压力随时间变化的曲线，分析数据。采用上述实验装置进行消防设施对火灾诱发储罐BLEVE影响的测试方法，其步骤如下：1）安装爆破片：在储罐顶部爆破片孔位置，安装预定尺寸大小爆破片；2）加装保温材料选择实验所要测试的保温材料，将其包裹在储罐外壁面固定；3）抽真空与加水：打开控制系统，控制系统控制补水与真空系统对储罐进行抽真空及加水工作；4）打开加热系统，设定加热温度上限，选择一定的加热功率开始加热，使储罐中液体达到实验所需的高压状态；5）当储罐内部压力示数表显示压力值接近实验预定压力值（即爆破压力）时，打开数据采集系统，开始数据采集；6）待储罐内部压力达到爆破压力时爆破片开启，待压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置，其特征在于，包括补水与真空系统、实验主装置、加热系统、控制系统、数据采集及处理系统、电脑，所述补水与真空系统、加热系统通过导线与控制系统连接，所述实验主装置包括可移动平台、固设在可移动平台上的储罐，所述储罐顶部开设有爆破片孔，所述爆破片孔上安装有爆破片，所述补水与真空系统通过软管与所述储罐连接，所述储罐上设有数据采集系统，所述数据采集系统通过数据采集仪与电脑连接。

【技术特征摘要】
1.一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置，其特征在于，包括补水与真空系统、实验主装置、加热系统、控制系统、数据采集及处理系统、电脑，所述补水与真空系统、加热系统通过导线与控制系统连接，所述实验主装置包括可移动平台、固设在可移动平台上的储罐，所述储罐顶部开设有爆破片孔，所述爆破片孔上安装有爆破片，所述补水与真空系统通过软管与所述储罐连接，所述储罐上设有数据采集系统，所述数据采集系统通过数据采集仪与电脑连接。2.根据权利要求1所述的一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置，其特征在于，所述储罐的顶部还开设有高压泄压孔及单相补水及真空阀口，所述补水与真空系统包括水环真空泵、空压机、系统补水口、主管线、真空管和进水管，所述空压机和水环真空泵分别通过导线连接控制系统，所述水环真空泵和系统补水口分别对应连接真空管和进水管，真空管和进水管上分别对应安装有手动真空控制阀及手动补水控制阀，所述主管线通过补水管线单相阀连接补水及真空阀口，所述高压泄压孔连接安全排空阀，所述补水管线单相阀及安全排空阀分别通过软管与空压机连接。3.根据权利要求1所述的一种火灾诱发高压储罐BLEVE规律的爆炸测试装置，其特征在于，数据采集及处理系统包括压力变送器和热电偶，所述储罐的顶部、底部及侧壁上分别设有压力变送器口，每个压力变送器口分别对应连接一个压力变送器，所述储罐底部还开设有排液口、温度传感器孔，所述热电偶位于储罐内并与温度传感器孔连接，所述压力变送器、热电偶分别通过导线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王苏盼，马煜衡，时事成，王志荣，蒋军成，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32