智能温控大坝和温度调控方法技术

智能温控大坝，包括坝体、实时感应机、决策支持系统和快速调控机，所述快速调控机包括工控机、多个温度补偿源、可变拓扑结构管网和无线基站，可变拓扑结构管网包括网格化的多个多通控制单元；所述决策支持系统包括存储在决策支持系统服务器上的智能决策机、规则生成系统、知识库、模型库和数据库。本发明专利技术还提出了一种智能温控大坝的温度调控方法。本发明专利技术将大坝温控管路网格化，引入网格节点，提高了大坝温度调控的灵活性和针对性；引入湿迁移方程和热迁移方程，将湿度对大坝温度的具体影响进行了量化，提高了温控的精确性；提前预测大坝温度调控的不利因素，变传统的被动的温度控制方式为主动性的温度调控，减小了大坝温度调控的不确定性。

Intelligent Temperature Control Dam and Temperature Control Method

Intelligent temperature control dam includes dam body, real-time induction machine, decision support system and fast control machine. The fast control machine includes industrial computer, multiple temperature compensation sources, variable topology pipeline network and wireless base station. The variable topology pipeline network includes gridded multi-pass control units. The decision support system includes intelligent decision stored on the decision support system server. Policy mechanism, rule generation system, knowledge base, model base and database. The invention also provides a temperature control method for an intelligent temperature control dam. The invention grids the dam temperature control pipeline and introduces grid nodes to improve the flexibility and pertinence of dam temperature control; introduces moisture transfer equation and heat transfer equation to quantify the specific influence of humidity on dam temperature, and improves the accuracy of temperature control; predicts the disadvantageous factors of dam temperature control in advance, and changes the traditional passive temperature control mode into active one. Temperature regulation reduces the uncertainty of dam temperature regulation.

【技术实现步骤摘要】
智能温控大坝和温度调控方法
本专利技术属于水利水电工程施工、混凝土大坝工程运行温度控制领域，具体涉及将大坝混凝土网格化以进行温度调控的方法，特别适用于混凝土大坝建设施工期及大坝运行的混凝土智能温度调控。
技术介绍
随着我国国民经济的迅猛发展，中东部与西南等水资源丰富地区的水电开发逐渐趋于完善，国家的水利水电工程建设发展及规划转向西北地区。技术的进步使如今在西北地区建设高混凝土坝已不是难题，但是由于我国西北地区气候条件复杂，冬季寒冷干燥，昼夜温差大等环境特性，使得混凝土大坝的“无坝不裂”问题更加突显。现有温度控制技术多以阶梯温度控制为主，以应对工程在建阶段出现的温度应力，缺乏对大坝混凝土引导式调控，没有考虑针对大坝全生命周期的温度进行全面系统有效调控的方法和大坝全生命周期湿度应力的调控手段，进而导致大坝混凝土在工程建设完成后的运行期，坝体有更大几率产生的混凝土裂缝。在混凝土大坝服役的全生命周期中，其结构性能从衰退直到寿命终止均与混凝土材料开裂有关，国内外诸多学者对混凝土的抗裂性能和力学性能进行了大量的研究，认为其开裂大多是由非荷载因素如结构内温度变化引起的体积膨胀或收缩，约束条件下导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能温控大坝，包括坝体(1)，其特征在于，还包括依次连接的实时感应机(2)、决策支持系统和快速调控机(3)，所述快速调控机(3)包括多个工控机(31)、多个温度补偿源(32)、可变拓扑结构管网(33)和无线基站(34)，所述可变拓扑结构管网(33)包括网格化的多个多通控制单元(331)，所述温度补偿源(32)、无线基站(34)分别与工控机(31)连接，所述多通控制单元(331)经无线网络与无线基站(34)连接；所述可变拓扑结构管网(33)设置在坝体(1)中。

【技术特征摘要】
1.智能温控大坝，包括坝体(1)，其特征在于，还包括依次连接的实时感应机(2)、决策支持系统和快速调控机(3)，所述快速调控机(3)包括多个工控机(31)、多个温度补偿源(32)、可变拓扑结构管网(33)和无线基站(34)，所述可变拓扑结构管网(33)包括网格化的多个多通控制单元(331)，所述温度补偿源(32)、无线基站(34)分别与工控机(31)连接，所述多通控制单元(331)经无线网络与无线基站(34)连接；所述可变拓扑结构管网(33)设置在坝体(1)中。2.根据权利要求1所述的智能温控大坝，其特征在于，所述实时感应机(2)包括温度传感器(21)组成的温度传感器网、湿度传感器(22)组成的湿度传感器网、应力传感器(23)组成的应力传感器网、应变传感器(24)组成的应变传感器网和数据处理器，所述温度传感器网、湿度传感器网、应变传感器网、应力传感器网分别和数据处理器连接；所述决策支持系统包括存储在决策支持系统服务器上的智能决策机、规则生成系统、仿真与实时展示系统、知识库和模型库，还包括存储在数据库服务器上的数据库；所述数据处理器分别与数据库服务器、决策支持系统服务器连接；所述工控机(31)与决策支持系统服务器连接；所述数据库服务器与大坝施工系统、天气预报系统、大坝运行系统连接。3.根据权利要求1所述的智能温控大坝，其特征在于，所述可变拓扑结构管网(33)为立体连通性网络，立体连通性网络中管道相互交汇处设有网格节点，所述网格节点为多通控制单元(331)；所述可变拓扑结构管网(33)设置有多个开口，开口与温度补偿源(32)连接；所述可变拓扑结构管网(33)通过控制相邻网格节点之间的连通性进而控制其拓扑结构。4.根据权利要求1所述的智能温控大坝，其特征在于，所述多通控制单元(331)包括介质容腔、温度传感器、控制器、无线收发模块、多个电控阀和加热装置；所述多通控制单元(331)设置有多个开口，介质容腔靠近开口端设置电控阀，电控阀的控制端与控制器连接；所述加热装置设置于介质容腔周围，加热装置控制端与控制器连接；温度传感器、无线收发模块分别与控制器连接。5.根据权利要求2所述的智能温控大坝，其特征在于，所述模型库包括混凝土坝表面热交换模型、混凝土坝导热模型、混凝土坝湿度场模型、混凝土温湿耦合模型、可变拓扑结构管网模型、规则评估模型；所述混凝土坝表面热交换模型的因素包括温度、湿度、风速、保护层厚度、混凝土强度等级；所述混凝土坝导热模型的因素包括温度、湿度、龄期、水灰比、骨料参数；所述混凝土坝湿度场模型的因素包括温度、龄期、压力梯度、水分含量梯度。6.根据权利要求5所述的模型库，其特征在于，所述混凝土温湿耦合模型采用混凝土中的湿迁移方程、大坝施工期混凝土中的热迁移方程和大坝运行期混凝土中的热迁移方程对混凝土大坝中的湿度场、温度场以及温湿耦合现象进行描述；所述混凝土中的湿迁移方程为式中τ为时间，T是混凝土温度，表示向量微分算子，w是混凝土相对湿度，代表单位体积混凝土中湿分重量与单位体积饱和混凝土中湿分重量之比；Dm、DT分别为质扩散...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜彬，石泉，张秀崧，田斌，张子瑞，乐阳，谭琨，杜钢，张敏，刘敏，卢晓春，童富果，徐港，
申请(专利权)人：宜昌天宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42