[发明专利]一种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构

说明书

本申请提供了一种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构，属于寒区水库大坝防冻技术领域。用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构包括坝体、保温层、混凝土层和多个伴热电缆。保温层设置于坝体上，混凝土层设置于保温层上，多个伴热电缆间隔布置于混凝土层内。这种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构综合采用了主动加热和被动保温技术，有效地防止冷季坝体及迎水面库水的冻结，可以很好地应用于寒区水库大坝的冰冻害防治中。

技术领域

本申请涉及寒区水库大坝防冻技术领域，具体而言，涉及一种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构。

背景技术

寒区水库大坝冰冻害防治技术研究是保障水库大坝安全、稳定运营必须解决的关键技术问题。现有寒区水库大坝冰冻害防治通常是在水库大坝修筑时从材料和结构方面对冰冻害进行预防，主要措施包括坝体加设保温板法和面板混凝土改良。坝体加设保温板法只能阻止冷季冷能的侵入，减缓坝体冻结程度等，而当环境温度持续降低时，保温板则不能有效地防止坝体的冻结。混凝土面板改良可以提高面板混凝土的抗渗等级和抗冻等级，但是提高面板混凝土的抗渗等级和抗冻等级会显著增加工程的投入。

发明内容

本申请实施例提供一种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构，以改善现有水库大坝冰冻害防治中保温板措施不能有效地防止坝体冻结的问题。

本申请实施例提供一种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构，包括坝体、保温层、混凝土层和多个伴热电缆；

保温层设置于所述坝体上；

混凝土层设置于所述保温层上；

多个伴热电缆间隔布置于所述混凝土层内。

上述技术方案中，保温层位于坝体与混凝土之间，保温层可起到防止冷季冷能侵入的作用；混凝土层内设有间隔布置的多个伴热电缆，伴热电缆通电后，电能使伴热电缆升温，伴热电缆的电阻会随着电缆温度的增加而增大，当伴热电缆中的电阻达到阻断电流的程度后，伴热电缆停止工作，可达到节能的目的。与此同时，伴热电缆向混凝土层进行传热，可防止坝体以及迎水面库水的冻结。这种用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构综合采用主动加热和被动保温技术，可有效地防止冷季坝体及迎水面库水的冻结，可以很好地应用于寒区水库大坝的冰冻害防治中。

另外，本申请实施例的用于寒区水库大坝的保温蓄热防冻结构还具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述保温层包括第一保温层和第二保温层；

所述第二保温层位于所述第一保温层的上侧；

其中，所述第二保温层内设有相变材料。

上述技术方案中，第一保温层和第二保温层均可起到防止冷季冷能侵入的作用。此外，由于第二保温层内设有相变材料，相变材料可在相变温度处发生相变而释放、吸收热量。当第二保温层附近的温度低于相变温度时，相变材料由凝胶态变为固态，释放热量。此时，伴热电缆开始工作加热，至第二保温层附近的温度高于相变温度时，相变材料由固态变为凝胶态，吸收第二保温板附近的热量并储存。当伴热电缆的电阻达到阻断电流的程度后，伴热电缆停止工作，结构的主动加热部分完成一个工作循环。即：主动加热部分通过不断的冷凝放热(相变材料由凝胶态变为固态)—主动加热(伴热电缆)—逆相变吸热(相变材料由固态变为凝胶态)—升温断流(伴热电缆)，始终保持坝体保温板附近的温度为正温。同时，保温板又可以防止冷季冷能的浸入，起到很好的被动保温效果。因此，该结构综合采用主动加热和被动保温技术，避免坝体及大坝迎水面水体的冻结。

在本申请的一些实施例中，所述第二保温层包括铺设于第一保温层上的多个第二保温板；

每个第二保温板内设有一个密闭空腔，且第二保温板的外侧增加有硬质材料保护，硬质材料具有较高的强度。同时，第二保温板具有很好的防水性能；

所述密闭空腔内填充有所述相变材料。