[实用新型]一种高温岩石遇水快速冷却试验装置

说明书

本实用新型提供一种高温岩石遇水快速冷却试验装置，属于地热资源开发及核废料处置等高温环境技术领域。该装置包括储水器、变频水泵、通水槽、三通阀、通水管及耐高温热电偶，利用自制循环水装置对加热后的岩石进行遇水快速冷却并实时测量高温岩石表面温度，本实用新型采用内外循环结合的方式，不仅使水流与高温岩石进行循环换热，同时试验装置中的内循环也对通水槽起到了降温作用，使通水槽迅速降为室温，保证了试验的精确度。本实用新型利用可循环水和可直接控制水流速的方法，对高温岩石进行遇水冷却，成本较低，制作简易，节省时间，大大提高试验效率和准确度，为地热开采模拟提供了基础实验数据支持，具备良好的行业应用前景。

技术领域

本实用新型涉及地热资源开发及核废料处置等高温环境技术领域，特别是指一种高温岩石遇水快速冷却试验装置。

背景技术

随着我国浅部资源的逐渐枯竭，资源开采开始向地球深部进军。地热资源的开发模式大多数为取热不取水的开采模式，而这种模式不可避免的涉及到干热岩遇水冷却的岩石热破裂问题，因此对于高温岩石的遇水冷却的研究就显得格外重要。那么对于高温作用后的岩石，如何准确模拟遇水冷却过程，现有试验装置大都采用储水器非流动水或者人工搅拌水的方式进行冷却，这两种冷却方式无法保证储水器水温接近室温导致试验准确性低，而采用自来水管直接冷却，无法控制水的流量且自来水温低于室温，故急需一种既能保证通水槽水温接近室温又能控制水流速的试验装置。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提出一种高温岩石遇水快速冷却试验装置，以解决普通通水槽中水流进行热交换，将热量带到储水器，从而使得储水器水温上升的问题。

该装置包括储水器、变频水泵、通水槽、三通阀、第一通水管、第二通水管、第三通水管、电源导线、耐高温热电偶及热电偶数据显示器，其中，储水器、变频水泵、通水槽、三通阀、第一通水管、第二通水管、第三通水管、电源导线构成岩石快速冷却装置，耐高温热电偶和热电偶数据显示器为岩石表面测温装置，变频水泵设置在储水器内，第二通水管一端穿过储水器与变频水泵相连，另一端通过三通阀与通水槽及第一通水管相连，第一通水管另一端位于储水器中，通水槽另一端与第三通水管相连，第三通水管另一端连接在储水器上，形成外循环水，耐高温热电偶设置在通水槽中，耐高温热电偶外接热电偶数据显示器，电源导线一端与变频水泵相连。

储水器内通过变频水泵改变工作功率提供不同水压，根据试验需要调节水的流量，模拟不同水压下产生不同流量的工况。

第二通水管和通水槽之间采用三通阀连接，并将三通阀的一个出水口与第一通水管连接流回储水器，使储水器内的水形成内循环，从而起到通水槽降温的效果。

通水槽根据试验需求定制通水槽尺寸，通水槽包括卡扣、阻挡器及岩石试样，岩石试样上通过卡扣连接耐高温热电偶，岩石试样下游的通水槽内壁上设置阻挡器。

电源导线调节变频水泵的水流量以控制流量。

耐高温热电偶和热电偶数据显示器实时采集通水槽内岩石表面温度。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

本实用新型采用内外循环结合的方式，不仅使水流与高温岩石进行循环换热，同时试验装置中的内循环也对通水槽起到了降温作用，使得通水槽迅速降为室温，保证了试验的精确度。另外，变频水泵可以模拟不同水压下产生不同流速的工况，为试验提供更多的模拟参量。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置的剖面图；

图3为本实用新型高温岩石遇水冷却过程中通水槽局部示意图；

图4为本实用新型实施例中的装置示意图。