Nell'entroterra dell'altopiano del Qinghai Tibet, sta sorgendo una centrale idroelettrica- di livello mondiale con una produzione di energia media annua di 9,089 miliardi di kilowattora e una capacità di stoccaggio di 2,467 miliardi di metri cubi. Questo progetto chiave, che è stato incluso nel quadro della strategia energetica nazionale, affronta un problema apparentemente contraddittorio durante la costruzione della diga: l’effetto del calore di idratazione generato durante il processo di getto del calcestruzzo porta al continuo accumulo di stress termico e forza di ritiro, che potrebbe causare il rischio di rottura della diga. Per superare questa sfida tecnologica di livello mondiale-, il team del progetto ha introdotto il sistema di fornitura di ghiaccio concreto sviluppato da CBFI (Icesource). Attraverso mezzi tecnologici innovativi, l'efficienza dei processi di raffreddamento tradizionali è stata migliorata con successo di oltre il 300%, fornendo una nuova soluzione per la costruzione di ingegneria per la tutela dell'acqua ad alta-altitudine.
Esistono molteplici condizioni complesse per la costruzione di centrali idroelettriche nelle aree ad alta-altitudine. In primo luogo, l'elevata altitudine comporta una significativa differenza di temperatura tra il giorno e la notte e il calcestruzzo deve subire ripetuti processi di "espansione e contrazione termica" dopo il getto; In secondo luogo, le condizioni geologiche della fondazione della diga sono complesse e in alcune aree esiste una zona di confine tra gli strati di terreno ghiacciato e gli strati di roccia, che aggrava lo squilibrio dello stress strutturale. Secondo i calcoli del team di ingegneri del progetto, durante il periodo di punta della costruzione in estate, la temperatura interna del calore di idratazione del calcestruzzo può raggiungere i 70 gradi, mentre la temperatura ambientale esterna può scendere bruscamente fino a -10 gradi e lo stress dovuto alla differenza di temperatura può raggiungere più del doppio dello standard di progettazione tradizionale.
I requisiti di controllo della temperatura in condizioni così estreme superano la capacità di elaborazione dei convenzionali sistemi di raffreddamento ad aria e ad acqua ", ha sottolineato l'ingegnere capo del progetto in un seminario tecnico." Gli schemi tradizionali di disposizione delle tubazioni dell'acqua di raffreddamento presentano problemi quali bassa efficienza di dissipazione del calore, facilità di bloccaggio e costi di manutenzione elevati, mentre l'uso della tecnologia di congelamento dell'azoto liquido comporta costi elevati e rischi per la sicurezza operativa.
Innovazione rivoluzionaria del sistema modulare di fornitura di ghiaccio: dal concetto di design alla pratica ingegneristica
Di fronte a queste sfide, il team di ricerca e sviluppo di CBFI ha proposto una soluzione a doppio strato di "regolazione intelligente del raffreddamento attivo". Il sistema CBFI dell'apparecchiatura principale adotta tre innovazioni tecnologiche chiave:
1. Progettazione dell'integrazione del contenitore modulare
I due sistemi vengono assemblati in loco-utilizzando 12 unità container standard, con una capacità giornaliera di produzione di ghiaccio di 30 tonnellate per modulo. L'intero sistema può essere implementato dall'ingresso alla produzione entro 72 ore. Rispetto alle tradizionali stazioni di produzione del ghiaccio, occupa il 45% di spazio in meno e riduce del 60% i tempi di debug delle apparecchiature.
2. Rete di monitoraggio IoT intelligente
Incorporando oltre 2000 sensori di temperatura nello strato di getto della diga, il sistema può raccogliere dati sulla temperatura in tempo reale-all'interno del calcestruzzo e prevedere la distribuzione dello stress termico utilizzando algoritmi AI. La piattaforma IoT consente la sincronizzazione dei dati basata su cloud, consentendo agli operatori di visualizzare lo stato operativo del dispositivo e regolare i parametri in remoto da qualsiasi terminale.
3. Applicazione della tecnologia di accumulo del raffreddamento a cambiamento di fase
Utilizzando in modo innovativo materiali compositi a cambiamento di fase salino, i cubetti di ghiaccio a -15 gradi preparati vengono trasformati in supporti di accumulo di energia fredda ad alta densità. I dati mostrano che questa tecnologia aumenta la densità di energia di raffreddamento per unità di volume fino a 2,8 volte quella dei tradizionali fiocchi di ghiaccio, evitando l’inquinamento ambientale causato dai refrigeranti tradizionali.
Le prospettive applicative del sistema di raffreddamento intelligente nel campo delle infrastrutture
1. Costruzione di una galleria urbana sotterranea
Utilizzo di sistemi modulari per costruire rapidamente stazioni di raffreddamento temporanee e risolvere problemi di controllo della temperatura nella costruzione di fosse di fondazione profonde
2. Costruzione della nave di contenimento della centrale nucleare
Combinazione della tecnologia di stoccaggio a freddo a cambiamento di fase con la tecnologia di getto di calcestruzzo per le centrali nucleari per migliorare la sicurezza strutturale delle aree delle isole nucleari
3. Sviluppo dell'ingegneria polare
Fornire soluzioni di costruzione personalizzate a bassa-temperatura per oleodotti e gasdotti, aeroporti di ghiaccio e altri progetti all'interno del Circolo Polare Artico
Integrando profondamente la tecnologia IoT intelligente con le esigenze infrastrutturali tradizionali, è possibile superare efficacemente il collo di bottiglia tecnologico della costruzione ingegneristica. Il sistema di fornitura di ghiaccio CBFI (Icesource) non solo risolve il problema del controllo della temperatura, ma crea anche un nuovo paradigma per l'implementazione ingegneristica di "implementazione rapida, regolamentazione precisa e protezione ambientale a basso-carbonio".
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