过热液体超压泄放实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的是过热液体超压泄放实验装置，这种过热液体超压泄放实验装置包括压力容器、计算机控制系统，压力容器内部安装有加热电极，压力容器下封头处设置有注入球阀和放空球阀；压力容器安装有温度传感器、压力变送器、温度表、压力表、超声波液位计、磁浮子液位计；压力容器上封头设有三个接管，中心的接管为电磁阀接管，两侧的每个接管又各分支出四个分支接管，一侧分支接管安装四组泄压球阀和安全阀组合装置，另一侧分支接管安装四组球阀和爆破片组合装置，电磁阀接管处安装电磁阀；电磁阀、温度传感器、压力变送器、超声波液位计均连接相应的控制器上；各控制器连接计算机控制系统。本发明专利技术实现了实验人员可在安全的范围内完成实验，安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于研究BLEVE现象以及安全阀，爆破片等安全泄放装置工作现象和机理的实验装置，具体涉及过热液体超压泄放实验装置。
技术介绍
压力容器广泛应用于石油化工、生物制药、食品加工等工业生产的各个部门；同时，诸如液化石油气罐等压力容器也广泛应用于居民生活中。然而，随着时间的推移，服役于石油、化工、热力、燃气等工业生产部门的压力容器因存在腐蚀问题，成为了严重的安全隐患，对国民经济和人民的生命财产安全构成了严重的威胁。盛装过热液体的在役压力容器由于腐蚀等原因出现点蚀、小孔等缺陷，会产生超压泄漏，引发沸腾液体膨胀蒸汽爆炸（BLEVE—BoilingLiquidExpandingVaporExplosion）现象，该现象是一种危害性极大的物理性爆炸，这类事故一旦发生，容易造成人员的大量伤亡及巨大经济损失。同时，在我们的城市及周边储存着大量的危险液化气，例如石油化工过程的许多压力容器，特别是大型储罐，充装的一般是用于各种生产生活的危险液化气体，它们通常使用率高、储存量大。储存这些液化气的储罐都有发生BLEVE事故的潜在危险，一旦在生产或使用中这些容器由于各种原因发生了失效，容器内外的环境急剧变化，使得液化气体急速沸腾就有可能会促使发生BLEVE事故。比如盛有危险液化气（LPG，LNG）燃料的运输罐车，由于在近几十年的频繁使用，对罐车BLEVE事故的研究就是安全工程建设的热点之一。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供过热液体超压泄放实验装置，这种过热液体超压泄放实验装置用于解决目前不能有效地预防在役压力容器BLEVE事故，同时也解决在役容器因泄漏而发生BLEVE现象的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种过热液体超压泄放实验装置包括压力容器、操作台、数据采集系统、计算机控制系统，压力容器内部安装有加热电极，压力容器下封头处设置有注入球阀和放空球阀，超声波液位计和磁浮子液位计接管对称设置在压力容器两侧；压力容器上部安装有数据采集系统的温度传感器、压力变送器、温度表、压力表，压力容器下部也安装有数据采集系统的温度传感器、压力变送器、温度表、压力表；压力容器上封头设有三个接管，中心的接管为电磁阀接管，两侧的每个接管又各分支出四个分支接管，一侧分支接管安装四组泄压球阀和安全阀组合装置，另一侧分支接管安装四组爆破球阀和爆破片组合装置，电磁阀接管安装电磁阀阀座，由电磁阀阀座水平向外延伸的四根连接杆与电磁阀阀头相连，电磁阀阀头与阀座之间由驱动轴驱动；操作台内设置有清水泵和水箱，水箱连接清水泵，清水泵连接压力容器的注入球阀；温度传感器、压力变送器、超声波液位计均通过数据传输线缆连接到数据采集箱内相应的控制器上，电磁阀阀头接出数据传输线缆接到数据采集箱里的相应控制器上；各控制器连接计算机控制系统，加热电极连接温度控制器，清水泵与计算机控制系统连接。上述方案中压力容器安装爆破片组合装置的一侧设置有摄像机，摄像机安装在摄像机架上，摄像机与爆破片组合装置大致在距地面的同一高度上，以借助高速摄像机对实验过程进行记录和切片。上述方案中压力容器上部的数据采集系统的温度传感器、压力变送器、温度表、压力表安装方式为：温度传感器、压力变送器安装在压力容器一侧，温度表、压力表对称安装在压力容器的另一侧，安装压力表和温度表的接管均与压力容器横截面方向有30°夹角；压力容器下部的数据采集系统的温度传感器、压力变送器、温度表、压力表安装方式为：温度传感器、压力变送器安装在压力容器一侧，温度表、压力表对称安装在压力容器的另一侧，安装压力表和温度表的接管均也与压力容器横截面方向有30°夹角。上述方案中超声波液位计和磁浮子液位计接管的轴线与压力变送器和温度传感器接管的轴线呈90°夹角。上述方案中电磁阀阀头与阀座之间的连接杆为高强钢六棱柱连接杆，连接杆长20cm。上述方案中压力变送器与压力容器通过螺旋结构的空心高强度钢管相连接，使压力变送器置于其能够正常工作的位置，其螺旋结构能够增大散热面积，保证了压力变送器能够不受容器表面的热辐射影响，正常工作并精确的进行数据采集。上述方案中爆破片组合装置由爆破片夹持器和爆破片构成。上述方案中过热液体超压泄放实验装置进行BLEVE实验的方法：（1）把水箱中注满水；（2）关闭清水泵处的回水阀，打开压力容器下方注入球阀及超声波液位计前端球阀；（3）打开计算机输入实验成员，然后点击“实验操作界面”；（4）点击清水泵“启动”按钮，观察超声波液位计当前的液位，使压力容器液位达到恰当位置，超声波液位计示数“30”处；（5）当液位达到实验所需液位后，点击“停止”，关闭压力容器下方注入球阀和超声波液位计前端球阀，打开爆破片处四个爆破球阀中的一个爆破球阀作为放空，关闭其余三个爆破球阀；（6）关闭电磁阀，“设定”其开度为0；（7）开启任意一路安全阀处的泄压球阀作为泄放通道，“设定”加热温度为110℃，对液体进行加热；（8）当温度达到100℃时，关闭爆破片处作为放空的爆破球阀，使压力容器形成密闭空间，“设定”加热温度为200℃，压力升高；（9）当压力升到1.2MPa左右时，“设定”加热温度为0℃，关闭加热电极控制开关；（10）打开电磁阀，将其开度调整为100%，以模拟泄漏点，观察泄放装置动作情况及BLEVE现象；（11）导出实验数据；（12）待压力容器内液体自然冷却后，把水流回水箱内，关闭电源，根据实验数据绘制压力、温度随时间变化的曲线并进行数据分析。上述方案中过热液体超压泄放实验装置进行安全阀泄放实验的方法：（1）把水箱中注满水；（2）关闭清水泵处的回水阀，打开压力容器下方注入球阀及超声波液位计前端球阀；（3）打开计算机输入实验成员，然后点击“实验操作界面”；（4）点击清水泵“启动”按钮，观察超声波液位计当前的液位，使压力容器液位达到恰当位置，超声波液位计示数“30”处；（5）当液位达到实验所需液位后，点击“停止”，关闭压力容器下方注入球阀和超声波液位计前端球阀，打开爆破片处四个爆破球阀中的一个爆破球阀作为放空，关闭其余三个爆破球阀；（6）关闭电磁阀，“设定”其开度为0；（7）开启A21W-16P、A21Y-25P、A27W-16P、A28H/Y-16C这4种安全阀任意一路，以起跳压力为1.5MPa的A21W-16P安全阀为例，开启此安全阀处的泄压球阀作为泄放通道，关闭其余三个安全阀处的泄压球阀，“设定”加热温度为110℃，对液体进行加热；（8）当温度达到100℃时，关闭爆破片处作为放空的爆破球阀，使压力容器形成密闭空间，“设定”加热温度为200℃，压力升高；（9）当压力升到1.5MPa时，A21W-16P安全阀起跳；“设定”加热温度为0℃，关闭加热控制开关，观察A21W-16P安全阀起跳现象；（10）导出实验数据；（11）压力容器内液体自然冷却后，把水流回水箱内，关闭电源，根据实验数据绘制压力、温度随时间变化的曲线并进行数据分析。上述方案中过热液体超压泄放实验装置进行爆破片爆破实验的方法：（1）把水箱中注满水；（2）关闭清水泵处的回水阀，打开压力容器下方注入球阀及超声波液位计前端球阀；（3）打开计算机输入实验成员，然后点击“实验操作界面”；（4）点击清水泵“启动”按钮，观察超声波液位计当前的液位，使压力容器液位达到恰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：这种过热液体超压泄放实验装置包括压力容器（1）、操作台（20）、数据采集系统、计算机控制系统，压力容器（1）内部安装有加热电极（3），压力容器（1）下封头处设置有注入球阀（15）和放空球阀（14），超声波液位计（8）和磁浮子液位计（2）接管对称设置在压力容器（1）两侧；压力容器（1）上部安装有数据采集系统的温度传感器（9）、压力变送器（10）、温度表（12）、压力表（13），压力容器（1）下部也安装有数据采集系统的温度传感器（9）、压力变送器（10）、温度表（12）、压力表（13）；压力容器（1）上封头设有三个接管（21），中心的接管为电磁阀接管，两侧的每个接管又各分支出四个分支接管（22），一侧分支接管（22）安装四组泄压球阀（18）和安全阀组合装置，另一侧分支接管（22）安装四组爆破球阀（11）和爆破片组合装置，电磁阀接管安装电磁阀阀座，由电磁阀阀座水平向外延伸的四根连接杆与电磁阀阀头相连，电磁阀阀头与阀座之间由驱动轴驱动；操作台（20）内设置有清水泵（16）和水箱（19），水箱（19）连接清水泵（16），清水泵（16）连接压力容器（1）的注入球阀（15）；温度传感器（9）、压力变送器（10）、超声波液位计（8）均通过数据传输线缆连接到数据采集箱内相应的控制器上，电磁阀阀头接出数据传输线缆接到数据采集箱里的相应控制器上；各控制器连接计算机控制系统，加热电极（3）连接温度控制器，清水泵（16）与计算机控制系统连接。...

【技术特征摘要】
1.一种过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：这种过热液体超压泄放实验装置包括压力容器（1）、操作台（20）、数据采集系统、计算机控制系统，压力容器（1）内部安装有加热电极（3），压力容器（1）下封头处设置有注入球阀（15）和放空球阀（14），超声波液位计（8）和磁浮子液位计（2）接管对称设置在压力容器（1）两侧；压力容器（1）上部安装有数据采集系统的温度传感器（9）、压力变送器（10）、温度表（12）、压力表（13），压力容器（1）下部也安装有数据采集系统的温度传感器（9）、压力变送器（10）、温度表（12）、压力表（13）；压力容器（1）上封头设有三个接管（21），中心的接管为电磁阀接管，两侧的每个接管又各分支出四个分支接管（22），一侧分支接管（22）安装四组泄压球阀（18）和安全阀组合装置，另一侧分支接管（22）安装四组爆破球阀（11）和爆破片组合装置，电磁阀接管安装电磁阀阀座，由电磁阀阀座水平向外延伸的四根连接杆与电磁阀阀头相连，电磁阀阀头与阀座之间由驱动轴驱动；操作台（20）内设置有清水泵（16）和水箱（19），水箱（19）连接清水泵（16），清水泵（16）连接压力容器（1）的注入球阀（15）；温度传感器（9）、压力变送器（10）、超声波液位计（8）均通过数据传输线缆连接到数据采集箱内相应的控制器上，电磁阀阀头接出数据传输线缆接到数据采集箱里的相应控制器上；各控制器连接计算机控制系统，加热电极（3）连接温度控制器，清水泵（16）与计算机控制系统连接。2.根据权利要求1所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的压力容器（1）安装爆破片组合装置的一侧设置有摄像机（24），摄像机（24）安装在摄像机架（25）上，摄像机（24）与爆破片组合装置大致在距地面的同一高度上。3.根据权利要求2所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的压力容器（1）上部的数据采集系统的温度传感器（9）、压力变送器（10）、温度表（12）、压力表（13）安装方式为：温度传感器（9）、压力变送器（10）安装在压力容器（1）一侧，温度表（12）、压力表（13）对称安装在压力容器（1）的另一侧，安装压力表（13）和温度表（12）的接管均与压力容器（1）横截面方向有30°夹角；压力容器（1）下部的数据采集系统的温度传感器（9）、压力变送器（10）、温度表（12）、压力表（13）安装方式为：温度传感器（9）、压力变送器（10）安装在压力容器（1）一侧，温度表（12）、压力表（13）对称安装在压力容器（1）的另一侧，安装压力表（13）和温度表（12）的接管均也与压力容器（1）横截面方向有30°夹角。4.根据权利要求3所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的超声波液位计（8）和磁浮子液位计（2）接管的轴线与压力变送器（10）和温度传感器（9）接管的轴线呈90°夹角。5.根据权利要求4所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的爆破片组合装置由爆破片夹持器（5）和爆破片（4）构成。6.根据权利要求5所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的电磁阀阀头与阀座之间的连接杆为高强钢六棱柱连接杆，连接杆长20cm。7.根据权利要求6所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的压力变送器（10）与压力容器（1）通过螺旋结构的空心高强度钢管相连接。8.根据权利要求7所述的过热液体超压泄放实验装置，其特征在于：所述的过热液体超压泄放实验装置进行BLEVE实验的方法：（1）把水箱（19）中注满水；（2）关闭清水泵（16）处的回水阀（23），打开压力容器（1）下方注入球阀（15）及超声波液位计（8）前端球阀；（3）打开计算机输入实验成员，然后点击“实验操作界面”；（4）点击清水泵（16）“启动”按钮，观察超声波液位计（8）当前的液位，使压力容器（1）液位达到恰当位置，超声波液位计（8）示数“30”处；（5）当液位达到实验所需液位后，点击“停止”，关闭压力容器（1）下方注入球阀（15）和超声波液位计（8）前端球阀，打开爆破片（4）处四个爆破球阀（11）中的一个爆破球阀（11）作为放空，关闭其余三个爆破球阀（11）；（6）关闭电磁阀（7），“设定”其开度为0；（7）开启任意一路安全阀（6）处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，崔巍，丛蕊，李伟，丛湘纯，王天宇，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23