一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，包括低温工质、高温导热油循环回路；低温工质循环回路的低扬程增压泵出口管线分两路，一路作为回流旁路连接冷却器热侧入口，该冷却器热侧出口连接位于汽液分离罐筒体下端的回流接管；另一路与预热器冷侧入口相连，而预热器冷侧出口接至试验段冷侧入口；所述高温循环回路的导热油炉出口为两路，一路热油管线连接预热器热侧进口，另一路热油管线接至试验段热侧入口；所述预热器及试验段的热侧出口均接至导热油炉入口管路。本实用新型专利技术压力、温度操作弹性大，低温试验工质压力可达0.3～4.0MPa，温度达30～300℃。可直接用于管式、板式热交换器等设备整体的沸腾、蒸发流动传热试验及性能测试。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于热交换器相变流动传热
，涉及一种重沸器、蒸汽发生器、蒸发器及传热元件的沸腾流动传热性能工艺装置。
技术介绍
重沸器、蒸发器是炼油、化工、制冷、电子、冶金等行业重要沸腾传热工艺设备。发生沸腾流动传热时，低温流体从金属壁面吸收高温流体热量并被加热升温转为汽相，直至达到工艺要求的汽化率。如炼油化工装置用分馏塔、精馏塔、乙烯装置用烃类、醇类再沸器，制冷行业用氟利昂蒸发器。此类设备操作压力多在0.5～4.0MPa范围内，操作温度30～300℃。沸腾流动传热过程中汽液两相的质量、动量、流动特性、能量传输特性差异较大且发生相互作用，其流动传热规律远较单相流动传热复杂。揭示压力、汽化量、流速等热工参数对设备沸腾两相流动传热特性的影响规律是优化设计设备性能的重要基础。沸腾传热实验装置提供的压力、汽化量、流速工艺操作参数范围越宽即操作弹性越大，提供的实验结果应用范围越广。与本技术属同一
文献：①陈常念，韩吉田等，R134两相流换热可视化平台设计与运行，中国电机工程学报，2010,30（14）：83～85。②崔文智，三维微肋螺旋管内流动沸腾流型与传热性能，工程热物理学报，2003，24（3）：451～454。③专利CN103323488，一种强化沸腾传热测试装置及测试方法；④专利CN 102500441，微细化沸腾传热实验装置的加热器；⑤Giovanni A.Longo，Andrea Gasparella，HFC-410A vaporization inside a commercial brazed plate heat exchanger.J. Experimental Thermal an FluidScience.2007,32: 107～109。⑥Y.Y.Hesieh,T.F.Lin Satured flow boling heat transfer and pressure drop of refrigerant R410-A in a vertical palte heat exchanger；Heat Mass Transfer，45，(2002)：1033-1044。 文献①，②报道了一种用于传热元件内沸腾流动传热性能实验的典型流程：低温流体经增压泵抽出、增压后分为两流路，一流路作为回流旁路用于流量调节，另一路作为主流路经流量计计量后流入预热器被加热至设定温度，试验流体在流入试验段时，采用稳压直流电源利用金属电阻效应对金属实验段内工质直接电加热汽化。沸腾传热过程中产生的汽液两相产物从试验段流出经冷凝器冷凝后流入储液罐，储液罐出口接管与泵的进口接管连接，保证试验工质循环使用。实验装置组成包括：增压泵、预热器、试验段、冷凝器、稳压直流电源、冷却塔、冷凝液储存罐。文献①，②实验装置特点是流程简单，试验设备较少，但由于没有高温流体流路，仅用于传热元件内沸腾流动传热性能实验，无法用于设备沸腾流动传热整体性能测试。文献③、④公开了两种电加热沸腾试验件结构，权利保护集中在试验件电加热结构、温度测点布置、防止热膨胀变形方面。文献⑤、⑥报道了一种用于制冷行业设备沸腾、蒸发整体性能测试的代表性实验流程。设置的低温流体氟利昂流程与文献①，②报道的单回路流程类似即：经增压泵增压、流量计计量流量后被预热器预热，流体升温至设定要求温度后流入蒸发器或重沸器。在文献①，②报道试验流程基础上，还设置了高温加热流体回路且多以水为介质。高温水通过电加热或蒸汽被加热至足够高温度后流入试验段高温一侧用于加热低温水使之汽化。降温后水被再次加热以循环利用。文献⑤、⑥报道的沸腾流动试验装置可进行设备沸腾流动传热整体性能测试。但该类实验装置采用水作为高温试验工质，测试压力范围集中在0.3～1.6MPa，温度范围在30～70℃，仅适用于加热较之沸点更低的氟利昂、酒精等工质，所获得实验数据和预测方法仅限于制冷行业沸腾、蒸发实验需求，不适用于炼油、化工等行业用中压沸腾流动传热性能实验。此外，该类实验装置系统压力完全由增压泵扬程控制，试验压力和温度操作弹性小。
技术实现思路
本技术提供一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，以获得具有较大适用范围的沸腾流动传热规律提供研究基础。为实现上述技术要求，本技术所采用技术方案如下：一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，该工艺装置包括低温工质循环回路和高温导热油循环回路；所述低温工质循环回路包括耐温耐压低扬程增压泵，该耐温耐压低扬程增压泵出口管线分为两路，一路作为回流旁路连接冷却器热侧入口，该冷却器的热侧出口管线连接位于汽液分离罐筒体下端的回流接管；另一路与预热器冷侧入口相连，而预热器冷侧出口管线接至试验段冷侧入口；所述试验段冷侧出口管线接三通分为两路；一路管线连接压力调节阀入口，压力调节阀出口管线连接位于汽液分离罐筒体上部的试验工质入口形成冷凝旁路；另一路管线连接冷凝器热侧入口，该冷凝器热侧出口管线与汽液分离罐底部连通，即汽液分离罐与冷凝器形成连通器；空冷器的冷却水出、入口分别连接所述冷却器冷侧进、出口管线及冷凝器的冷侧进、出口管线；耐温耐压低扬程增压泵入口和汽液分离罐的底部连通；所述高温循环回路包括导热油炉，该导热油炉的出口分为两路，一路热油管线连接预热器热侧进口，另一路热油管线接至试验段热侧入口；所述预热器及试验段的热侧出口管线均接至导热油炉入口管路；导热油炉内设置有电加热器。比较已公开沸腾流动传热实验系统，本技术具有以下优点：（1）实验系统内压力、温度操作弹性大，该装置低温试验工质压力操作范围可达0.3～4.0MPa，温度范围达30～300℃。（2）实验系统内，实验工质汽化量操作弹性大，采用可控硅功率控制器控制导热油电加热输入功率且利于试验过程调试和控制。（3）可直接用于包括管式热交换器、板式热交换器等各类设备整体的沸腾、蒸发流动传热试验及性能测试。附图说明 图1为本技术装置流程示意图。具体实施方式 以下结合附图和具体实施例对本技术作详细描述。参照图1，一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，试验设备包括：1、耐温耐压低扬程增压泵，2、预热器，3、试验段，4、压力调节阀，5、汽液分离罐，6、冷凝器，7、冷却器，8、空冷器，9、导热油炉。汽液分离罐5、冷凝器6分别配备液位计。为重点说明装置组成，除有特殊作用阀门外，对工程常用流量计、温度计、压力表和阀门管件不做特别说明。如图1所示，一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，包括低温工质循环回路和导热油循环回路。低温试验工质选用水或低沸点工质丙酮、氟利昂制冷剂等，在常压～4.0MPa范围内，沸点范围30～300℃。以满足炼油、化工、电子、制冷等不同行业沸腾流动传热测试需要。低温循环回路工艺流程：试验工质注入耐温耐压低扬程增压泵1、预热器2、试验段3、冷凝器6冷侧流道，并满足汽液分离罐5要求的液位高度。启动耐温耐压低扬程增压泵1，低温试验工质经耐温耐压低扬程增压泵1增压流出后，一路作为回流旁路流经冷却器7后流进入汽液分离罐5以调节控制进入试验段3的试验工质流速。另一路流入预热器2被加热至设定温度后，流入试验段3并被高温工本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，其特征在于：该工艺装置包括低温工质循环回路和高温导热油循环回路；所述低温工质循环回路包括耐温耐压低扬程增压泵（1），该耐温耐压低扬程增压泵（1）出口管线分为两路，一路作为回流旁路连接冷却器（7）热侧入口，该冷却器（7）的热侧出口管线连接位于汽液分离罐（5）筒体下端的回流接管；另一路与预热器（2）冷侧入口相连，而预热器（2）冷侧出口管线接至试验段（3）冷侧入口；所述试验段（3）冷侧出口管线接三通分为两路；一路管线连接压力调节阀（4）入口，压力调节阀（4）出口管线连接位于汽液分离罐（5）筒体上部的试验工质入口形成冷凝旁路；另一路管线连接冷凝器（6）热侧入口，该冷凝器（6）热侧出口管线与汽液分离罐（5）底部连通，即汽液分离罐（5）与冷凝器（6）形成连通器；空冷器（8）的冷却水出、入口分别连接所述冷却器（7）冷侧进、出口管线及冷凝器（6）的冷侧进、出口管线；耐温耐压低扬程增压泵（1）入口和汽液分离罐（5）的底部连通；所述高温循环回路包括导热油炉（9），该导热油炉（9）的出口分为两路，一路热油管线连接预热器（2）热侧进口，另一路热油管线接至试验段（3）热侧入口；所述预热器（2）及试验段（3）的热侧出口管线均接至导热油炉（9）入口管路；导热油炉（9）内设置有电加热器（10）。...
【技术特征摘要】
1.一种提高沸腾流动传热实验操作弹性的工艺装置，其特征在于：该工艺装置包括低温工质循环回路和高温导热油循环回路；所述低温工质循环回路包括耐温耐压低扬程增压泵（1），该耐温耐压低扬程增压泵（1）出口管线分为两路，一路作为回流旁路连接冷却器（7）热侧入口，该冷却器（7）的热侧出口管线连接位于汽液分离罐（5）筒体下端的回流接管；另一路与预热器（2）冷侧入口相连，而预热器（2）冷侧出口管线接至试验段（3）冷侧入口；所述试验段（3）冷侧出口管线接三通分为两路；一路管线连接压力调节阀（4）入口，压力调节阀（4）出口管线连接位于汽液分离罐（5）筒体上部的试验工质入口形成冷凝旁路；另一路管线连接冷凝器（6）热侧入口，该冷凝器（6）热侧出口管线与汽液分离罐（5）底部连通，即汽液分离罐（5）与冷凝器（6）形成连通器；空冷器（8）的冷却水出、入口分别连接所述冷却器（7）冷侧进、出口管线及冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：张延丰，唐海，常春梅，姚立影，姚炜莹，
申请(专利权)人：甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，上海蓝滨石化设备有限责任公司，机械工业上海蓝亚石化设备检测所有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62
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