一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统技术方案

一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统，由空气‑太阳能双热源热泵系统、储水试压系统、监控系统和试压场地供暖等五个分系统构成。用温度控制系统检测场地、试压用水温度和试压设备壁温，将采集获得信号传输给控制器，通过控制器预设程序，控制水压试验用水温度即换热水箱中的水温度维持在20℃左右，并保证试验场地环境温度与实验用水温差不超过5℃；控制空气‑太阳能双热源热泵系统中空气源热泵系统和太阳能热泵系统在太阳能充足满足水温要求事故切换或单一热源无法达到系统要求时同时运行；在无水压试压时监测系统管道温度避免管道冻结；最后在水压试验完毕回收试验用水避免浪费和能量损失。最终达到保证容器产品质量的要求。

A heating system of water for pressure test and site heating system in winter water pressure test site

【技术实现步骤摘要】
一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统
本技术涉及一种压力容器冬季水压试验升温系统且兼场地采暖系统。
技术介绍
压力容器水压试验是压力容器制造过程中的重要环节，用以考核承压部件的强度，暴露承压部件制造及焊接缺陷，且不损害承压部件；北方地区冬季气温较低，压力容器制造水压试验用水如果温度低于周围空气的露点，则空气中的水蒸气就会在承压部件上凝结，如果承压部件的焊口或胀口出现轻微的泄漏就容易被掩盖而不易被及时发现；同时当水压试验用水温度太低，低于材料无塑性转变温度，则可能导致水压试验时设备的脆性破裂。如果水压试验用的水温度过高，又将增大设备的热应力，可能导致厚壁承压部件过大的温差应力导致设备损伤。因此在GB/T150-2011中要求水压试验用水温度Q345R、Q370R和07MnMoVR等材料钢制容器液压试验时，液体温度不得低于5℃；其他碳钢和低合金钢容器，液压试验时液体温度不得低于15℃；如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高，则需相应提高试验液体温度等，通常冬季要求水压试验温度在20℃左右。因此，北方许多容器制造厂通常采取电辐射棒加热、电暖气加热、供暖加热或蒸汽加热等方式，但以上几种方法不能兼顾场地采暖和水压用水加温，存在的问题是成本高、功耗大、系统功能单一，试压用水不能循环利用，因此需要一种功耗低，造价低，易与实现采暖和水加热同时兼顾的系统来降低产品制造成本和保证产品质量，同时回收试验用水节约能源。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术提供了一种自动控制冬季水压试验场所采暖间兼试压用水升温系统，用于提高试验场地环境温度和水压试验用水水温，达到水压试验要求来保证产品质量。为解决上述问题，采用如下设计方案：一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统，由空气-太阳能双热源热泵系统、储水试压系统、监控系统和试压场地供暖等五个分系统构成。其特征在于所述空气-太阳能双热源热泵系统主要由空气源热泵机组和太阳能集热热源装置组成。其中空气源热泵机组由压缩机、膨胀阀、空气源热泵、冷凝器、水源蒸发器、空气源蒸发器、中间分层水箱构成，其中膨胀阀与空气源蒸发器、水源蒸发器相连，水源蒸发器与压缩机相连，再与冷凝器相连，然后与中间分层水箱相连；太阳能集热热源装置由太阳能集热器和太阳能热泵、以及空气源热泵机组中的中间分层水箱组成。通过现场各温度数据采集，控制两热源机组单独启停和同时投入使用，加热中间分层水箱中储存的水，通过热水循环为场地采暖和试压用水加温提供热源。所述储水试压系统主要由换热水箱，循环水泵、循环加压水泵组成，上述空气-太阳能双热源热泵系统提供的热水经过循环水泵及循环加压水泵工作，输送至换热水箱中的盘管加热装置，通过热交换作用来保证试压用水温度。整个储水系统用以试验用水储存和供压水源。所述监控系统由传感器端子和控制器构成，其中传感器端子包括红外传感器、温度传感器、液位计，用以监测场地、水箱内水温及液面高度和压力容器设备罐壁壁温，并根据检测温度情况进行空气源蒸热泵机组和太阳能热泵机组的控制及切换。所述试压场地供暖系统是由供暖管道和暖气片组成的室内供暖装置组成，用以场地采暖，保证场地温度。本技术提供了一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统，安设在水压试验场所，用温度控制系统检测场地、试压用水温度和试压设备壁温，将采集获得信号传输给控制器，通过控制器预设程序，控制水压试验用水温度即换热水箱中的水温度维持在20℃左右，并保证试验场地环境温度与实验用水温差不超过5℃；控制空气-太阳能双热源热泵系统中空气源热泵系统和太阳能热泵系统在太阳能充足满足水温要求事故切换或单一热源无法达到系统要求时同时运行；在无水压试压时监测系统管道温度避免管道冻结；最后在水压试验完毕回收试验用水避免浪费和能量损失。最终达到保证容器产品质量的要求。附图说明：图1为本技术的冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统结构示意图。图2为本技术的冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统工作流程图。图中各编号意义如下：1-压缩机；2-膨胀阀；3、4-空气源热泵；5-冷凝器；6-水源蒸发器；7-空气源蒸发器；8-中间分层水箱；9-太阳能集热器；10-太阳能热泵；11-循环水泵；12-换热水箱；13-循环加压水泵；14待试压设备；15-供暖管道和暖气片组成的室内供暖装置；16-传感器端子；17-控制器；18-外接水源。具体实施方式结合附图1和附图2对本技术进一步说明。如图1所示，一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统，由空气-太阳能双热源热泵系统、储水试压系统、监控系统和试压场地供暖系统构成。所述空气-太阳能双热源热泵系统主要由压缩机1、膨胀阀2、空气源热泵3和4、太阳能热泵10、冷凝器5、水源蒸发器6、空气源蒸发器7、中间分层水箱8、太阳能集热器9组成，用以为场地采暖和水温升温提供热源。所述空气-太阳能双热源热泵系统主要由空气源热泵机组和太阳能集热热源装置组成。其中空气源热泵机组由压缩机1、膨胀阀2、空气源热泵3、冷凝器5、水源蒸发器6、空气源蒸发器7、中间分层水箱8构成，其中膨胀阀2与空气源蒸发器7、水源蒸发器6相连，水源蒸发器6与压缩机1相连，再与冷凝器5相连，然后与中间分层水箱8相连；太阳能集热热源装置由太阳能集热器9和太阳能热泵10、以及空气源热泵机组中的中间分层水箱8组成。通过现场各温度数据采集，控制两热源机组单独启停和同时投入使用，加热中间分层水箱中储存的水，通过热水循环为场地采暖和试压用水加温提供热源。所述储水试压系统主要由换热水箱12，循环水泵11、循环加压水泵13组成，用作试验用水储存和供压水源。所述监控系统由传感器端子16和控制器17构成，其中传感器端子包括红外传感器、温度传感器、液位计，用以监测场地、水箱内水温及液面高度和压力容器设备罐壁壁温，并根据检测温度情况进行空气源蒸热泵机组和太阳能热泵机组的控制及切换。所述试压场地供暖系统是由供暖管道和暖气片组成的室内供暖装置15组成，用以确保场地温度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统，由空气-太阳能双热源热泵系统、储水试压系统、监控系统和试压场地供暖等五个分系统构成；其特征在于所述空气-太阳能双热源热泵系统主要由空气源热泵机组和太阳能集热热源装置组成；其中空气源热泵机组由压缩机、膨胀阀、空气源热泵、冷凝器、水源蒸发器、空气源蒸发器、中间分层水箱构成，其中膨胀阀与空气源蒸发器、水源蒸发器相连，水源蒸发器与压缩机相连，再与冷凝器相连，然后与中间分层水箱相连；太阳能集热热源装置由太阳能集热器和太阳能热泵、以及空气源热泵机组中的中间分层水箱组成；通过现场各温度数据采集，控制两热源机组单独启停和同时投入使用，加热中间分层水箱中储存的水，通过热水循环为场地采暖和试压用水加温提供热源；所述储水试压系统主要由换热水箱，循环水泵、循环加压水泵组成，上述空气-太阳能双热源热泵系统提供的热水经过循环水泵及循环加压水泵工作，输送至换热水箱中的盘管加热装置，通过热交换作用来保证试压用水温度；整个储水系统用以试验用水储存和供压水源；所述监控系统由传感器端子和控制器构成，其中传感器端子包括红外传感器、温度传感器、液位计，用以监测场地、水箱内水温及液面高度和压力容器设备罐壁壁温，并根据检测温度情况进行空气源蒸热泵机组和太阳能热泵机组的控制及切换；所述试压场地供暖系统是由供暖管道和暖气片组成的室内供暖装置组成，用以场地采暖，保证场地温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种冬季水压试验场所试压用水升温系统兼场地采暖系统，由空气-太阳能双热源热泵系统、储水试压系统、监控系统和试压场地供暖等五个分系统构成；其特征在于所述空气-太阳能双热源热泵系统主要由空气源热泵机组和太阳能集热热源装置组成；其中空气源热泵机组由压缩机、膨胀阀、空气源热泵、冷凝器、水源蒸发器、空气源蒸发器、中间分层水箱构成，其中膨胀阀与空气源蒸发器、水源蒸发器相连，水源蒸发器与压缩机相连，再与冷凝器相连，然后与中间分层水箱相连；太阳能集热热源装置由太阳能集热器和太阳能热泵、以及空气源热泵机组中的中间分层水箱组成；通过现场各温度数据采集，控制两热源机组单独启停和同时投入使用，加热中间分层水箱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海洋，杨晓丽，李燕辛，常隆，陶金，
申请(专利权)人：宁夏宝塔石化煤化工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64