陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统及方法；包括：第一测试管路，两端分别设置有第一阀门和第二阀门；第二测试管路，两端分别设置有第三阀门和第四阀门；所述第二测试管路提供的测试用物料的温度低于所述第一测试管路提供的测试用物料的温度；所述第二测试管路与所述第一测试管路两端分别并联后得到整体测试管路；所述测试回路两端均设置有用于采集测试用数据的传感器；本发明专利技术通过相互并联设置的第一测试管路和第二测试管路，通过控制两个回路上的阀门，实现了第一测试管路和第二测试管路之间的切换，可以得到真对不同类型主低温换热器应在不同温区时的测试子系统。温区时的测试子系统。温区时的测试子系统。

【技术实现步骤摘要】
陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统及方法


[0001]本专利技术属于主低温换热器测试
，尤其涉及一种陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统及方法。

技术介绍

[0002]液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)是天然气的一种高效运输方式，逐渐成为国际天然气贸易的主流形式；天然气可在陆基天然气液化工艺中经预处理后，进入主低温换热器进行液化；此外，液化天然气浮式生产储卸装置(LNG
‑
FPSO)可在深海与边际气田开发天然气并直接进行预处理和液化。陆基与海上天然气液化工艺主低温换热器主要包括板翅式换热器、绕管式换热器以及印刷电路板式换热器三种类型，且均应用于天然气液化过程的预冷、过冷和深冷不同温区。不同类型换热器的冷热通道结构形式不同，流动与换热特征差异较大；同种类型换热器应用于不同温区时，冷热通道内流体存在纯液相、纯气相与气液两相三种相态，由于存在不同相态之间的换热，导致换热器整体的流动换热演化规律极为复杂；此外，海上天然气液化工艺中主低温换热器会受到海况晃动的影响，导致流动换热性能恶化。
[0003]专利技术人发现，目前，还不存在针对陆基与海上天然气液化工艺中不同类型换热器在不同温区时的测试系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统及方法，本专利技术通过相互并联设置的第一测试管路和第二测试管路，实现了对不同类型换热器应在不同温区时的测试系统。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，采用如下技术方案：
[0006]陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，包括：
[0007]第一测试管路，两端分别设置有第一阀门和第二阀门；
[0008]第二测试管路，两端分别设置有第三阀门和第四阀门；所述第二测试管路提供的测试用物料的温度低于所述第一测试管路提供的测试用物料的温度；
[0009]所述第二测试管路与所述第一测试管路两端分别并联后得到整体测试管路；所述整体测试管路一端用于连接待测试主低温换热器的入口，另一端用于连接待测试主低温换热器出口；所述测试回路两端均设置有用于采集测试用数据的传感器。
[0010]进一步的，待测试主低温换热器安装到实验平台上；所述实验平台底部安装有用于驱动所述实验平台做平移运动的第一电机，所述实验平台侧部安装有用于驱动所述实验平台做翻转运动的第二电机。
[0011]进一步的，所述第一测试管路上，在所述第一阀门向所述第二阀门方向上依次连通有第一冷凝器、戊烷储罐和第一换热器。
[0012]进一步的，所述第一冷凝器与第一冷水循环系统连接，所述第一冷水循环系统包括依次连接的用于提供冷水的第一水浴、第一离心泵和第一常温阀；所述第一常温阀出口端与所述第一水浴入口端还通过管道连接有用于调节流量的第二常温阀。
[0013]进一步的，所述戊烷储罐出口与入口之间连接有用于调节戊烷流量的第三常温阀。
[0014]进一步的，所述第一换热器与热水循环系统连接，所述热水循环系统包括依次连接的用于提供热水的第二水浴、第三离心泵和第四常温阀；所述述第四常温阀出口端与所述第二水浴入口端还通过管道连接有用于调节流量的第五常温阀。
[0015]进一步的，所述第二测试管路在所述第三阀门向所述第四阀门方向上依次连通有气化器、工质加注口、风机、第二换热器、第二冷凝器和第三冷凝器；所述风机两端通过管路连接有风机旁通低温阀。
[0016]进一步的，所述第二换热器与第二冷水循环系统连接，所述第二冷水循环系统包括依次连接的用于提供冷水的第三水浴、第四离心泵和第六常温阀；所述述第六常温阀出口端与所述第三水浴入口端还通过管道连接有用于调节流量的第七常温阀。
[0017]进一步的，所述第二冷凝器和第三冷凝器通过管路与液氮储罐连接；
[0018]进一步的，所述传感器包括压力传感器和温度传感器。
[0019]为了实现上述目的，第二方面，本专利技术还提供了一种陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试方法，采用如下技术方案：
[0020]陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试方法，采用了如第一方面中所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，包括：
[0021]将待测类型的主低温换热器安装到实验平台上，并与整体测试管路接通；
[0022]进行常温下流动与换热特性测试时，第三阀门和第四关闭，第一阀门第二阀门开启，调节戊烷流量到预设值，调节热水循环系统内的热水流量到预设值，控制戊烷温度到预设值；调节第一冷水循环系统内的冷却水流量到预设值；
[0023]进行低温下流动与换热特性测试时第三阀门和第四开启，第一阀门第二阀门关闭，调节工质流量到预设值，调节第二冷水循环系统内的冷却水的流量到预设值；控制液氮流量以控制工质的温度；
[0024]通过控制第一电机和第二电机实现静止及不同海上晃荡工况下的模拟；
[0025]进行不同温区不同类型主低温换热器在静止与海上晃荡工况下的流动换热特性测试时，均通过压力传感器测量流体的进出口压力，得到流体通过主低温换热器的压降，以反映流动特性；通过温度传感器测量流体的进出口温度，通过换热固体表面内部的温度传感器测量换热表面温度，结合控制柜设定的加热片或加热棒的功率，计算流体流过主低温换热器的全局换热系数，以反映换热特性。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]1、本专利技术通过相互并联设置的第一测试管路和第二测试管路，通过控制两个回路上的阀门，实现了第一测试管路和第二测试管路之间的切换，可以得到真对不同类型主低温换热器应在不同温区时的测试子系统；
[0028]2、本专利技术中，通过可平移和翻转的试件安装台，可实现对不同海上晃荡工况的模拟，再现了主低温换热器真实的作业环境。
附图说明
[0029]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0030]图1为本专利技术实施例1的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例1的实验平台结构示意图；
[0032]其中，1、实验平台，11、安装台面，12、翻板，13、第二电机，14、平移滑轨，15、第一电机，16、底座，2、第一冷凝器，3、第三冷凝器，4、第二冷凝器，5、气化器，6、风机，7、戊烷储罐，8、第一换热器，9、第二换热器，10、液氮储罐，11、第二水浴，12、第一水浴，14、第三水浴，15、第二离心泵，16、第一离心泵，17、第三离心泵，18、第四离心泵，19、第三阀门，20、风机旁通低温阀，21、第四阀门，22、液氮储罐出口低温阀，23、第一阀门，24、第二常温阀，25、第一常温阀，26、第八常温阀，27、第二阀门，28、第三常温阀，29、第九常温阀，30、第五常温阀，31、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，包括：第一测试管路，两端分别设置有第一阀门和第二阀门；第二测试管路，两端分别设置有第三阀门和第四阀门；所述第二测试管路提供的测试用物料的温度低于所述第一测试管路提供的测试用物料的温度；所述第二测试管路与所述第一测试管路两端分别并联后得到整体测试管路；所述整体测试管路一端用于连接待测试主低温换热器的入口，另一端用于连接待测试主低温换热器出口；所述测试回路两端均设置有用于采集测试用数据的传感器。2.如权利要求1所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，待测试主低温换热器安装到实验平台上；所述实验平台底部安装有用于驱动所述实验平台做平移运动的第一电机，所述实验平台侧部安装有用于驱动所述实验平台做翻转运动的第二电机。3.如权利要求1所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，所述第一测试管路上，在所述第一阀门向所述第二阀门方向上依次连通有第一冷凝器、戊烷储罐和第一换热器。4.如权利要求3所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，所述第一冷凝器与第一冷水循环系统连接，所述第一冷水循环系统包括依次连接的用于提供冷水的第一水浴、第一离心泵和第一常温阀；所述第一常温阀出口端与所述第一水浴入口端还通过管道连接有用于调节流量的第二常温阀。5.如权利要求3所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，所述戊烷储罐出口与入口之间连接有用于调节戊烷流量的第三常温阀。6.如权利要求3所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，所述第一换热器与热水循环系统连接，所述热水循环系统包括依次连接的用于提供热水的第二水浴、第三离心泵和第四常温阀；所述述第四常温阀出口端与所述第二水浴入口端还通过管道连接有用于调节流量的第五常温阀。7.如权利要求1所述的陆基与海上天然气液化用主低温换热器的测试系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉星，刘亮，韩辉，孙崇正，朱建鲁，王俊琦，苏正雄，李德凯，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：