一种中间介质型传热试验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种中间介质型传热试验平台，所述试验平台由液氮

【技术实现步骤摘要】
一种中间介质型传热试验平台


[0001]本专利技术涉及换热器
，尤其涉及一种中间介质型传热试验平台。

技术介绍

[0002]中间介质型传热装置常用于液化天然气(LNG)气化设备(IFV)中，该传热设备一般包括中间介质气化器E1、LNG气化器E2、和天然气加热器E3组成。其中，E1和E2共用一个壳体，E1内水与液态的中间介质进行换热，中间介质蒸发后变为气态，进一步在E2内与LNG换热；最后天然气在E3内被进一步加热后排出。
[0003]中间介质型传热装置的气化设备具有以下优势：
[0004]相比于空温式气化器，中间介质气化器采用丙烷、异丁烷、氟利昂、氨等介质作为中间传热介质，将海水的热量传递给LNG，属于强制对流传热，而空温式气化器的换热管外是空气，属于自然对流传热，因此中间介质气化率高；其次，中间介质气化器的热源是海水，海水温度比较稳定、热容量大，是取之不尽的热源，不需要进行辅助加热，即可在蒸发器中加热沸点很低的中间介质，因此中间介质气化装置更为节能。此外，海水没有与冷流体直接换热，而是通过中间介质进行传热，因此好地决了其他气化器存在的结冰、结霜等问题。
[0005]目前的现有技术中，对于中间介质传热装置的研究大都集中于理论计算，如一维的模拟或三维的模拟，缺少可靠的实验数据和工程数据，而直接采用等尺度工程产品来进行试验难度较大且成本较高，设计一种能够有效模拟中间介质传热装置的试验平台具有重要意义。已有换热试验平台的专利技术，如CN109001246A、CN112857849A等，不适用于IFV这类结构复杂的装置的模拟。CN110702443A公开了一种LNG的测试装置，然而其仅局限于测试线路以及传感器的布置，并不涉及IFV中最为关键的E1和E2单元。目前已有的中间介质型传热试验平台较为简易，对于中间介质的填充、排放等过程不能很好的实现，且对于中间介质以及进出口流体的状态缺少有效地监控。如何设计出一种能够较好地反应真实IFV结构、数据测量完整准确、装置运行安全可靠的中间介质型传热试验平台仍需要进一步地探索。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种新型的中间介质型传热试验平台，旨在对该类传热器的传热过程进行模拟，并对壳体以及各管道内的流动数据进行有效的监测。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0008]一种中间介质型传热试验平台，其特征在于：包括液氮
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中间介质换热组件、水
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中间介质换热组件以及中间介质循环组件；所述液氮
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中间介质换热组件包括第一换热管、第一进口管路和第一出口管路，液氮储藏罐通过所述第一进口管路与所述第一换热管的入口相连接，第一换热管的出口通过所述第一出口管路与大气连通；所述水
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中间介质换热组件包括第二换热管、第二进口管路和第二出口管路，所述第二换热管的入口通过所述第二进口管路连接自来水流入端，第二换热管的出口通过所述第二出口管路连接自来水的流出
端；所述中间介质循环组件包括壳体、中间介质液相管路和中间介质气相管路，所述第一换热管和第二换热管分别对角设置在所述壳体内部的侧上方和侧下方，中间介质储罐液相区通过所述中间介质液相管路连接壳体的底部，中间介质储罐气相区通过所述中间介质气相管路连接壳体的顶部。
[0009]进一步的，所述第一换热管和第二换热管由若干根呈水平布置的U型管组成，所述壳体为水平放置的柱状壳体，其上设置有透明观察口，所述第一换热管下方的壳体壁面倾斜向下设置，所述第二换热管上方的壳体壁面倾斜向上设置。
[0010]进一步的，所述第一进口管路上依次设置有第一手阀、流量调节阀、第一流量计、第一压力表、第一压力变送器和第一温度变送器，所述第一流量计能够控制所述流量调节阀的开度，所述第一出口管路上依次设置有第二温度变送器、第二压力变送器、第二压力表和背压阀，所述第二压力变送器能够控制所述背压阀的开度，所述第二进口管路上依次设置有第二手阀、第二流量计和第三温度变送器，所述第二出口管路上依次设置有第四温度变送器和第三手阀，所述壳体顶部设置有第三压力变送器、第三压力表、第四温度变送器、温度计，壳体下方设置有液位计组件和第五温度变送器，所述液位计组件包括压差式液位计、上引压管和下引压管，所述中间介质气相管路上设置有第四手阀，所述中间介质液相管路上设置有第五手阀。
[0011]进一步的，在所述第一出口管路位于所述第二温度变送器的上游处设置有第六手阀，在所述第四手阀和中间介质储罐气相区之间设置有第七手阀，第一出口管路和中间介质气相管路之间设置有连接管路，所述连接管路的一端位于第一换热管的出口和第六手阀之间，另一端位于所述第四手阀和第七手阀之间，连接管路上设置有第八手阀，所述流量调节阀旁并联有第九手阀。
[0012]进一步的，所述背压阀旁并联有第十手阀。
[0013]进一步的，所述壳体顶部设置有安全阀和抽真空阀。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1、本专利技术能够对不同中间介质的传热性能进行试验分析。首先，本实验平台中涉及的第一换热管、第二换热管以及壳体的组合较好地模拟了真实IFV的构造，基本能够实现E1、E2换热管的功能，且能适应不同类型的中间介质。
[0016]2、换热管的布局位置以及壳体的倾斜壁面结构能够帮助中间介质在换热过程中充分地循环。
[0017]3、本试验平台中涉及的连接管路能够保证液氮以及中间流体可靠地填充和回收，特别地，利用管路手阀的通断配合能够巧妙地将壳体内剩余的中间介质完全排入中间介质储罐中。
[0018]4、本试验平台涉及的测量装置以及流量控制装置能够对冷、热流体换热管路以及中间介质壳体内各流体状态进行实时监测并控制。特别地，壳体上布置的测量装置综合考虑了液态和气态中间介质在壳体内的分布，对于液态中间介质的液位以及气态中间介质的压力、温度等能够较好地监测；同时，壳体上的安全阀能够有效确保壳内压力的安全性。
[0019]5、本试验装置主要的换热单元都集中在一个封闭的腔体内，环境温度对于试验的影响较小，试验结果相对可靠。
附图说明
[0020]图1为本专利技术结构工艺流程示意图；
[0021]其中：1
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第一换热管，2
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第一进口管路，3
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第一出口管路，4
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液氮储藏罐，5
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第二换热管，6
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第二进口管路，7
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第二出口管路，8
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壳体，9
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中间介质液相管路，10
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中间介质气相管路，11
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中间介质储罐液相区，12
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中间介质储罐气相区，13
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第一手阀，14
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流量调节阀，15
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第一流量计，16
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第一压力表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中间介质型传热试验平台，其特征在于：包括液氮
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中间介质换热组件、水
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中间介质换热组件以及中间介质循环组件；所述液氮
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中间介质换热组件包括第一换热管(1)、第一进口管路(2)和第一出口管路(3)，液氮储藏罐(4)通过所述第一进口管路(2)与所述第一换热管(1)的入口相连接，第一换热管(1)的出口通过所述第一出口管路(3)与大气连通；所述水
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中间介质换热组件包括第二换热管(5)、第二进口管路(6)和第二出口管路(7)，所述第二换热管(5)的入口通过所述第二进口管路(6)连接自来水流入端，第二换热管(5)的出口通过所述第二出口管路(7)连接自来水的流出端；所述中间介质循环组件包括壳体(8)、中间介质液相管路(9)和中间介质气相管路(10)，所述第一换热管(1)和第二换热管(5)分别对角设置在所述壳体(8)内部的侧上方和侧下方，中间介质储罐液相区(11)通过所述中间介质液相管路(9)连接壳体(8)的底部，中间介质储罐气相区(12)通过所述中间介质气相管路(10)连接壳体(8)的顶部。2.根据权利要求1所述一种中间介质型传热试验平台，其特征在于：所述第一换热管(1)和第二换热管(5)由若干根呈水平布置的U型管组成，所述壳体(8)为水平放置的柱状壳体，其上设置有透明观察口，所述第一换热管(1)下方的壳体(8)壁面倾斜向下设置，所述第二换热管(5)上方的壳体(8)壁面倾斜向上设置。3.根据权利要求2所述一种中间介质型传热试验平台，其特征在于：所述第一进口管路(2)上依次设置有第一手阀(13)、流量调节阀(14)、第一流量计(15)、第一压力表(16)、第一压力变送器(17)和第一温度变送器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟金辉，周阳，白剑，王开心，曹建武，戴伟，孙蓓蓓，
申请(专利权)人：航天晨光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：