一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的性能测试平台制造技术

本发明专利技术公开一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台，包括：启动回路，所示启动回路用于为所示的测试平台提供符合压力要求的二氧化碳流体；热侧回路，包括第一截止阀、第一缓冲罐、第一循环泵、第一加热器以及第一调压阀组，所述的热侧回路供二氧化碳流体在部内流动；冷侧回路，包括第二截止阀、第二缓冲罐、第二循环泵、冷却器以及第二调压阀组，所述的冷侧回路供二氧化碳流体在部内流动；监测装置，用于监测所述冷侧回路与热侧回路内流动的二氧化碳的运行参数；控制系统，控制系统与监测装置信号连接，控制系统用于控制测试平台的运行。本发明专利技术用于解决当前超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的研究缺乏安全可靠的性能测试平台的问题。试平台的问题。试平台的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的性能测试平台


[0001]本申请涉及超临界二氧化碳印刷电路板式换热器
，尤其是涉及一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台。

技术介绍

[0002]目前，超临界二氧化碳发电系统因其具有效率高、系统体积小、噪声低等特点具有广泛的应用前景。超临界二氧化碳发电系统所采用的布雷顿循环的一个关键特性是在涡轮机排气后可再生大量的热量，因此该布雷顿循环的热效率很大程度上取决于涡轮机排气流体的回热效率。具有耐高温高压、不易泄露、结构紧凑等诸多优点的印刷电路板式换热器被广泛作为回热器应用在超临界二氧化碳发电系统中。但由于目前对印刷电路板式换热器的性能研究还处于以数值模拟和理论分析为主的阶段，缺乏安全可靠的超临界二氧化碳印刷电路板式换热器性的性能测试平台。
[0003]公开号为CN110044647A的文件公开了一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器性能测试装置，该性能测试装置通过设置分别与被测试的换热器流体连通的热侧流体循环回路与冷侧流体循环回来模拟超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的工作状态，以测试换热器的性能。但由于该测试装置未设置有二氧化碳缓冲装置，其内部的二氧化碳流体运行参数波动大使得该测试装置测试结果准确度低。同时，该测试装置缺乏必要的安全保护装置。因此该性能测试装置在实际应用中仍存在诸多的限制。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于解决上述提及的目前无安全可靠的超临界二氧化碳印刷电路板式换热器性能测试装置的问题，本申请提供了可实际使用的一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的性能测试平台，所述的超临界二氧化碳印刷电路板式换热器包括：本体、冷侧入口、冷侧出口、热侧入口以及热侧出口；其特征在于，所述的性能测试平台包括：启动回路，包括用于提供二氧化碳的气瓶以及用于提升二氧化碳流体压力的柱塞泵，所述的柱塞泵位于所述气瓶的下游；热侧回路，包括第一截止阀、用于调节二氧化碳流体压力的第一调压阀组、用于储存二氧化碳流体的第一缓冲罐、为二氧化碳流体提供流动动力的第一循环泵以及用于提高二氧化碳流体温度的第一加热器，所述的第一调压阀组、所述的第一缓冲罐、所述的第一循环泵、所述的第一加热器、所述的热侧入口以及所述的热侧出口通过管道依次连接并构成供二氧化碳流体在内部流动的循环回路，所述的柱塞泵、所述的第一截止阀以及所述的第一缓冲罐通过管道依次连接，当所述的第一截止阀处于开启状态时，所述的柱塞泵与所述的第一缓冲罐流体连通；冷侧回路，包括第二截止阀、用于调节二氧化碳流体压力的第二调压阀组、用于储存二氧化碳流体的第二缓冲罐、为二氧化碳流体提供流动动力的第二循环泵以及用于降低二氧化碳流体温度的冷却器，所述的冷却器、所述的第二调压阀组、所述的第二缓冲罐、所述的第二循环泵、所述的冷侧入口以及所述的冷侧出口通过管道依次连接并构成供二氧化碳流体在内部流动的循环回路，所述的柱塞泵、所述的第
二截止阀以及所述的第二缓冲罐通过管道依次连接，当所述的第二截止阀处于开启状态时，所述的柱塞泵与所述的第二缓冲罐流体连通；监测装置，用于监测所述冷侧回路与热侧回路内流动的二氧化碳的运行参数，所述运行参数至少包括二氧化碳压力与二氧化碳温度；控制系统，所述的控制系统与所述的监测装置信号连接，所述的控制系统用于控制所述的测试平台的运行。
[0005]相对于现有技术，上述方案有着如下优点：（1），采用柱塞泵提高二氧化碳压力，能够有效缓解气液共存的超临界二氧化碳对泵体造成的汽蚀作用，提高泵体使用寿命；（2），在循环泵上游设置能够储存超临界二氧化碳流体的缓冲罐，一方面可以有效减轻柱塞泵启停、截止阀状态变化、循环泵启停时等情况造成的循环回路内二氧化碳流体运行参数的波动，以提高测试结果的准确度，另一方面可以补偿循环回路内二氧化碳流体因运行参数变化而造成的体积变化，保证循环泵入口流量；（3），独立设置的启动回路可以在测试平台不停机的情况下向冷侧回路与热侧回路补充二氧化碳流体，提高测试平台的效率。
[0006]在一种优选的技术方案中，所述的启动回路还包括：位于所述气瓶与所述柱塞泵之间的气化器，所述的气化器用于气化来自于所述气瓶的液态二氧化碳。
[0007]在一种优选的技术方案中，所述的第一、第二循环泵被配置为能够调整自身出口流体流量的变频泵。第一、第二循环泵采用变频设计，用于调节循环回路中的流体流量，解决了现有技术中无法单独调节循环回路内流体压力与流体流量的问题。
[0008]在一种优选的技术方案中，所述的热侧回路还包括：第一真空泵以及位于所述第一真空泵上游的第一真空泵入口阀，所述的第一真空泵与所述的第一真空泵入口阀通过管道连接在所述的第一循环回路上，当所述的第一真空泵入口阀处于开启状态时，所述第一真空泵与所述第一循环回路流体连通，所述第一真空泵用于抽出所述的第一循环回路内的残留流体；所述的冷侧回路还包括：第二真空泵以及位于所述第二真空泵上游的第二真空泵入口阀，所述的第二真空泵与所述的第二真空泵入口阀通过管道连接在所述的第二循环回路上，当所述的第二真空泵入口阀处于开启状态时，所述第二真空泵与所述第二循环回路流体连通，所述第二真空泵用于抽出所述的第二循环回路内的残留流体。空气具有传热系数低、压缩比大以及不易液化等特点。若在循环回路内的二氧化碳流体中混入空气，一方面对循环泵将出现汽蚀现象，减低循环泵的使用寿命，另一方面极大地降低测试平台测试结果的准确度，甚至出现“气锤”现象（一种在充满流动着不易压缩流体的压力管道内混入空气而造成管道剧烈振动，甚至管道与设备损坏的现象）而造成测试平台的损坏。相对于现有技术，增设的真空泵以及真空泵入口阀可以在测试平台启动时抽出循环回路内的包括空气在内的残留流体，从而解决上述问题。
[0009]在一种优选的技术方案中，所述的冷侧回路还包括：用于提升二氧化碳温度的第二加热器，所述的第二加热器位于所述的第二循环泵与所述的冷侧入口之间并与所述的第二循环回路流体连通。
[0010]在一种优选的技术方案中，所述的监测装置包括：设置在所述热侧回路上的第一流量计、第一压力计、第一循环泵温度计、第一入口温度计以及第一出口温度计，所述的第一流量计、第一压力计以及第一循环泵温度计位于所述的第一循环泵与所述的第一加热器之间，所述的第一入口温度计处于所述的第一加热器与所述的热侧入口之间，所述的第一出口温度计处于所述的热侧出口与所述的调压阀组之间，其中，所述的第一流量计被配置
为用于监测热侧流体质量流量的质量流量计；设置在所述冷侧回路上的第二流量计、第二压力计、第二循环泵温度计、第二入口温度计、第二出口温度计以及冷却器温度计，所述的第二流量计、第二压力计以及第二循环泵温度计位于所述的第二循环泵与所述的第二加热器之间，所述的第二入口温度计处于所述的第二加热器与所述的冷侧入口之间，所述的第二出口温度计位于所述的冷侧出口与所述的冷却器之间，所述的冷却器温度计位于所述的冷却器与所述的第二调压阀组之间，其中，所述的第二流量计被配置为用于监测冷侧流体质量流量的质量流量计。
[0011]在一种优选的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台（100），所述的二氧化碳印刷电路板式换热器（10）包括：本体（11）、热侧入口（12）、热侧出口（13）、冷侧入口（14）以及冷侧出口（15）；其特征在于，所述的超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台（100）包括：启动回路（1），包括用于提供二氧化碳的气瓶（101）以及用于提升二氧化碳流体压力的柱塞泵（103），所述的柱塞泵（103）位于所述气瓶（101）的下游；热侧回路（2），包括第一截止阀（201）、用于储存二氧化碳流体的第一缓冲罐（202）、为二氧化碳流体提供流动动力的第一循环泵（203）、用于提高二氧化碳流体温度的第一加热器（204）以及用于调节二氧化碳流体压力的第一调压阀组（205），所述的第一缓冲罐（202）、所述的第一循环泵（203）、所述的第一加热器（204）、所述的热侧入口（12）、所述的热侧出口（13）以及所述的第一调压阀组（205）依次通过管道连接并构成供二氧化碳流体在内部流动的第一循环回路（220），所述的柱塞泵（103）、所述的第一截止阀（201）以及所述的第一缓冲罐（202）通过管道依次连接，当所述的第一截止阀（201）处于开启状态时，所述的柱塞泵（103）与所述的第一缓冲罐（202）流体连通；冷侧回路（3），包括第二截止阀（301）、用于调节二氧化碳流体压力的第二调压阀组（305）、用于储存二氧化碳流体的第二缓冲罐（302）、为二氧化碳流体提供流动动力的第二循环泵（303）以及用于降低二氧化碳流体温度的冷却器（311），所述的冷却器（311）、所述的第二调压阀组（305）、所述的第二缓冲罐（302）、所述的第二循环泵（303）、所述的冷侧入口（14）以及所述的冷侧出口（15）依次通过管道连接并构成供二氧化碳流体在内部流动的第二循环回路（320），所述的柱塞泵（103）、所述的第二截止阀（301）以及所述的第二缓冲罐（302）通过管道依次连接，当所述的第二截止阀（302）处于开启状态时，所述的柱塞泵（103）与所述的第二缓冲罐（302）流体连通；监测装置（4），用于监测所述冷侧回路（2）与热侧回路（3）内流动的二氧化碳的运行参数，所述运行参数至少包括二氧化碳压力与二氧化碳温度；控制系统（5），所述的控制系统（5）与所述的监测装置（4）信号连接，所述的控制系统用于控制所述的测试平台（100）的运行。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台，其特征在于，所述的启动回路（1）还包括：位于所述气瓶（101）与所述柱塞泵（103）之间的气化器（102），所述的气化器（102）用于气化来自于所述气瓶（1）的液态二氧化碳。3.根据权利要求1所述超临界二氧化碳印刷电路板式换热气的测试平台，其特征在于，所述的第一、第二循环泵（203、303）被配置为能够调整自身出口流体流量的变频泵。4.根据权利要求1所述一种超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台，其特征在于，所述的热侧回路（2）还包括：第一真空泵（210）以及位于所述第一真空泵（210）上游的第一真空泵入口阀（209），所述的第一真空泵（210）与所述的第一真空泵入口阀（209）通过管道连接在所述的第一循环回路（220）上，当所述的第一真空泵入口阀（209）处于开启状态时，所述第一真空泵（210）与所述第一循环回路（220）流体连通，所述第一真空泵（210）用于抽出所述的第一循环回路（220）内的残留流体；所述的冷侧回路还包括：第二真空泵（310）以及位于所述第二真空泵（310）上游的第二真空泵入口阀（309），所述的第二真空泵（310）与所述的第二真空泵入口阀（309）通过管道
连接在所述的第二循环回路（320）上，当所述的第二真空泵入口阀（309）处于开启状态时，所述第二真空泵（310）与所述第二循环回路（320）流体连通，所述第二真空泵（310）用于抽出所述的第二循环回路（320）内的残留流体。5.根据权利要求1所述超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台，其特征在于，所述的冷侧回路（3）还包括：用于提升二氧化碳温度的第二加热器（304），所述的第二加热器（304）位于所述的第二循环泵（303）与所述的冷侧入口（14）之间并与所述的第二循环回路（320）流体连通。6.根据权利要求5所述超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的测试平台，其特征在于，所述的监测装置（4）包括：设置在所述热侧回路（2）上的第一流量计（401）、第一压力计（402）、第一循环泵温度计（403）、第一入口温度计（404）以及第一出口温度计（405），所述的第一流量计（401）、第一压力计（402）以及第一循环泵温度计（403）位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪君，王健，马杰，漆鹏程，陈强，
申请(专利权)人：江苏金通灵光核能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：