一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统技术方案

本发明专利技术涉及到一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统，该测量系统组成上包括有供气模块(1)、低温真空环境控制舱(3)、综合比热容测量模块(4)、抽真空装置(2)和计算机控制记录模块(5)，围护系统绝热模块放置于综合比热容测量模块(4)内，该综合比热容测量模块(4)可伸缩地放置于所述的低温真空环境控制舱(3)内，所述的供气模块(1)和抽真空装置(2)均连接在所述的低温真空环境控制舱(3)上，所述的计算机控制记录模块(5)通过线路连接至所述综合比热容测量模块(4)上。本发明专利技术提出的测量系统及对应测量方法能够对LNG船上围护系统的绝热模块在

【技术实现步骤摘要】
一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统


[0001]本专利技术涉及到LNG船建造，特别涉及到一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统。

技术介绍

[0002]天然气由于其具有污染小、储量大、热值高等优点被认为是当前世界主要清洁能源之一。近年来，随着国际天然气贸易量迅速上涨，LNG(liquefied natural gas,LNG)运输业发展迅速，尤其是远洋大型LNG船舶运输，能够有效解决全球天然气分布不均匀的问题。
[0003]在常压下，LNG温度约为
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163℃，远低于一般环境温度；因此，为减少LNG在储运过程中的受热蒸发，对LNG的储运设备中的围护系统需要具备良好的绝热能力。LNG围护系统是由不同构造及尺寸的绝热模块和连接件构成，而绝热模块是由不同材料的板材层叠而成，是一种典型的非均质构造的结构。在传热过程中，因内部构造及材质不均匀，在绝热模块形成传导的热流及表面温度不均匀。故而开展LNG船上围护系统绝热结构模块在低温条件下的综合比热容测试研究，是评估绝热模块，围护结构储热能力的关键参数，也是评估整个围护系统暖仓、预冷和装载工况瞬态蒸发率的基础。
[0004]虽然目前已有多种材料比热容测量的方法和装置，但是由于受尺寸和形状的限制，无法在低温条件下对LNG围护系统的绝热模块的综合比热容进行测量，也缺乏现有围护系统工程化的绝热模块综合比热容测量装置。本专利技术提出的系统及方法可以有效解决上述问题，能够对LNG围护系统的绝热模块在
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190℃～室温下综合比热容进行准确测量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的绝热模块综合比热容无法测量和测量精度不够的问题，提供一种新的LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统。本专利技术的测量系统要能够针对于LNG船上围护系统绝热模块专门设计，针对LNG围护系统绝热模块的构成、使用工况、几何和尺寸特点，实现
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190℃～室温下综合比热容的准确测量。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术专利提供的技术方案如下：
[0007]一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统，该测量系统组成上包括有供气模块、低温真空环境控制舱、综合比热容测量模块、抽真空装置和计算机控制记录模块，围护系统绝热模块放置于综合比热容测量模块内，该综合比热容测量模块可伸缩地放置于所述的低温真空环境控制舱内，所述的供气模块和抽真空装置均连接在所述的低温真空环境控制舱上，所述的计算机控制记录模块通过线路连接至所述综合比热容测量模块上；
[0008]所述的低温真空环境控制舱整体为圆筒形舱体，在圆筒形舱体的一端设有可开合的密封舱门，另一端的舱壁上设有液氮/氮气进口、舱腔抽真空口、线路接口和液氮/氮气出口，所述圆筒形舱体的底部设有硬木支座，在圆筒形舱体的侧壁上设有至少一个可视窗口，在圆筒形舱体内的底部设有热沉；
[0009]所述综合比热容测量模块包括有滑轮、滑轨、滑轨车钢制平面、绝热固定支撑木块固定挡板和综合比热容测量箱，所述的滑轨铺设于所述低温真空环境控制舱内的热沉上，滑轨车通过底部的滑轮设置在滑轨上，滑轨车顶部设有所述的滑轨车钢制平面，所述的综合比热容测量箱通过绝热固定支撑木块放置在滑轨车钢制平面上，在所述的综合比热容测量箱内设有三段式可调温热防护层、样品、温度传感器和电加热板，所述三段式可调温热防护层包括有底端可调温热防护层、中端可调温热防护层和顶端温热防护层，由围护系统绝热模块制成的样品通过隔热支撑放置在底端可调温热防护层上，所述温度传感器设置在所述样品和底端可调温热防护层之间的空隙中，所述样品的上方设有所述的电加热板，所述顶端温热防护层置于所述综合比热容测量箱内侧的顶部，所述中端可调温热防护层分列在所述综合比热容测量箱内侧的侧壁上。
[0010]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，在所述样品与电加热板之间设有导热胶。
[0011]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，所述的温度传感器设有多组，多组温度传感器均匀分布在所述样品和底端可调温热防护层之间。
[0012]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，所述的计算机控制记录模块通过线路连接并控制所述的供气模块和抽真空装置，所述综合比热容测量模块中的温度传感器、电加热板和三段式可调温热防护层分别通过导线与所述的计算机控制记录模块相连接，用于记录和控制温度。
[0013]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，所述的液氮/氮气进口和液氮/氮气出口分别与供气模块连接，所述舱腔抽真空口与抽真空装置连接，所述计算机控制记录模块的线路连接在所述的线路接口。
[0014]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，在所述滑轨车上滑轨车钢制平面的两侧均设有固定挡板，该固定挡板的作用是防止综合比热容测量箱位移，从而避免从滑轨车钢制平面上滑落。
[0015]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，所述的可视窗口设有两个，分别位于低温真空环境控制舱的顶部和侧壁上，便于多个角度全范围地观察低温真空环境控制舱内的情况。
[0016]在本专利技术一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统中，所述的计算机中还设有计算模块，该计算模块从所述控制记录模块获得数据，通过如下公式计算出在不同温度点处样品绝热模块的综合比热容：
[0017][0018]式中，c
s
为样品综合比热容，J/(kg
·
℃)；U和I分别为热稳态时输入计量电加热板的电压与电流，单位分别为V和A；t为时间，单位为s；c
T
为电加热板的比热容，单位是J/(kg
·
℃)，由电加热板制造商给出；m
T
和m
S
分别为电加热板和样品质量，单位为kg；ΔT为样品测量温差区间，单位为℃。
[0019]基于上述技术方案，本专利技术的综合比热容测量系统经过实践应用，取得了如下技术效果：
[0020]1.本专利技术针对LNG船围护系统绝热模块的构成、使用工况、几何和尺寸特点，建立
了一套与之适应的综合比热容测量的系统以及配套的测量方法，实现了在低温下(
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190℃～室温)对LNG围护系统绝热模块的综合比热容进行准确的测量。
[0021]2.针对于LNG船上围护系统绝热模块的应用环境特点，本专利技术提出了专用的低温真空环境控制舱，利用计算机控制模块来操作实现液氮/氮气的输入和输出，并控制其处于真空状态，营造出绝热模块所处的低温真空环境，从而在这个环境中更为准确测量出其综合比热容。
[0022]3.本专利技术专利的测量系统中专门设计了综合比热容测量模块，该测量模块置于专用的低温真空环境控制舱内，通过综合比热容测量箱体壁面设有线路接口，箱体内壁分别装有三段式可调温热防护层，分别为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统，其特征在于，该测量系统组成上包括有供气模块(1)、低温真空环境控制舱(3)、综合比热容测量模块(4)、抽真空装置(2)和计算机控制记录模块(5)，围护系统绝热模块放置于综合比热容测量模块(4)内，该综合比热容测量模块(4)可伸缩地放置于所述的低温真空环境控制舱(3)内，所述的供气模块(1)和抽真空装置(2)均连接在所述的低温真空环境控制舱(3)上，所述的计算机控制记录模块(5)通过线路连接至所述综合比热容测量模块(4)上；所述的低温真空环境控制舱(3)整体为圆筒形舱体，在圆筒形舱体的一端设有可开合的密封舱门(15)，另一端的舱壁上设有液氮/氮气进口(8)、舱腔抽真空口(9)、线路接口(11)和液氮/氮气出口(12)，所述圆筒形舱体的底部设有硬木支座(13)，在圆筒形舱体的侧壁上设有至少一个可视窗口(14)，在圆筒形舱体内的底部设有热沉(10)；所述综合比热容测量模块(4)包括有滑轮(16)、滑轨(17)、滑轨车钢制平面(18)、绝热固定支撑木块(19)、固定挡板(20)和综合比热容测量箱，所述的滑轨(17)铺设于所述低温真空环境控制舱(3)内的热沉(10)上，滑轨车通过底部的滑轮(16)设置在滑轨(17)上，滑轨车顶部设有所述的滑轨车钢制平面(18)，所述的综合比热容测量箱通过绝热固定支撑木块(19)放置在滑轨车钢制平面(18)上，在所述的综合比热容测量箱内设有三段式可调温热防护层、样品(23)、温度传感器(22)和电加热板(28)，所述三段式可调温热防护层包括有底端可调温热防护层(25)、中端可调温热防护层(26)和顶端温热防护层(27)，由围护系统绝热模块制成的样品(23)通过隔热支撑(21)放置在底端可调温热防护层(25)上，所述温度传感器(22)设置在所述样品(23)和底端可调温热防护层(25)之间的空隙中，所述样品(23)的上方设有所述的电加热板(28)，所述顶端温热防护层(27)置于所述综合比热容测量箱内侧的顶部，所述中端可调温热防护层(26)分列在所述综合比热容测量箱内侧的侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种LNG船上围护系统绝热模块综合比热容的测量系统，其特征在于，在所述样品(23)与电加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：史文军，吴天威，刘涛，王佳琦，
申请(专利权)人：沪东中华造船集团有限公司，
类型：发明
国别省市：