一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统技术方案

本发明专利技术提供了一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，包括主实验回路、加压旁路、控制系统和数据采集系统；控制系统包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀；主实验回路包括依次管路连接并构成回路的熔盐罐、调节阀、流量计、第二加热器、测试段和冷却系统。本发明专利技术提供的实验回路可对目前国内外的柔性连接组件进行加速疲劳测试，实验回路安全可靠。同时，实验回路除可开展动态熔盐的柔性连接疲劳与泄漏测试外，还可用于静态熔盐的柔性连接组件的疲劳与泄漏特性研究。疲劳与泄漏特性研究。疲劳与泄漏特性研究。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统


[0001]本专利技术涉及柔性连接组件疲劳测试领域，特别是柔性连接组件在以高温熔融盐为集热管内工质的槽式光热发电系统中疲劳及泄漏特性的实验研究系统，尤其涉及一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统。

技术介绍

[0002]现阶段，为了不断提高槽式太阳能光热发电站中发电机组的工作效率，集热管内的传热工质正在向着更高的温度以及更高的压力发展。目前国内外的柔性连接组件在应用于以导热油为集热管内传热工质的光热发电系统，已达到了相对成熟的阶段，但是由于熔融盐拥有比导热油更高的工作温度，适用于导热油的一套柔性连接组件已不再适用，国内外各厂家也一直在跟进适用于高温熔盐的柔性连接组件的研究，但是缺乏一套合适的实验测试平台对柔性连接组件进行加速疲劳测试。为此，研究和开发一套用于高温熔盐的柔性连接组件的疲劳与泄漏测试循环回路实验系统，对后续槽式光热发电技术的发展以及槽式光热发电系统的稳定运行有重大的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本专利技术提供一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，以解决由于现有的应用于高温熔融盐的柔性连接组件缺乏充足的测试条件而在后续光热发电站中应用造成熔盐泄漏，以及目前国内外缺乏相关测试实验平台的问题。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，包括主实验回路、加压旁路、控制系统和数据采集系统；所述的控制系统包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀；所述的主实验回路包括依次管路连接并构成回路的熔盐罐、调节阀、流量计、第二加热器、测试段和冷却系统；所述的熔盐罐内布置有第一加热器， 所述的测试段管路外布置有第三加热器，主实验回路中的工质为熔融太阳盐，所述的测试段上具有柔性组件和带动柔性组件运动的运动组件；所述的加压旁路包括依次管路连接的氮气瓶和减压阀，所述的减压阀出气端管路一分为二，一路与熔盐罐管路连接，另一路连接有第五截止阀；加压旁路还包括真空泵，真空泵的进气端通过第六截止阀后与熔盐罐管路连接；其中第一截止阀设置在测试段与第二加热器之间的管路上；第二截止阀位于测试段与冷却器之间的管路上；第三截止阀设置在主实验回路上，第三截止阀一端管路连接在流量计与第二加热器之间的管路上、另一端管理连接在冷却系统与熔盐罐之间的管路上，第二加热器、测试段和第三压力传感器三者形成的管路与第三截止阀所在管路并联；第四截止阀设置在减压阀出气端与熔盐罐之间的管路上；第五截止阀的出口管路一分为二形成两条与测试段并联的气封管路，且两条气封管路出口汇集后连接有排污阀；所述的数据采集系统包括温度传感器和压力传感器；第一截止阀与测试段之间的管路上设有第一温度传感器和第一压力传感器；测试段与第二
截止阀之间的管路上设有第二温度传感器和第二压力传感器；冷却系统与熔盐罐之间的管路上设有第三温度传感器和第三压力传感器；调节阀的进口管路、调节阀与流量计之间的管路、流量计的出口管路上均分别设有第四温度传感器和第四压力传感器；熔盐罐与减压阀之间的管路上设有第五压力传感器，第五截止阀的出口管路上设有第六压力传感器。
[0005]进一步的，为了便于主实验回路中工质的回流，所述的熔盐罐安装于主实验回路的最低位置，所述的流量计两端管路水平布置，主实验回路中除流量计两端的管路外的其他管路，均朝熔盐罐具有倾角。
[0006]优选的，所述的运动组件包括旋转轴、带动柔性组件转动的油缸和驱动柔性组件平移的液压推杆，所述的油缸和液压推杆分别通过旋转轴与柔性组件传动连接；所述的的柔性组件包括测试管路，测试管路两端分别连接有挠性软管，挠性软管远离测试管路的端部则通过旋转接头与主实验回路连接；所述的测试管路两端靠近挠性软管的位置分别设有里传感器，所述的旋转接头还连接有带动对应侧挠性软管旋转的旋转轴，所述的旋转轴上设有扭矩传感器。
[0007]优选的，所述的第一截止阀、第二截止阀所在的主实验回路的管路为开口向下的“∩”形弯管，所述的第一截止阀和第二截止阀位于“∩”形弯管的开口顶部，所述的气封管路与对应侧“∩”管路的连接位置位于截止阀靠近测试段一侧的位置。在第一截止阀和第二截止阀段落位置处设计“∩”形弯管，在该位置处，弯管的形状可方便对熔融盐形成截流，达到注盐的目的，同时在静态熔融盐测试时便于拦截气体，在测试段两端形成有效的气封结构。
[0008]优选的，所述的熔盐罐内腔底部设有为主实验回路泵入熔融盐的熔盐泵，熔盐泵为采用离心式叶轮的熔盐液下泵，所述的熔盐罐内腔上方则分别设有液位计、压力计和插入式热电偶。
[0009]采用上述的一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，可用于动态熔融盐的柔性连接疲劳测试，包括以下步骤：S1：打开第六截止阀，开启真空泵，抽除熔盐罐内多余空气，并同时打开第四截止阀、第五截止阀，开启减压阀，将氮气瓶中的氮气替换空气并作为主实验回路的充压介质，而后关闭真空泵及第六截止阀，仅对主实验回路内部进行加压，待主实验回路中各压力传感器示数到测试压力读数，关闭第五截止阀；S2：关闭第三截止阀，打开第一截止阀和第二截止阀，调整转动测试段，使得测试段位于转动方向上的最低位置，开启第一加热器加热熔化熔融盐，开启熔盐泵，调节调节阀的开度，使主实验回路流量达到实际工况流量，开启第二加热器对熔盐进行二次加热以达到设定的测试温度；S3：待实验回路中温度压力都趋于稳定后，开启测试段的运动组件，对柔性连接组件进行疲劳测试，并由终端记录测试次数；S4：测试实验进行过程中，观察第一压力传感器及第二压力传感器的读数，计算并记录两者压差；S5：测试结束后，关闭熔盐泵、第一加热器、第二加热器、减压阀和第四截止阀，并调节测试段转动测试段至其旋转过程中的最高位置，待熔盐回流完毕并降至安全温度，实验回路内部压力降至标准大气压后，对测试段柔性连接组件进行拆解，收集熔盐泄漏颗粒，
并结合第一压力传感器及第二压力传感器、力传感器和扭矩传感器的数值变化对泄漏与疲劳特性进行分析；S6：若实验过程中，熔盐发生大量泄漏且不可控，立即打开第三截止阀，将测试段部分断路，随后依次关闭熔盐泵、第一加热器、第二加热器、减压阀和第四截止阀。
[0010]采用上述的一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，还可用于静态熔融盐的柔性连接疲劳测试，包括以下步骤：S1:保持主实验回路中第一截止阀和第二截止阀开路，第三截止阀关闭，调整转动测试段，使得测试段位于转动方向上的最低位置；S2：打开第一加热器，加热熔盐到一定温度后，开启熔盐泵；S3：待测试回路中充满熔盐后，关闭熔盐泵，随后开启第三加热器，并关闭第一截止阀和第二截止阀；S4：开启减压阀与第五截止阀，对测试段两端进行充压，使得工质被气封在测试段内，到指定压力后，关闭减压阀与第五截止阀；S6：对柔性连接组件进行疲劳测试，并由终端记录测试次数；S7：待测试结束后，关闭第三加热器，调整转动测试段，使得测试段位于转动方向上的最高位置，待熔盐回流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，其特征在于：包括主实验回路、加压旁路、控制系统和数据采集系统；所述的控制系统包括第一截止阀（14）、第二截止阀（15）、第三截止阀（16）、第四截止阀（28）、第五截止阀（29）、第六截止阀（32）；所述的主实验回路包括依次管路连接并构成回路的熔盐罐（1）、调节阀（3）、流量计（4）、第二加热器（12）、测试段（5）和冷却系统（6）；所述的熔盐罐（1）内布置有第一加热器（11）， 所述的测试段（5）管路外布置有第三加热器（13），主实验回路中的工质为熔融二元太阳盐，所述的测试段（5）上具有柔性组件和带动柔性组件运动的运动组件；所述的加压旁路包括依次管路连接的氮气瓶（25）和减压阀（27），所述的减压阀（27）出气端管路一分为二，一路与熔盐罐（1）管路连接，另一路连接有第五截止阀（29）；加压旁路还包括真空泵（31），真空泵（31）的进气端通过第六截止阀（32）后与熔盐罐（1）管路连接；其中第一截止阀（14）设置在测试段（5）与第二加热器（12）之间的管路上；第二截止阀（15）位于测试段（5）与冷却器之间的管路上；第三截止阀（16）设置在主实验回路上，第三截止阀（16）一端管路连接在流量计（4）与第二加热器（12）之间的管路上、另一端管理连接在冷却系统（6）与熔盐罐（1）之间的管路上，第二加热器（12）、测试段（5）和第三压力传感器（21）三者形成的管路与第三截止阀（16）所在管路并联；第四截止阀（28）设置在减压阀（27）出气端与熔盐罐（1）之间的管路上；第五截止阀（29）的出口管路一分为二形成两条与测试段（5）并联的气封管路，且两条气封管路出口汇集后连接有排污阀（33）；所述的数据采集系统包括温度传感器和压力传感器；第一截止阀（14）与测试段（5）之间的管路上设有第一温度传感器（18）和第一压力传感器（17）；测试段（5）与第二截止阀（15）之间的管路上设有第二温度传感器（20）和第二压力传感器（19）；冷却系统（6）与熔盐罐（1）之间的管路上设有第三温度传感器（22）和第三压力传感器（21）；调节阀（3）的进口管路、调节阀（3）与流量计（4）之间的管路、流量计（4）的出口管路上均分别设有第四温度传感器（24）和第四压力传感器（23）；熔盐罐（1）与减压阀（27）之间的管路上设有第五压力传感器（26），第五截止阀（29）的出口管路上设有第六压力传感器（30）。2.如权利要求1所述的一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，其特征在于：所述的熔盐罐（1）安装于主实验回路的最低位置，所述的流量计（4）两端管路水平布置，主实验回路中除流量计（4）两端的管路外的其他管路，均朝熔盐罐（1）具有倾角。3.如权利要求1所述的一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，其特征在于：所述的运动组件包括旋转轴（505）、带动柔性组件转动的油缸和驱动柔性组件平移的液压推杆，所述的油缸和液压推杆分别通过旋转轴（505）与柔性组件传动连接；所述的的柔性组件包括测试管路，测试管路两端分别连接有挠性软管（502），挠性软管（502）远离测试管路的端部则通过旋转接头（501）与主实验回路连接；所述的测试管路两端靠近挠性软管（502）的位置分别设有里传感器，所述的旋转接头（501）还连接有带动对应侧挠性软管（502）旋转的旋转轴（505），所述的旋转轴（505）上设有扭矩传感器（504）。4.如权利要求1所述的一种柔性连接组件疲劳与泄漏测试循环实验回路系统，其特征在于：所述的第一截止阀（14）、第二截止阀（15）所在的主实验回路的管路为开口向下的
“
∩”形弯管（506），所述的第一截止阀（14）和第二截止阀（15）位于“∩”形弯管（506）的开口顶部，所述的气封管路与对应侧“∩”管路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪国剑，陈志，李奥赛，顾金铭，陆蓓蓓，王政伟，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：