本发明专利技术涉及低温泵测试技术领域，提供了一种液氢泵测试系统及其测试方法，该液氢泵测试系统包括低温测试端组件、连接于低温测试端组件的流体充排模块以及用于对液氢泵测试系统的阀门进行控制的自动控制系统；该液氢泵测试系统设置有冷箱，能够满足不低于20K低温环境下(尤其是20K液氢、77K液氮环境下)进行泵的性能及临界汽蚀余量测试需求，通过对温度、压力、流量、液位等关键参数进行测试，可以实现液氢温区不同入口压力及流量下的离心式潜液泵及管路泵外特性及汽蚀特性的测试和评估，通过对泵在实际运行工况下进行性能测试，从而对泵实际性能进行准确评估并为研发与改进工作提供指导。指导。指导。
【技术实现步骤摘要】
一种液氢泵测试系统及其测试方法
[0001]本专利技术涉及低温泵测试
，特别是涉及一种液氢泵测试系统及其测试方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着全球气候压力增大以及能源转型加速，氢能以其零污染、高效能等优势受到全球瞩目，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。氢的储运技术为氢能发挥战略意义提供重要支撑。液氢储运较氢气储运经济性较高，是未来氢储运的重要方向。液氢泵作为液氢输运应用的重要部件，目前仍是国内待攻克的技术难题。在液氢泵设计过程中，进行接近真实运行环境的条件下的充分测试必不可少。但是目前，国内尚未建立液氢泵的性能测试平台，传统的液氮泵测试平台适应温区为77K，其难以满足液氢温区的漏热等测试需求。
技术实现思路
[0003]本专利技术的一目的是，提供一种液氢泵测试系统及其测试方法，该液氢泵测试系统能够满足不低于20K低温环境下，尤其是20K液氢、77K液氮环境下进行泵的性能及临界汽蚀余量测试需求，为今后液氢泵的研究与性能的提升奠定基础。
[0004]本专利技术在一方面提供了一种液氢泵测试系统，包括：
[0005]低温测试端组件，所述低温测试端组件包括冷箱、设置在冷箱内的液氢储罐、连接于所述液氢储罐的测试管路、进出口分别连接于所述测试管路和所述液氢储罐的待测液氢泵以及分别设置在所述待测液氢泵的进出口位置和所述液氢储罐上的参数测量组件，所述参数测量组件用于测量压力、温度、流量、液位中的一种或多种参数；
[0006]流体充排模块，所述流体充排模块连接于所述低温测试端组件，用于实现所述测试管路的排气和所述液氢储罐的进出气以及充液；
[0007]所述自动控制系统连接于所述流量参数测量组件和所述流体充排模块，用于基于所述参数测量组件测量得到的参数控制所述流体充排模块阀门开度，从而实现对所述待测液氢泵的性能和泵汽蚀余量测试。
[0008]在本专利技术的一实施例中，所述流体充排模块包括连接于所述待测液氢泵的出口的测试管道排气管路、设置在所述测试管道排气管路上的第一阀门、分别连接于所述液氢储罐的液氢储罐进气管路、液氢储罐排气管路和液氢储罐进液管路、以及分别设置在所述液氢储罐进气管路、所述液氢储罐排气管路和所述液氢储罐进液管路上的第二阀门、第三阀门以及第四阀门；所述参数测量组件包括压力计、温度计、流量计以及液位计中的一种或多种部件。
[0009]在本专利技术的一实施例中，所述参数测量组件包括设置在所述液氢储罐上的第一压力计、第一温度计以及第一液位计，所述自动控制系统包括连接于所述第一液位计和所述第四阀门的液位控制系统，所述液位控制系统用于基于所述第一液位计采集的数据实现对
所述第四阀门的控制。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述参数测量组件还包括设置在所述待测液氢泵的进口位置的第二压力计和第二温度计，以及设置在所述待测液氢泵的出口位置的第三压力计和第三温度计，所述自动控制系统包括连接于所述第二压力计和所述第三阀门的压力控制系统，所述压力控制系统用于基于所述第二压力计采集的数据实现对所述第三阀门的控制。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述待测液氢泵的出口和所述液氢储罐之间还依次连接有流量计调零阀和气动调节阀，所述参数测量组件包括设置在所述流量计调零阀和所述气动调节阀之间的液氢流量计，所述自动控制系统还包括连接所述液氢流量计和所述气动调节阀的流量控制系统，所述流量控制系统用于基于所述液氢流量计测量的参数对所述气动调节阀进行控制。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述冷箱包括冷箱箱体和盖设在所述冷箱箱体上的冷箱法兰盖板，所述冷箱法兰盖板设置有用于引出所述参数测量组件的压力计、温度计、流量计以及液位计中的一种或多种部件的引线的引线孔道。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述液氢泵测试系统还包括设置于所述液氢储罐外的储罐加热器。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述液氢测试系统的工作温区为不低于20K低温环境下(尤其是20K液氢、77K液氮环境下)。
[0015]在本专利技术的一实施例中，所述待测液氢泵连接有电机，所述待测液氢泵为管路泵或潜液泵，当所述待测液氢泵为潜液泵时，所述液氢泵测试系统还包括用于安装所述潜液泵的测试罐，所述测试罐包括罐体和密封连接于所述罐体的测试罐法兰盖，所述罐体和所述测试罐法兰盖均设置有与所述测试管路同径且分别焊接于所述测试管路的管路，所述潜液泵吊装在所述测试罐法兰盖上。
[0016]本专利技术在另一方面还提供了一种液氢泵测试系统的测试方法，包括步骤：
[0017]S2、对待测液氢泵进行泵性能测试：
[0018]S21、设定待测液氢泵的转速，将气动调节阀从关闭逐渐开大，在目标流量范围内取点，在逐步改变气动调节阀的阀门开度而使得待测液氢泵稳定运行后，通过第一流量计记录流量，分别通过第二压力计和第三压力计测量待测液氢泵的进出口压力，测量待测液氢泵连接的电机的电压和电流值；
[0019]S22、改变待测液氢泵的转速，重复操作，得出不同转速下泵性能曲线；
[0020]S3、对待测液氢泵进行泵汽蚀余量测试：
[0021]S31、设定待测液氢泵的初始转速，固定气动调节阀的阀门开度，改变待测液氢泵的入口压力，直至扬程下降值与泵扬程值之比达到规定值并稳定；在目标流量范围内取点，在逐步改变气动调节阀的阀门开度过程中实验并记录；
[0022]S32、改变待测液氢泵的转速，重复操作；
[0023]S4、结束运行后，排液复温。
[0024]在本专利技术的一实施例中，在步骤S2之前，还包括对所述液氢泵测试系统进行前处理的步骤S1：
[0025]S11、对所述液氢泵测试系统进行气密性测试，采用充气保压检漏；
[0026]S12、对所述液氢泵测试系统的管路进行氮气置换操作；
[0027]S13、对置换合格后的所述液氢泵测试系统的管路充入液氮预冷；
[0028]S14、对预冷后的所述液氢泵测试系统进行氢气置换；
[0029]S15、对完成氢气置换后的所述液氢泵测试系统充入液氢。
[0030]本专利技术的所述液氢泵测试系统设置有冷箱，能够满足不低于20K低温环境下(尤其是20K液氢、77K液氮环境下)进行泵的性能及临界汽蚀余量测试需求，通过对温度、压力、流量、液位等关键参数进行测试，可以实现液氢温区不同入口压力及流量下的离心式潜液泵及管路泵外特性及汽蚀特性的测试和评估，通过对泵在实际运行工况下进行性能测试，从而对泵实际性能进行准确评估并为研发与改进工作提供指导。
[0031]通过对随后的描述和附图的理解，本专利技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的第一优选实施例的所述液氢泵测试系统的结构示意图。
[0033]图2为本专利技术的第二优选实施例的所述液氢泵测试系统的结构示意图。
[0034]附图标号说明：
[0035]低温测试端组件1；冷箱箱体1
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液氢泵测试系统，其特征在于，包括：低温测试端组件，所述低温测试端组件包括冷箱、设置在冷箱内的液氢储罐、连接于所述液氢储罐的测试管路、进出口分别连接于所述测试管路和所述液氢储罐的待测液氢泵以及分别设置在所述待测液氢泵的进出口位置和所述液氢储罐上的参数测量组件，所述参数测量组件用于测量压力、温度、流量、液位中的一种或多种参数；流体充排模块，所述流体充排模块连接于所述低温测试端组件，用于实现所述测试管路的排气和所述液氢储罐的进出气以及充液；所述自动控制系统连接于所述流量参数测量组件和所述流体充排模块，用于基于所述参数测量组件测量得到的参数控制所述流体充排模块阀门开度，从而实现对所述待测液氢泵的性能和泵汽蚀余量测试。2.根据权利要求1所述的液氢泵测试系统，其特征在于，所述流体充排模块包括连接于所述待测液氢泵的出口的测试管道排气管路、设置在所述测试管道排气管路上的第一阀门、分别连接于所述液氢储罐的液氢储罐进气管路、液氢储罐排气管路和液氢储罐进液管路、以及分别设置在所述液氢储罐进气管路、所述液氢储罐排气管路和所述液氢储罐进液管路上的第二阀门、第三阀门以及第四阀门；所述参数测量组件包括压力计、温度计、流量计以及液位计中的一种或多种部件。3.根据权利要求2所述的液氢泵测试系统，其特征在于，所述参数测量组件包括设置在所述液氢储罐上的第一压力计、第一温度计以及第一液位计，所述自动控制系统包括连接于所述第一液位计和所述第四阀门的液位控制系统，所述液位控制系统用于基于所述第一液位计采集的数据实现对所述第四阀门的控制。4.根据权利要求3所述的液氢泵测试系统，其特征在于，所述参数测量组件还包括设置在所述待测液氢泵的进口位置的第二压力计和第二温度计，以及设置在所述待测液氢泵的出口位置的第三压力计和第三温度计，所述自动控制系统包括连接于所述第二压力计和所述第三阀门的压力控制系统，所述压力控制系统用于基于所述第二压力计采集的数据实现对所述第三阀门的控制。5.根据权利要求4所述的液氢泵测试系统，其特征在于，所述待测液氢泵的出口和所述液氢储罐之间还依次连接有流量计调零阀和气动调节阀，所述参数测量组件包括设置在所述流量计调零阀和所述气动调节阀之间的液氢流量计，所述自动控制系统还包括连接所述液氢流量计和所述气动调节阀的流量控制系统，所述流量控制系统用于基于所述液氢流量计测量的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕翠，李紫薇，伍继浩，王金阵，商晋，龚领会，
申请(专利权)人：中山先进低温技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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