一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器及其测量方法技术

本发明专利技术公开了一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器及其测量方法，包括氦液化回收循环系统和量热器，所述氦液化回收循环系统通过管体a与量热器输入端相连，量热器的输出端通过管体b连接有质量流量计。本发明专利技术提出液氢温区导热系数试验方法，并且针对测试温区的改变设计导热系数测量装置，使其满足更低温区绝热用膨胀珍珠岩绝热性能的试验要求，为液氢温区低温装置绝热用膨胀珍珠岩提供标准依据。扩展对各种低温容器绝热性能基础数据的检测覆盖面，填补真空粉末材料在液氢温区的测试标准空白，并为液氢容器的测试需求提前做好检测能力储备，有力促进产业的高质量发展。有力促进产业的高质量发展。有力促进产业的高质量发展。

【技术实现步骤摘要】
一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器及其测量方法


[0001]本专利技术涉及安全测试
，尤其涉及一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器及其测量方法。

技术介绍

[0002]液化储氢由于其储氢密度高、运输效率高、储运压力低等优势，被看作是氢能规模化储运供应的理想方式，是支撑我国氢能产业发展的关键保障。液氢在1个标准大气压下的沸点为20.2K，汽化潜热小，极少量的漏热就会引起储罐内液氢蒸发、沸腾，且液氢易燃易爆，还可能带来燃烧或蒸汽爆炸的风险。不仅如此，在大型液氢装置中，由于真空腔体积庞大，若采用真空多层绝热技术需要达到1
×
10
‑
3Pa的真空度，将对真空腔的漏率以及真空泵的抽速提出极高的要求，设备成本、操作成本高昂。相比之下，以膨胀珍珠岩为代表的真空粉末绝热技术仅需要达到1
×
10
‑
1Pa级别，粉末填充简单易行，是一种低成本替代方案，具有较为广阔的应用前景。
[0003]空气分离设备冷箱、低温液体容器及其他低温装置绝热用膨胀珍珠岩导热系数的测量方法最低测量范围为77K
‑
常温，无法作为评判更低温度下使用的膨胀珍珠岩绝热性能好坏的依据。而液氦在1个标准大气压下的沸点为4.2K，覆盖液氢温区，可将液氦作为工质测量低温装置绝热用膨胀珍珠岩导热系数从而弥补现有标准在温区上的不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器及其测量方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，包括氦液化回收循环系统和量热器，所述氦液化回收循环系统通过管体a与量热器输入端相连，量热器的输出端通过管体b连接有质量流量计，质量流量计上分别安装有温度计和大气压力计，管体b上安装有汽化器。
[0007]优选地，所述量热器包括测试腔外筒体和连接在其顶部的加砂盖，测试腔外筒体内装填有膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩中心埋设有测量段直筒，测量段直筒内分别设有测量段进液管和测量段出气管，测量段出气管上套设有保护段直筒，管体a与测量段进液管相连，测量段出气管与管体b相连，测试腔外筒体设有恒温结构。
[0008]优选地，所述恒温结构包括罩设在测试腔外筒体外部的恒温水套，恒温水套上设有恒温水入口，恒温水套内部设有恒温控制组件。
[0009]优选地，所述测试腔外筒体和加砂盖通过外腔体法兰上和外腔体法兰下相连。
[0010]优选地，所述测试腔外筒体的上下两端分别设有恒温水套上法兰和恒温水套下法兰。
[0011]优选地，该测量方法包括如下步骤：
[0012]步骤一：将膨胀珍珠岩粉末样品混合后，在383K
±
5K(110℃
±
5℃)温度下每隔2h称重，烘干至恒重，随后移至干燥器中冷却至室温；
[0013]步骤二：烘干后的试样装入量热器夹层空间，摇动并充分振实，直至夹层空间充满后立即封闭加砂盖；
[0014]步骤三：将恒温水套温度保持在293K(20℃)，将测量段进液管和保护段直筒装满液氦，保护段直筒的液氦蒸发给测量段出气管上侧提供恒定温度；
[0015]步骤四：液氦蒸发量测量；
[0016]1)采用大气压力计测量并记录环境大气压P；
[0017]2)每隔15min记录一次气体质量流量计出口处温度T1与压力P1；
[0018]3)每隔15min记录一次气体质量流量计的流量，当一个小时内任意两个时间间隔流量变化均小于5％时，认定系统达到稳定，开始测量并记录接下来2h的流量，以此计算平均流量q
m
；
[0019]4)当系统达到稳态后，每隔15min记录一次试样的冷边界温度T
c
和热边界温度T
h
，连续记录2h；
[0020]步骤五：数据分析与处理；
[0021]传入量热器的热量均为径向热量，膨胀珍珠岩的平均导热系数λ按如下公式计算：
[0022][0023]步骤六：试验记录与试验报告。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出液氢温区导热系数试验方法，并且针对测试温区的改变设计导热系数测量装置，使其满足更低温区绝热用膨胀珍珠岩绝热性能的试验要求，为液氢温区低温装置绝热用膨胀珍珠岩提供标准依据。扩展对各种低温容器绝热性能基础数据的检测覆盖面，填补真空粉末材料在液氢温区的测试标准空白，并为液氢容器的测试需求提前做好检测能力储备，有力促进产业的高质量发展。
附图说明
[0025]为了更具体直观地说明本专利技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要介绍。
[0026]图1为本专利技术提出的原理结构示意图；
[0027]图2为量热器的结构示意图。
[0028]图中：氦液化回收循环系统1、量热器2、加砂盖201、外腔体法兰上202、外腔体法兰下203、测试腔外筒体204、恒温水套上法兰205、恒温水套206、膨胀珍珠岩207、保护段直筒208、测量段出气管209、测量段进液管210、测量段直筒211、恒温水入口212、恒温水套下法兰213、汽化器3、温度计4、大气压力计5、质量流量计6。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0030]参照图1
‑
2，一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，包括氦液化回收循环系统1和量热器2，氦液化回收循环系统1通过管体a与量热器2输入端相连，量热器2的输出端通过管体b连接有质量流量计6，质量流量计6上分别安装有温度计4和大气压力计5，管体b上安装有汽化器3。
[0031]本实施方案中，量热器2包括测试腔外筒体204和连接在其顶部的加砂盖201，测试腔外筒体204内装填有膨胀珍珠岩207，膨胀珍珠岩207中心埋设有测量段直筒211，测量段直筒211内分别设有测量段进液管210和测量段出气管209，测量段出气管209上套设有保护段直筒208，管体a与测量段进液管210相连，测量段出气管209与管体b相连，测试腔外筒体204设有恒温结构。
[0032]本实施方案中，恒温结构包括罩设在测试腔外筒体204外部的恒温水套206，恒温水套206上设有恒温水入口212，恒温水套206内部设有恒温控制组件，测试腔外筒体204和加砂盖201通过外腔体法兰上202和外腔体法兰下203相连，测试腔外筒体204的上下两端分别设有恒温水套上法兰205和恒温水套下法兰213。
[0033]本实施方案中，该测量方法包括如下步骤：
[0034]步骤一：将膨胀珍珠岩粉末样品混合后，在383K
±本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，包括氦液化回收循环系统(1)和量热器(2)，其特征在于，所述氦液化回收循环系统(1)通过管体a与量热器(2)输入端相连，量热器(2)的输出端通过管体b连接有质量流量计(6)，质量流量计(6)上分别安装有温度计(4)和大气压力计(5)，管体b上安装有汽化器(3)。2.根据权利要求1所述的一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，其特征在于，所述量热器(2)包括测试腔外筒体(204)和连接在其顶部的加砂盖(201)，测试腔外筒体(204)内装填有膨胀珍珠岩(207)，膨胀珍珠岩(207)中心埋设有测量段直筒(211)，测量段直筒(211)内分别设有测量段进液管(210)和测量段出气管(209)，测量段出气管(209)上套设有保护段直筒(208)，管体a与测量段进液管(210)相连，测量段出气管(209)与管体b相连，测试腔外筒体(204)设有恒温结构。3.根据权利要求2所述的一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，其特征在于，所述恒温结构包括罩设在测试腔外筒体(204)外部的恒温水套(206)，恒温水套(206)上设有恒温水入口(212)，恒温水套(206)内部设有恒温控制组件。4.根据权利要求3所述的一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，其特征在于，所述测试腔外筒体(204)和加砂盖(201)通过外腔体法兰上(202)和外腔体法兰下(203)相连。5.根据权利要求4所述的一种液氢贮存球罐用膨胀珍珠岩表观热导率测量器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：余萌，金苏柯，李阳，李德锋，李昊，孟志文，罗婵媛，丁益，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：