专利名称：一种高压闪蒸罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种闪蒸的实验装置。
背景技术：
一定温度的液体突然暴露在低于对应于该温度下饱和蒸汽压力的环境下，液体并不能使得所有显热储存在其中，所以多余的热量以蒸发潜热的方式释放出来，造成闪蒸现象。由于闪蒸在船用蓄热器、闪蒸喷雾和食品、海水淡化、药品干燥与消毒、航天飞机高温部分的冷却及核反应堆的冷却、地热能和海洋能发电等领域的广泛应用，近年来人们对其研究越来越广泛，目前实验中部分学者采用的闪蒸罐为透明材质，这样可以很好地满足观测的需要，但是透明材质承压能力低，无法研究中高压下的闪蒸现象。也有学者采用圆筒形不锈钢筒体，再在筒体上开视窗，为保持整体刚性，视窗的尺寸受到限制，观测效果不理想，承压能力也有限。工业用闪蒸罐承压能力较好，但是没有拍摄和采光窗口，无法观测闪蒸现象，筒体中的测量设备少且均为传统测量设备，设备反应速度慢，灵敏度差，不能够很好地记录闪蒸过程中温度和压力的剧烈变化。
发明内容
本发明的目的在于提供可以用来考察不同液体的闪蒸现象和工质中插入异物对闪蒸现象的影响的一种高压闪蒸罐。本发明的目的是这样实现的本发明一种高压闪蒸罐，其特征是包括筒体、安装在筒体顶部的上法兰、安装在筒体底部的下封头，筒体的前后两侧分别设置拍摄视窗和采光视窗，拍摄视窗和采光视窗对称布置，筒体的左侧设置安全阀接口、进水阀接口、进汽阀接口，筒体的右侧设置光纤和导线引出法兰，所述的上法兰上开有压力引出口和排空阀接口，所述的下封头上开有放水阀接口。本发明还可以包括1、所述的筒体为整块锻件加工而成的外方内圆结构。2、所述的视窗高度设置为能够满足对液体闪蒸波向下发展的极限位置的观察和不同液位高度对闪蒸现象影响的考察。本发明的优势在于本发明闪蒸罐采用外方内圆的结构，具有承压能力强，可以做中高压工况的闪蒸实验，同时具有大视窗，可以为观测提供便利条件。闪蒸罐使用光纤测试温度和压力，具有反应速度快，灵敏度高，测量准确，体积小对水体影响小等优点。闪蒸罐安装有应变片，可以对闪蒸过程中筒壁应力的变化进行跟踪，以便进行筒体在动态闪蒸过程中的疲劳分析，并和应力光纤光栅、理论分析以及数值模拟结果进行对照。
图1为本发明的结构示意图2为A-A剖视图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1 2，本发明所述的闪蒸罐，如图1所示，它包括筒体1，上法兰9，下封头 3，在上法兰9上开有排空阀接口 8和压力引出口 7，在下封头2上开有放水阀接口 3 ；在筒体1的右侧上部开有安全阀接口 6，中部开有进水阀接口 5，下部开有进汽阀接口 4 ；筒体左侧设有光纤和导线引出法兰10 ；筒体前面开有观测视窗11，背面开有采光视窗。所述筒体为碳钢20MnMo材质，由整块锻件加工而成，截面内径163毫米，高1000 毫米。根据GB150-1998《钢制压力容器》对闪蒸室进行强度计算和结构优化，筒体截面外方内圆。所述筒体前部开有拍摄视窗、后部开有采光视窗，两视窗完全对称，这样便于光路的布置。视窗材质为耐高温高压复合材料，既能满足强度的要求，又能满足可视化的要求。 视窗高度为510毫米，宽度为80毫米。视窗宽度经过计算能够保证CCD摄像机拍摄角度达至最大截面，视窗高度则能够满足对液体闪蒸波向下发展的极限位置的观察和不同液位高度对闪蒸现象影响的考察。所述筒体左侧自上而下分别装有安全阀接口、进水阀接口和进汽阀接口。所述筒体顶部安装上法兰，底部接下封头。所述筒体右侧有光纤和导线引出法兰，此处光纤和应变片导线需穿过一个带法兰的密封件，在密封件中空部分用四氟乙烯胶灌封，再在上面加一层橡胶垫，再用一个法兰将橡胶垫压紧，以保证良好的密封性。所述的上法兰上开有排空阀接口和压力引出口。所述的下封头上开有放水阀接口，在实验开始之前，可以在这个放水阀接口上安装一个热电偶，插入水体中，以对温度测试光纤进行校核，在实验开始后，为避免热电偶插入水中对闪蒸现象本身的影响，将其取出，此时放水阀接口可以在实验完成后起到放水的作用。此外，视窗处筒体的厚度(含视镜)经过计算和模型实验，在保证摄像机镜头贴近视镜能够拍摄到筒体的最大截面处的前提下，为78毫米。实验进行时，首先从进水阀接口向筒体1中注入目标高度的水，通过背压系统将筒体内压力调节至目标压力稍高，然后关闭背压系统和闪蒸罐之间的阀门连接，调节背压系统至指定背压。通过进汽阀接口 4将蒸汽通入筒体1中，将冷水加热至目标温度稍高。此时打开闪蒸罐和背压系统之间的调节阀，并快开快关电磁阀数次，利用闪蒸出的蒸汽将水中空气排出，由于闪蒸会使水温降低，再次关闭调节阀和电磁阀，继续从进汽阀接口 4充入蒸汽，达到目标压力和温度后停止充汽。开启光源、摄像机和测试数据采集装置，调整调节阀开度，打开电磁阀，闪蒸实验开始。本发明所述的闪蒸罐所用的测试系统包括光纤和应变片，光纤测试温度、压力和应力，应变片测试应力，光纤和应变片信号均从光纤和导线引出法兰10引出。本闪蒸罐不仅可以进行普通蒸馏水的闪蒸实验，还可以用来考察不同液体的闪蒸现象和工质中插入异物对闪蒸现象的影响。
权利要求
1.一种高压闪蒸罐，其特征是包括筒体、安装在筒体顶部的上法兰、安装在筒体底部的下封头，筒体的前后两侧分别设置拍摄视窗和采光视窗，拍摄视窗和采光视窗对称布置， 筒体的左侧设置安全阀接口、进水阀接口、进汽阀接口，筒体的右侧设置光纤和导线引出法兰，所述的上法兰上开有压力引出口和排空阀接口，所述的下封头上开有放水阀接口。
2.根据权利要求1所述的一种高压闪蒸罐，其特征是所述的筒体为整块锻件加工而成的外方内圆结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种高压闪蒸罐，其特征是所述的视窗高度设置为能够满足对液体闪蒸波向下发展的极限位置的观察和不同液位高度对闪蒸现象影响的考察。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种高压闪蒸罐，包括筒体、安装在筒体顶部的上法兰、安装在筒体底部的下封头，筒体的前后两侧分别设置拍摄视窗和采光视窗，拍摄视窗和采光视窗对称布置，筒体的左侧设置安全阀接口、进水阀接口、进汽阀接口，筒体的右侧设置光纤和导线引出法兰，所述的上法兰上开有压力引出口和排空阀接口，所述的下封头上开有放水阀接口。本发明闪蒸罐采用外方内圆的结构，具有承压能力强，可以做中高压工况的闪蒸实验，同时具有大视窗，可以为观测提供便利条件。闪蒸罐使用光纤测试温度和压力，具有反应速度快，灵敏度高，测量准确，体积小对水体影响小等优点。
文档编号B01D3/06GK102553279SQ20121001180
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者吴浩宇, 孙宝芝, 宋福元, 张国磊, 张鹏, 李彦军, 李晓明, 杨丽洁, 杨龙滨, 王坤峰, 裴颖楠, 邵亚西 申请人:哈尔滨工程大学