中低品位热源有机朗肯循环蒸发器传热性能综合测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试系统，更具体地说，本发明涉及一种用于检测中低品位热源有机朗肯循环蒸发器传热性能的综合测试系统。
【背景技术】
[0002]目前，已经证实，有机朗肯循环(0RC)技术是一种非常有潜力且适合中低温余热回收和可再生能源发电的技术，而对于0RC设备系统来说，其组成部分中的蒸发器、冷凝器等传热设备的传热系数，在技术经济性评价和优化中占据着较为重要的位置。
[0003]在早期的0RC设备投资计算中，蒸发器、冷凝器等换热设备的传热系数被粗略地取为定值。但近几年来，多数学者发现，0RC工况下，传热设备的传热系数会随着换热器类型和运行工况的变化有较大的波动，特别是有润滑油侵入传热设备或使用不同类型的换热器时，这种现象尤为明显。就0RC设备投资而言，目前换热设备的投资占到了系统总投资的较大比例。显然，换热系数的可靠性对0RC系统的经济性评价至关重要。然而，由于目前仍然缺乏0RC工况下单相和两相传热关联式，故在0RC系统评价的过程中，往往采用类似工况下的换热关联式，并因此忽视了 0RC运行过程中由于高温有机工质蒸汽的携带作用，膨胀机中的润滑油会不可避免地进入0RC系统的冷凝器和蒸发器，进而对0RC系统的传热性能产生不良影响。另外，板壳换热器具有结构紧凑、换热系数高、承压高的特点，但其沸腾传热特性的研究尚不成熟，从而阻碍了板壳换热器在中低品位热源0RC系统上的应用。
[0004]因此，掌握中低温热源工况下0RC蒸发器的蒸发沸腾和压降特性，校核和开发适合0RC蒸发工况和对应有机工质的传热经验方程式和压降经验关联式，特别是增强结构紧凑的板壳换热器的传热性能及有机工质润滑油的传热特性，对0RC的市场推广特别重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是针对以上现有技术所存在的问题，提供一种中低品位热源有机朗肯循环蒸发器传热性能综合测试系统，从而避免或减少在0RC运行过程中由于高温有机工质蒸汽的携带作用对0RC系统传热性能的不良影响。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]—种中低品位热源有机朗肯循环蒸发器传热性能综合测试系统，包括有机朗肯循环发电系统、润滑油浓度控制系统、蒸发沸腾测试段以及0RC冷热源；
[0008]所述的有机朗肯循环发电系统，包括储液器，所述的储液器通过第一工质栗连接第一流量计，所述的第一流量计连接板壳蒸发测试段并通过所述的板壳蒸发测试段连接第一混合器后分支两路:一路通过第一阀门连接冷凝器，再通过第二阀门进入所述储液器；另一路直接进入膨胀机并通过所述的膨胀机连接第一油分，所述第一油分分出的工质管路连接冷凝器，再通过第二阀门连接储液器，所述第一油分分出的润滑油管路连接第一储油器并通过第一油栗进入膨胀机；
[0009]所述的润滑油浓度控制系统，包括储液器，所述的储液器通过第二阀门和第三流量计连接第二混合器，所述的第二混合器顺序连接第二工质栗以及单管蒸发测试段并通过所述的单管蒸发测试段分支两路:一路通过第三阀门连接第二油分，另一路通过第四阀门连接第一混合器并通过所述的第一混合器连接膨胀机；所述第二油分分出的工质管路通过第一混合器连接膨胀机；所述第二油分分出的润滑油管路连接第二储油器，所述的第二储油器顺序连接第二油栗、第二流量计和截止阀并通过所述的截止阀连接第二混合器；
[0010]所述的蒸发沸腾测试段包括单管蒸发测试段和板壳式蒸发测试段:所述的单管蒸发测试段由单管预热段、单管蒸发段和单管过热段组成；所述的板壳式蒸发测试段由板壳预热段、板壳蒸发段、板壳过热段组成；
[0011 ] 所述的0RC冷热源包括0RC外部热源和0RC外部冷源:所述的0RC外部热源由燃油锅炉、电加热锅炉或者直流电热丝提供；所述的0RC外部冷源由冷却塔或恒温水浴提供；
[0012]所述板壳换热器的板壳预热段和板壳蒸发段之间设置有第一视液镜；
[0013]所述有机工质测试件的单管预热段和单管蒸发段之间设置有第二视液镜。
[0014]本发明与现有技术相比，其有益效果是:
[0015](1)可以有效的控制和测量润滑油的浓度，从而实现在润滑油不同浓度下有机工质混合物蒸发沸腾传热性能的各种测试；
[0016](2)可以充分利用板壳蒸发器的沸腾传热特性，从而使其既保持结构紧凑、换热系数高、承压高的特点，又增强了其应用于中低温热源工况下0RC系统的效能；
[0017](3)可以冷源共用，有效地降低了实验成本和占地面积。
【附图说明】
[0018]附图是本发明的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明更容易被清楚理解，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作以详细说明。
[0020]参照附图，本发明的中低品位热源有机朗肯循环蒸发器传热性能测试系统，由有机朗肯循环发电系统、润滑油浓度控制系统、蒸发沸腾测试段以及0RC冷、热源构成，其中:
[0021]所述的有机朗肯循环发电系统，包括储液器1、第一工质栗2、第一流量计3、热源7、第一混合器8、膨胀机9和第一油分10，还包括包含有板壳预热段4、板壳蒸发段5和板壳过热段6的板壳蒸发测试段；该系统的构成情况是；所述的储液器1连接第一工质栗2并通过第一工质栗2连接第一流量计3，所述的第一流量计3顺序连接由热源7供热的板壳蒸发测试段的板壳预热段4、板壳蒸发段5以及板壳过热段6，所述的板壳蒸发测试段通过其板壳过热段6连接第一混合器8后分支两路:一路通过第一阀门32连接由冷源12供冷的冷凝器11，再通过第二阀门13进入储液器1，从而构成有机工质的循环回路；另一路直接进入膨胀机9并通过所述的膨胀机9连接第一油分10，所述第一油分10分出的工质连接冷凝器11，再通过第二阀门13连接储液器1参与有机工质的循环利用，所述第一油分10分出的润滑油连接第一储油器26，通过第一油栗27进入膨胀机9，从而构成润滑油的循环回路；为便于了解板壳蒸发测试段中工质的状态，本发明在所述的板壳预热段4和板壳蒸发段5之间设置了第一视液镜28 ;
[0022]所述的润滑油浓度控制系统包括储液器1、第二油分19、第二油栗18、第二流量计17、截止阀16、第二混合器15、第二工质栗21以及包含有单管预热段22、单管蒸发段23和单管过热段24的单管蒸发测试段；该系统的构成情况是:所述的储液器1通过第二阀门13和第三流量计14连接第二混合器15，并通过第二混合器15顺序连接第二工质栗21以及由DC热源31供热的单管蒸发测试段的单管预热段22、单管蒸发段23和单管过热段24，所述的单管蒸发测试段通过其单管过热段24分支两路:一路通过第三阀门25连接第二油分19，另一路通过第四阀门20连接第一混合器8并通过所述的第一混合器8连接膨胀机9参与有机工质的循环利用；所述第二油分19分出的工质连接第一混合器8并通过所述的第一混合器8连接膨胀机9参与有机工质的循环利用；所述第二油分19分出的润滑油连接第二储油器30，所述的第二储油器30通过第二油栗18连接第二流量计17，并通过第二流量计17连接截止阀16，在通过截止阀16连接第二混合器15，从而构成润滑油的循环回路；为便于了解单管蒸发测试段中工质的状态，本发明在所述的单管预热段22和单管蒸发段23之间设置了第二视液镜29 ;
[0023]所述的蒸发沸腾测试段，包括单管蒸发测试段和板壳式蒸发测试段:所述的单管蒸发测试段由顺序连接的单管预热段22、单管蒸发段23和单管过热段24组成；所述的板壳式蒸发测试段由顺序连接的板壳预热段4、板壳蒸发段5、板壳过热段6组成；
[0024]所述的0RC冷热源包括0RC外部热源和0RC外部冷源，所述的0RC外部热源视系统需要的大小由燃油锅炉、电加热锅炉或者直流电热丝提供，所述的0RC外部冷源视系统需要的大小由冷却塔或恒温水浴提供。
[0025]本发明的特点是:
[0026](1)针对润滑油对单管蒸发测试段沸腾传热性能的影响，特别是对不同浓度的润滑油与有机工质混合物、不同干度下有机工质的蒸发沸腾传热性能的影响所进行的研究，该