一种熔盐换热/储热设备性能测试装置的制造方法_3

文档序号:9665863阅读:来源:国知局
[0074]熔盐主循环管路上安装的管道过滤器13,可定期去除熔盐内的杂质,保护变频熔盐栗1 ;
[0075]所有熔盐管道外都缠绕有电伴热带,电伴热系统亦由可控硅控制,实验之前通过电伴热系统对管路进行预热;
[0076]所有熔盐管路和设备的位置都高于储盐罐2,所有非垂直布置的熔盐管路都有坡度,保证设备和管道中的熔盐可以在重力作用下流回储盐罐2。
[0077]所述的一级冷却循环回路为导热油循环回路,二级冷却循环回路为冷却水循环回路,工质换热器29为油-水换热器,一级储存器为储油罐21 ;
[0078]所述的氮气罐17内存储有氮气,打开氮气控制阀门后氮气进入熔盐循环管路和导热油循环回路排除其中的空气,并保持储盐罐2和储油罐21内的气压大于外界大气压;实验结束后,打开氮气控制阀门还可将管路内的熔盐和导热油分别吹扫进储盐罐2和储油罐21中。
[0079]进一步的,所述的导热油循环回路包括设有加热器组22的储油罐21,加热器组22将储油罐21中的导热油加热并维持在恒定温度;
[0080]储油罐21通过变频导热油栗20与导热油循环管路相连接;导热油循环管路包括主管路和旁通管路,其上均设置有阀门,主管路与设备测试段26的导热油工质入口相连通,设备测试段26的导热油工质出口经油-水换热器和回流管路与储油罐21相连通;
[0081]导热油主通阀门27安装在主循环管路上,导热油旁通阀门28安装在旁通管路上,通过调节导热油主通阀门27和导热油旁通阀门28控制导热油循环流量;
[0082]导热油主循环管路上还安装有管道过滤器15,定期去除高温焦化产生的固态杂质。
[0083]所述的油-水冷却器将导热油循环回路中的热量传递给冷却水循环回路;
[0084]所述的冷却水循环回路包括分别通过管路与油-水冷却器相连通的水冷却塔24和变频水栗23,变频水栗23维持冷却水循环回路中冷却水的流动,通过变频水栗23调整冷却水循环流量,控制油-水冷却器出口的导热油温度。
[0085]具体的,储油罐21中安装的电加热器组22负责将储油罐21中的导热油加热并维持在恒定温度;电加热器组22含有多根电加热器,每根电加热器采用可控硅单独控制;
[0086]变频导热油栗20维持导热油循环回路中导热油的流动,同时通过调节变频器初步控制导热油循环流量;变频导热油栗20出口通过管道与导热油主通阀门27 (安装在主循环管路上)和导热油旁通阀门28(安装在旁通管路上)相连接,通过调节这两个阀门进一步控制导热油循环流量;
[0087]导热油主循环管路上还安装有导热油管道过滤器15,可定期去除高温焦化产生的固态杂质,保护变频导热油栗20 ;
[0088]变频水栗(23)维持冷却水循环回路中冷却水的流动,同时通过变频器可以调整冷却水循环流量,进而控制油-水冷却器出口的导热油温度。
[0089]氮气罐17通过管路与储盐罐2、储油罐21以及熔盐和导热油循环管路相连接,为了避免实验过程中熔盐和导热油流进氮气管路内,在氮气管路与储盐罐2、储油罐21以及熔盐和导热油循环管路相连接的接口处分别安装了氮气控制阀门9、10、14、16和18,实验开始之前,打开氮气控制阀门9、10、14、16和18,排除熔盐和导热油循环回路中的空气,并最终保持储盐罐2和储油罐21内的气压略大于外界大气压;实验结束后,氮气控制阀门
10、14、16,可以将管路内的熔盐和导热油分别吹扫进储盐罐2和储油罐21中,防止工质在管道内滞留;
[0090]熔盐换热/储热设备性能测试装置还包括数据采集与监控报警系统;
[0091]数据采集与监控报警系统包括数据采集设备19和分布在高温熔盐循环回路和梯级冷却系统中的温度传感器、压力传感器和流量传感器;
[0092]储盐罐2和一级储存器中布置有压力传感器和温度传感器,分别向数据采集设备19发送所检测到的储盐罐2和一级储存器的压力、温度;在储盐罐2和一级储存器内气压超过设定值时报警;
[0093]高温熔盐循环回路入口和一级冷却循环回路入口分别布置有压力传感器,分别向数据采集设备19发送所检测到的压力,可判定熔盐循环回路和一级冷却循环回路是否被堵塞;
[0094]高温熔盐循环回路中,沿程管路上布置若干温度传感器,设备出口的连接管上均安置有温度传感器,根据传感器的温度变化判断预热是否完成,在检测到温度异常时可以快速判定熔盐堵塞位置;
[0095]工质换热器29出口布置温度传感器,监测二级冷却循环回路的运行情况;
[0096]实验测试段26内布置有流量传感器、温度传感器和压力传感器,通过采集流量、温度和压力数据可以分析不同熔盐换热或储热设备性能。
[0097]所述的实验测试段26为模块化设计,实验测试段26与测试装置通过法兰连接,测试不同的熔盐换热或储热设备时,拆卸法兰进行实验测试段26的更换。
[0098]作为一个整体的实施例,熔盐换热/储热设备性能测试装置,可由高温熔盐循环回路、梯级冷却系统(导热油循环回路和冷却水循环回路)、工质保护与吹扫系统、集中数据采集与监控报警系统以及实验测试段组成。
[0099]下面给出熔盐换热/储热设备性能测试装置进行性能测试的方法,分为如下几个阶段:
[0100]1.实验测试段组装阶段,根据实验测试内容,将实验测试段26通过法兰与实验平台进行连接,确保各个循环回路无泄漏。
[0101]2.实验前的排空气阶段,实验测试段26组装完成之后,打开氮气控制阀门,使得氮气罐17内的氮气充到储盐罐2、储油罐21以及熔盐和导热油循环回路管道内,通过高压氮气将系统内的空气排净;空气排净后,通过观察储盐罐2和储油罐21上安置的压力传感器观察循环系统的压力保持在比外界大气压稍高的一定值,这样可以保持实验过程中系统内较少的空气量,之后关闭氮气控制阀门。
[0102]3.高温熔盐循环回路预热阶段,排净循环回路中的空气之后,可以开启储盐罐2中的电加热器组,分阶段将固态熔盐加热到高于熔点的给定温度;启动电伴热系统对熔盐管路进行预热;开启储油罐21内的电加热器组,对储油罐21内的导热油进行加热;当储油罐21内的导热油加热至给定温度时,调节导热油主通阀门27和导热油旁通阀门28的开度大小,打开变频导热油栗20,通过加热后的导热油对测试段的盐-油换热器30或盐-油冷却器32进行预热,预热完成后依次关闭电伴热系统和变频导热油栗20,将导热油主通阀门27和导热油旁通阀门28的开度都调到最大。
[0103]4.正式实验阶段,按照实验测试段所需要的熔盐流量的大小,决定进口阀门6、出口阀门7、第二旁通阀11和出口阀门12的开闭状态,当实验所需的熔盐流量较小时,开启出口阀门7和第二旁通阀11,关闭进口阀门6和出口阀门12 ;当实验所需的熔盐流量较大时,关闭出口阀门7和第二旁通阀11,开启进口阀门6和出口阀门12 ;保证第一旁路阀门4和主通阀门5的开度最大,开启变频熔盐栗1,通过配合调节变频熔盐栗1的变频器、第一旁路阀门4和主通阀门5的开度使得循环熔盐流量为预设值;如果熔盐流量较大时,开启恒温盐罐25内的电加热器;再次开启变频导热油栗20,配合调节变频导热油栗20的变频器、导热油主通阀门27和导热油旁通阀门28的开度使得循环导热油流量为预设值;开启变频水栗23、和冷却塔24,通过调节变频水栗23的变频器使得油-水换热器出口的导热油温度为设定值。
[0104]5.实验结束阶段,实验测试结束之后,依次关闭恒温盐罐25内的电加热器、储盐罐2内的电加热器组、储油罐21内的电加热器组、变频熔盐栗1、变频导热油栗20和变频水栗23,打开氮气控制阀门10、16,将管道内残留的熔盐和导热油分别吹扫回储盐罐2和储油罐21,待系统的温度降至常温时,对管道过滤器13和导热油管道过滤器15进行检查,及时清除其中的杂质,避免下次实验过程中出现堵塞事故。
[0105]6.整个过程的数据采集和监控阶段,数据采集和监控贯穿整个实验过程,实验之前应该首先打开数据采集和监控系统;通过监测系统流量、压力和温度可以判定系统是否发生堵塞;通过对熔盐循环回路沿程温度的监测可以及时发现熔盐堵塞位置;通
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