[发明专利]适用于大型发电设备换热器传热与阻力特性的测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及大型发电设备用换热系统领域，具体涉及到一种适用于大型发电设备换热器传热与阻力特性的测试系统。

背景技术

换热器是实现热量交换和传递不可缺少的设备，随着社会与经济的发展，高效节能给换热器设计提出了新的目标。换热器的传热和阻力性能是换热器非常重要的指标，是保证将介质冷却到指定温度的前提，因此传热与阻力特性测试台是各换热器生产企业对换热器研究、制造和验证的重要试验设备，其试验结果将直接影响其换热器产品在国内外市场上的竞争力，指导设计开发出新型高效的换热器设备。

大型发电设备用空气冷却器水流量范围4~90m³/h、油冷却器油流量范围6~75 m³/h，为了更好的模拟实际工况，换热器传热与阻力特性测试系统中水流量、油流量应与实际范围一致，且需要对流量、温度和压力等参数测试精度高。传统换热器传热与阻力特性测试系统很难同时实现快速调节、稳定控制冷热源温度以及高测试精度。

发明内容

本发明为了避免现有技术中所存在的不足，提供了一种适用于大型发电设备换热器传热与阻力特性的测试系统，能够实现换热器中两种冷热介质进口温度可控、流量可控、测试精度高，且系统稳定快，利于数据采集。

本发明的技术方案如下：

适用于大型发电设备换热器传热与阻力特性的测试系统，其特征在于：包括以空气为介质的直流式风管系统、以水为介质的循环水系统和以油为介质的循环油系统；

所述直流式风管系统包括包括入口段、加热段、混合整流段、收缩段、空气冷却器测试件、空气流量测试元件和通风机，所述入口段连接加热段，加热段连接混合整流段，混合整流段连接收缩段，收缩段末端与空气冷却器测试件连接，空气冷却器测试件的进出口处均设置有温度测试元件；空气冷却器测试件的末端连接有空气流量测试元件，空气流量测试元件连接至风机；所述空气冷却器测试件设置有与循环水系统连通的入水管线和出水管线；循环水系统通过油冷却器测试件与循环油系统连接。

所述入口段需要设计为能够使气流能够从各个方向光滑的进入风管的线型。

所述入口段中设置有过滤网，过滤网用来防灰防尘，对吸入到风管中的空气起到过滤的作用。

所述加热段内设置有空气加热器，空气加热器的加热功率依据风管截面尺寸和所需加热温度来确定，能够将空气加热均匀。

所述混合整流段根据空气的流动方向依次设计有风向混流板和整流栅。

所述风向混流板用于从水平、竖直方向调整风管中的空气，并使得空气温度分布尽可能均匀。

所以进一步地，风向混流板可以设计成包括水平方向混流板和竖直方向混流板的结构，水平方向混流板包括若干平行的水平设置的百叶窗窗片，竖直方向混流板包括若干平行的竖直设置的百叶窗窗片，水平方向混流板的窗片均通过一连动杆连接，竖直方向混流板的窗片也均通过另一连动杆连接，实现各个窗片角度调节的一致性。

更进一步地，所述风向混流板设置有转向调节机构，转向调节机构用于调节窗片的角度，用来适应不同的风速实验工况，使得换热器试验件的进入混流装置的空气温度分布尽可能均匀。

所述转向调节机构可以是一组标准齿轮和手轮组成或其他机构，调节风管外部手轮转向，带动齿轮，齿轮带动风管内部的风向混流板，实现角度调节功能。

所述整流栅是网格状的栅格，通过整流栅能够使气流的速度大小和方向分布均匀且对气流进行过滤。

所述收缩段的收缩曲线应使流速沿轴向均匀增加，不产生边界层分离现象；在收缩段进出口处壁面平行于风管轴线尽可能保证进入空气冷却器测试件风速的均匀性。

所述循环水系统包括冷却塔、储水箱、水温机、循环水泵以及流量测试流量计、与空气冷却器测试件热连接的热水管线和冷水管线、阀门；与空气冷却器测试件热连接的热水管线与水泵连接，水泵连接至冷却塔，冷却塔与储水箱连接，储水箱通过另一水泵与水温机连接，水温机通过冷水管线与空气冷却器测试件连接，构成闭式循环水系统。具体工作过程是：经过空气冷却器测试件热交换后的循环水温升高后，水泵用于将循环水泵送至冷却塔中进行冷却，冷却后的水流入储水箱中，水泵将储水箱中的水泵入水温机中加热至实验所需的水温，再经过管线流入空气冷却器测试件中，由此构成闭式循环水系统。

所述水温机能够实现水温度可控，且控制精度高。