[发明专利]一种模拟浮式晃动条件的装置和方法

权利要求书

1.一种模拟浮式晃动条件的装置，其特征在于：它包括一液体缓冲罐，所述液体缓冲罐的进口通过管路与冷却器的一端相连，所述液体缓冲罐的出口通过两条并联管路分别与第一气液分离器的第一进口和第二气液分离器的进口相连；在位于所述液体缓冲罐与所述第一气液分离器之间的连接管路上设置有第一调节阀；在位于所述液体缓冲罐与所述第二气液分离器之间的连接管路上设置有第二调节阀；所述第二气液分离器的底部出口通过管路和第三调节阀与所述第一气液分离器的第二进口相连；所述第一气液分离器的底部出口通过管路和流量计与换热器的冷源进口相连；所述换热器的冷源出口通过管路与所述第一气液分离器的第三进口相连；所述换热器的表面设置有多个温度计；所述第二气液分离器的顶部出口通过管路和第四调节阀与所述第一气液分离器的顶部出口的管路汇合后与气体压缩机的一端相连；所述气体压缩机的另一端通过管路与所述冷却器的另一端相连。

2.如权利要求1所述的一种模拟浮式晃动条件的装置，其特征在于：所述第二气液分离器的底部出口管路上设置的所述第三调节阀的尺寸大于第一调节阀、第二调节阀和第四调节阀尺寸；所述第二气液分离器的布置位置高于所述第一气液分离器。

3.如权利要求1所述的一种模拟浮式晃动条件的装置，其特征在于：所述液体缓冲罐顶部设置有排气口。

4.如权利要求2所述的一种模拟浮式晃动条件的装置，其特征在于：所述液体缓冲罐顶部设置有排气口。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种模拟浮式晃动条件的装置，其特征在于：所述换热器采用板翅式换热器，所述换热器的冷源为所述第一气液分离器的底部出口流入到所述换热器的冷源进口的液体气化产生的冷量，所述换热器的热源为通过管路从热源进口流入的热源介质。

6.一种采用如上述权利要求1到5任一项所述装置的模拟浮式晃动条件的方法，其包括以下步骤：

1)首先打开液体缓冲罐的出口，将经液体缓冲罐中缓冲后的液体循环介质经出口的并联管路分别引入到第一气液分离器和第二气液分离器内；流入第一气液分离器内的液体循环介质流量由第一调节阀控制；流入第二气液分离器内的液体循环介质流量由第二调节阀控制；

2)当流入第二气液分离器内的液体循环介质达到设定的液位后，开始进行模拟浮式晃动实验，首先打开第三调节阀，将第二气液分离器内的液体循环介质经底部出口的第三调节阀快速引入到第一气液分离器内，扰动第一气液分离器内的液体循环介质产生液位波动，进而形成晃动条件；

3)打开第一气液分离器的底部出口，将在晃动条件下的液体循环介质经第一气液分离器的底部出口均匀引入到换热器的冷源进口；

4)液体循环介质在换热器内换热后从冷源出口流回到第一气液分离器中；

5)当流入第二气液分离器内的液体循环介质的液位升高时，第二气液分离器内的压力也会逐渐提高，此时缓慢开启第四调节阀，将第二气液分离器内分离出的气体循环介质经第二气液分离器的顶部出口排放至压缩机内；同时，经第一气液分离器分离出的循环介质气体经第一气液分离器的顶部出口与第二气液分离器顶部出口分离出的气体循环介质汇合后进入气体压缩机中；

6)气体循环介质进入气体压缩机压缩到一定压力后，进入到冷却器中冷凝为过冷液体循环介质；然后过冷液体循环介质流回液体缓冲罐中并循环上述步骤1)～5)的过程，直至完成对第一气液分离器中通过流量计流入到热换器的液体流量变化、热换器换热温度变化以及第一气液分离器的液位变化的检测，分析出晃动条件对装置在浮式晃动条件下运行稳定性的影响。

7.如权利要求6所述的一种模拟浮式晃动条件的方法，其特征在于：第一调节阀的开度由第一气液分离器内的液位控制；第二调节阀的开度由液体缓冲罐内的液位控制，在充液开始前降低液体缓冲罐的液位设定值，第二气液分离器开始进行充液；在运行过程中通过调节第二调节阀和第四调节阀来保证液体缓冲罐的液位稳定和气体压缩机的操作压力稳定；第三调节阀的开度通过第一气液分离器的液位和晃动信号控制器进行调节，模拟不同的晃动等级。

8.如权利要求6所述的一种模拟浮式晃动条件的方法，其特征在于：在上述步骤5)中，第二气液分离器的压力通过第四调节阀控制，在模拟晃动条件时，保持第二气液分离器与第一气液分离器的压力一致，保证第二气液分离器和第一气液分离器的液体温度相等。

9.如权利要求6所述的一种模拟浮式晃动条件的方法，其特征在于：液体循环介质进入第一气液分离器和第二气液分离器前需要进行节流降压；循环介质可采用丙烷、氨、氟利昂或异丁烷中的一种；热换器的热源介质流量和压力始终保持不变，保证热源的稳定；换热器的热源介质可采用氮气、压缩空气或天然气中的一种；第一气液分离器的底部出口的液体流速受第一气液分离器的液位差产生的压差影响。