[发明专利]具有带可变压力水平的液体容器的、用于冷却设备的测试旁路

说明书

本发明涉及一种用于模拟由消耗装置(V)引入到冷却设备(1)的过程介质(M)中的等温和非等温加热负载的方法，所述模拟借助于测试旁路(2)；并且本发明还涉及此类测试旁路(2)以及具有此类测试旁路的冷却设备。

技术领域

本发明涉及一种用于模拟冷却设备中的热负载的方法，并且还涉及一种测试旁路以及一种具有此类测试旁路的冷却设备。

背景技术

过去采用以下方法来模拟冷却设备中的热负载：

(1)从至消耗装置的进入流至来自消耗装置的返回流的旁路设有加热器件，过程介质流动穿过该加热器件，以便执行以下功能中的一个：

(i)模拟非等温负载。利用该布置，在任何时候都不为介质两相范围内的过程；

(ii)模拟等温负载。利用该布置，在加热器件上游的进入流中的比焓必须低于临界点处的比焓。此外，加热之后的比焓必须等于饱和蒸汽的比焓。饱和蒸汽的过程压力接着对应于返回流中的过程压力；

(iii)模拟包括等温负载和非等温负载的累积负载。利用该布置，在加热器件上游的进入流中的比焓必须低于临界点处的比焓。此外，加热之后的比焓必须大于饱和蒸汽的比焓。饱和蒸汽的过程压力接着对应于待模拟的消耗装置中的过程压力，该压力高于返回流中的压力。

在旁路中设置在上游或下游的调节阀调节进入流压力、返回流压力，或测试旁路中的质量流量，或者设定至固定位置。

(2)加热器件安装在过程中提供的液体容器中，以便借助于过程介质的蒸发焓来模拟等温负载。利用该布置，在加热器件上游的进入流中的比焓必须低于临界点处的比焓。此外，加热之后的比焓必须等于饱和蒸汽的比焓。此处，饱和蒸汽的过程压力对应于液体容器和返回流中的过程压力，这是由于在容器与返回流之间没有安装调节阀。如果调节阀安装在进入流与容器之间的旁路中，则该调节阀将调节进入流压力、返回流压力，或测试旁路中的质量流量。

为了采用加热器件来模拟等温和非等温负载的静态过程，(1)(iii)，在进入流(“向前流”)与返回流之间的测试旁路中，必要的是知道以下四个过程数据中的三个，以便计算缺乏的值(考虑到能量守恒)：

(1)进入流中的过程介质的“状态点”；

(2)返回流中的过程介质的“状态点”；

(3)引入的热负载(等温加非等温)；

(4)过程介质的质量流量。

这些“状态点”例如借助于温度和压力传感器来确定，并且质量流量例如由孔口或科里奥利测量来测量。

冷却设备的一种应用用于借助于液体浴来冷却腔。此处，使用过程介质的蒸发焓来补偿腔中的热输入。

为了维持浴中的恒定水平(即，为了提供准静态过程)，在蒸发质量与经由冷却设备液化的质量流量之间必须存在平衡。

为了该目的，过程介质在输送管线中从冷却装置运输至消耗装置，并且闪蒸气体返回(至冷却设备，或加热器件，其将过程介质加热至周围温度)。利用该布置，闪蒸气体可作用为同轴管线中的屏蔽气体，以便使内部进入流上的热负载最小化。屏蔽流上的热负载(该热负载由热辐射组成)和对流传导热传递导致到返回流中的非等温热输入。

为了模拟测试旁路中的等温和非等温热负载的该组合，需要许多次测量(见上文)。然而，在低温应用中，获得过程介质的状态值和质量流量的测量为非常昂贵的，并且测量容差经常显著地高于在较高温度下的测量。因为经受容差的所有测量结果在计算待确定的过程变量时采用，所以结果对应地不准确。

因此，本发明的潜在问题在于设计一种方法，该方法实现等温热负载和非等温热负载的组合在具有相对少量的所需测量结果的冷却设备的过程介质上的模拟，并且实现测量结果的全局容差的最小化。

发明内容