[发明专利]一种金属保温层管状试件用传热试验装置

说明书

本发明公开了一种金属保温层管状试件用传热试验装置，包括发热元件，所述发热元件的两端均设置有端部防护组件，所述发热元件外侧套设有加热管；进行传热试验时，所述加热管外壁与管状试件内壁之间存在有间隙；所述加热管外壁上套设有径向挡板，所述径向挡板将管状试件和加热管之间的间隙在轴向上分隔为多个独立的传热区域；所述加热管外壁上还设置有纵向挡板，所述纵向挡板将管状试件和加热管之间的间隙在周向上分隔为多个独立的传热区域。本发明弥补了现有技术中没有专门适用于管状金属保温层传热试验的试验装置的技术空白，贴合管状金属保温层在实际应用过程中的传热情况，使得传热试验的数据更加准确并具有参考意义。

技术领域

本发明涉及核电厂保温设备技术领域，具体涉及一种金属保温层管状试件用传热试验装置。

背景技术

金属保温层是国内近年来新研的一种核电厂主设备与管道用保温层结构，其传热性能需要借助专门的试验装置进行测量。

对管状金属保温层试件，由于其结构与平板状金属保温层的内部几何结构不同，且热流传递方向也与平板状保温层不一致，无法用国内较为成熟的防护热箱型传热试验装置进行传热性能测试，而GB/T 10296中规定的管式防护端头型试验装置也不能满足金属保温层试件的测试要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属保温层管状试件用传热试验装置，以解决现有的传热试验装置无法满足管状金属保温层试件传热性能的测试需要的问题，以开展专门试用于管状金属保温层试件的热量均匀分布且测量精度高的传热测试。

本发明通过下述技术方案实现：

一种金属保温层管状试件用传热试验装置，包括发热元件，所述发热元件的两端均设置有端部防护组件，所述发热元件外侧套设有加热管；进行传热试验时，所述加热管外壁与管状试件内壁之间存在有间隙。

目前，现有技术中的传热试验装置很难满足金属保温层管状试件传热性能的测试要求。例如，防护热箱型试验装置无法应用于管状试件，因为管状试件的结构与平板状的金属保温层的内部结构不同，并且热流传递方向也与平板状金属保温层不一致；同时，GB/T10296《绝缘层稳态传热性质的测定圆管法》中也规定管式防护端头型试验装置不能满足金属保温层试件的测试要求。但是，金属保温层管状试件的传热试验对模拟金属保温层在核电厂管道上的实际状态、研究其传热性能至关重要，因此，迫切需要设计一种专门用于金属保温层管状试件的传热试验装置。

本发明提供了一种金属保温层管状试件用传热试验装置，其与现有的传热实验装置一样，采用了发热元件作为热源，优选地，发热元件为各类电阻加热丝。在发热元件的两端均设置有端部防护组件，端部防护组件一方面用于在试验过程中夹持并固定管状试件，另一方面减少发热元件产生的热量向环境释放，确保加热功率测量的准确性。

与现有技术不同的是，发热元件的外侧套设有加热管。发明人在管状试件的传热试验过程中发现，从管状试件的一端至另一端，管状试件上存在明显的温度梯度和局部温度不均匀的现象，这是由于发热元件的结构、以及管状试件的长度所造成的。为了使得发热元件产生的热量在向管状试件传递前尽可能均匀，在发热元件外侧套设有加热管，加热管能够对发热元件产生的热量进行预分配，使得加热管上的热量分布相对均匀，之后加热管上的热量再传递至管状试件上。加热管的设计使得其上的热量分布更加贴合核电厂管道上的实际热量分布状态，使得传热试验的数据更加准确并具有参考意义。具体实施时，加热管的两端可以与端部防护组件接触，也可以不与端部防护组件接触。优选地，加热管为不锈钢材质，进一步优选地，加热管的壁厚为3～5mm以达到加热管上较佳的热量分布。