[发明专利]一种热交换器运行状态监测试验装置

说明书

本发明涉及通用热交换器设备领域，具体公开了一种热交换器运行状态监测试验装置，包括试验回路和热交换器试验件；所述试验回路包括供热回路、测试双回路及冷却回路，所述热交换器试验件设置在测试双回路中；所述热交换器试验件包括支腿、下管箱、管束组件、上管箱以及壳体，所述支腿安装在下管箱上，下管箱、上管箱分别与壳体的两端相互对接，管束组件设置在壳体内部；在上管箱上设置有管侧入口接管，在下管箱上设置有管侧出口接管、管侧旁通接管；在壳体上设置有壳侧入口接管、壳侧出口接管以及壳侧旁通接管；本发明可以有效的进行热交换器的流动、传热及阻力特性测试，用于评估和验证热交换器状态监测和健康管理算法软件各个模块的可靠性。

技术领域

本发明涉及通用热交换器设备领域，具体为一种热交换器运行状态监测试验装置。

背景技术

核电站用热交换器往往在高温高压、大温差、放射性等恶劣的环境下服役，这导致其在长期运行过程中容易出现部件失效、传热性能下降等问题，其中泄漏是导致热交换器性能退化和设备故障甚至失效最主要的因素。目前，我国大部分核电站还停留在对热交换器的基本运行数据进行采集和监测层面，对热交换器的失效预测、故障诊断等高层次、智能化的健康管理模式的开发和应用研究还十分欠缺。基于此需求开发了热交换器状态监测和健康管理系统，针对热交换器结垢和泄漏问题开展基于设备机理和大数据相结合的算法建模和预测等工作，通过获得设备结垢和泄漏程度及相应状态下的流动换热状态，并根据运维阈值预测维修时间或剩余寿命。

为了评估和验证开发的热交换器状态监测和健康管理算法系统软件各模块的可靠性，研制了热交换器运行状态监测试验装置，对典型的固定管板热交换器的流动、传热及阻力特性进行测试，获得可靠试验数据。

该试验装置测试的内容主要包括如下两个方面：

a)热交换器运行状态监测模块的测试验证数据：通过提供不同运行状态的试验数据，考察软件能否根据试验测得的冷热流体温度、流量和操作压力等运行参数，获得热交换器的实时换热性能。

b)热交换器泄漏失效监测模块的测试验证数据：通过提供不同泄漏形式及状态的试验数据，考察软件对热交换器法兰密封面泄漏、换热管与管板接头泄漏、换热管束泄漏情况的敏感程度，验证软件模型中泄漏程度与进出口压力、温度等参数的变化关系，评价软件对泄漏感知的灵敏度以及对泄漏量计算和预测的准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热交换器运行状态监测试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热交换器运行状态监测试验装置，包括试验回路和热交换器试验件；所述试验回路包括供热回路、测试双回路及冷却回路，所述热交换器试验件设置在测试双回路中；所述热交换器试验件包括支腿、下管箱、管束组件、上管箱以及壳体，所述支腿安装在下管箱上，下管箱、上管箱分别与壳体的两端相互对接，管束组件设置在壳体内部；在上管箱上设置有管侧入口接管，在下管箱上设置有管侧出口接管、管侧旁通接管；在壳体上设置有壳侧入口接管、壳侧出口接管以及壳侧旁通接管。

优选的，所述管束组件上设置有三通接头，与三通接头相对的壳体上设置有手孔。

优选的，所述测试双回路包括压力高的管程加热回路和压力低的壳程冷却回路，管程加热回路与供热回路相连，壳程冷却回路与冷却回路相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以有效的进行热交换器的流动、传热及阻力特性测试，获得可靠试验数据，用于评估和验证热交换器状态监测和健康管理算法软件各个模块的可靠性；研制的试验装置需具有较广的适用性，可直接用于各核电堆型不同形式热交换器运行状态的监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的热交换器试验件正常运行工况示意图；

图3为本发明的热交换器试验件换热管束泄漏工况示意图；