[发明专利]一种用于低温呼吸阀的平衡复合试验系统和方法

权利要求书

1.一种用于低温呼吸阀的平衡复合试验系统，其特征在于：该系统包括超低温输入单元(10)、正压输入单元(20)、温压耦合单元(30)、调节单元(40)、试验单元(50)、常温输入单元(70)及负压输入单元(80)，各单元均连接测控模组(60)；其中：

超低温输入单元(10)：包括汽液缓存罐(11)，汽液缓存罐(11)的输入口依序经由截止阀V1和截止阀V2连通至液氮罐的液相出口，汽液缓存罐(11)的输出口经由截止阀V3连通正压输入单元(20)入口；超低温输入单元(10)还包括保温管路，保温管路的输入端连通至截止阀V1和截止阀V2之间的一段管路上，保温管路的输出端经由截止阀V10连通至试验单元(50)的冷屏调温器(53)处；

正压输入单元(20)：包括彼此并联的调节阀CV1和截止阀V4；

温压耦合单元(30)：包括温压耦合罐(31)，温压耦合罐(31)的输入管路经由截止阀V5连通所述正压输入单元(20)，温压耦合罐(31)的其中一个输出管路经由截止阀V6连通所述调节单元(40)，稳压耦合器的另一个输出管路经由截止阀V7连通所述试验单元(50)；

调节单元(40)：包括彼此并联的调节阀CV2和截止阀V8；

试验单元(50)：包括连通温压耦合罐(31)的由彼此并联的调节阀CV3和截止阀V9构成的第一并联管路，第一并联管路再经冷屏调温器(53)连通连接盘(51)；所述连接盘(51)用于连接LNG罐顶呼阀或LNG罐顶吸阀；截止阀V9的作用在于进行LNG罐顶呼呼阀的整定压力、回座压力试验和LNG罐顶吸阀的吸气压力试验时提供大流量通道，确保呼阀和吸阀的顺利动作。

常温输入单元(70)：包括由低温氮气进气管道和气动增压管道并联形成的常温输入模块，所述低温氮气进气管道一端连接液氮罐气相出口，并沿气体流向依序布置调节阀CV4和截止阀V11，所述气动增压管道包括沿气体流向依序布置的气动增压泵(71)和截止阀V13；常温输入模块再经由截止阀V12连通正压输入单元(20)入口；

负压输入单元(80)：包括调节阀CV5和截止阀CV14并联形成的负压控制模块，该负压控制模块的一端连接真空泵(81)，另一端经由截止阀V16连通温压耦合罐(31)；

LNG罐顶呼阀或LNG罐顶吸阀旁侧布置酒精计泡器(52)，汽液缓存罐(11)处布置液位传感器L；所述汽液缓存罐(11)、温压耦合罐(31)及连接盘(51)处均分别布置压力传感器和温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种用于低温呼吸阀的平衡复合试验系统，其特征在于：所述超低温输入单元(10)、正压输入单元(20)及温压耦合单元(30)处均分别布置安全阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于低温呼吸阀的平衡复合试验系统，其特征在于：所述测控模组(60)包括发出指令的上位机和执行指令的PLC。

4.一种应用如权利要求1或2或3所述的平衡复合试验系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.一阶预冷过程：

S11.打开截止阀V6、截止阀V8、操作调节阀CV2至最大开度；

S12.打开截止阀V5，截止阀V4、操作调节阀CV1至最大开度；

S13.打开截止阀V1和截止阀V3；

S14.打开截止阀V2，开始向汽液缓存罐(11)中输入液氮；

S15.观察汽液缓存罐(11)处温度传感器T1、压力传感器P1和液位传感器T1的示值，使之保持设定数值，随后进入S2步骤；

S2.二阶预冷过程：

S21.打开截止阀V10、观察温压耦合罐(31)处温度传感器T2的示值，直到其达到-100℃；

S22.打开截止阀V7、逐渐增大调节阀CV3的开度，观察温压耦合罐(31)处压力传感器P2的示值，通过操作调节阀CV3的开度使压力传感器P2的示值始终低于LNG罐顶呼阀的动作压力；

S23.观察温度传感器T3和温度传感器T2的示值，直到它们的示值相等，并达到试验要求温度；进入S2步骤；

S3.稳压保冷过程：

当温度和压力都满足试验要求的超低温和微正压需求时，此时可形成超低温和微正压耦合环境，并开始稳定温度和压力；

S31.随着试验的进行和系统漏热，温度产生的变化由测控模组(60)控制截止阀V1和截止阀V10的开启和关闭进行调节；

S32.随着试验的进行，压力产生的变化由测控模组(60)控制调节阀CV1和调节阀CV2的开度以及汽液缓存罐(11)处液氮加热器(11a)的功率进行调节。