[发明专利]一种以导热油为热流体的高温工质换热试验系统及方法

摘要

一种以导热油为热流体的高温工质换热试验系统及方法，该系统包括与换热器试验件的壳体侧通道串连的为试验提供高温试验工质的一回路、与换热器试验件的进出口集管箱串连的为试验提供热源的高温导热油二回路，以及与为试验提供热源的高温导热油二回路的热交换器冷流体侧串连的冷却高温导热油二回路的冷井三回路；本发明还公开了试验方法；本发明能够满足研究核反应堆工程热工水力验证性试验领域中高温工质在换热器设备尤其是管壳式换热器中流动换热特性的要求，且具有结构简单、操作方便、温度流量易于精确控制、加热系统低压、安全经济、可适用温度达到200℃以上350℃以下的优点。

主权项

一种以导热油为热流体的高温工质换热试验系统，其特征在于：包括与换热器试验件(10)的壳体(101)侧通道串连的为试验提供高温试验工质的一回路、与换热器试验件(10)的进出口集管箱(103)串连的为试验提供热源的高温导热油二回路，以及与为试验提供热源的高温导热油二回路中的热交换器冷流体侧串连的冷却高温导热油二回路的冷井三回路；所述为试验提供高温试验工质的一回路包括提供蒸汽的过热蒸汽源(01)和提供冷却水的冷却水源(02)，通过过热蒸汽管线(011)和冷却水管线(021)分别与过热蒸汽源(01)和冷却水源(02)连接的将蒸汽和冷却水搅混的混合器(11)，所述混合器(11)和换热器试验件(10)连通的管路上设置有安全阀(17)及其泄压管线(041)和排污阀(161)及其排污管线(031)，还包括通过两个三通阀门(18)并联到换热器试验件(10)后的主排汽管线(051)上的汽水分离器(12)，连接在汽水分离器(12)上的疏水管线(121)和排汽管线(122)；所述连接过热蒸汽源(01)和混合器(11)的过热蒸汽管线(011)依次设置有调节阀(16)、压力传感器(15)、体积流量计(14)和热电阻(13)；所述连接冷却水源(02)和混合器(11)的冷却水管线(021)依次设置有调节阀(16)、压力传感器(15)、质量流量计(141)和热电阻(13)；所述混合器(11)包括球形容器(110)、将冷却水雾化喷淋的喷雾头(111)和搅混混合蒸汽的搅混叶片(112)，喷雾头(111)设置在球形容器(110)内冷却水接口上，搅混叶片(112)设置在球形容器(110)内混合蒸汽出口前，喷雾头(111)和搅混叶片(112)都有利于蒸汽和水的充分混合；在所述主排汽管线(051)上两个三通阀门(18)下游依次设置有热电阻(13)、体积流量计(14)、压力传感器(15)、调节阀(16)和消音器(19)，在所述疏水管线(121)上依次设置有热电阻(13)、质量流量计(141)、压力传感器(15)和调节阀(16)；所述为试验提供热源的高温导热油二回路包括循环泵(21)和与其并联的备用泵(210)，分别通过球阀(201)和热电阻(13)与循环泵(21)和备用泵(210)连接的电加热器(20)，所述电加热器(20)通过热电阻(13)和球阀(201)与换热器试验件(10)的入口集管箱(103)连通，形成导热油循环主路；换热器试验件(10)的出口集管箱(1031)与油气分离器(23)连通，在油气分离器(23)与出口集管箱(1031)连接的管路上依次设置有热电阻(13)、体积流量计(14)、压力传感器(15)和球阀(201)，所述电加热器(20)通过球阀(201)也与油气分离器(23)连通，形成导热油循环的旁路；所述油气分离器(23)出口与热交换器(24)热流体侧入口连通，热交换器(24)热流体侧出口通过球阀(201)与过滤器(22)连通，过滤器(22)分别通过球阀(201)与循环泵(21)和备用泵(210)连通；所述热交换器(24)热流体侧出口还通过球阀(201)与储油罐(26)的入口连通；在储油罐(26)罐体最低位置设置储油罐排污管线(264)、在储油罐(26)最高位置设置加油管(263)及球阀(201)、在储油罐(26)顶端设置储油罐排气管(262)和储油罐液位计(261)，所述储油罐(26)罐体和水平面间有预设角度，储油罐排污管线(264)位于罐体最低位置，以利于杂质集中并充分排空；储油罐(26)的侧面总高的五分之一高度处设置管口，依次通过球阀(201)、注油泵(27)和球阀(201)与膨胀罐(25)的顶部连通，形成膨胀罐注油管线(253)；膨胀罐(25)底部通过油气分离器连接管(231)与油气分离器(23)的顶部连通，在膨胀罐(25)的侧面总高的五分之四高度上设置膨胀罐溢流管线(254)与储油罐(26)的入口连通，膨胀罐(25)底部通过膨胀罐排污管线(255)与储油罐(26)的入口连通，在膨胀罐排污管线(255)上设置有球阀(201)，膨胀罐(25)还设置有膨胀罐排气管(252)和膨胀罐液位计(251)；所述换热器试验件(10)的入口集管箱(103)和出口集管箱(1031)均通过卸油管线(211)与热交换器(24)热流体侧入口连通，卸油管线(211)上设置有球阀(201)；所述冷却高温导热油二回路的冷井三回路包括与热交换器(24)冷流体侧入口连通的风机(30)，在风机(30)入口上设置有阀门(301)，热交换器(24)的冷流体侧出口通过阀门(301)与大气相连。