CN105050353B - 一种测试台纯水冷却循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试台纯水冷却循环系统，包括内冷主循环回路、外冷循环回路以及纯水支路，外冷循环回路与内冷主循环回路之间通过板式换热器进行热量交换，纯水支路与内冷循环回路由脱气罐连通。本发明与可适用于多种高功率测试台实验的纯水冷却，根据不同器件对水冷流量、压力需求不同，可将冷却介质合理分配到各个支路。去离子净化工艺，使循环介质具备极低的电导率，另外，通过降低循环介质中的溶氧量来抑制实验器件发生腐蚀的速率。
Description
技术领域
本发明涉及水冷系统领域，具体是一种测试台纯水冷却循环系统。
背景技术
在高功率微波传输过程中，由导体自身损耗和微波反射的能量会使传输路径产生很高的热量，为了实现兆瓦级连续波的稳态传输，需使用水冷将这部分热量带走。同时由于测试台是在高电压条件下运行，这就要求冷却介质具有极低的电导率，为防止被冷却器件在长时间运行中发生腐蚀现象，我们选择去氧去离子的纯水作为冷却介质。
发明内容 本发明的目的是提供一种测试台纯水冷却循环系统，以解决现有技术存在的问题，能适用于不同流量需求的微波器件冷却，及时带走系统工作时产生的热量，确保高功率微波的稳态传输。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：包括内冷主循环回路、外冷循环回路以及纯水支路，所述内冷主循环回路包括依次通过管道连接的内冷主循环泵、电动三通球阀、板式换热器、第一过滤器、测试台被冷却器件、待测实验元器件，所述外冷循环回路包括依次通过管道连接的外冷循环泵、第二过滤器、外冷加药装置、冷却塔，所述外冷循环回路与内冷主循环回路之间通过板式换热器进行热量交换；
所述纯水支路包括依次通过管道连接的第三过滤器、第一增压泵、一级反渗透装置、第一储水罐、第二增压泵、二级反渗透装置、第二储水罐、第三增压泵、三级反渗透装置、第三储水罐、第四增压泵、EDI装置、脱氧装置、重离子吸附器、内冷加药装置、缓冲罐，所述纯水支路与内冷循环回路由脱气罐连通。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述测试台被冷却器件包括速调管收集极、速调管管体、速调管磁线包、速调管陶瓷窗、第一波导段、第一定向耦合器、环行器、环行器第三端负载、环行器第四端负载、第二定向耦合器、第二波导段、水负载；所述待测实验元器件包括速调管、软波导、陶瓷窗、直波导、扭波导。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述内冷主循环回路预留一条实验测试循环支路，所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件与内冷主循环回路相连接的各组冷却水循环支路结构相同，在每组冷却水循环支路的供水管路上分别安装有调节阀、开关阀、流量计、压力表，根据不同冷却器件对水冷需求不同，调试与其匹配的流量、压力。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件每组冷却水循环支路的供回水管路上均安装有温差表，一方面通过各条支路温差表的读数可以监控所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件在高功率微波稳态传输时热量是否及时被带走，另一方面，通过所述水负载温差表的读数，可以计算出所述水负载吸收的功率是否满足测试台正常运行要求。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述所述内冷主循环回路上连接有常闭开关，所述常闭开关打开，用于对未连接所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件时水冷系统的清洗、调试，所述常闭开关闭合，冷却水则流向高功率测试台的水冷管道。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述电动三通球阀利用不同转角来控制冷却水通过水冷系统的流量，从而维持所述内冷主循环回路相对恒定的水温。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述纯水支路连接有电导率测量仪表、溶解氧测量仪表、PH值测量仪表，通过对电导率、溶解氧以及PH值合理范围的数值设定，来监控冷却水的水质是否满足系统需求。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述纯水支路安装有氮气补充接口和备用氮气瓶，所述氮气补充接口和备用氮气瓶输送的氮气一方面用于维持所述内冷主循环回路的压力稳定，另一方面用于对所述脱氧装置进行曝气，降低循环介质的溶氧量。
所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述被冷却器件和所述待测实验元件共用一条主供水管和一条主回水管，每种冷却器件均有独自的循环回路，即并行连接在主供水管和主回水管上。
本发明的操作方式：
自来水经过第三过滤器净化后，由三级反渗透装置和EDI装置进一步提纯，得到系统需要的纯水。纯水依次通过脱氧装置、重离子吸附器、缓冲罐，脱气罐之后进入内冷主循环回路。
内冷主循环回路将测试台被冷却器件以及待测实验元器件的热量通过板式换热器与外冷循环回路进行热交换，再由外冷循环回路中的冷却塔将这部分热量散发到大气中。
运行过程中，通过对溶解氧、电导率、PH值的在线控制，实现高功率测试台对循环水质的要求。
采用99.9999%氮气通向缓冲罐起到维持整个系统压力恒定的作用，另外，高纯氮气可以将脱氧装置中的溶解氧分离出来。
高功率测试台中每种冷却器件均有独自的循环回路，即并行连接在主供水管和主回水管上。
本发明与现有技术相比具有以下优点：可适用于多种高功率测试台实验的纯水冷却，根据不同器件对水冷流量、压力需求不同，可将冷却介质合理分配到各个支路。去离子净化工艺，使循环介质具备极低的电导率，另外，通过降低循环介质中的溶氧量来抑制实验器件发生腐蚀的速率。整个水冷系统操作方便，安全可靠。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种高功率测试台纯水冷却循环系统，包括内冷主循环回路、外冷循环回路以及纯水支路。内冷主循环回路包括依次通过管道连接的内冷主循环泵1-1、电动三通球阀2、板式换热器3、第一过滤器4-1、测试台被冷却器件25（包括速调管收集极26-1、速调管管体26-2、速调管磁线包26-3、速调管陶瓷窗26-4、第一波导段26-5、第一定向耦合器26-6、环行器26-7、环行器第三端负载26-8、环行器第四端负载26-9、第二定向耦合器26-10、第二波导段26-11、水负载26-12）、待测实验元器件27，外冷循环回路包括依次通过管道连接的外冷循环泵1-2、第二过滤器4-2、外冷加药装置14-2、冷却塔5，外冷循环回路与内冷主循环回路是通过板式换热器3进行热量交换，
纯水支路包括依次通过管道连接的第三过滤器4-3、第一增压泵6-1、一级反渗透装置7-1、第一储水罐8-1、第二增压泵6-2、二级反渗透装置7-2、第二储水罐8-2、第三增压泵6-3、三级反渗透装置7-3、第三储水罐8-3、第四增压泵6-4、EDI装置9、脱氧装置10、重离子吸附器11、内冷加药装置14-1、缓冲罐12，纯水支路与内冷循环回路由脱气罐13连通，
为了更好的实现本发明，内冷主循环回路预留一条实验测试循环支路，测试台被冷却器件25和待测实验元器件27与内冷主循环回路相连接的各组冷却水循环支路结构相同，在每组冷却水循环支路的供水管路上分别安装有调节阀17、开关阀18、流量计19、压力表20，根据不同冷却器件对水冷需求不同，调试与其匹配的流量、压力。
为了更好的实现本发明，测试台被冷却器件25和待测实验元器件27每组冷却水循环支路的供回水管路上均安装有温差表28-1，一方面通过各条支路温差表的读数可以监控测试台被冷却器件25和待测实验元器件27在高功率微波稳态传输时热量是否及时被带走，另一方面，通过水负载26-12的温差表28-2的读数，可以计算出水负载26-12吸收的功率是否满足测试台正常运行要求。
为了更好的实现本发明，内冷主循环回路上连接有常闭开关24，常闭开关24打开，用于对未连接测试台被冷却器件和所述待测实验元器件时水冷系统的清洗、调试，常闭开关24闭合，冷却水则流向高功率测试台的水冷管道。
为了更好的实现本发明，电动三通球阀2利用不同转角来控制冷却水通过水冷系统的流量，从而维持所述内冷主循环回路相对恒定的水温。
为了更好的实现本发明，纯水支路连接有电导率测量仪表21、溶解氧测量仪表22、PH值测量仪表23，通过对电导率、溶解氧以及PH值合理范围的数值设定，来监控冷却水的水质是否满足系统需求。
为了更好的实现本发明，纯水支路安装有氮气补充接口15和备用氮气瓶16，氮气补充接口15和备用氮气瓶16输送的氮气一方面用于维持内冷主循环回路的压力稳定，另一方面用于对脱氧装置10进行曝气，降低循环介质的溶氧量。
为了更好的实现本发明，测试台被冷却器件25和待测实验元器件27共用一条主供水管和一条主回水管，每种冷却器件均有独自的循环回路，即并行连接在主供水管和主回水管上。
Claims (8)
1.一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：包括内冷主循环回路、外冷循环回路以及纯水支路，所述内冷主循环回路包括依次通过管道连接的内冷主循环泵、电动三通球阀、板式换热器、第一过滤器、测试台被冷却器件、待测实验元器件，所述外冷循环回路包括依次通过管道连接的外冷循环泵、第二过滤器、外冷加药装置、冷却塔，所述外冷循环回路与内冷主循环回路之间通过板式换热器进行热量交换；
所述纯水支路包括依次通过管道连接的第三过滤器、第一增压泵、一级反渗透装置、第一储水罐、第二增压泵、二级反渗透装置、第二储水罐、第三增压泵、三级反渗透装置、第三储水罐、第四增压泵、EDI装置、脱氧装置、重离子吸附器、内冷加药装置、缓冲罐，所述纯水支路与内冷循环回路由脱气罐连通；
所述内冷主循环回路预留一条实验测试循环支路，所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件与内冷主循环回路相连接的各组冷却水循环支路结构相同，在每组冷却水循环支路的供水管路上分别安装有调节阀、开关阀、流量计、压力表，根据不同冷却器件对水冷需求不同，调试与其匹配的流量、压力。
2.根据权利要求1所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述测试台被冷却器件包括速调管收集极、速调管管体、速调管磁线包、速调管陶瓷窗、第一波导段、第一定向耦合器、环行器、环行器第三端负载、环行器第四端负载、第二定向耦合器、第二波导段、水负载；所述待测实验元器件包括速调管、软波导、陶瓷窗、直波导、扭波导。
3.根据权利要求2所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件每组冷却水循环支路的供回水管路上均安装有温差表，一方面通过各条支路温差表的读数可以监控所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件在高功率微波稳态传输时热量是否及时被带走，另一方面，通过所述水负载温差表的读数，可以计算出所述水负载吸收的功率是否满足测试台正常运行要求。
4.根据权利要求1所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述内冷主循环回路上连接有常闭开关，所述常闭开关打开，用于对未连接所述测试台被冷却器件和所述待测实验元器件时水冷系统的清洗、调试，所述常闭开关闭合，冷却水则流向高功率测试台的水冷管道。
5.根据权利要求1所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述电动三通球阀利用不同转角来控制冷却水通过水冷系统的流量，从而维持所述内冷主循环回路相对恒定的水温。
6.根据权利要求1所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述纯水支路连接有电导率测量仪表、溶解氧测量仪表、PH值测量仪表，通过对电导率、溶解氧以及PH值合理范围的数值设定，来监控冷却水的水质是否满足系统需求。
7.根据权利要求1所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述纯水支路安装有氮气补充接口和备用氮气瓶，所述氮气补充接口和备用氮气瓶输送的氮气一方面用于维持所述内冷主循环回路的压力稳定，另一方面用于对所述脱氧装置进行曝气，降低循环介质的溶氧量。
8.根据权利要求1所述的一种测试台纯水冷却循环系统，其特征在于：所述被冷却器件和所述待测实验元件共用一条主供水管和一条主回水管，每种冷却器件均有独自的循环回路，即并行连接在主供水管和主回水管上。
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