CN106248719A - 应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其包括压力测点等，可视化观测段位于降压设施的右侧，压差测点包括相连的左测点和右侧点，压差测点的左测点位于降压设施的左侧，压差测点的右测点位于可视化观测段的右侧，压力测点位于压差测点的左测点的左侧，单向流体段位于压力测点的左侧，温度测点位于压差测点的右测点的右侧，闪蒸发生段位于温度测点的右侧。本发明通过对测点的布置以及对测点的安装，可以有效避免由于温度测点、压力测点等的布置对两相流动产生的影响，能稳定且精确地监测闪蒸产生的两相流动温度压力参数，同时易于拆卸更换，极大的方便了测量系统的维护。

Description

应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统
技术领域
本发明涉及一种闪蒸现象参数测量系统，具体地，涉及一种应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统。
背景技术
闪蒸是高压的饱和或者过冷液体进入低压的容器或者管道中，由于压力的突然降低使这些液体工况参数达到饱和并迅速产生蒸汽的现象。由于闪蒸后产生两相流体为极度不平衡的两相混合流动，因此其参数测量具有较大困难。
在闪蒸现象的测量中，首先需要考虑测点设置对于闪蒸过程的影响，过多和过于突出的测点设置会改变闪蒸结果，导致测量参数偏离实际结果。其次，还需要考虑闪蒸现象中存在的空化作用对测量系统的影响，由于空化作用会让测量系统引入较大噪声导致信号难以处理。最后，由于闪蒸产生的两相流动是不平衡两相流动，因此在流动过程中工况参数仍然会发生变化，因此对流道沿程各个状态点的监测也是必须要考虑的。
目前对于两相流的精确测量包括PIV(粒子成像测试)和高速摄影等手段，这些手段都是基于可视化观测手段实现的，因此在本试验测量系统中，可视化观测也是测量方案之一。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其通过对测点的布置以及对测点的安装，可以有效避免由于温度测点、压力测点等的布置对两相流动产生的影响，同时能稳定且精确地监测闪蒸产生的两相流动温度压力参数。
根据本发明的一个方面，提供一种应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，其包括压力测点、压差测点、可视化观测段、闪蒸发生段、温度测点、降压设施、单向流体段，可视化观测段位于降压设施的右侧，压差测点包括相连的左测点和右侧点，压差测点的左测点位于降压设施的左侧，压差测点的右测点位于可视化观测段的右侧，压力测点位于压差测点的左测点的左侧，单向流体段位于压力测点的左侧，温度测点位于压差测点的右测点的右侧，闪蒸发生段位于温度测点的右侧。
优选地，所述压力测点通过一个压力接头与一个引压管、一个压力变送器连接，所述压力接头与压力测点之间采用螺纹连接，并采用垫片进行密封，所述压力测点为单个布置。
优选地，所述温度测点通过一个温度接头与一个K型铠装热电偶相连，所述温度接头与温度测点之间采用螺纹连接，并采用垫片进行密封，所述温度测点采用对称布置。
优选地，所述温度测点用作电导探针测点，用于测量含气率。
优选地，所述可视化观测段包括视窗玻璃和压紧法兰片，视窗玻璃位于一段管道的管壁内，压紧法兰片位于视窗玻璃的外侧，所述管道的上面、所述管道的下面、所述管道的左面、所述管道的右面均设有对称的可视化观测段。
优选地，所述视窗玻璃为硼硅玻璃。
优选地，所述应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统的各测点段间均采用法兰连接。
优选地，所述法兰符合GB/T20591-2009的标准。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明通过对测点的布置以及对测点的安装，可以有效避免由于温度测点、压力测点等的布置对两相流动产生的影响，能稳定且精确地监测闪蒸产生的两相流动温度压力参数，同时易于拆卸更换，极大的方便了测量系统的维护。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统的设计图。
图2为本发明的可视化观测段的设计图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明主要包括闪蒸产生压降、闪蒸产生两相流温度以及压力变化、气相含量等参数的测量。由于闪蒸现象所产生的两相流动是一种极度不平衡的两相混合流动，汽液两相各相压力、温度参数都不稳定，因此给测量带来困难，同时由于发生在管道内的闪蒸现象所产生的高速两相流体对测量仪器要求较高，因此长期而准确地测量更是闪蒸现象中比较困难的地方。本发明通过对测点的布置以及对测点安装，可以有效避免由于温压测点等布置对两相流动产生的影响，同时能稳定且精确地监测闪蒸产生的两相流动温度压力参数。
如图1至图2所示，本发明应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统包括压力测点1、压差测点2、可视化观测段3、闪蒸发生段4、温度测点5、降压设施6、单向流体段7，可视化观测段3位于降压设施6的右侧，压差测点2包括相连的左测点和右侧点，压差测点2的左测点位于降压设施6的左侧，压差测点2的右测点位于可视化观测段3的右侧，压力测点1位于压差测点2的左测点的左侧，单向流体段7位于压力测点1的左侧，温度测点5位于压差测点2的右测点的右侧，闪蒸发生段4位于温度测点5的右侧，压力测点1测量压力，压差测点2测量压差，可视化观测段3、闪蒸发生段4，温度测点。
所述压力测点1通过一个压力接头与一个引压管连接，引压管与一个压力变送器连接，所述压力接头与压力测点之间采用螺纹连接，并采用垫片进行密封，所述压力测点为单个布置，压力测点采用压力变送器进行数据采集，压力测点也可作为压差的测点，可根据测量需要进行选择，这样连接牢固，密封性好，测量准确。
所述温度测点5通过一个温度接头与一个K型铠装热电偶相连，所述温度接头与温度测点之间采用螺纹连接，并采用垫片进行密封，所述温度测点采用对称布置，这样连接牢固，密封性好，测量准确。
所述温度测点5用作电导探针测点，用于测量含气率，这样测量简便精确。
所述可视化观测段3包括视窗玻璃31和压紧法兰片32，视窗玻璃31位于一段管道的管壁内，压紧法兰片32位于视窗玻璃31的外侧，所述管道的上面、所述管道的下面、所述管道的左面、所述管道的右面均设有对称的可视化观测段3，这样可视性好。
所述视窗玻璃31为硼硅玻璃，这样耐热性好。
所述应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统的各测点段间均采用法兰连接，这样方便连接。
所述法兰符合GB/T20591-2009的标准，这样通用性好，便于维护。
本发明的工作原理如下：温度测点采用K型铠装热电偶进行参数采集，K型铠装热电偶的深入管道的深度可调节，温度测点用作电导探针测点，根据实际情况将电导探针采用与K型铠装热电偶相同的连接方式接入，这样测量简便精确。压差测点同样采用压力接头进行连接，通过一个引压管与一个差压变送器进行连接，用于测量压差测点的左测点和测量压差测点的右测点之间的压力差。可视化观测段的安装位置可进行调节，视窗玻璃采用硼硅玻璃，可承受最高的工况温度为250℃，耐热性好。压力测点、压差测点、可视化观测段、温度测点均可根据实际需求进行更换或者拆卸，这样便于维护。降压设施用于调节管道内的压力。闪蒸发生段的内部发生闪蒸现象。单向流体段的内部为单向流体。
本发明采用K型铠装热电偶测量温度测点的温度，采用压力变送器测量压力测点的压力，采用差压变送器测量压差测点的差压，采用电导探针测量含气率；K型铠装热电偶和电导探针均采用温度接头，均在密封后固定于温度测点上，均根据实际要求进行布置；差压变送器和压力变送器分别通过一个引压管与对应的测点连接，通过测压接头将引压管固定在压力测点上。
本发明基于管径50mm的管道进行设计，但也适用于其他管径类型的管道，同时对于三通和弯管也同样适用，对于管径50mm的管道，压差测点的间距设置为150mm，同时为方便更换和拆卸，压差测点采用长度为300mm和450mm两种规格进行设计，可视化观测段的长度规格为300mm。
综上所述，本发明用于闪蒸产生压降、闪蒸产生的两相流温度以及压力变化、气相含量等参数的测量，通过对测点的布置以及对测点的安装，可以有效避免由于温度测点、压力测点等的布置对两相流动产生的影响，能稳定且精确地监测闪蒸产生的两相流动温度压力参数，同时易于拆卸更换，极大的方便了测量系统的维护。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统包括压力测点、压差测点、可视化观测段、闪蒸发生段、温度测点、降压设施、单向流体段，可视化观测段位于降压设施的右侧，压差测点包括相连的左测点和右侧点，压差测点的左测点位于降压设施的左侧，压差测点的右测点位于可视化观测段的右侧，压力测点位于压差测点的左测点的左侧，单向流体段位于压力测点的左侧，温度测点位于压差测点的右测点的右侧，闪蒸发生段位于温度测点的右侧。
2.根据权利要求1所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述压力测点通过一个压力接头与一个引压管、一个压力变送器连接，所述压力接头与压力测点之间采用螺纹连接，并采用垫片进行密封，所述压力测点为单个布置。
3.根据权利要求1所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述温度测点通过一个温度接头与一个K型铠装热电偶相连，所述温度接头与温度测点之间采用螺纹连接，并采用垫片进行密封，所述温度测点采用对称布置。
4.根据权利要求3所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述温度测点用作电导探针测点，用于测量含气率。
5.根据权利要求1所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述可视化观测段包括视窗玻璃和压紧法兰片，视窗玻璃位于一段管道的管壁内，压紧法兰片位于视窗玻璃的外侧，所述管道的上面、所述管道的下面、所述管道的左面、所述管道的右面均设有对称的可视化观测段。
6.根据权利要求5所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述视窗玻璃为硼硅玻璃。
7.根据权利要求1所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统的各测点段间均采用法兰连接。
8.根据权利要求7所述的应用于管道汽液两相流闪蒸现象参数的测量系统，其特征在于，所述法兰符合GB/T20591-2009的标准。
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