CN107478451A - 一种大型水—水热交换设备试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种大型水—水热交换设备试验装置，该试验装置由外循环冷却系统、内循环试验系统及外循环加热系统构成；所述外循环冷却系统主要由外循环水池、外循环泵、冷却器及空冷器依次连接成闭环；而外循环加热系统由加热器一端和蒸汽连接，另一端通过热水泵和热水箱、内循环试验系统的试件连接成闭环；内循环试验系统由试件通过冷水泵和冷水箱及所述外循环冷却系统的冷却器连接成闭环。本发明可进行最大水流量可达300m3/h的热交换器性能测试，是目前我国最为大型且精度较高的换热器热交换试验平台。
Description
技术领域
本发明涉及换热器及传热元件领域，具体指一种大型的换热器及传热元件水—水热交换性能及流阻性能测试的试验装置。
背景技术
国内关于热交换器的性能测试装置较少，目前从已有的文献、专利、新闻等资料中可以查到的很少；但热交换器的应用越来越广泛，在石油化工、航空航天、电力冶金等行业国内超过300万台，设备原值约450亿元，且每年以10～15％左右的速度增长。所以为了保证热交换器使用的安全可靠性，建造热交换器的性能测试装置是急需的。
发明内容
本发明提供一种大型水—水热交换设备试验装置，能够实现换热器及传热元件的热交换性能及流阻性能测试，从而能够达到评价换热器及传热元件热工性能优劣的目的。
为此，本发明采用的技术方案为：
一种大型水—水热交换设备试验装置，该试验装置由外循环冷却系统、内循环试验系统及外循环加热系统构成；所述外循环冷却系统主要由外循环水池、外循环泵、冷却器及空冷器依次连接成闭环；而外循环加热系统由加热器一端和蒸汽连接，另一端通过热水泵和热水箱、内循环试验系统的试件连接成闭环；内循环试验系统由试件通过冷水泵和冷水箱及所述外循环冷却系统的冷却器连接成闭环。
所述蒸汽出口至加热器间的管路上、热水泵出口至加热器间的管路上、冷水泵出口至试件间的管路上、外循环水泵出口至冷却器间的管路上均安装有电动调节阀。
在所述试件热侧进、出口管线上及试件冷侧进、出口管线上均安装有压力变送器和温度变送器。
本发明可进行板式热交换器、管壳式换热器、螺旋板式换热器等多种类型的大型换热器进行介质为水—水的换热性能及流阻测试。
本发明试验水介质的流量最大可达300m3/h并且 20 m3/h到300m3/h连续可调。进入被测试件中传热的水介质，通过离心水泵输出，分别进入内循环试验系统中的冷热循环管线，管线中的电动调节阀FCV101、FC201可根据不同试验要求调节流量。
管线中的流量、温度、压力等试验参数均适时可控且数据可远传至操作计算机。
根据传热试验所需的不同工况，配合管路中电动调节阀合理调节准确的试验介质流量，并通过外循环加热和冷却管路中的电动调节阀FCV401、FCV301的调节提供合理的加热及冷却源(达到试验所需准确介质温度即可)，这样既节约了加热蒸汽量，又合理的利用了冷却水量进行冷却，使实验平台能够以最节能的方式完成传热性能试验。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其效果进一步说明。
本发明可以进行最大水流量可达300m3/h的热交换器性能测试。
参照图1，一种大型水—水热交换设备试验装置，该试验装置由外循环冷却系统、内循环试验系统及外循环加热系统构成；所述外循环冷却系统主要由外循环水池1、外循环泵、冷却器3及空冷器2依次连接成闭环；而外循环加热系统的加热器7一端和蒸汽8连接，另一端通过热水泵和热水箱6连接；内循环试验系统的试件4通过冷水泵和冷水箱5及所述外循环冷却系统的冷却器3连接成闭环，同时该试件4依次和热水箱6、热水泵及加热器7连接成闭环。
电动调节阀FCV101安装在热水泵出口至加热器7间的管路上，电动调节阀FCV201安装在冷水泵出口至试件4间的管路上，电动调节阀FCV301安装外循环水池水泵出口至冷却器3间的管路上，电动调节阀FCV401安装在蒸汽8出口至加热器7间的管路上。试验管路中的电动调节阀可自动调节试验所需流量大小，从而完成对试件的传热性能测试及流阻性能测试。
压力变送器PT101，温度变送器TE101安装在试件4热侧进口管线；压力变送器PT102，温度变送器TE102安装在试件4热侧出口管线；压力变送器PT201，温度变送器TE201安装在试件4冷侧进口管线；压力变送器PT202，温度变送器TE202安装在试件4冷侧出口管线。压力变送器与温度变送器可反馈试验测试数据至采集系统进行传热计算，而冷热侧进出口管道中的TI101、TI102、TI201、TI202负责进出口温度的显示，PI101、PI102、PI201、PI202负责进出口压力的显示，从而完成对试件的传热性能测试及流阻性能测试。
本发明工作过程：
外循环冷却系统由外循环水池1提供冷却水，经冷却器3与试验冷介质进行换热后进入空冷器2自冷却后回外循环水池1。内循环试验系统中冷水箱5提供试验冷水，试验介质通过调节阀FCV201调节流量经传热试件4完成传热试验，后通过冷却器3进行冷却，然后回冷水箱5。热水箱6提供试验热水，通过加热器7进行加热，当温度达到试验温度，用调节阀FCV101调节热水流量通入试验试件4进行传热试验，最后流回热水箱6。外循环加热系统主要通过锅炉给外循环加热系统提供加热蒸汽8，加热蒸汽8进入加热器7后冷凝排放。
本发明沿线装配闸阀、截止阀、单向阀等机械阀门用于控制管内介质的流动；电动控制阀用于调节流体的流量和自动关断；流量计用于测量介质的流量；装置中水箱是储存装置的主要组成部分，经过水箱存储后通过动力系统水泵（大泵流量300m3/h；小泵流量150m3/h，）吸水至内循环试验系统管线，试验介质通过试件4后进入回水管线，最终回到冷热水箱；外循环系统的冷却水由500 m3的外循环水池1存储，由3台立式变频泵输送冷却水，单台流量180m3/h，扬程60m，功率55KW。大流量2台工作，小流量1台工作，1台为备用。经过外循环冷却系统管路后进入两台冷却器3，经过换热升温后流向2台空冷器2冷却，最终回到外循环水池1。
Claims (3)
1.一种大型水—水热交换设备试验装置，其特征在于，该试验装置由外循环冷却系统、内循环试验系统及外循环加热系统构成；所述外循环冷却系统主要由外循环水池（1）、外循环泵、冷却器（3）及空冷器（2）依次连接成闭环；而外循环加热系统由加热器（7）一端和蒸汽（8）连接，另一端通过热水泵和热水箱（6）、内循环试验系统的试件（4）连接成闭环；内循环试验系统由试件（4）通过冷水泵和冷水箱（5）及所述外循环冷却系统的冷却器（3）连接成闭环。
2.根据权利要求1所述的一种大型水—水热交换设备试验装置，其特征在于：所述蒸汽（8）出口至加热器（7）间的管路上、热水泵出口至加热器（7）间的管路上、冷水泵出口至试件（4）间的管路上、外循环水泵出口至冷却器（3）间的管路上均安装有电动调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种大型水—水热交换设备试验装置，其特征在于：在所述试件（4）热侧进、出口管线上及试件（4）冷侧进、出口管线上均安装有压力变送器和温度变送器。
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