CN108302026A - 一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温长轴熔盐泵检测试验台，包括熔盐储罐（18），熔盐储罐（18）的顶部安装有与熔盐管路相连的高温长轴熔盐泵（21），熔盐管路上经过三个压力传感器、三台电动截止阀、两台流量传感器、两台电动调节、两个温度传感器与熔盐储罐（18）相连，熔盐储罐（18）封头表面连接有若干组插入式电加热器（16），熔盐储罐（18）内连接有监控熔盐温度的第一多点式热电偶（17）和第二多点式热电偶（20），熔盐储罐（18）上封头表面上开有液位计孔、预热孔（22）、熔融盐注入口（23）和备用孔。本发明的有益效果：耐高温，模拟效果真实，试验精度高，使用安全可靠，通用性强，使用方便。

Description

一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台

技术领域

本发明涉及太阳能热发电系统应用领域中一种高温长轴熔盐泵的外特性、可靠性和寿命检测装置，特别涉及一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台。

背景技术

随着化石燃料的持续消耗，能源可持续利用问题日益严重；另外，化石燃料的大量消耗，也在逐渐破坏人类的生存环境，严重威胁到人类社会的可持续发展。太阳能作为一种可再生的绿色能源，具有持续利用的特点。太阳能热发电作为太阳能利用的一种方式，能够保证电力的稳定输出，具备电力调峰的能力，具有广泛应用的前景。

目前应用较多的太阳能热发电技术主要有塔式技术和槽式技术，其中储热系统采用的介质大多都是熔盐，实现电站的系统换热都需高温长轴熔盐泵提供动力，抽送熔盐进行换热。

高温长轴熔盐泵中介质运动十分复杂，目前泵的设计还是靠来源于科学实验和生产实践的经验，或者半理论半经验的方法来完成。因此，高温长轴熔盐泵的性能检测对于泵的设计、生产、使用和改进具有重要意义，不仅可以为泵的改进和投产提供详实可靠的数据作为技术依据，还对高温长轴熔盐泵理论的研究和发展、设计方法的创新有着不可或缺的作用。

高温长轴熔盐泵由于其运行温度高（最低300℃左右）、轴较长（一般10米以上），各种性能测试难度极大，相关研究也很少，目前国内尚无专门用于此类熔盐泵性能检测的试验台。目前国内熔盐泵的检测都采用清水进行泵的性能检测，无法检测此类熔盐泵在高温熔盐介质中运行的各种性能，对其在太阳能热发电站中运行的可靠性和寿命很难做出一个准确的评估。因此需要一个高温长轴熔盐泵性能检测试验台，对进行高温长轴熔盐泵的各种性能检测，不仅需要确测量高温环境下泵的参数，还需整个装置能够在高温工况下安全稳定运行。

发明内容

针对现有熔盐泵的检测装置存在的缺陷和现实需要，本发明提供一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台。

为了实现上述目的，本发明所采取的措施：

一种高温长轴熔盐泵检测试验台，包括熔盐储罐和电机，熔盐储罐的顶部安装有与熔盐管路相连的高温长轴熔盐泵，熔盐管路上依次连接有第一压力传感器、第一温度传感器、第一电动截止阀、第一流量传感器、孔板、第二压力传感器、第一电动调节阀和第三压力传感器，第三压力传感器后方的熔盐管路分为两条支路，一条支路经过第二电动截止阀与熔盐储罐相连，另一条支路依次经过第二电动调节阀、第二流量传感器、换热器和第二温度传感器与熔盐储罐相连，第二压力传感器的后侧管路与第二电动截止阀的前侧管路之间设置有一条连接有第三电动截止阀的支路；

所述熔盐储罐表面包裹有硅酸铝纤维和岩棉材质的双层保温层，底部建造了保温地基，在熔盐储罐封头表面接入多组保证熔盐储罐内熔盐温度达到试验要求的插入式电加热器；熔盐储罐内接入两组多点式热电偶，实时监控熔盐储罐里面不同高度熔盐的温度；熔盐储罐上封头表面上开有安装液位计的孔，通过法兰与液位计连接，监测熔盐的液位；熔盐储罐上封头表面开有预热孔，通过法兰连接热风炉设备，方便对罐体进行预热；熔盐储罐上封头表面开有熔融盐注入口，使用法兰与化盐设备管路连接，使熔融态熔盐进入熔盐储罐；熔盐储罐上封头表面同时开有备用孔，方便进行其他操作；

所述高温长轴熔盐泵通过安装底板安装于与钢结构连接的过渡板上，熔盐储罐与膨胀节通过膨胀节下法兰连接，膨胀节上法兰与过渡板连接，熔盐储罐不承载高温长轴熔盐泵自重载荷，高温长轴熔盐泵载荷主要由钢结构承载，在膨胀节周围设有保温层，防止热量散失；

所述熔盐管路采用柔性设计，在管路弯头前安装有膨胀节缓冲，防止因为温度变化而产生的热变形；管路和各个阀门表面包裹有减少热量散失的硅酸铝纤维保温层并缠绕有防止熔盐凝固而保证管路温度分布均匀的伴热带；整个管路倾斜5°安装，保证试验结束后管路中的熔盐能全部回到熔盐罐中；整个管路设有支架支撑，孔板、各个阀门和换热器与管路焊接；

所述光电式转速传感器、三个压力传感器、三台电动截止阀、两台流量传感器、两台电动调节阀、两个温度传感器、液位计、两组多点式热电偶均和振动监测装置与控制器连接，接入DCS系统，对参数进行检测、采集、储存并根据相关公式计算得到流量、扬程、效率、轴功率、振动加速度等参数，试验数据可以通过外围设备输出。

所述高温长轴熔盐泵的安装底板处、出口法兰连接处和电机轴承座上均装有振动监测装置，然后接入分布式控制系统（DCS），监测高温长轴熔盐泵和电机的振动情况；同时在电机上装有光电式转速传感器，用来监测电机的转速；高温长轴熔盐泵的轴功率通过电测法，电机上接入功率分析仪接口，用计算机记录电机的电流和电压，通过计算得到泵的轴功率。

所述高温长轴熔盐泵的进口压力可由液位计探测液位高度减去泵进口距离罐底的距离后得到的高度换算得到；泵出口的压力可由泵出口管路上的第一压力传感器测的数值，加上此压力传感器距离泵出口的高度换算所得的数值后所得。

所述两个流量传感器为超声波流量传感器，该流量传感器能够长期精确测量高温熔盐的流量，为避免管路内部流动状况干扰流量的测量精度，流量传感器前后需设置直管段，流量传感器前面的直管段不小于10倍管路直径，后面的直管段不小于5倍管路直径。

本发明的有益效果：直接以熔盐为介质，可模拟长轴高温熔盐泵在电站各种工况下的性能，模拟效果真实，同时避免了用水进行试验换算得到泵性能产生的误差，试验精度高；整个试验台采用了可靠的保温结构，减小了熔盐热量的损失，耐高温，并具有防烫伤作用，同时整个熔盐管路倾斜安装，有效保证试验结束后管道内熔盐流回熔盐储罐，使用安全可靠；整个试验装置按疲劳耐久性要求进行设计，具备高温长轴熔盐泵的疲劳寿命试验检测能力；试验台设计时参考了多种长轴高温熔盐泵的参数要求，试验装置能够安装多种型号的熔盐泵，管路可以采用变径管来连接不同型号的熔盐泵，熔盐罐的高度也能满足不同液下深度的熔盐泵，可对多种型号的熔盐泵进行试验，通用性强，使用方便。

附图说明

图1 本发明的结构示意图。

图中，1、第一压力传感器；2、第一温度传感器；3、第一电动截止阀；4、钢结构；5、第一流量传感器；6、第三压力传感器；7、第一电动调节阀；8、第二压力传感器；9、孔板；10、第三电动截止阀；11、第二电动调节阀；12、第二流量传感器；13、第二电动截止阀；14、第二温度传感器；15、换热器；16、插入式电加热器；17、第一多点式热电偶；18、熔盐储罐；19、保温地基；20、第二多点式热电偶；21、高温长轴熔盐泵；22、预热孔；23、熔融盐注入口；24、液位计；25、膨胀节；26、振动监测装置；27、功率分析仪接入口；28、光电式转速传感器。

具体实施方式

为克服现有熔盐泵的检测装置存在的缺陷，满足现实需要，设计一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台。本发明实施例中（如图1），测试装置高温长轴熔盐泵21安装在熔盐储罐18顶部，泵出口法兰接入熔盐管路，依次连接第一压力传感器1、第一温度传感器2、第一电动截止阀3、第一流量传感器5、孔板9、第一电动调节阀7、第二压力传感器8后，熔盐管路分为两条支路，一条支路接入第二电动截止阀13后接入熔盐储罐18，另一条支路依次接入第二电动调节阀11、第二流量传感器12、换热器15、第二温度传感器14后，接入熔盐储罐18；在主管路中第二压力传感器8后接入一条支路，其管路连接第三电动截止阀10后，接入接有第二电动截止阀13的支路，接口在第二电动截止阀13之前。所述熔盐储罐18表面包裹有硅酸铝纤维和岩棉材质的双层保温层，底部建造了保温地基19，在熔盐储罐18封头表面接入多组插入式电加热器16，开有安装液位计的孔安装液位计24、预热孔22、熔融盐注入口23，同时开有备用孔，方便进行其他操作；熔盐储罐18内接入多组多点式热电偶。高温长轴熔盐泵检测试验台中高温长轴熔盐泵21安装底板安装在与钢结构4连接的过渡板上，熔盐储罐18与膨胀节25通法兰连接，膨胀节25与过渡板连接，在膨胀节周围设有保温层，防止热量散失。管路和阀门3、7、10、11、13表面包裹有硅酸铝纤维保温层，缠绕有伴热带，整个管路倾斜5°安装，整个管路设有支架支撑，孔板9、阀门3、7、10、11、13和换热器15与管路焊接。所述光电式转速传感器28、三个压力传感器1、6、8、三台电动截止阀3、10、13、两台流量传感器5、12、两台电动调节7、11、两个温度传感器2、14、液位计24、多点式热电偶17、20和振动监测装置26均与控制器连接，接入分布式控制系统（DCS）。

本发明的有益效果：直接以熔盐为介质，可模拟长轴高温熔盐泵在电站各种工况下的性能，模拟效果真实，同时避免了用水进行试验换算得到泵性能产生的误差，试验精度高；整个试验台采用了可靠的保温结构，减小了熔盐热量的损失，耐高温，并具有防烫伤作用，同时整个熔盐管路倾斜安装，有效保证试验结束后管道内熔盐流回熔盐储罐，使用安全可靠；整个试验装置按疲劳耐久性要求进行设计，具备高温长轴熔盐泵的疲劳寿命试验检测能力；试验台设计时参考了多种长轴高温熔盐泵的参数要求，试验装置能够安装多种型号的熔盐泵，管路可以采用变径管来连接不同型号的熔盐泵，熔盐罐的高度也能满足不同液下深度的熔盐泵，可对多种型号的熔盐泵进行试验，通用性强，使用方便。

本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高温长轴熔盐泵检测试验台，包括熔盐储罐（18）和电机，其特征在于，熔盐储罐（18）的顶部安装有与熔盐管路相连的高温长轴熔盐泵（21），熔盐管路上依次连接有第一压力传感器（1）、第一温度传感器（2）、第一电动截止阀（3）、第一流量传感器（5）、孔板（9）、第二压力传感器（8）、第一电动调节阀（7）和第三压力传感器（6），第三压力传感器（6）后方的熔盐管路分为两条支路，一条支路经过第二电动截止阀（13）与熔盐储罐（18）相连，另一条支路依次经过第二电动调节阀（11）、第二流量传感器（12）、换热器（15）和第二温度传感器（14）与熔盐储罐（18）相连，第二压力传感器（8）的后侧管路与第二电动截止阀（13）的前侧管路之间设置有一条连接有第三电动截止阀（10）的支路，熔盐储罐（18）封头表面接入若干组保证罐内熔盐温度的插入式电加热器（16），熔盐储罐（18）内连接有监控熔盐温度的第一多点式热电偶（17）和第二多点式热电偶（20），熔盐储罐（18）上封头表面上开有通过法兰与液位计（24）相连的液位计孔、通过法兰与热风炉设备相连的预热孔（22）、通过法兰与化盐设备管路连接的熔融盐注入口（23）和方便其他操作的备用孔，高温长轴熔盐泵（21）通过安装底板安装于与钢结构（4）连接的过渡板上，熔盐储罐（18）通过膨胀节下法兰与膨胀节（25）连接，膨胀节上法兰与过渡板连接，安装底板的上方设置有安装电机的电机轴承座，高温长轴熔盐泵（21）的安装底板处、出口法兰连接处和电机轴承座上均装有振动监测装置，电机上连接有功率分析仪接口（27）和监测电机转速的光电式转速传感器（28），光电式转速传感器（28）、三个压力传感器、三台电动截止阀、两台流量传感器、两台电动调节阀、两个温度传感器、液位计（24）、两组多点式热电偶和振动监测装置（26）均与控制器连接，接入分布式控制系统（DCS）。

2.根据权利要求1所述的一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台，其特征在于，所述熔盐储罐（18）表面包裹有硅酸铝纤维和岩棉材质的双层保温层，熔盐储罐（18）底部连接保温地基（19），管路和第一电动截止阀（3）、第一电动调节阀（7）、第三电动截止阀（10）第二电动调节阀（11）、第二电动截止阀（13）表面包裹有减少热量散失的硅酸铝纤维保温层并缠绕有防止熔盐凝固而保证管路温度分布均匀的伴热带，膨胀节（25）周围设有保温层。

3.根据权利要求1所述的一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台，其特征在于，所述熔盐管路安装结构为能保证试验结束后管路中熔盐全部回流到熔盐储罐（18）中的倾斜安装结构，管路下方设有支撑支架，孔板（9）、第一电动截止阀（3）、第一电动调节阀（7）、第三电动截止阀（10）第二电动调节阀（11）、第二电动截止阀（13）和换热器（15）与管路焊接连接。

4.根据权利要求1~3中任一所述的一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台，其特征在于，所述第一流量传感器（5）和第二流量传感器（12）为超声波流量传感器，超声波流量传感器的前方连接有长度为管路直径10倍以上的直管段，后方连接有长度为管路直径5倍以上的直管段。

5.根据权利要求4所述的一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台，其特征在于，所述熔盐管路为柔性设计，熔盐管路的弯头前方设置有防止热变形的膨胀节缓冲。

6.根据权利要求3所述的一种高温长轴熔盐泵性能检测试验台，其特征在于，所述倾斜安装结构中的倾角为5°。