CN111623822B - 一种带腔室的圆筒形加热棒试验段及其参数测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种带腔室的圆筒形加热棒试验段及其参数测量方法，该试验段包括依次用法兰连接的充分发展管、下腔室、试验段外套管和上腔室，设置在试验段外套管内的圆筒形加热棒。下腔室和上腔室内设置的取压通道和热电阻可用于测量入口和内通道出口冷却水压力及温度。试验段外套管上法兰侧边设置取压通道和三个呈90°均匀分布的出水口，出水口连接管路汇集于外通道腔室。通过试验段外套管取压通道和外通道腔室中设置的热电阻测量外通道出口冷却水压力及温度。本发明试验段能够模拟圆筒形加热棒加热且准确合理测量内外通道流体参数，解决了由圆筒形加热棒特殊内外通道结构带来的困难，同时也避免了径向大温度梯度为测量带来的不确定性，从而提高了测量准确度。

Description

一种带腔室的圆筒形加热棒试验段及其参数测量方法
技术领域
本发明属于工业加热技术领域，涉及一种带腔室的圆筒形加热棒试验段及其参数测量方法。
技术背景
圆筒形加热棒具有双面加热的特性，与加热流体大面积的充分接触可以在保持现有温度安全裕量的前提下，提高加热功率密度20％～50％，因此圆筒形加热棒是一种安全性和经济性都非常好的加热形式。但其结构复杂于传统圆柱形加热棒，内外两个通道的大小影响加热流体流量及热量的分配，不可避免的需要通过热工水力试验进行研究。而管内的圆筒形加热棒独特复杂的结构为试验参数的测量带来困难。本发明正是基于这种需求提供了一种带腔室的圆筒形加热棒试验段及其参数测量方法，目的是解决圆筒形加热棒试验段内外通道中的压力及温度测量以研究圆筒形加热棒热流分配的问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种带腔室的圆筒形加热棒试验段及其参数测量方法，可以分别测量圆筒形加热棒内外两个通道的压力及温度。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，包括从下至上依次用法兰连接的充分发展管1、下腔室2、试验段外套管5和上腔室10，设置在试验段外套管5内的圆筒形加热棒8；所述圆筒形加热棒8中心圆通道为内通道7；所述试验段外套管5与圆筒形加热棒8间的环形通道为外通道6。
所述下腔室2设有下腔室取压通道11-3和下腔室热电阻3-1，下端连接充分发展管1，上端中心设有内孔13连接内通道7入口，内孔周边设有若干进水小孔14，进水小孔14通过倾斜通道4与外通道6相连。
所述上腔室10内设有上腔室热电阻3-3；所述上腔室10一侧设有上腔室取压通道11-1，上腔室取压通道11-1所连接的直角取压管12穿过法兰至圆筒形加热棒的内通道7出口处；所述上腔室10另一侧与出口管路9-2相连。
所述试验段外套管5是一根两端带有法兰且与圆筒形加热棒8同心的圆管，上法兰侧边设有试验段外套管取压通道11-2和三个出水口16，试验段外套管取压通道11-2和三个出水口16呈90°均匀分布的；所述出水口16连接管路汇集于外通道腔室15；所述外通道腔室15设有外通道腔室热电阻3-2，外通道腔室15与出口管路9-1相连。
所述充分发展管1下端为试验段入水口，上端连接下腔室2。
所述试验段外表面包裹石棉保温层。
所述的一种带腔室的圆筒形加热棒试验段的参数测量方法，所述下腔室热电阻3-1测量试验段入口水温；所述上腔室热电阻3-3测量内通道出口水温；所述外通道腔室热电阻3-2测量外通道出口水温；所述下腔室取压通道11-3连接压力变送器测量试验段入口压力；所述上腔室取压通道11-1和试验段外套管取压通道11-2分别连接压力变送器测量同一水平高度处内外通道的出口压力。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明试验段，为研究圆筒形加热棒试验段内外通道热工水力特性的试验段，能够在试验过程中模拟圆筒形加热棒加热且准确合理测量圆筒形加热棒内外通道温度及压力。
2、本发明试验段，采用了腔室进行汇流随后再进行温度的测量，解决了测量内外通道冷却水温度困难的问题，同时也避免了径向大温度梯度为测量带来的不确定性，从而提高了测量准确度。
3、本发明试验段，避免了设置内通道取压孔的困难，解决了复杂试验段内外通道压力分别测量的问题。
附图说明
图1为本发明试验段整体示意图。
图2为图1沿A-A方向视图。
图3为图1沿B-B方向视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明：
如图1所示，一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，包括从下至上依次用法兰连接的充分发展管1、下腔室2、试验段外套管5和上腔室10，设置在试验段外套管5内的圆筒形加热棒8。所述圆筒形加热棒8中心圆通道为内通道7，所述试验段外套管5与圆筒形加热棒8间的环形通道为外通道6。
如图2所示，所述下腔室2设有下腔室取压通道11-3和下腔室热电阻3-1，下端连接充分发展管1，上端中心设有内孔13连接内通道7入口，内孔周边设有若干进水小孔14，进水小孔14通过倾斜通道4与外通道6相连。
如图1所示，所述上腔室10内设有上腔室热电阻3-3，所述上腔室10一侧设有上腔室取压通道11-1，上腔室取压通道11-1所连接的直角取压管12穿过法兰至圆筒形加热棒的内通道7出口处，所述上腔室10另一侧与出口管路9-2相连。
如图3所示，所述试验段外套管5是一根两端带有法兰且与圆筒形加热棒8同心的圆管，上法兰侧边设有试验段外套管取压通道11-2和三个出水口16，试验段外套管取压通道11-2和三个出水口16呈90°均匀分布的。所述出水口16连接管路汇集于外通道腔室15，所述外通道腔室15设有外通道腔室热电阻3-2，外通道腔室15与出口管路9-1相连。
如图1所示，所述充分发展管1下端为试验段入水口，上端连接下腔室2。所述下腔室热电阻3-1测量试验段入口水温；所述上腔室热电阻3-3测量内通道出口水温；所述外通道腔室热电阻3-2测量外通道出口水温；所述下腔室取压通道11-3连接压力变送器测量试验段入口压力；所述上腔室取压通道11-1和试验段外套管取压通道11-2分别连接压力变送器测量同一水平高度处内外通道的出口压力。
以上内容仅用来说明本发明，让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能认定本发明的具体实施方式仅限于此。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，其特征在于：包括从下至上依次用法兰连接的充分发展管(1)、下腔室(2)、试验段外套管(5)和上腔室(10)，设置在试验段外套管(5)内的圆筒形加热棒(8)；所述圆筒形加热棒(8)中心圆通道为内通道(7)；所述试验段外套管(5)与圆筒形加热棒(8)间的环形通道为外通道(6)；所述试验段外套管(5)是一根两端带有法兰且与圆筒形加热棒(8)同心的圆管，上法兰侧边设有试验段外套管取压通道(11-2)和出水口(16)，所述出水口(16)连接管路汇集于外通道腔室(15)；所述外通道腔室(15)设有外通道腔室热电阻(3-2)，外通道腔室(15)与外通道腔室出口管路(9-1)相连；所述外通道腔室热电阻(3-2)测量外通道出口水温；
所述下腔室(2)设有下腔室取压通道(11-3)和下腔室热电阻(3-1)，下端连接充分发展管(1)，上端中心设有内孔(13)连接内通道(7)入口，内孔周边设有若干进水小孔(14)，进水小孔(14)通过倾斜通道(4)与外通道(6)相连；所述下腔室热电阻(3-1)测量试验段入口水温；所述下腔室取压通道(11-3)连接压力变送器测量试验段入口压力。
2.根据权利要求1所述的一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，其特征在于：所述上腔室(10)内设有上腔室热电阻(3-3)，所述上腔室热电阻(3-3)测量内通道出口水温；所述上腔室(10)一侧设有上腔室取压通道(11-1)，上腔室取压通道(11-1)所连接的直角取压管(12)穿过法兰至圆筒形加热棒的内通道(7)出口处；所述上腔室(10)另一侧与上腔室出口管路(9-2)相连。
3.根据权利要求1所述的一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，其特征在于：所述出水口(16)为三个，试验段外套管取压通道(11-2)和三个出水口(16)呈90°均匀分布的。
4.根据权利要求1所述的一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，其特征在于：所述充分发展管(1)下端为试验段入水口，上端连接下腔室(2)。
5.根据权利要求1所述的一种带腔室的圆筒形加热棒试验段，其特征在于：所述试验段外表面包裹石棉保温层。
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