CN213600555U - 循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，包括被测管道、加热装置和冷却装置，加热装置包括封闭式的壳体，壳体内装有热介质，且壳体内设置有加热件；被测管道位于壳体内，且被测管道长度方向的两端均穿出壳体且与壳体密封式固定，被测管道长度方向穿出壳体的一端设为冷却水进口端，另一端设为冷却水出口端；冷却水出口端通过第一循环水泵与冷却装置连通，冷却水进口端和冷却装置共同连通有储水箱，且储水箱与冷却水进口端之间共同连通有第二循环水泵，冷却装置与储水箱连通。本实用新型中循环冷却水的使用情况更接近实际生产中循环冷却水的使用工况，使得模拟实验的实验结果对实际生产更具参考意义。

Description

循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及循环冷却水模拟实验的技术领域，尤其是涉及循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置。

背景技术

循环冷却水用水是工业用水的主要组成部分，目前用于循环冷却水系统的水源主要有地下水、地表水以及经过处理的城市污水，这些水中通常会含有大量的无机离子（如Ca²⁺、Mg²⁺、CO₃ ²-和SO₄ ^2-）和少量的有机物，在用于循环冷却水系统时，由于体系设备多为金属材料（主要有碳钢、铜和不锈钢），在浓缩数倍（2-8倍）和高温的条件下，很容易导致循环冷却水体系设备表面形成矿物结垢、微生物结垢和管道腐蚀等问题，会降低热交换系统的工作效率。由此，循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验应运而生，它通过模拟循环冷却水的实际运行工况进行阻垢和腐蚀性研究，以便找出更加科学合理的最佳水质控制标准和药品的加药量。

公开号为CN108982340A的中国专利中公开了一种循环冷却水系统动态模拟实验装置及其运行方法，其使用碳钢试片和紫铜试片模拟热电厂循环冷却水系统的换热管，通过循环水泵在循环水箱的上部向碳钢试片和紫铜试片上喷洒冷却水、加热棒和热电偶在循环水箱下部加热，能够使碳钢试片和紫铜试片在加热环境中被循环冷却水持续冷却。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于冷却水从碳钢试片和紫铜试片表面流入循环水箱后会和循环水箱的热水混合，加上鼓风机及布气器由碳钢试片和紫铜试片底部向上鼓风的原因，会降低循环水箱内的温度，使现有的模拟实验装置难以达到工业生产中的高温环境，因此并不能很好地模拟循环冷却水的实际运行工况，使得模拟实验结果对实际生产的参考意义不大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其具有易于模拟出工业生产中循环冷却水的实际运行工况、模拟实验结果对实际生产更具参考意义的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，包括被测管道、加热装置和冷却装置，所述加热装置包括封闭式的壳体，所述壳体内装有热介质，且所述壳体内设置有加热件；所述被测管道位于所述壳体内，且所述被测管道长度方向的两端均穿出所述壳体且与所述壳体密封式固定，所述被测管道长度方向穿出所述壳体的一端设为冷却水进口端，另一端设为冷却水出口端；所述冷却水出口端通过第一循环水泵与所述冷却装置连通，所述冷却水进口端和所述冷却装置共同连通有储水箱，且所述储水箱与所述冷却水进口端之间共同连通有第二循环水泵，所述冷却装置与所述储水箱连通。

通过采用上述技术方案，使得被测管道、冷却装置和储水箱之间形成循环水路，实现利用循环冷却水对加热装置进行冷却的效果，相对于现有的循环冷却水模拟装置，本方案中的模拟实验连线的热介质和冷却水在热交换过程中始终位于各自容器内，且两者能发生热交换但不相互混合，易于加热装置达到更高的加热温度，从而使本实方案模拟的循环冷却水的使用工况更接近于冷却水实际使用时的工况，从而使得到的循环冷却水对被测管道腐蚀性检测的实验结果对实际生产更具参考意义。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加热件采用电加热管，所述电加热管上电连接有位于所述壳体外部的温度控制器，所述壳体上固定有温度传感器，所述温度传感器与所述温度控制器电连接。

通过采用上述技术方案，通过调节温度控制器，使实验人员可根据需要模拟的实际生产温度来控制加热装置的温度，进而使得本方案中的模拟实验连线能够模拟出多种循环冷却水的使用工况。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述被测管道为直管，所述被测管道长度方向两端均与所述壳体可拆卸式密封固定，所述冷却水进口端可拆卸式密封连通有进口连接管，所述冷却水出口端可拆卸式密封连通有出口连接管，所述进口连接管与所述第二循环水泵连通，所述出口连接管与所述第一循环水泵连通。

当被测管道在高温条件下通过一段时间的冷却水后，使用者需要拿下被测管道检测其内部结垢和腐蚀情况，通过采用上述技术方案，使得被测管道易于拆装，方便了被测管道的检测工作。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述热介质采用蒸馏水，所述壳体上设置有位于所述壳体外部的自动泄压装置，所述自动泄压装置包括回流管路、冷凝管路和外周密封的热交换罐，所述热交换罐与所述壳体固定，所述回流管路长度方向的一端连通于所述壳体的顶端，另一端沿所述热交换罐的长度方向穿过所述热交换罐后与所述壳体的下端连通，所述冷凝管路包括冷媒输入管和冷媒输出管，所述冷媒输入管和所述冷媒输出管分别连通于所述热交换罐长度方向的两端。

通过采用上述技术方案，蒸馏水在加热件加热作用下产生的水蒸气通过回流管路流出的过程中，易于和冷凝管路在热交换罐内发生热交换而重新冷凝为蒸馏水回入壳体内，使得加热装置在使用时能够自动泄压，以提高本方案中模拟实验连线的安全系数。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述冷凝管路内介质的流动方向与所述回流管路内介质的流动方向相反。

通过采用上述技术方案，能够提高热交换罐的热交换效率，使回流管内的蒸汽更加快速冷凝。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述壳体的顶部还固定有手动泄压阀和压力表。

通过采用上述技术方案，压力表便于实验人员及时了解加热装置内的压力，一旦压力过高可通过手动泄压阀泄压，有助于提高本模拟实验连线的安全性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述冷却装置包括冷却筒，所述冷却筒的顶端通过风管连通有吸风机，所述冷却筒的底端为敞口式且与所述储水箱固定，所述冷却筒内位于所述储水箱上方固定有沥水架，所述冷却筒通过所述沥水架与所述储水箱连通，所述出口连接管一端穿入所述冷却装置内并固定连通有喷洒件，所述喷洒件位于所述沥水架的上方，所述冷却筒内部位于所述沥水架和所述喷洒件之间填充有鲍尔环。

通过采用上述技术方案，吸风机能够对从冷却筒内流过的水起到风冷作用，鲍尔环一方面能够增加冷却水和冷却筒内冷风的接触面积，另一方面易于延长循环水流经冷却筒的时间，从而使得冷却筒能够对循环水实现冷却效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述储水箱上连通有排污计量泵和补水计量泵。

通过采用上述技术方案，在循环使用的冷却水达到一定凝缩倍数后，实验人员可利用排污计量泵排出一定量的循环水，并利用补水计量泵向循环水中补充入一定量的水，从而使得储水箱内循环使用的冷却水的离子浓度更易于调节。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述储水箱上连通有补酸计量泵。

通过采用上述技术方案，便于使用者对储水箱内循环使用的冷却水的酸碱度进行调节。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过加热装置、冷却装置、储水箱和穿过壳体的被测管道的设置，使得本方案中形成的循环冷却水的运行工况更加接近实际生产中循环冷却水的使用场景，从而使利用本方案中的连线模拟得到的实验结果对实际生产更具参考意义；

2.通过电加热器、温度控制器和温度传感器的设置，使得本方案中的模拟实验连线能够模拟出多种循环冷却水的使用工况；

3.通过被测管道为直管、被测管道与壳体可拆卸式密封固定的设置，便于实验人员对被测管道拆装进行腐蚀情况的检测。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是图中A部的放大结构示意图。

图3是本实施例中加热装置的整体结构示意图，其中热交换罐示出内部结构，被测管道和壳体的连接方式示出爆炸图。

图4是本实施例中用于体现冷却装置的另一整体结构示意图。

图中，1、加热装置；11、壳体；111、螺纹孔；112、安装管；12、电加热管；13、温度控制器；14、温度传感器；15、自动泄压装置；151、回流管路；152、冷凝管路；1521、冷媒输入管；1522、冷媒输出管；153、热交换罐；16、手动泄压阀；17、压力表；2、被测管道；21、冷却水进口端；22、冷却水出口端；23、止水垫；3、进口连接管；31、第二循环水泵；4、出口连接管；41、第一循环水泵；5、冷却装置；51、冷却筒；52、风管；53、吸风机；54、喷洒件；55、沥水架；6、储水箱；61、通孔；7、排污计量泵；8、补水计量泵；9、补酸计量泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实施例公开的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，包括加热装置1，用来模拟实际生产中需要使用冷却水冷却的设备或物料。加热装置1包括封闭式的壳体11，壳体11内装有蒸馏水作为热介质，壳体11内还设有电加热管12作为加热件来对热介质进行加热。

参照图2，电加热管12通过壳体11上开设的螺纹孔111和与壳体11直插式螺纹固定。电加热管12位于壳体11外部的一端电连接有温度控制器13，壳体11的顶部直插式密封安装有温度传感器14，温度传感器14与温度控制器13电连接，实验者可通过温度传感器14控制温度控制器13的开关，从而使加热装置1能够模拟出实际生产中的不同温度。在本实施例中，电加热管12和温度控制器13可选用盐城飞宇合金电器有限公司的型号为FYSK2017080919B的调温电热棒实现。

参照图3，壳体11上位于壳体11的外部设置有自动泄压装置15，自动泄压装置15包括回流管路151、冷凝管路152、和外周密封的热交换罐153，回流管路151用来排出壳体11内因加热而产生的水蒸气，冷凝管路152用来流通自来水，热交换罐153为回流管路151内的水蒸气和冷凝管路152内的自来水提供热交换场所。热交换罐153与壳体11固定，回流管路151长度方向的一端连通于壳体11的顶端，另一端沿热交换罐153的长度方向穿过热交换罐153后连通于壳体11的下端。冷凝管路152包括冷媒输入管1521和冷媒输出管1522，冷内输入管和冷媒输出管1522分别连通于热交换罐153长度方向两端，冷媒输入管1521用来和自来水管连通，以便向热交换罐153内通入自来水，使回流管路151内的水蒸气通过回流管路151的管壁与自来水发生热交换，冷媒输出管1522用来将热交换罐153内使用后的自来水排出。回流管路151易于排出壳体11内因加热而产生的水蒸气，从而对壳体11起到泄压防爆的作用。冷凝管路152内自来水的流动方向与回流管路151内水蒸气的流动方向相反，易于水蒸气快速冷凝。壳体11顶部还固定连接有手动泄压阀16和压力表17，当实验者通过压力表17观察到壳体11内压力过大时，可打开手动泄压阀16泄压，提进一步提高加热装置1的安装性能。

参照图3，壳体11内沿其长度方向活动式穿设有直管状的被测管道2，被测管道2的材质和实际生产中使用的换热管的材质相同，常见的为碳素钢、不锈钢和黄铜。被测管道2长度方向的两端通过壳体11上的安装管112穿出壳体11，形成冷却水进口端21和冷却水出口端22，被测管道2长度方向两端和壳体11的连接处均垫设有橡胶材质的止水垫23。冷却水进口端21螺纹连接有进口连接管3，且进口连接管3与冷却水进口端21上的止水垫23过盈配合，使被测管道2的冷却水进口端21与壳体11和进口连接管3之间均形成可拆卸式的密封连接；冷却水出口端22螺纹连接有出口连接管4，且出口连接管4与冷却水出口端22上的止水垫23过盈配合，使被测管道2的冷却水出口端22与壳体11和出口连接管4之间均形成可拆卸式的密封连接，使得本实施例中的被测管道2易于拆装检测。

参照图4，出口连接管4通过第一循环水泵41连通有冷却装置5。冷却装置5包括冷却筒51，冷却筒51顶端通过风管52连通有吸风机53，出口连接管4远离加热装置1的一端从冷却筒51的上端穿入冷却筒51内，且位于冷却筒51内的出口连接管4的管口螺纹连接有花洒作为喷洒件54，喷洒件54位于风管52的下方。冷却筒51内位于喷洒件54的下端固定有沥水架55，冷却筒51内位于喷洒件54和沥水架55之间的空间内填充有鲍尔环（图中未示出）。冷却筒51的底端固定有储水箱6，冷却筒51靠近储水箱6的一端为敞口式，且储水箱6上开设有与冷却筒51相通的通孔61，使得冷却筒51与储水箱6形成连通。从被测管道2内流出的循环水通过喷洒件54淋入冷却筒51内，在循环水沿鲍尔环自上而下缓慢向储水箱6内流动的过程中，吸风机53从冷却筒51上方吸风，从而使循环水在进入储水箱6之前能够在冷却装置5内降温。

参照图4，进一步地，有储水箱6通过第二循环水泵31和进口连接管3连通，使得本方案中的模拟实验连线能够形成一个水循环通路。本实施例中的储水箱6内的水取自实际生产中使用的水源，使得本实施例中模拟出的循环冷却水的使用工况更加接近实际生产中循环冷却水的使用工况。一段时间后拆卸被测管道2，检测其内部结垢和腐蚀情况，获得的实验结果更能反映出实际生产中循环冷却水对冷却水管路的腐蚀情况，同时，实验过程中实验者可向储水箱6内加入不同的类型及不同量的阻垢缓蚀剂，以获得更适合实际生产使用的阻垢缓蚀剂的种类的加药量。

参照图4，循环冷却水循环使用过程中，其离子浓度会因为蒸发、喷溅和对被测管道2的腐蚀而升高，使循环冷却水不断被浓缩，当循环冷却水的浓缩倍数过大时，其内部离子浓度接近饱和，结垢和腐蚀趋势会越来越严重，为了缓解本实施例中循环冷却水的结垢和腐蚀情况，储水箱6连通有排污计量泵7和补水计量泵8，排污计量泵7用来定量排出储水箱6内的水，补水计量泵8用来定量向储水箱6内补充入新鲜的水，使得本实施例中的循环冷却水始终处于实际生产中使用的浓缩倍数范围内。并且，补水计量泵8连通的水源为上述取自实际生产中使用的水，以实现循环冷却水始终使用实际生产中的水的效果，使得本模拟实验连线得到的实验结果能够反映出实际生产状况。进一步地，本实施例中的储水箱6还连通有补酸计量泵9，用来向储水箱6中定量加酸，以便调整循环冷却水的PH值接近实际生产中使用的循环冷却水的PH值，使得模拟实验中循环冷却水的使用工况更加接近实际生产。

本实施例的实施原理为：在本实施例中，取自实际生产中的水样在被测管道2、冷却装置5和储水箱6之间循环流通，使被测管道2内的冷却水能够在高温条件下与加热装置1发生然交换，以模拟实际生产中循环冷却水的使用工况。在本实施例中的模拟实验连线运行一段时间后，实验者可拆卸被测管道2检测其结垢和腐蚀情况，即可得到更加接近实际生产工况的循环冷却水对管道结垢及腐蚀的实验结果。针对循环冷却水循环使用时对管道的影响，实验人员可向储水箱6内加入不同成分和不同量的阻垢缓蚀剂制造不同的对比试验，以获得对实际生产更具有参考意义的阻垢缓蚀剂的种类的加药量。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，包括被测管道（2）、加热装置（1）和冷却装置（5），其特征在于：所述加热装置（1）包括封闭式的壳体（11），所述壳体（11）内装有热介质，且所述壳体（11）内设置有加热件；所述被测管道（2）位于所述壳体（11）内，且所述被测管道（2）长度方向的两端均穿出所述壳体（11）且与所述壳体（11）密封式固定，所述被测管道（2）长度方向穿出所述壳体（11）的一端设为冷却水进口端（21），另一端设为冷却水出口端（22）；所述冷却水出口端（22）通过第一循环水泵（41）与所述冷却装置（5）连通，所述冷却水进口端（21）和所述冷却装置（5）共同连通有储水箱（6），且所述储水箱（6）与所述冷却水进口端（21）之间共同连通有第二循环水泵（31），所述冷却装置（5）与所述储水箱（6）连通。

2.根据权利要求1所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述加热件采用电加热管（12），所述电加热管（12）上电连接有位于所述壳体（11）外部的温度控制器（13），所述壳体（11）上固定有温度传感器（14），所述温度传感器（14）与所述温度控制器（13）电连接。

3.根据权利要求1所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述被测管道（2）为直管，所述被测管道（2）长度方向两端均与所述壳体（11）可拆卸式密封固定，所述冷却水进口端（21）可拆卸式密封连通有进口连接管（3），所述冷却水出口端（22）可拆卸式密封连通有出口连接管（4），所述进口连接管（3）与所述第二循环水泵（31）连通，所述出口连接管（4）与所述第一循环水泵（41）连通。

4.根据权利要求1所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述热介质采用蒸馏水，所述壳体（11）上设置有位于所述壳体（11）外部的自动泄压装置（15），所述自动泄压装置（15）包括回流管路（151）、冷凝管路（152）和外周密封的热交换罐（153），所述热交换罐（153）与所述壳体（11）固定，所述回流管路（151）长度方向的一端连通于所述壳体（11）的顶端，另一端沿所述热交换罐（153）的长度方向穿过所述热交换罐（153）后与所述壳体（11）的下端连通，所述冷凝管路（152）包括冷媒输入管（1521）和冷媒输出管（1522），所述冷媒输入管（1521）和所述冷媒输出管（1522）分别连通于所述热交换罐（153）长度方向的两端。

5.根据权利要求4所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述冷凝管路（152）内介质的流动方向与所述回流管路（151）内介质的流动方向相反。

6.根据权利要求1所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述壳体（11）的顶部还固定有手动泄压阀（16）和压力表（17）。

7.根据权利要求3所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述冷却装置（5）包括冷却筒（51），所述冷却筒（51）的顶端通过风管（52）连通有吸风机（53），所述冷却筒（51）的底端为敞口式且与所述储水箱（6）固定，所述冷却筒（51）内位于所述储水箱（6）上方固定有沥水架（55），所述冷却筒（51）通过所述沥水架（55）与所述储水箱（6）连通，所述出口连接管（4）一端穿入所述冷却装置（5）内并固定连通有喷洒件（54），所述喷洒件（54）位于所述沥水架（55）的上方，所述冷却筒（51）内部位于所述沥水架（55）和所述喷洒件（54）之间填充有鲍尔环。

8.根据权利要求1所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述储水箱（6）上连通有排污计量泵（7）和补水计量泵（8）。

9.根据权利要求1所述的循环冷却水腐蚀性检测的模拟实验装置，其特征在于：所述储水箱（6）上连通有补酸计量泵（9）。

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