[發明專利]一種LNG低溫流動特性實驗裝置

有效

• 申請號: 201510230147.4
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN104865043B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 王君;王增麗;楊建坤;宋永興;李天敏;劉宏杰;龐曉峰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 琪琛

技術領域

本發明屬于液化天然氣運輸技術領域，具體的說，是涉及一種LNG低溫流動特性實驗裝置，特別涉及一種測量LNG在低溫狀態下流態和流經彎頭、閥門處阻力損失的實驗裝置。

背景技術

世界的能源結構發生變化，環境問題也日益突出，尋找更加清潔的能源逐漸成為各項研究的重點。天然氣憑借其獨特優點越來越受到各國的青睞，但最初主要是用于短途汽車的CNG(Compressed?Natural?Gas，CNG)；隨著技術的發展，近年來液化天然氣(liquefied?natural?gas，LNG)逐漸開始被人們所使用，LNG拓展了天然氣的使用范圍，并開始大量應用于長途貨運汽車上，具有良好的社會效益。

伴隨著LNG在長途貨運汽車的使用，針對LNG的運輸、儲藏、加氣等一系列問題亟待解決。尤其為了使LNG得到更廣泛的應用，各地需要建設大量的LNG加氣站。目前，國內的加氣站多采用國外技術，國內LNG加氣站設計開發還處于發展階段。在LNG加氣站的設計開發過程中，對于LNG管線的管路損失情況以及LNG介質流經閥門、彎頭、三通的流動損失情況尚不存在準確的計算方法，因此提出LNG低溫實驗裝置，可對LNG管路的管路損失及局部損失進行測量。

現有的LNG低溫實驗裝置有：LNG試驗罐裝置和LNG自增壓裝置，但是LNG試驗罐裝置僅僅研究了保溫層不同厚度的保溫效果，LNG自增壓裝置也僅考慮了增壓單一工況。由于在LNG加氣站中需要進行管路特性與泵的匹配性研究，因此需要對管路損失情況進行準確的計算，而現有的實驗裝置對于LNG在高壓、超低溫流態，以及在管道內的流動損失的計算一直還沒有準確的測試方法。

發明內容

本發明要解決的是目前對LNG在高壓、超低溫流態以及在管道內流動損失計算沒有準確測試方法的技術問題，提供一種LNG低溫流動特性實驗裝置，該實驗裝置集觀測LNG在管道內的流態及物性參數，測量流經彎頭、閥門、三通阻力損失，測量不同保溫材料的保溫效果，測量LNG泵的特性參數等功能于一體，具有結構緊湊、通用性強等優點。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現：

一種LNG低溫流動特性實驗裝置，包括LNG儲罐、底部截止閥、LNG卸車入口、卸車截止閥、氮氣入口、壓力表、LNG泵、溫度傳感器、汽化器入口截止閥、汽化器、三通測試單元、彎頭測試單元、閥門測試單元、保溫測試單元、上部放空管、上端截止閥、頂端放空管、頂端截止閥、流態測試單元；

LNG儲罐的底部排液口連接LNG泵入口，且LNG儲罐底部排液口與LNG泵入口之間的管道上依次布置有底部截止閥、LNG卸車入口、卸車截止閥和氮氣入口；LNG泵的入口和出口分別設置有一套壓力表和溫度傳感器，且LNG泵兩端均為法蘭連接；LNG泵出口并聯連接汽化器進口和三通測試單元進口；LNG泵出口與汽化器進口之間的管道上布置有汽化器入口截止閥；LNG泵出口與三通測試單元進口之間的管道上布置有泵出口截止閥；汽化器出口連接LNG儲罐頂部入口；三通測試單元出口并聯連接流態測試單元進口和彎頭測試單元進口，且三通測試單元出口與流態測試單元進口之間的管道上布置有三通出口截止閥；流態測試單元出口通過管道連接LNG儲罐上部進口；彎頭測試單元出口連接閥門測試單元進口，閥門測試單元出口連接保溫測試單元進口，保溫測試單元出口連接LNG儲罐的上部進口。

其中，所述三通測試單元包括兩端設置為法蘭連接的測試三通，所述測試三通的入口、出口和側支分別設置有一套壓力表和溫度傳感器。

其中，所述彎頭測試單元包括兩端設置為法蘭連接的測試彎頭，所述測試彎頭的入口和出口分別設置有一套壓力表和溫度傳感器。

其中，所述閥門測試單元包括兩端設置為法蘭連接的測試閥門，所述測試閥門的入口和出口分別設置有一套壓力表和溫度傳感器。

其中，所述保溫測試單元包括兩端設置為法蘭連接的保溫材料，所述保溫材料的入口和出口分別設置有一套壓力表和溫度傳感器。

其中，所述流態測試單元包括兩端設置為法蘭連接的透明管道，所述透明管道上設置有PIV脈沖激光源和PIV高速相機。

其中，所述LNG儲罐頂部入口處的管道上布置有頂端放空管和頂端截止閥。

其中，所述LNG儲罐上部進口處的管道上布置有上端截止閥和上端放空管。

本發明的有益效果是：