[實用新型]一種變管束排布換熱實驗裝置

有效

• 申請號: 201822164882.1
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN209513684U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 楊已顥;劉建全;李冬;趙柏陽;張繼國;張永祺
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本實用新型涉及一種變管束排布換熱實驗裝置，自然循環單元、強迫循環單元、對流換熱冷卻單元和管束排布加熱平臺通過管路依次串聯連接成循環回路，管路中設有多個用于采集壓力、溫度及流量的壓力表、溫度傳感器及電磁流量計，自然循環單元和強迫循環單元兩端分別并聯設置旁通管路，管束排布加熱平臺包括管束排布支架、設于管束排布支架下部的加熱電源以及上部的透明加熱實驗段。本裝置可對不同管束排列方式的傳熱流動機理的研究，以及兩種循環條件下加熱段沸騰傳熱機制以及局部傳熱特性的研究。有助于對于傳熱機理的理解和深入研究。此外，整個系統的數據實現實時檢測，保證對實驗數據全過程的數據記錄。

技術領域

本實用新型涉及一種換熱實驗裝置，尤其是涉及一種變管束排布換熱實驗裝置。

背景技術

在核電廠設計過程中，為了提高設備的安全性，增強對事故工況下的處理能力，非能動原理在工程設備建設中運用廣泛。自然循環是非能動手段中的一種，在核電事故工況中扮演重要角色。自然循環是指在封閉系統，僅僅依靠冷熱流體間的密度差形成的浮升力驅動流體循環流動的一種能量傳輸方式，不借助任何外力，靠上升管和下降管的密度差產生的壓力差推動自然循環流動循環。

自然循環流動存在不穩定顯現，會制約自然循環原理的應用。國內外對流量振蕩條件下的傳熱特性研究，大多數集中在強迫循環下，自然循環下的研究不完善。而目前換熱器設計中，仍以單管換熱的經驗關系式為依據，而管束沸騰傳熱的換熱機理、影響因素與單管是不同的。針對自然循環和強迫循環兩種換熱方式對單管、管束換熱機理有什么影響，影響因素有哪些、對于冷卻水流過不同管束排布的換熱管，換熱現象、換熱機理是否不同、不同換熱管束排布在自然循環和強迫循環中，單相流、兩相流動現象是怎么樣等問題，都需要深入研究。

現有的可實現自熱循環與強迫循環耦合的冷凝換熱實驗裝置，如中國專利CN103196945A公開的裝置，主要是研究蒸汽與低溫飽和溫度壁面換熱的裝置，通過加熱不凝氣體改變氣體成分，研究自然循環和強迫循環下冷凝換熱的特性，但該裝置沒有對管束換熱的機理進行研究，目前沒有對不同管束排布樣式進行設計自然循環和強迫循環耦合的實驗臺，且該裝置換熱方式復雜，使用過程，調整繁瑣。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種變管束排布換熱實驗裝置，可用于研究不同管束排布，可實現自然循環與強迫循環耦合的變管束排布實驗。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種變管束排布換熱實驗裝置，包括自然循環單元和強迫循環單元，還包括對流換熱冷卻單元和管束排布加熱平臺，所述自然循環單元、強迫循環單元、對流換熱冷卻單元和管束排布加熱平臺通過管路依次串聯連接成循環回路，管路中設有多個用于采集壓力、溫度及流量的壓力表、溫度傳感器及電磁流量計，所述自然循環單元和強迫循環單元兩端分別并聯設置旁通管路，所述管束排布加熱平臺包括管束排布支架、設于管束排布支架下部的加熱電源以及上部的透明加熱實驗段。

進一步地，所述自然循環單元包括自然循環水箱，所述自然循環水箱的下部設有上行接口和下行接口，所述上行接口和下行接口通過設有流量調節閥的管路接入裝置的循環回路中。

進一步地，所述自然循環水箱內部設有電加熱器和測溫熱電偶。

進一步地，所述強迫循環單元包括通過管路依次連接的流量調節閥、強迫循環水箱和強迫循環泵。

進一步地，所述對流換熱冷卻單元包括通過管路依次連接的冷卻水池、冷卻水循環泵、流量調節閥、電磁流量計和換熱管道。

進一步地，所述對流換熱冷卻單元根據需要在裝置的循環回路中設有多個。

進一步地，該裝置的循環回路中設有穩壓罐。

進一步地，該裝置的循環回路中設有自動排氣閥。

進一步地，所述透明加熱實驗段采用耐熱玻璃制得。