[發(fā)明專利]超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)及其管路腐蝕損傷控制方法

在審

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• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111678983A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 勞星勝;林原勝;趙振興;柯漢兵;柯志武;戴春輝;張克龍;代路;柳勇;吳君;馬燦;廖夢然;楊小虎;陳凱;李邦明
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/24;G01N21/95;G01D5/353;F25D3/12;F25D3/00;F17D5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 張琪

本發(fā)明涉及超臨界二氧化碳管路技術領域，公開了一種超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)及其管路腐蝕損傷控制方法，其中冷卻系統(tǒng)包括冷卻管路，還包括用于對冷卻管路的腐蝕損傷進行控制的腐蝕損傷控制裝置，腐蝕損傷控制裝置包括干冰輸送管路以及用于實時獲取冷卻管路腐蝕損傷速率的監(jiān)測裝置，監(jiān)測裝置和干冰輸送管路分別連接于冷卻管路。本發(fā)明提供的一種超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)及其管路腐蝕損傷控制方法，設置干冰輸送管路在腐蝕損傷速率超過允許范圍時，通過向冷卻管路中注入干冰可降低冷卻管路的腐蝕損傷速率，從而可有效控制超臨界二氧化碳冷卻管路腐蝕損傷發(fā)展、延長管路使用壽命，對提高超臨界二氧化碳冷卻管路可靠性具有重要意義。

技術領域

本發(fā)明涉及超臨界二氧化碳管路技術領域，特別是涉及一種超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)及其管路腐蝕損傷控制方法。

背景技術

超臨界流體是指溫度及壓力均處于臨界點以上的流體，具有許多獨特的性質(zhì)。二氧化碳無毒，擁有良好的物理和化學特性，在空氣中比例為0.3％，且臨界溫度較低為31.2℃，臨界壓力適中為72.9atm。當二氧化碳處于超臨界狀態(tài)下，其兼有氣體和液體的雙重特性，密度近似液體(約為空氣密度200-800倍)，粘度、擴散系數(shù)接近于氣體(約為液體的100倍)，具有更好的流動性和傳輸特性。

近年來采用超臨界二氧化碳流體進行冷卻獲得了關注。將低壓的二氧化碳氣體通過增壓系統(tǒng)增壓至臨界壓力以上并將其升溫至臨界溫度以上，二氧化碳即可處于超臨界狀態(tài)。由于超臨界二氧化碳流體的快速壓降而瞬間吸熱膨脹，從而達到瞬間低溫的效果。

超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)中的管路在使用過程中會產(chǎn)生腐蝕損傷，現(xiàn)有針對超臨界二氧化碳冷卻管路腐蝕損傷的處理手段大多為預防腐蝕以及腐蝕損傷后處理，缺乏對冷卻管路腐蝕控制的手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)及其管路腐蝕損傷控制方法，用于解決或部分解決現(xiàn)有對超臨界二氧化碳冷卻管路腐蝕損傷的處理缺乏對冷卻管路腐蝕控制手段的問題。

本發(fā)明實施例提供一種超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)，包括冷卻管路，還包括用于對冷卻管路的腐蝕損傷進行控制的腐蝕損傷控制裝置，所述腐蝕損傷控制裝置包括干冰輸送管路以及用于實時獲取冷卻管路腐蝕損傷速率的監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置和所述干冰輸送管路分別連接于所述冷卻管路。

在上述方案的基礎上，所述監(jiān)測裝置包括用于對冷卻管路的腐蝕損傷進行實時監(jiān)測的腐蝕損傷傳感器以及用于根據(jù)腐蝕損傷傳感器的監(jiān)測結(jié)果獲得腐蝕損傷速率的處理器，所述腐蝕損傷傳感器連接于所述冷卻管路。

在上述方案的基礎上，所述干冰輸送管路上設有電動閥。

在上述方案的基礎上，所述腐蝕損傷控制裝置還包括控制器，所述控制器與所述處理器和所述電動閥分別相連。

在上述方案的基礎上，在所述冷卻管路的彎頭部位和/或多通部位設置所述腐蝕損傷控制裝置。

在上述方案的基礎上，還包括冷卻器和輸送泵，所述冷卻器和所述輸送泵分別設于所述冷卻管路，所述冷卻管路還用于流經(jīng)超臨界二氧化碳用戶。

本發(fā)明實施例還提供一種超臨界二氧化碳冷卻系統(tǒng)管路腐蝕損傷控制方法，其中冷卻系統(tǒng)包括冷卻管路，該控制方法包括：對冷卻管路的腐蝕損傷速率進行實時監(jiān)測；在冷卻管路的腐蝕損傷速率大于第一預設值時，向冷卻管路中注入干冰。

在上述方案的基礎上，該控制方法還包括：在冷卻管路的腐蝕損傷速率小于第二預設值時，停止向冷卻管路中注入干冰；其中，第二預設值小于第一預設值。

在上述方案的基礎上，對冷卻管路的腐蝕損傷速率進行實時監(jiān)測具體包括：對冷卻管路腐蝕損傷的尺寸進行實時監(jiān)測；根據(jù)腐蝕損傷的尺寸獲得腐蝕損傷速率。

在上述方案的基礎上，對冷卻管路的腐蝕損傷速率進行實時監(jiān)測具體包括：對冷卻管路中的彎頭部位和/或多通部位的腐蝕損傷速率進行實時監(jiān)測。