專利名稱：一種高壓閃蒸罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種閃蒸的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
一定溫度的液體突然暴露在低于對(duì)應(yīng)于該溫度下飽和蒸汽壓力的環(huán)境下，液體并不能使得所有顯熱儲(chǔ)存在其中，所以多余的熱量以蒸發(fā)潛熱的方式釋放出來，造成閃蒸現(xiàn)象。由于閃蒸在船用蓄熱器、閃蒸噴霧和食品、海水淡化、藥品干燥與消毒、航天飛機(jī)高溫部分的冷卻及核反應(yīng)堆的冷卻、地?zé)崮芎秃Ｑ竽馨l(fā)電等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，近年來人們對(duì)其研究越來越廣泛，目前實(shí)驗(yàn)中部分學(xué)者采用的閃蒸罐為透明材質(zhì)，這樣可以很好地滿足觀測(cè)的需要，但是透明材質(zhì)承壓能力低，無法研究中高壓下的閃蒸現(xiàn)象。也有學(xué)者采用圓筒形不銹鋼筒體，再在筒體上開視窗，為保持整體剛性，視窗的尺寸受到限制，觀測(cè)效果不理想，承壓能力也有限。工業(yè)用閃蒸罐承壓能力較好，但是沒有拍攝和采光窗口，無法觀測(cè)閃蒸現(xiàn)象，筒體中的測(cè)量設(shè)備少且均為傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備，設(shè)備反應(yīng)速度慢，靈敏度差，不能夠很好地記錄閃蒸過程中溫度和壓力的劇烈變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可以用來考察不同液體的閃蒸現(xiàn)象和工質(zhì)中插入異物對(duì)閃蒸現(xiàn)象的影響的一種高壓閃蒸罐。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種高壓閃蒸罐，其特征是包括筒體、安裝在筒體頂部的上法蘭、安裝在筒體底部的下封頭，筒體的前后兩側(cè)分別設(shè)置拍攝視窗和采光視窗，拍攝視窗和采光視窗對(duì)稱布置，筒體的左側(cè)設(shè)置安全閥接口、進(jìn)水閥接口、進(jìn)汽閥接口，筒體的右側(cè)設(shè)置光纖和導(dǎo)線引出法蘭，所述的上法蘭上開有壓力引出口和排空閥接口，所述的下封頭上開有放水閥接口。本發(fā)明還可以包括1、所述的筒體為整塊鍛件加工而成的外方內(nèi)圓結(jié)構(gòu)。2、所述的視窗高度設(shè)置為能夠滿足對(duì)液體閃蒸波向下發(fā)展的極限位置的觀察和不同液位高度對(duì)閃蒸現(xiàn)象影響的考察。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于本發(fā)明閃蒸罐采用外方內(nèi)圓的結(jié)構(gòu)，具有承壓能力強(qiáng)，可以做中高壓工況的閃蒸實(shí)驗(yàn)，同時(shí)具有大視窗，可以為觀測(cè)提供便利條件。閃蒸罐使用光纖測(cè)試溫度和壓力，具有反應(yīng)速度快，靈敏度高，測(cè)量準(zhǔn)確，體積小對(duì)水體影響小等優(yōu)點(diǎn)。閃蒸罐安裝有應(yīng)變片，可以對(duì)閃蒸過程中筒壁應(yīng)力的變化進(jìn)行跟蹤，以便進(jìn)行筒體在動(dòng)態(tài)閃蒸過程中的疲勞分析，并和應(yīng)力光纖光柵、理論分析以及數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 2，本發(fā)明所述的閃蒸罐，如圖1所示，它包括筒體1，上法蘭9，下封頭 3，在上法蘭9上開有排空閥接口 8和壓力引出口 7，在下封頭2上開有放水閥接口 3 ；在筒體1的右側(cè)上部開有安全閥接口 6，中部開有進(jìn)水閥接口 5，下部開有進(jìn)汽閥接口 4 ；筒體左側(cè)設(shè)有光纖和導(dǎo)線引出法蘭10 ；筒體前面開有觀測(cè)視窗11，背面開有采光視窗。所述筒體為碳鋼20MnMo材質(zhì)，由整塊鍛件加工而成，截面內(nèi)徑163毫米，高1000 毫米。根據(jù)GB150-1998《鋼制壓力容器》對(duì)閃蒸室進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，筒體截面外方內(nèi)圓。所述筒體前部開有拍攝視窗、后部開有采光視窗，兩視窗完全對(duì)稱，這樣便于光路的布置。視窗材質(zhì)為耐高溫高壓復(fù)合材料，既能滿足強(qiáng)度的要求，又能滿足可視化的要求。 視窗高度為510毫米，寬度為80毫米。視窗寬度經(jīng)過計(jì)算能夠保證CCD攝像機(jī)拍攝角度達(dá)至最大截面，視窗高度則能夠滿足對(duì)液體閃蒸波向下發(fā)展的極限位置的觀察和不同液位高度對(duì)閃蒸現(xiàn)象影響的考察。所述筒體左側(cè)自上而下分別裝有安全閥接口、進(jìn)水閥接口和進(jìn)汽閥接口。所述筒體頂部安裝上法蘭，底部接下封頭。所述筒體右側(cè)有光纖和導(dǎo)線引出法蘭，此處光纖和應(yīng)變片導(dǎo)線需穿過一個(gè)帶法蘭的密封件，在密封件中空部分用四氟乙烯膠灌封，再在上面加一層橡膠墊，再用一個(gè)法蘭將橡膠墊壓緊，以保證良好的密封性。所述的上法蘭上開有排空閥接口和壓力引出口。所述的下封頭上開有放水閥接口，在實(shí)驗(yàn)開始之前，可以在這個(gè)放水閥接口上安裝一個(gè)熱電偶，插入水體中，以對(duì)溫度測(cè)試光纖進(jìn)行校核，在實(shí)驗(yàn)開始后，為避免熱電偶插入水中對(duì)閃蒸現(xiàn)象本身的影響，將其取出，此時(shí)放水閥接口可以在實(shí)驗(yàn)完成后起到放水的作用。此外，視窗處筒體的厚度(含視鏡)經(jīng)過計(jì)算和模型實(shí)驗(yàn)，在保證攝像機(jī)鏡頭貼近視鏡能夠拍攝到筒體的最大截面處的前提下，為78毫米。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，首先從進(jìn)水閥接口向筒體1中注入目標(biāo)高度的水，通過背壓系統(tǒng)將筒體內(nèi)壓力調(diào)節(jié)至目標(biāo)壓力稍高，然后關(guān)閉背壓系統(tǒng)和閃蒸罐之間的閥門連接，調(diào)節(jié)背壓系統(tǒng)至指定背壓。通過進(jìn)汽閥接口 4將蒸汽通入筒體1中，將冷水加熱至目標(biāo)溫度稍高。此時(shí)打開閃蒸罐和背壓系統(tǒng)之間的調(diào)節(jié)閥，并快開快關(guān)電磁閥數(shù)次，利用閃蒸出的蒸汽將水中空氣排出，由于閃蒸會(huì)使水溫降低，再次關(guān)閉調(diào)節(jié)閥和電磁閥，繼續(xù)從進(jìn)汽閥接口 4充入蒸汽，達(dá)到目標(biāo)壓力和溫度后停止充汽。開啟光源、攝像機(jī)和測(cè)試數(shù)據(jù)采集裝置，調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度，打開電磁閥，閃蒸實(shí)驗(yàn)開始。本發(fā)明所述的閃蒸罐所用的測(cè)試系統(tǒng)包括光纖和應(yīng)變片，光纖測(cè)試溫度、壓力和應(yīng)力，應(yīng)變片測(cè)試應(yīng)力，光纖和應(yīng)變片信號(hào)均從光纖和導(dǎo)線引出法蘭10引出。本閃蒸罐不僅可以進(jìn)行普通蒸餾水的閃蒸實(shí)驗(yàn)，還可以用來考察不同液體的閃蒸現(xiàn)象和工質(zhì)中插入異物對(duì)閃蒸現(xiàn)象的影響。
權(quán)利要求
1.一種高壓閃蒸罐，其特征是包括筒體、安裝在筒體頂部的上法蘭、安裝在筒體底部的下封頭，筒體的前后兩側(cè)分別設(shè)置拍攝視窗和采光視窗，拍攝視窗和采光視窗對(duì)稱布置， 筒體的左側(cè)設(shè)置安全閥接口、進(jìn)水閥接口、進(jìn)汽閥接口，筒體的右側(cè)設(shè)置光纖和導(dǎo)線引出法蘭，所述的上法蘭上開有壓力引出口和排空閥接口，所述的下封頭上開有放水閥接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓閃蒸罐，其特征是所述的筒體為整塊鍛件加工而成的外方內(nèi)圓結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高壓閃蒸罐，其特征是所述的視窗高度設(shè)置為能夠滿足對(duì)液體閃蒸波向下發(fā)展的極限位置的觀察和不同液位高度對(duì)閃蒸現(xiàn)象影響的考察。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種高壓閃蒸罐，包括筒體、安裝在筒體頂部的上法蘭、安裝在筒體底部的下封頭，筒體的前后兩側(cè)分別設(shè)置拍攝視窗和采光視窗，拍攝視窗和采光視窗對(duì)稱布置，筒體的左側(cè)設(shè)置安全閥接口、進(jìn)水閥接口、進(jìn)汽閥接口，筒體的右側(cè)設(shè)置光纖和導(dǎo)線引出法蘭，所述的上法蘭上開有壓力引出口和排空閥接口，所述的下封頭上開有放水閥接口。本發(fā)明閃蒸罐采用外方內(nèi)圓的結(jié)構(gòu)，具有承壓能力強(qiáng)，可以做中高壓工況的閃蒸實(shí)驗(yàn)，同時(shí)具有大視窗，可以為觀測(cè)提供便利條件。閃蒸罐使用光纖測(cè)試溫度和壓力，具有反應(yīng)速度快，靈敏度高，測(cè)量準(zhǔn)確，體積小對(duì)水體影響小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D3/06GK102553279SQ20121001180
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者吳浩宇, 孫寶芝, 宋福元, 張國磊, 張鵬, 李彥軍, 李曉明, 楊麗潔, 楊龍濱, 王坤峰, 裴穎楠, 邵亞西 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)