超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括通過主管道順次相連構(gòu)成閉環(huán)回路的預(yù)熱部、實(shí)驗(yàn)部、和換熱部，還包括分別連接在所述閉環(huán)回路主管道上的穩(wěn)壓部和供水部，所述預(yù)熱部為油浴加熱部，所述實(shí)驗(yàn)部包括可拆卸的實(shí)驗(yàn)管，所述換熱部包括換熱水箱和冷卻水泵，所述穩(wěn)壓部包括穩(wěn)壓罐、氮?dú)馄亢驮O(shè)置在穩(wěn)壓罐內(nèi)部的氣囊，所述供水部包括去離子水箱、過濾器和柱塞泵。
【專利說明】
超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熱能和核能領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及研究超臨界水換熱特性的實(shí)驗(yàn)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]超臨界水冷反應(yīng)堆是國際上選中的六種四代堆中唯一的水冷堆，其熱量利用效率和簡化的系統(tǒng)、設(shè)備表現(xiàn)出了非常好的潛在經(jīng)濟(jì)性。與常規(guī)壓水堆相比，超臨界水堆采用單回路直接循環(huán)設(shè)計(jì)，堆芯出口工質(zhì)直接進(jìn)入汽輪機(jī)，無需設(shè)置蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器。與常規(guī)沸水堆相比，超臨界水屬于單相流體，無需設(shè)置汽水分離器和干燥器。對超臨界水冷堆來說，在失流事故狀態(tài)下冷卻劑自然循環(huán)的載熱能力和流動(dòng)的穩(wěn)定性對反應(yīng)堆的安全分析和降低堆芯熔毀概率都是非常重要的。
[0003]現(xiàn)階段國內(nèi)外超臨界水自然循環(huán)研究于起步階段，印度的巴巴原子研究中心采用兩個(gè)加熱器，兩個(gè)冷凝器，實(shí)驗(yàn)部內(nèi)徑為13.88_，采用44個(gè)經(jīng)過校準(zhǔn)的K-型熱電偶，用來測量流體、加熱表面以及二次側(cè)流體的進(jìn)出口溫度。上海交通大學(xué)采用閉式水回路形式，裝置運(yùn)行工況覆蓋壓水堆和超臨界水冷堆的熱力參數(shù)范圍，兼顧自然循環(huán)和強(qiáng)迫循環(huán)。西安交通大學(xué)超臨界水換熱裝置有兩種類型的換熱段，由SA-213T12鋼組成。其中六邊形試驗(yàn)段用于火電廠W型燃燒爐，另外一種為光滑管，外徑31.8mm，壁厚6mm，采用NiCr-NiSi熱電偶測量。清華大學(xué)超臨界水自然循環(huán)回路類似巴巴原子研究中心，也為兩個(gè)加熱器、兩個(gè)冷凝器的不銹鋼環(huán)路。中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院搭建了雙通道臨界水實(shí)驗(yàn)臺，實(shí)驗(yàn)部采用直流電加熱，加熱能力為600kW，實(shí)驗(yàn)部采用14個(gè)N-型鎧裝熱電偶以測量管壁溫度。
[0004]以上的超臨界水實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)部均采用電加熱，造價(jià)成本較高，并且實(shí)驗(yàn)部為單通道或雙通道固定形式，無法實(shí)現(xiàn)多種用途切換，無法研究窄通道自然循環(huán)的流動(dòng)換熱特點(diǎn)，并且上述實(shí)驗(yàn)裝置的造價(jià)都是及其昂貴的，難以滿足學(xué)生的研究需求。
[0005]由于上述原因，本發(fā)明人對現(xiàn)有的超臨界水自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置做了深入研究，以便設(shè)計(jì)出一種能夠解決上述問題的新型實(shí)驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括通過主管道順次相連構(gòu)成閉環(huán)回路的預(yù)熱部、實(shí)驗(yàn)部、和換熱部，還包括分別連接在所述閉環(huán)回路主管道上的穩(wěn)壓部和供水部，所述預(yù)熱部為油浴加熱部，所述實(shí)驗(yàn)部包括可拆卸的實(shí)驗(yàn)管，所述換熱部包括換熱水箱和冷卻水栗，所述穩(wěn)壓部包括穩(wěn)壓罐、氮?dú)馄亢驮O(shè)置在穩(wěn)壓罐內(nèi)部的氣囊，所述供水部包括去離子水箱、過濾器和柱塞栗，從而完成本發(fā)明。
[0007]具體來說，本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0008](I)一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括通過主管道I順次相連構(gòu)成閉環(huán)回路的預(yù)熱部2、實(shí)驗(yàn)部3、和換熱部4;
[0009]該裝置還包括分別連接在所述閉環(huán)回路主管道I上的穩(wěn)壓部5和供水部6。
[0010](2)根據(jù)上述(I)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0011]所述預(yù)熱部2用于初步加熱主管道I中的工質(zhì)，所述預(yù)熱部2為油浴加熱部，優(yōu)選地，所述預(yù)熱部2包括三段并聯(lián)的管道，在所述管道外部設(shè)置有油夾套21。
[0012](3)根據(jù)上述(I)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0013]所述實(shí)驗(yàn)部3用于繼續(xù)加熱經(jīng)預(yù)熱部2初步加熱的主管道I中的工質(zhì)，探測并記錄工質(zhì)的參數(shù)信息；
[0014]優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)部3包括兩個(gè)連接端頭31和安裝在兩個(gè)所述連接端頭31之間的可拆卸的實(shí)驗(yàn)管32;
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)管32有多個(gè)，其內(nèi)徑為l-10mm。
[0016](4)根據(jù)上述(3)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0017]在兩個(gè)所述連接端頭31之間安裝有一個(gè)實(shí)驗(yàn)管32，
[0018]或者，
[0019]在兩個(gè)所述連接端頭31之間安裝有兩個(gè)并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)管32，優(yōu)選地，所述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)管32的直徑可以相同也可以不同，
[0020]或者，
[0021]在兩個(gè)所述連接端頭31之間安裝有三個(gè)以上并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)管32，優(yōu)選地，所述三個(gè)以上實(shí)驗(yàn)管32的直徑可以相同也可以不同。
[0022](5)根據(jù)上述(3)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0023]在所述每一個(gè)實(shí)驗(yàn)管32上都安裝有多個(gè)熱電偶33，優(yōu)選地相鄰熱電偶33之間的間距一致。
[0024](6)根據(jù)上述(I)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0025]所述換熱部4用于冷卻經(jīng)實(shí)驗(yàn)部進(jìn)一步加熱的工質(zhì)，
[0026]優(yōu)選地，所述換熱部4包括換熱水箱41和冷卻水栗42。
[0027](7)根據(jù)上述(I)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0028]所述穩(wěn)壓部5用于調(diào)整/穩(wěn)定閉環(huán)回路中的壓力，
[0029]優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓部5包括穩(wěn)壓罐51、氮?dú)馄?2和設(shè)置在穩(wěn)壓罐51內(nèi)部的氣囊53;其中，所述穩(wěn)壓罐是密閉的，所述氣囊53和氣瓶52通過導(dǎo)氣管相連，所述穩(wěn)壓罐通過穩(wěn)壓導(dǎo)管54與所述閉環(huán)回路上的主管道I相連；
[0030]進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述穩(wěn)壓導(dǎo)管54上設(shè)置有截止閥55。
[0031](8)根據(jù)上述(I)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0032]所述供水部6用于向閉環(huán)回路中注入工質(zhì)；
[0033]優(yōu)選地，所述供水部6包括去離子水箱61、過濾器62和柱塞栗63。
[0034](9)根據(jù)上述(I)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，
[0035]在所述閉環(huán)回路的主管道I上還設(shè)置有高壓栗、排氣閥、流量計(jì)、熱電偶和壓差傳感器，其中優(yōu)選地，排氣閥設(shè)置在實(shí)驗(yàn)部上靠近換熱部的一端。
[0036](10) —種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，
[0037]該方法是通過如上述(1)-(9)所述的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)的；
[0038]優(yōu)選地，該方法包括如下步驟:
[0039]步驟I，啟動(dòng)柱塞栗將去離子水充滿整個(gè)閉環(huán)回路；
[0040]步驟2，啟動(dòng)換熱部；
[0041]步驟3，加預(yù)熱部和實(shí)驗(yàn)部，并將實(shí)驗(yàn)部頂端的排氣閥打開，當(dāng)水可以流暢地從排氣閥中流出，且沒有氣體撞擊金屬的聲音時(shí)執(zhí)行下一步驟；
[0042]步驟4，通過穩(wěn)壓部調(diào)節(jié)閉環(huán)回路內(nèi)的壓力，達(dá)到預(yù)定的壓力值并維持;所述預(yù)定的壓力值優(yōu)選地為22MPa-26MPa ；
[0043]步驟5，調(diào)整預(yù)熱部的功率，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)部入口的溫度，優(yōu)選地使其達(dá)到280°C-380°C；
[0044]步驟6，待溫度達(dá)到預(yù)定值以后，穩(wěn)定預(yù)熱部的功率，逐步提高實(shí)驗(yàn)部的功率，記錄并儲存探測到的測量值數(shù)據(jù)；
[0045]步驟7，關(guān)閉電源，關(guān)閉閥門，并卸掉穩(wěn)壓罐中壓力；
[0046]其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述測量值數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)部內(nèi)工質(zhì)的壓力、溫度、流速等數(shù)據(jù)信息。
[0047]本發(fā)明所具有的有益效果包括:
[0048](I)根據(jù)本發(fā)明提供的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)單通道或雙通道等多種形式的切換；
[0049](2)根據(jù)本發(fā)明提供的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置還可以研究窄通道管間脈動(dòng)特性；
[0050](3)根據(jù)本發(fā)明提供的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置生產(chǎn)制造成本及實(shí)驗(yàn)消耗都很低。
【附圖說明】
[0051]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)管的實(shí)驗(yàn)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中一個(gè)實(shí)驗(yàn)管的實(shí)驗(yàn)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]附圖標(biāo)號說明:
[0056]1-主管道
[0057]2-預(yù)熱部
[0058]21-油夾套
[0059]3-實(shí)驗(yàn)部
[0060]31-連接端頭[0061 ] 32-實(shí)驗(yàn)管
[0062]33-熱電偶
[0063]4-換熱部
[0064]41-換熱水箱
[0065]42-7令卻水栗
[0066]5-穩(wěn)壓部
[0067]51-穩(wěn)壓罐
[0068]52-氣瓶
[0069]53-氣囊
[0070]54-穩(wěn)壓導(dǎo)管[0071 ]55-截止閥
[0072]6-供水部
[0073]61-去離子水箱
[0074]62-過濾器
[0075]63-柱塞栗
【具體實(shí)施方式】
[0076]下面通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0077]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0078]根據(jù)本發(fā)明提供的一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1和圖2中所示，該裝置包括通過主管道I順次相連構(gòu)成閉環(huán)回路的預(yù)熱部2、實(shí)驗(yàn)部3、和換熱部4;該裝置還包括分別連接在所述閉環(huán)回路主管道I上的穩(wěn)壓部5和供水部6;其中，所述主管道I為中空的密閉管道，所述預(yù)熱部用于預(yù)先加熱主管道中的去離子水，使其達(dá)到預(yù)定的溫度，所述實(shí)驗(yàn)部用于繼續(xù)加熱去離子水，并且達(dá)到實(shí)驗(yàn)溫度，以便于通過儀器儀表觀測液去離子水變?yōu)槌R界水后的各項(xiàng)性能參數(shù)，所述換熱部用于給所述超臨界水降溫，最終使得超臨界水在主管道內(nèi)自然流動(dòng)，成為自然循環(huán);所述穩(wěn)壓部用于穩(wěn)定主管道中的壓力，使其保持在預(yù)定范圍內(nèi)，所述供水部用于向主管道中注入去離子水。
[0079]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述預(yù)熱部2為油浴加熱部，具體來說，所述預(yù)熱部2包括三段并聯(lián)的管道，在所述管道外部設(shè)置有油夾套21，油夾套和管道之間填充有加熱用的油，能夠使得管道快速均勻受熱，所述三段管道的兩端都連接至主管道I;所述油夾套21由不銹鋼材料制成，長度約為l-2m，優(yōu)選的為1.5m，在加熱段的進(jìn)出口均設(shè)置了測量流體溫度的熱電偶和測量壓差的壓差傳感器，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測其周圍的溫度和壓力信息，將所述管道分成三段能夠保證其內(nèi)部的去離子水得到充分加熱，還能夠最大程度地降低成本，節(jié)約能耗，該油浴加熱部與單管道直流電加熱相比，有著明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
[0080]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述實(shí)驗(yàn)部3包括兩個(gè)連接端頭31和安裝在兩個(gè)所述連接端頭31之間的可拆卸的實(shí)驗(yàn)管32;即可以隨時(shí)更換相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)管，具體來說，實(shí)驗(yàn)管32有多個(gè)，其內(nèi)徑為1-1Omm; —般內(nèi)徑小于4mm時(shí)稱之為窄通道/窄管，內(nèi)徑在4_10mm之間時(shí)稱之為寬通道/寬管。
[0081]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)管上都設(shè)置有加熱部，所述加熱部用于給實(shí)驗(yàn)管中的液體加熱，其可以是油浴加熱，也可以是電加熱，可以根據(jù)具體的情況設(shè)置，優(yōu)選地，試驗(yàn)部中的實(shí)驗(yàn)管加熱功率最大為20kW。
[0082]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3和圖4中所示，在所述連接端頭31之間安裝有一個(gè)實(shí)驗(yàn)管32，或者，在兩個(gè)所述連接端頭31之間安裝有兩個(gè)及以上并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)管32，優(yōu)選地，所述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)管32的直徑可以相同也可以不同，即可以進(jìn)行雙窄通道的一樣尺寸和不一樣尺寸流動(dòng)換熱及脈動(dòng)實(shí)驗(yàn)，也可以進(jìn)行窄通道與寬通道的流動(dòng)換熱及脈動(dòng)實(shí)驗(yàn)，通過更換不同的實(shí)驗(yàn)管實(shí)現(xiàn)對不同現(xiàn)象的分析研究，能夠執(zhí)行多種實(shí)驗(yàn)操作，從而能夠擴(kuò)大該實(shí)驗(yàn)裝置的應(yīng)用范圍。
[0083]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述每一個(gè)實(shí)驗(yàn)管32上都安裝有多個(gè)熱電偶33，優(yōu)選地相鄰熱電偶33之間的間距一致，所述熱電偶用于量測實(shí)驗(yàn)管內(nèi)部超臨界水的溫度。本發(fā)明中所述的超臨界水是由去離子水在預(yù)定的溫度和壓力條件下得到的，或者說是所述去離子水在預(yù)定的溫度和壓力條件下的另一種名稱，所述預(yù)定的溫度優(yōu)選為280°C-500°C，所述預(yù)定壓力為22MPa-26Mpa，本發(fā)明中所述的工質(zhì)即為在主管道及閉環(huán)回路中流動(dòng)的液體，其指代的范圍包括所述超臨界水和所述去離子水。
[0084]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，所述換熱部4包括換熱水箱41和冷卻水栗42，從試驗(yàn)部出來的高溫水通過主管道流經(jīng)所述換熱水箱，在冷卻水的作用下降溫冷卻。
[0085]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1和圖2中所示，所述穩(wěn)壓部5包括穩(wěn)壓罐51、氮?dú)馄?2和設(shè)置在穩(wěn)壓罐51內(nèi)部的氣囊53;優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓罐是密閉的，所述氣囊53和氮?dú)馄?2通過導(dǎo)氣管相連，所述穩(wěn)壓罐通過穩(wěn)壓導(dǎo)管54與所述閉環(huán)回路上的主管道I相連;進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述穩(wěn)壓導(dǎo)管54上設(shè)置有截止閥55，當(dāng)所述截止閥55開啟后，主管道中的液體進(jìn)入到穩(wěn)壓罐中，并與所述氣囊接觸，穩(wěn)壓罐中液體的壓力與主管道中液體的壓力一致，通過氣瓶52向所述氣囊中注入氣體，或者從中抽取氣體，從而控制穩(wěn)壓罐中的壓力，進(jìn)而控制所述主管道中的壓力;本發(fā)明中所述的氣瓶優(yōu)選的為氮?dú)馄?，即氣瓶中的氣體優(yōu)選的為氮?dú)狻?yōu)選地，所述穩(wěn)壓導(dǎo)管連通至預(yù)熱部的入口附近。
[0086]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述供水部6包括去離子水箱61、過濾器62和柱塞栗63。所述供水部6還包括有截止閥，當(dāng)其向主管道中注入了足夠數(shù)量的水以后關(guān)閉截止閥，使得供水部和主管道之間斷開。
[0087]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述閉環(huán)回路的主管道I上還設(shè)置有、高壓栗、排氣閥、流量計(jì)、熱電偶和壓差傳感器，其中優(yōu)選地，排氣閥設(shè)置在實(shí)驗(yàn)部上靠近換熱部的一端。
[0088]根據(jù)本發(fā)明提供的一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)方法，該方法是通過如上文所述的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)的；
[0089]具體來說，該方法包括如下步驟:
[0090]步驟I，啟動(dòng)柱塞栗將去離子水充滿整個(gè)閉環(huán)回路，使系統(tǒng)壓力升至5MPa;
[0091]步驟2，啟動(dòng)換熱部，加熱去離子水；
[0092]步驟3，加預(yù)熱部和實(shí)驗(yàn)部，并將實(shí)驗(yàn)部頂端的排氣閥打開，當(dāng)水可以流暢地從排氣閥中流出，且沒有氣體撞擊金屬的聲音時(shí)執(zhí)行下一步驟；
[0093]步驟4，做熱平衡實(shí)驗(yàn)，計(jì)算加熱效率，從而獲知后續(xù)的加熱功率及時(shí)間；
[0094]步驟5，通過穩(wěn)壓部調(diào)節(jié)閉環(huán)回路內(nèi)的壓力，達(dá)到預(yù)定的壓力值并維持;所述預(yù)定的壓力值優(yōu)選地為22MPa-26MPa ；
[0095]步驟6，調(diào)整預(yù)熱部的功率，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)部入口的溫度，優(yōu)選地使其達(dá)到280°C-380°C；
[0096]步驟7，待溫度達(dá)到預(yù)定值以后，穩(wěn)定預(yù)熱部的功率，逐步提高實(shí)驗(yàn)部的功率，記錄并儲存探測到的測量值數(shù)據(jù)；
[0097]步驟8，關(guān)閉電源，關(guān)閉閥門，并卸掉穩(wěn)壓罐中壓力；
[0098]其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述測量值數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)部內(nèi)工質(zhì)的壓力、溫度、流速等數(shù)據(jù)信息，由安裝在所述閉環(huán)回路上的壓差傳感器、熱電偶和流量計(jì)等設(shè)備分別獲得。
[0099]以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，不過這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括通過主管道(I)順次相連構(gòu)成閉環(huán)回路的預(yù)熱部(2)、實(shí)驗(yàn)部(3)、和換熱部(4); 該裝置還包括分別連接在所述閉環(huán)回路主管道(I)上的穩(wěn)壓部(5)和供水部(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述預(yù)熱部(2)用于初步加熱主管道(I)中的工質(zhì)，所述預(yù)熱部(2)為油浴加熱部，優(yōu)選地，所述預(yù)熱部(2)包括三段并聯(lián)的管道，在所述管道外部設(shè)置有油夾套(21)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述實(shí)驗(yàn)部(3)用于繼續(xù)加熱經(jīng)預(yù)熱部(2)初步加熱的主管道(I)中的工質(zhì)，探測并記錄工質(zhì)的參數(shù)信息； 優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)部(3)包括兩個(gè)連接端頭(31)和安裝在兩個(gè)所述連接端頭(31)之間的可拆卸的實(shí)驗(yàn)管(32); 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)管(32)有多個(gè)，其內(nèi)徑為l-10mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 在兩個(gè)所述連接端頭(31)之間安裝有一個(gè)實(shí)驗(yàn)管(32)，或者， 在兩個(gè)所述連接端頭(31)之間安裝有兩個(gè)并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)管(32)，優(yōu)選地，所述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)管(32)的直徑可以相同也可以不同， 或者， 在兩個(gè)所述連接端頭(31)之間安裝有三個(gè)以上并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)管(32)，優(yōu)選地，所述三個(gè)以上實(shí)驗(yàn)管(32)的直徑可以相同也可以不同。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 在所述每一個(gè)實(shí)驗(yàn)管(32)上都安裝有多個(gè)熱電偶(33)，優(yōu)選地相鄰熱電偶(33)之間的間距一致。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述換熱部(4)用于冷卻經(jīng)實(shí)驗(yàn)部進(jìn)一步加熱的工質(zhì)， 優(yōu)選地，所述換熱部(4)包括換熱水箱(41)和冷卻水栗(42)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述穩(wěn)壓部(5)用于調(diào)整/穩(wěn)定閉環(huán)回路中的壓力， 優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓部(5)包括穩(wěn)壓罐(51)、氮?dú)馄?52)和設(shè)置在穩(wěn)壓罐(51)內(nèi)部的氣囊(53);其中，所述穩(wěn)壓罐是密閉的，所述氣囊(53)和氣瓶(52)通過導(dǎo)氣管相連，所述穩(wěn)壓罐通過穩(wěn)壓導(dǎo)管(54)與所述閉環(huán)回路上的主管道(I)相連； 進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述穩(wěn)壓導(dǎo)管(54)上設(shè)置有截止閥(55)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述供水部(6)用于向閉環(huán)回路中注入工質(zhì)； 優(yōu)選地，所述供水部(6)包括去離子水箱(61)、過濾器(62)和柱塞栗(63)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 在所述閉環(huán)回路的主管道(I)上還設(shè)置有高壓栗、排氣閥、流量計(jì)、熱電偶和壓差傳感器，其中優(yōu)選地，排氣閥設(shè)置在實(shí)驗(yàn)部上靠近換熱部的一端。10.一種超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于， 該方法是通過如權(quán)利要求1-9所述的超臨界水窄通道自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)的； 優(yōu)選地，該方法包括如下步驟: 步驟I，啟動(dòng)柱塞栗將去離子水充滿整個(gè)閉環(huán)回路； 步驟2，啟動(dòng)換熱部； 步驟3，加預(yù)熱部和實(shí)驗(yàn)部，并將實(shí)驗(yàn)部頂端的排氣閥打開，當(dāng)水可以流暢地從排氣閥中流出，且沒有氣體撞擊金屬的聲音時(shí)執(zhí)行下一步驟； 步驟4，通過穩(wěn)壓部調(diào)節(jié)閉環(huán)回路內(nèi)的壓力，達(dá)到預(yù)定的壓力值并維持;所述預(yù)定的壓力值優(yōu)選地為22MPa-26MPa ； 步驟5，調(diào)整預(yù)熱部的功率，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)部入口的溫度，優(yōu)選地使其達(dá)到2800C-3800C ； 步驟6，待溫度達(dá)到預(yù)定值以后，穩(wěn)定預(yù)熱部的功率，逐步提高實(shí)驗(yàn)部的功率，記錄并儲存探測到的測量值數(shù)據(jù)； 步驟7，關(guān)閉電源，關(guān)閉閥門，并卸掉穩(wěn)壓罐中壓力； 其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述測量值數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)部內(nèi)工質(zhì)的壓力、溫度、流速等數(shù)據(jù)信息。
【文檔編號】G01M10/00GK106066235SQ201610428743
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月16日 公開號201610428743.8, CN 106066235 A, CN 106066235A, CN 201610428743, CN-A-106066235, CN106066235 A, CN106066235A, CN201610428743, CN201610428743.8
【發(fā)明人】周濤, 齊實(shí), 陳柏旭, 馬棟梁, 宋明強(qiáng), 李精精
【申請人】華北電力大學(xué)