[发明专利]一种熔盐换热实验装置及其控制方法

权利要求书

1.一种熔盐换热实验装置，其特征在于，包括高温熔盐循环回路、导热油循环回路、冷却水循环回路和控制系统，高温熔盐循环回路与导热油循环回路分别连接相并联的熔盐换热实验段，导热油循环回路与冷却水循环回路分别连接导热油/冷却水换热器；

所述的高温熔盐循环回路包括相连通的储盐罐和熔盐循环管路，以及设置在其上的多个温度控制组件和多个流量控制组件，温度控制组件、流量控制组件分别受控制系统控制调节；

所述的导热油循环回路包括相连通的储油罐和导热油循环管路，以及设置在其上的温度控制组件和流量控制组件，温度控制组件、流量控制组件分别受控制系统控制调节；

所述的冷却水循环回路包括相连通的水冷却塔和冷却水循环管路，以及设置在其上的流量控制组件，流量控制组件分别受控制系统控制调节；

所述的温度控制组件包括加热器、加热器控制器和温度传感器，温度传感器向控制系统发送信号，加热器控制器接收控制系统发送的控制信号，加热器接收加热器控制器的调节；

所述的流量控制组件包括变频泵、变频泵控制器和流量监测器，或者流量控制组件包括流量控制阀门、阀门控制器和流量监测器；

流量监测器向控制系统发送信号，变频泵控制器或阀门控制器接收控制系统发送的控制信号，变频泵接收变频泵控制器的调节，控制阀门接收阀门控制器的调节；

所述的控制系统为包括Fuzzy控制系统和PID控制系统的梯级Fuzzy-PID控制系统，其对温度控制组件的调节为：Fuzzy-PID控制系统接收温度传感器反馈回的信号，并与其预设值进行比较，根据比较结果通过Fuzzy控制系统来决定选用加热器的工作个数，为控制系统的快速调节部分；针对所选用的加热器用PID控制系统对其工作功率进行调节，为控制系统的微调节部分；

梯级Fuzzy-PID控制系统对流量控制组件的调节为：Fuzzy-PID控制系统接收流量监测器反馈回的信号，并与其预设值进行比较，根据比较结果通过Fuzzy控制系统调节变频泵的转动频率；

或者梯级Fuzzy-PID控制系统接收流量监测器反馈回的信号，并与其预设值进行比较，根据比较结果通过PID控制系统调节流量控制阀门的开度。

2.如权利要求1所述的熔盐换热实验装置，其特征在于，所述的储盐罐、储油罐内均设有温度控制组件，其包括电加热器组、加热器控制器和温度传感器，电加热器组由多根可单独控制的电加热器组成；储盐罐、储油罐内均设有流量控制组件，其包括变频泵、变频泵控制器和位于储盐罐出口的流量监测器；

所述的熔盐循环管路上设置有温度控制组件，其包括缠绕在管路上的电伴热带、加热器控制器和温度传感器；熔盐循环管路、导热油循环管路上均设有流量控制组件，其包括流量控制阀门、阀门控制器和流量监测器；

所述的熔盐换热实验段、导热油/冷却水换热器其进出口处均设置有流量控制组件和温度传感器，流量控制组件包括流量控制阀门、阀门控制器和流量监测器，温度传感器向控制系统发送温度信号；熔盐换热实验段的并联分流处设有分流控制阀、阀门控制器和流量监测器，分流控制阀经阀门控制器受控制系统调节；

所述的冷却水循环管路上设置有流量控制组件，其包括变频泵、变频泵控制器和位于储盐罐出口的流量监测器；水冷却塔上设置有水冷却塔风机，水冷却塔风机受控制系统调节其转动频率。

3.如权利要求1所述的熔盐换热实验装置，其特征在于，所述的控制系统对加热器进行梯度控制：在初始加温时加热器全部开启并采用最大功率加热，当熔盐循环管路和导热油循环管路中工质的出口温度达到预设值的70％时，Fuzzy控制系统通过模糊规则逐步关闭为工质加热的加热器；出口温度达到预设值的80％时，只保留必须保留的加热器，之后PID控制系统通过PID调节所保留的加热器的工作功率，至熔盐、导热油达到预设值温度。