[发明专利]一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量装置，包括高温熔盐加热管段、水循环管段、测试及产物收集管段和数据采集及显示模块；通过高压氮气推挤高温熔盐，在微小通道内建立流动换热系统；通过减压阀和调节阀来调节工质的流量；通过可控硅调压器调节加热功率，保证系统运行温度；利用盐水换热器的热平衡原理来测量熔盐流量，同时通过电子天平实时记录熔盐重量来计算熔盐流量。本发明可以很好地测量熔盐的换热特性，与现有装置相比，具有成本低、易操作、运行可靠等诸多优点。本发明完善了高温熔盐换热的测量方法，填补了当前微小通道内熔盐换热特性测量的技术缺陷。

技术领域

本发明属于微小通道内熔盐传热特性测试装置技术领域，具体涉及一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量装置，还涉及一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量方法。

背景技术

熔盐凭借其传热温度高，饱和蒸气压低、粘性小、比热大等多项显著优势，已作为传热、储热工质被广泛应用于核电站、太阳能光热发电等能源领域，有着广阔的发展前景。其换热性能的优良决定着其所在系统的经济性、稳定性和可靠性，对工业生产和国民生活有着巨大影响。因此，对熔盐传热特性的研究十分必要。

由于熔盐凝固温度高、运行温度高，并且具有腐蚀性的特点，在对熔盐传热特性的测量过程中产生了诸多技术问题。在试验研究中，必须对试验回路进行保温、预热、伴热、防高温分解和防腐蚀等操作。为克服这些问题，研究者们搭建的熔盐测试平台均系统庞大，流程繁冗。这些试验平台不仅成本造价非常高，而且运行可靠性低。因此，提供一个系统简单，运行可靠，能准确测量熔盐换热特性的试验平台，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量装置，解决了现有技术中存在的熔盐测试平台系统庞大、成本高、运行可靠性低的问题。

本发明的另目的是提供一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量方法。

本发明所采用的一个技术方案是，一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量装置，包括通过管道依次相连的高温熔盐加热管段、水循环管段和测试及产物收集管段，高温熔盐加热管段、水循环管段和测试及产物收集管段上的管道外部均包裹保温棉，高温熔盐加热管段、水循环管段和测试及产物收集管段通过导线连接数据采集及显示模块。

本发明的特点还在于：

高温熔盐加热管段包括氮气罐，氮气罐依次通过管道连接熔盐罐和盐水换热器，氮气罐和熔盐罐之间的管道上依次设置有减压阀和开关阀，熔盐罐和盐水换热器之间设置有耐高温调节阀，耐高温调节阀两端的管道上均设置有极板a，极板a之间设置有直流电源a，熔盐罐侧壁上设置有温度传感器，盐水换热器两端均设置有第四温度传感器，第一温度传感器和第四温度传感器通过导线连接所述数据采集及显示模块，盐水换热器分别通过管道连接水循环管段及测试及产物收集管段。

水循环管段包括依次通过管道连接的冷水机组、水箱、过滤器、高压恒流泵、流量计和高压水预热装置，冷水机组和水箱之间设置有背压阀，冷水机组和高压水预热管段均通过管道连接盐水换热器，冷水机组和盐水换热器之间及高压水预热装置和盐水换热器之间均设置有第二温度传感器，第二温度传感器通过导线连接所述数据采集及显示模块。

高压水预热管段两端相对设置有两个极板b，两个极板b之间设置有变压器，变压器分别通过导线连接调压器和交流电源，两个极板b之间依次设置有若干个热电偶，一个极板位于高压水预热管段和盐水换热器之间，一个极板b与盐水换热器之间设置有一个第三温度传感器，另一个极板b位于高压水预热管段和流量计之间，另一个极板b与流量计之间设置有第三温度传感器，第三温度传感器通过导线连接数据采集及显示模块。

数据采集及显示模块包括数据处理显示装置，数据处理显示装置与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器通过导线连接，处理显示装置还通过导线连接测试及产物收集管段。