[发明专利]一种架空蒸汽管道保温层缺失漏热实验系统及方法

说明书

本发明提供了一种架空蒸汽管道保温层缺失漏热实验系统，包括依次连通的蒸汽发生单元、管道实验单元、换热单元和疏水储存单元。本发明还提供了基于该系统的实验方法。本发明的优点在于：通过蒸汽发生单元向实验系统提供蒸汽，基于换热单元处理高温蒸汽，通过疏水储存单元收集系统中蒸汽冷凝水，方便进行收集计算系统疏水量，方便进行收集计算，能够在不同运行压力下，研究低压蒸汽管道中保温层缺失与漏热损失、系统疏水量和管道运行水击风险之间的关系，从而为判断热力蒸汽管道运行工况和建立蒸汽管道水击风险的算法模型提供实验支撑和理论依据，为热力蒸汽管道实际运行中通过疏水量的变化初步确定保温层脱落情况提供了一种指导方法。

技术领域

本发明涉及蒸汽管道保温层技术领域，尤其涉及一种架空蒸汽管道保温层缺失漏热实验实验系统及方法。

背景技术

蒸汽管道系统是我国城市供热系统的重要组成部分，属于城市管网基础设施建设系统。随着居民生活水平的提高，我国供热面积逐年递增，因管网堵塞泄漏、保温系统失效、管道过热导致的供热管网热损问题也愈发突显出来，造成了极大的能源浪费，与当今世界能源的可持续发展理念背道而驰。保温层老化脱落是供热管道保温系统失效的最主要原因之一，会显著影响居民供暖品质，造成不必要的热能损耗。目前缺少对蒸汽管道保温层缺失实验系统的研究，论文《郭帅；热力管道保温效果影响因素研究[D]；东北石油大学；2012年》研究中涉及到保温结构破损对热力保温管道的影响，该论文采用理论分析、数值模拟和现场实验的方法，论证了即使是保温层的局部结构破坏也会对保温效果产生很大的不利影响，研究了保温层局部结构破损深度与保温层外表面温度之间的关系，提供了通过热力管道保温层外表面温度变化判断保温层结构破损情况的思路。该论文在研究保温层的局部结构破损对热力管道保温效果的影响时设定的条件是恒定运行压力，但是不同热力管道运行压力下保温层脱落对应的热损失也是不一样的；该论文研究的是管道保温层破损深度与管道表面温度和管道热量损失之间的关系，即可以通过热力管道表面温度或者热流的变化判断保温层的破坏情况，但是监测管道表面温度或热流变化需要另外配备监测设备和系统，成本较高，通过热力管网疏水量的变化判断保温层破损缺失的情况更直观便捷；现场的实验受外部环境影响较大，不利于进行工况的调整和重复实验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于研究保温层缺失与漏热损失、系统疏水量和管道运行水击风险之间关系的实验系统，为判断热力蒸汽管道运行工况和建立蒸汽管道水击风险的算法模型提供实验支撑和理论依据，为热力蒸汽管道实际运行中通过疏水量的变化初步确定保温层脱落情况提供了一种指导方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种架空蒸汽管道保温层缺失漏热实验系统，包括依次连通的蒸汽发生单元和管道实验单元，所述蒸汽发生单元与水源通过管道连通，所述管道实验单元包括供蒸汽流通的实验管道，所述实验管道的外侧沿蒸汽流通方向依次套设有外滑动式钢套保温层和拆卸式保温层，所述管道实验单元后端并联连接有换热单元和疏水储存单元，所述换热单元冷凝管道实验单元的蒸汽，所述疏水储存单元包括串联的第一疏水组件和水箱，所述第一疏水组件包括并联的第一疏水管道和第二疏水管道，所述第一疏水管道上设置有第一疏水管道阀，第二疏水管道上依次设置有第二疏水管道阀和疏水阀，所述水箱设置有出水管道。

本发明通过蒸汽发生单元向实验系统提供蒸汽，通过拆卸式保温层模拟保温层缺失情况，基于换热单元处理高温蒸汽，通过疏水储存单元收集系统中蒸汽冷凝水，方便进行收集计算系统疏水量，能够在不同运行压力下，研究低压蒸汽管道中保温层缺失与漏热损失、系统疏水量和管道运行水击风险之间的关系，从而为判断热力蒸汽管道运行工况和建立蒸汽管道水击风险的算法模型提供实验支撑和理论依据，为热力蒸汽管道实际运行中通过疏水量的变化初步确定保温层脱落情况提供了一种指导方法。

优选的，所述拆卸式保温层包括沿长度方向拼合的多个保温段，所述保温段能够独立的从实验管道上拆除。