[发明专利]一种可调式充放型高温高压氦气实验系统及方法

摘要

一种可调式充放型高温高压氦气实验系统及方法，由高压氦气瓶组供气，经减压阀减压至所需压力，利用压力变送器对减压阀进行闭环控制，由电加热器对氦气进行加热，利用温度变送器对电加热器加热功率进行闭环控制，通过设定的流量值和流量计所测得的差值来调节控制阀的开合度，得到额定压力、温度和流量的氦气进入热工水力实验段进行实验。高温氦气在冷却器换热后进入储气罐收集，利用氦气压缩机将储气罐内的回收氦气压入高压氦气瓶组，可进行重复实验。该系统使得高温高压段只处于实验段，降低了对回路其它部分实验设备的高温高压密封性能要求，实现了对实验氦气的压力、温度和流量进行调节，可满足高温、高压氦气热工水力特殊实验工况的需求。

主权项

一种可调式充放型高温高压氦气实验系统，其特征在于包括：热工水力实验段(1)、高压氦气瓶组(2)、第一减压阀(3)、第二减压阀(11)、第三减压阀(15)、电加热器(4)、高频感应电源(5)、冷却器(6)、水冷系统(7)、流量计(8)、直通控制阀(9)、氦气储气罐(10)、氦气缓冲罐(12)、氦气补充气瓶(13)、氦气压缩机(14)、真空泵(16)、第一压力变送器(P1)、第二压力变送器(P2)、第一温度变送器(T1)、第二温度变送器(T2)、第三温度变送器(T3)和第一至第十阀门(V1～V10)；高压氦气瓶组(2)出口经第七阀门(V7)与第一减压阀(3)入口相连，第一减压阀(3)出口连接电加热器(4)入口，电加热器(4)出口与热工水力实验段(1)入口相连，热工水力实验段(1)入口端分别接有第一压力变送器(P1)和温度变送器(T1)，第一压力变送器(P1)的测量信号输出至第一减压阀(3)的控制端口，第一温度变送器(T1)的测量信号输出至电加热器(4)的控制端口，高频感应电源(5)对热工水力实验段(1)进行感应加热，热工水力实验段(1)出口端安装有第二压力变送器(P2)和第二温度变送器(T2)，并接至冷却器(6)的高温气体入口端，水冷系统(7)与冷却器(6)的水冷流道相连，冷却器(6)的气体出口端连接至流量计(8)入口，第三温度变送器(T3)安装于冷却器(6)气体出口端，第三温度变送器(T3)的测量信号输出至水冷系统(7)的控制端口，用以控制连接水冷系统(7)与冷却器(6)的第八阀门(V8)开合度，流量计(8)出口直接连接至直通控制阀(9)入口，流量计(8)的测量信号输出至直通控制阀(9)的控制端口，直通控制阀(9)出口直接连接氦气储气罐(10)入口，氦气储气罐(10)出口经第九阀门(V9)与第二减压阀(11)入口相连，第二减压阀(11)出口直接连接氦气缓冲罐(12)主入口，氦气补充气瓶(13)经第十阀门(V10)连接至第三减压阀(15)入口，第三减压阀(15)出口连接氦气缓冲罐(12)补充气入口，氦气缓冲罐(12)出口连接氦气压缩机(14)入口，氦气压缩机(14)出口经第六阀门(V6)连接高压氦气瓶组(2)入口，为使得全回路利用一台真空泵(16)即能完成抽真空，在氦气压缩机(14)出口与第六阀门(V6)连接管道、氦气缓冲罐(12)出口与氦气压缩机(14)入口连接管道、第七阀门(V7)与第一减压阀(3)入口连接管道、第九阀门(V9)与第二减压阀(11)入口连接管道分别经第一阀门(V1)、第二阀门(V2)、第三阀门(V3)、第四阀门(V4)并联至第五阀门(V5)入口，第五阀门(V5)出口连接真空泵(16)入口。