中低品位熱源有機朗肯循環(huán)蒸發(fā)器傳熱性能綜合測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于檢測中低品位熱源有機朗肯循環(huán)蒸發(fā)器傳熱性能的綜合測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，已經證實，有機朗肯循環(huán)(0RC)技術是一種非常有潛力且適合中低溫余熱回收和可再生能源發(fā)電的技術，而對于0RC設備系統(tǒng)來說，其組成部分中的蒸發(fā)器、冷凝器等傳熱設備的傳熱系數，在技術經濟性評價和優(yōu)化中占據著較為重要的位置。
[0003]在早期的0RC設備投資計算中，蒸發(fā)器、冷凝器等換熱設備的傳熱系數被粗略地取為定值。但近幾年來，多數學者發(fā)現(xiàn)，0RC工況下，傳熱設備的傳熱系數會隨著換熱器類型和運行工況的變化有較大的波動，特別是有潤滑油侵入傳熱設備或使用不同類型的換熱器時，這種現(xiàn)象尤為明顯。就0RC設備投資而言，目前換熱設備的投資占到了系統(tǒng)總投資的較大比例。顯然，換熱系數的可靠性對0RC系統(tǒng)的經濟性評價至關重要。然而，由于目前仍然缺乏0RC工況下單相和兩相傳熱關聯(lián)式，故在0RC系統(tǒng)評價的過程中，往往采用類似工況下的換熱關聯(lián)式，并因此忽視了 0RC運行過程中由于高溫有機工質蒸汽的攜帶作用，膨脹機中的潤滑油會不可避免地進入0RC系統(tǒng)的冷凝器和蒸發(fā)器，進而對0RC系統(tǒng)的傳熱性能產生不良影響。另外，板殼換熱器具有結構緊湊、換熱系數高、承壓高的特點，但其沸騰傳熱特性的研究尚不成熟，從而阻礙了板殼換熱器在中低品位熱源0RC系統(tǒng)上的應用。
[0004]因此，掌握中低溫熱源工況下0RC蒸發(fā)器的蒸發(fā)沸騰和壓降特性，校核和開發(fā)適合0RC蒸發(fā)工況和對應有機工質的傳熱經驗方程式和壓降經驗關聯(lián)式，特別是增強結構緊湊的板殼換熱器的傳熱性能及有機工質潤滑油的傳熱特性，對0RC的市場推廣特別重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對以上現(xiàn)有技術所存在的問題，提供一種中低品位熱源有機朗肯循環(huán)蒸發(fā)器傳熱性能綜合測試系統(tǒng)，從而避免或減少在0RC運行過程中由于高溫有機工質蒸汽的攜帶作用對0RC系統(tǒng)傳熱性能的不良影響。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:
[0007]—種中低品位熱源有機朗肯循環(huán)蒸發(fā)器傳熱性能綜合測試系統(tǒng)，包括有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、潤滑油濃度控制系統(tǒng)、蒸發(fā)沸騰測試段以及0RC冷熱源；
[0008]所述的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括儲液器，所述的儲液器通過第一工質栗連接第一流量計，所述的第一流量計連接板殼蒸發(fā)測試段并通過所述的板殼蒸發(fā)測試段連接第一混合器后分支兩路:一路通過第一閥門連接冷凝器，再通過第二閥門進入所述儲液器；另一路直接進入膨脹機并通過所述的膨脹機連接第一油分，所述第一油分分出的工質管路連接冷凝器，再通過第二閥門連接儲液器，所述第一油分分出的潤滑油管路連接第一儲油器并通過第一油栗進入膨脹機；
[0009]所述的潤滑油濃度控制系統(tǒng)，包括儲液器，所述的儲液器通過第二閥門和第三流量計連接第二混合器，所述的第二混合器順序連接第二工質栗以及單管蒸發(fā)測試段并通過所述的單管蒸發(fā)測試段分支兩路:一路通過第三閥門連接第二油分，另一路通過第四閥門連接第一混合器并通過所述的第一混合器連接膨脹機；所述第二油分分出的工質管路通過第一混合器連接膨脹機；所述第二油分分出的潤滑油管路連接第二儲油器，所述的第二儲油器順序連接第二油栗、第二流量計和截止閥并通過所述的截止閥連接第二混合器；
[0010]所述的蒸發(fā)沸騰測試段包括單管蒸發(fā)測試段和板殼式蒸發(fā)測試段:所述的單管蒸發(fā)測試段由單管預熱段、單管蒸發(fā)段和單管過熱段組成；所述的板殼式蒸發(fā)測試段由板殼預熱段、板殼蒸發(fā)段、板殼過熱段組成；
[0011 ] 所述的0RC冷熱源包括0RC外部熱源和0RC外部冷源:所述的0RC外部熱源由燃油鍋爐、電加熱鍋爐或者直流電熱絲提供；所述的0RC外部冷源由冷卻塔或恒溫水浴提供；
[0012]所述板殼換熱器的板殼預熱段和板殼蒸發(fā)段之間設置有第一視液鏡；
[0013]所述有機工質測試件的單管預熱段和單管蒸發(fā)段之間設置有第二視液鏡。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是:
[0015](1)可以有效的控制和測量潤滑油的濃度，從而實現(xiàn)在潤滑油不同濃度下有機工質混合物蒸發(fā)沸騰傳熱性能的各種測試；
[0016](2)可以充分利用板殼蒸發(fā)器的沸騰傳熱特性，從而使其既保持結構緊湊、換熱系數高、承壓高的特點，又增強了其應用于中低溫熱源工況下0RC系統(tǒng)的效能；
[0017](3)可以冷源共用，有效地降低了實驗成本和占地面積。
【附圖說明】
[0018]附圖是本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明更容易被清楚理解，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術方案作以詳細說明。
[0020]參照附圖，本發(fā)明的中低品位熱源有機朗肯循環(huán)蒸發(fā)器傳熱性能測試系統(tǒng)，由有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、潤滑油濃度控制系統(tǒng)、蒸發(fā)沸騰測試段以及0RC冷、熱源構成，其中:
[0021]所述的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括儲液器1、第一工質栗2、第一流量計3、熱源7、第一混合器8、膨脹機9和第一油分10，還包括包含有板殼預熱段4、板殼蒸發(fā)段5和板殼過熱段6的板殼蒸發(fā)測試段；該系統(tǒng)的構成情況是；所述的儲液器1連接第一工質栗2并通過第一工質栗2連接第一流量計3，所述的第一流量計3順序連接由熱源7供熱的板殼蒸發(fā)測試段的板殼預熱段4、板殼蒸發(fā)段5以及板殼過熱段6，所述的板殼蒸發(fā)測試段通過其板殼過熱段6連接第一混合器8后分支兩路:一路通過第一閥門32連接由冷源12供冷的冷凝器11，再通過第二閥門13進入儲液器1，從而構成有機工質的循環(huán)回路；另一路直接進入膨脹機9并通過所述的膨脹機9連接第一油分10，所述第一油分10分出的工質連接冷凝器11，再通過第二閥門13連接儲液器1參與有機工質的循環(huán)利用，所述第一油分10分出的潤滑油連接第一儲油器26，通過第一油栗27進入膨脹機9，從而構成潤滑油的循環(huán)回路；為便于了解板殼蒸發(fā)測試段中工質的狀態(tài)，本發(fā)明在所述的板殼預熱段4和板殼蒸發(fā)段5之間設置了第一視液鏡28 ;
[0022]所述的潤滑油濃度控制系統(tǒng)包括儲液器1、第二油分19、第二油栗18、第二流量計17、截止閥16、第二混合器15、第二工質栗21以及包含有單管預熱段22、單管蒸發(fā)段23和單管過熱段24的單管蒸發(fā)測試段；該系統(tǒng)的構成情況是:所述的儲液器1通過第二閥門13和第三流量計14連接第二混合器15，并通過第二混合器15順序連接第二工質栗21以及由DC熱源31供熱的單管蒸發(fā)測試段的單管預熱段22、單管蒸發(fā)段23和單管過熱段24，所述的單管蒸發(fā)測試段通過其單管過熱段24分支兩路:一路通過第三閥門25連接第二油分19，另一路通過第四閥門20連接第一混合器8并通過所述的第一混合器8連接膨脹機9參與有機工質的循環(huán)利用；所述第二油分19分出的工質連接第一混合器8并通過所述的第一混合器8連接膨脹機9參與有機工質的循環(huán)利用；所述第二油分19分出的潤滑油連接第二儲油器30，所述的第二儲油器30通過第二油栗18連接第二流量計17，并通過第二流量計17連接截止閥16，在通過截止閥16連接第二混合器15，從而構成潤滑油的循環(huán)回路；為便于了解單管蒸發(fā)測試段中工質的狀態(tài)，本發(fā)明在所述的單管預熱段22和單管蒸發(fā)段23之間設置了第二視液鏡29 ;
[0023]所述的蒸發(fā)沸騰測試段，包括單管蒸發(fā)測試段和板殼式蒸發(fā)測試段:所述的單管蒸發(fā)測試段由順序連接的單管預熱段22、單管蒸發(fā)段23和單管過熱段24組成；所述的板殼式蒸發(fā)測試段由順序連接的板殼預熱段4、板殼蒸發(fā)段5、板殼過熱段6組成；
[0024]所述的0RC冷熱源包括0RC外部熱源和0RC外部冷源，所述的0RC外部熱源視系統(tǒng)需要的大小由燃油鍋爐、電加熱鍋爐或者直流電熱絲提供，所述的0RC外部冷源視系統(tǒng)需要的大小由冷卻塔或恒溫水浴提供。
[0025]本發(fā)明的特點是:
[0026](1)針對潤滑油對單管蒸發(fā)測試段沸騰傳熱性能的影響，特別是對不同濃度的潤滑油與有機工質混合物、不同干度下有機工質的蒸發(fā)沸騰傳熱性能的影響所進行的研究，該