[发明专利]一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统

权利要求书

1.一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，其包含放热式反应管模拟组件，蒸发容器，冷却工质温控系统，稳液防冲挡板，反应管固定装置，冷凝和压力调节系统，液位监控装置；

放热式反应管模拟组件，用于模拟工业放热式反应器的反应管的工作状况，测量、获取管壁轴向温度分布、温差及管外相变换热的效果，以便为工业反应管设计提供数据和评价各种反应管的取热与温控效果；

蒸发容器，盛装有对所述被测放热式反应管模拟组件进行沸腾相变冷却的冷却工质；

冷却工质温控系统，用于控制所述冷却工质的温度；

稳液防冲挡板，用于防止冷却工质温控系统引起的冷却工质的流动对所述被测反应管换热效果造成影响；

反应管固定装置，用于将所述被测反应管固定在所述蒸发容器的冷却工质中；

冷凝和压力调节系统，用于冷凝回流所述蒸发容器中产生的蒸汽、并监控该蒸汽的压力；

液位监控装置，用于监控所述蒸发容器内的冷却工质的液位；及数据采集系统，用于测量、采集并监控所述冷却工质的压力、温度和被测反应管的表面温度；

所述放热式反应管模拟组件包括：电连接直流稳压电源的加热棒，加热棒均做成一整体；及一套在所述加热棒外面的测试表面管，所述测试表面管与所述加热棒呈间隙配合，在间隙中填充有导热胶；为准确的测量测试表面管的壁温，所述测试表面管分成若干段套在所述加热棒上，在每一段测试表面管的两端管壁厚中部加工有若干个深的孔，在加工的孔中埋有测温热电偶；测试表面管的段与段间填有导热胶，以使各段接触良好；所述放热式反应管模拟组件的两个头端均进行绝热处理，防止热量从两端散失。

2.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，加热棒设计具有两种方式，通过控制缠绕的加热丝的疏密来实现：一种是沿加热棒轴向热电丝均匀地缠绕，保证沿加热棒轴向产热均匀，用于模拟理想状态下沿反应管轴向均匀放热的情况；另一种是沿加热棒轴向热电丝分数段均匀缠绕，每一段缠绕的热电丝疏密不同，使得沿加热棒轴向分段产热均匀而段与段间产热不同，用于模拟实际情况中沿反应管轴向变热流密度的工况。

3.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，蒸发容器为密封的不锈钢制圆筒容器，容器外敷设有保温材料。

4.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述冷却工质温控系统包括：电源控制与测量装置，用于控制输入制冷工质的电功率；及一组置于制冷工质中的辅助加热器。

5.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述的辅助加热器做成螺旋型，均匀地垂直布置于蒸发容器内。

6.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述稳液防冲挡板位于辅助加热器与测试放热式反应管模拟组件间，为加工有许多均匀小孔的不锈钢圆筒。

7.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述应管固定装置垂直的固定在蒸发容器顶盖的中心，其顶端带有夹紧装置用于和所述被测放热式反应管模拟组件固接。

8.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述冷凝和压力调节系统包括：冷凝器，所述冷凝器通过数根管路与所述蒸发容器相通，蒸发容器内产生的蒸汽通过冷凝器入口管路进入冷凝器冷凝为液态后，通过降液管流回蒸发容器内；压力传感器，设置在冷凝器蒸汽入口端管路附近；

所述冷凝器的降液管路设有与大气连通、用于排出不凝性气体的阀门。

9.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述液位监控装置为透明的连通管，两端分别连通于蒸发容器的顶部和底部，清晰的显示液位高度。

10.如权利要求1所述的一种放热式管式反应器相变取热与温控效果的测试系统，其特征在于，所述数据采集系统包括若干布置于冷却工质中的热电偶和与所述被测放热式反应管模拟组件的测试表面管相连接的热电偶，用于测试采集冷却工质和所述被测反应管表面的温度信号。热电偶是利用温差电动势的测量原理，采集温度信号，并将信号输出到数据采集器；

所述数据采集系统还包括数据采集器；

所述数据采集器还电相连PC机。