CN108730759A - 风冷式二氧化碳汽化***及其汽化恒温调压方法 - Google Patents
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Abstract
风冷式二氧化碳汽化***，包括液化二氧化碳进液管路、恒温调压汽化器、第一风冷器、第二风冷器和气体输出管路；液化二氧化碳进液管路的出液口与恒温调压汽化器的进液口连接，恒温调压汽化器的出气口通过第一气体管路分别与第一风冷器和第二风冷器的出气口连接，第一风冷器的出气口通过第二气体管路与气体输出管路的进气口连接，第二风冷器的出气口通过第三气体管路与气体输出管路的进气口连接。本发明还公开了风冷式二氧化碳汽化***的恒温调压方法。本发明在充气过程中不仅具备恒温调压汽化功能，还能提高液态二氧化碳的利用率，从而使二氧化碳汽化装置管路及调压阀不会出现凝霜与冰堵现象，且汽化温度、压力、流量都处于平稳可控的状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种氢冷发电机组，具体涉及一种氢冷发电机辅助设备风冷式二氧化碳汽化***及其汽化恒温调压方法。
背景技术
在氢冷发电机中，为了完全置换内部用于冷却使用的氢气，需要将液态二氧化碳汽化成气态，通过氢气控制设备将其充入发电机中将氢气置换出来。现有的二氧化碳汽化装置在充气过程中不能做到恒温调压功能，在充气的过程中由于温度、压力等原因，造成充气管路结霜，甚至使二氧化碳汽化器中调压阀有冰堵现象，造成充气速率慢，流量不稳定，气体温度低，温度波动大等问题，使发电机设备检修时间延长。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种充气快、温度恒定、避免产生冰堵、充气速率稳定的风冷式二氧化碳汽化***及其汽化恒温调压方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：风冷式二氧化碳汽化***，包括液化二氧化碳进液管路、恒温调压汽化器、第一风冷器、第二风冷器和气体输出管路；
液化二氧化碳进液管路的出液口与恒温调压汽化器的进液口连接，恒温调压汽化器的出气口通过第一气体管路分别与第一风冷器和第二风冷器的出气口连接，第一风冷器的出气口通过第二气体管路与气体输出管路的进气口连接，第二风冷器的出气口通过第三气体管路与气体输出管路的进气口连接。
恒温调压汽化器包括容器、控制器、加热器、调压阀、第一换热器、第二换热器和温度传感器，容器内盛装有导热油，容器顶部设置有盖板，加热器、调压阀、第一换热器和第二换热器均设置在容器内，第一换热器的进口端和第二换热器的出口端均伸出容器，第一换热器的进口端伸出容器与液化二氧化碳进液管路的出液口连接，第二换热器的出口端伸出容器与第一气体管路的进气口连接，调压阀设置在盖板下表面上且调压阀的控制杆向上伸出盖板，第一换热器的出口端与调压阀的进口端连接，第二换热器的进口端与调压阀的出口端连接；温度传感器的探头伸入到容器内的导热油液面下；控制器通过加热控制线与加热器连接，控制器通过数据线与温度传感器连接。
第一换热器和第二换热器分别设置在容器内的左侧和右侧，加热器位于第一换热器和第二换热器之间。
液化二氧化碳进液管路上由进液口到出液口依次设置有第一手动球阀、进口压力表和进口温度表。
第一气体管路上设置有＜0.8MPa的安全阀。
第二气体管路上设置有第一电磁阀，第一电磁阀两端并联有第二手动球阀。
第三气体管路上设置有第二电磁阀，第二电磁阀两端并联有第三手动球阀。
气体输出管路上由进气口到出气口依次设置有减压阀、出口温度表、出口压力表和第四手动球阀。
风冷式二氧化碳汽化***的汽化恒温调压方法，包括以下步骤，
（1）、启动运行恒温调压汽化器、第一风冷器和第二风冷器；恒温调压汽化器内的加热器将导热油加热到设定温度并维持稳定；
（2）、将二氧化碳液体输送至液化二氧化碳进液管路的进液口，依次经第一手动球阀、进口压力表、进口温度表后，输送至容器内的第一换热器中与导热油进行热交换，二氧化碳在第一换热器内汽化，调压阀调节输出压力，调压阀通过调压阀的控制杆调节，接着汽化后的二氧化碳进入到第二换热器内，二氧化碳气体在第二换热器升温至设定温度范围；恒温调压汽化器通过温度传感器实时监测其容器内导热油温度并传输数据至控制器，由控制器控制加热器的加热温度，最终通过容器内的导热油与第一换热器和第二热交换器完成热交换；
（3）、经恒温调压汽化器调压升温后的二氧化碳气体，先经过第一气体管路上的0.8MPa安全阀，若气压过高则安全阀开启自动排气，再通过第一风冷器或第二风冷器换热，使二氧化碳气体温度与环境温度差值≤8℃；
（4）、经第一风冷器或第二风冷器换热后的气体继续通过气体输出管路上的减压阀，进一步调节二氧化碳气体压力至0.15MPa，再经出口温度表、出口压力表、第四手动球阀后输出至氢控设备，并在氢控设备的控制下充入氢冷发电机组。
步骤（3）中的第一风冷器、第一电磁阀及第二手动球阀与第二风冷器、第二电磁阀及第三手动球阀互为备用；第二手动球阀在第一电磁阀发生故障时做替代使用，第三手动球阀在第二电磁阀发生故障时做替代使用。
采用上述技术方案，本发明具有以下独创性及有益效果：
本发明将调压阀、第一换热器和第二换热器均置于充装导热油的金属密闭容器中，可通过导热油的高效传热，弥补二氧化碳液体汽化过程中的吸热量以及由高压调整至低压输出时的吸热量，避免调压阀冰堵以及管路结霜，确保输送至氢控***中的二氧化碳温度、压力、流量稳定。
现阶段使用的二氧化碳汽化装置，在充气过程中，会出现调压阀冰堵、管路结霜等现象，影响充气速率，延长氢冷发电机的检修时间，充气后钢瓶中的残留气体较多，造成气体浪费。本发明在充气过程中不仅具备恒温调压汽化功能，还能提高液态二氧化碳的利用率。在使用过程中，二氧化碳汽化装置管路及调压阀不会出现凝霜与冰堵现象，且汽化温度、压力、流量都处于平稳可控的状态。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的风冷式二氧化碳汽化***，包括液化二氧化碳进液管路1、恒温调压汽化器、第一风冷器2、第二风冷器3和气体输出管路4；
液化二氧化碳进液管路1的出液口与恒温调压汽化器的进液口连接，恒温调压汽化器的出气口通过第一气体管路5分别与第一风冷器2和第二风冷器3的出气口连接，第一风冷器2的出气口通过第二气体管路6与气体输出管路4的进气口连接，第二风冷器3的出气口通过第三气体管路7与气体输出管路4的进气口连接。
恒温调压汽化器包括容器8、控制器9、加热器10、调压阀11、第一换热器12、第二换热器13和温度传感器14，容器8内盛装有导热油15，容器8顶部设置有盖板16，加热器10、调压阀11、第一换热器12和第二换热器13均设置在容器8内，第一换热器12的进口端和第二换热器13的出口端均伸出容器8，第一换热器12的进口端伸出容器8与液化二氧化碳进液管路1的出液口连接，第二换热器13的出口端伸出容器8与第一气体管路5的进气口连接，调压阀11设置在盖板16下表面上且调压阀11的控制杆向上伸出盖板16，第一换热器12的出口端与调压阀11的进口端连接，第二换热器13的进口端与调压阀11的出口端连接；温度传感器14的探头伸入到容器8内的导热油15液面下；控制器9通过加热控制线17与加热器10连接，控制器9通过数据线18与温度传感器14连接。
第一换热器12和第二换热器13分别设置在容器8内的左侧和右侧，加热器10位于第一换热器12和第二换热器13之间。
液化二氧化碳进液管路1上由进液口到出液口依次设置有第一手动球阀19、进口压力表20和进口温度表21。其中进口压力表20和进口温度表21的位置可以互换。
第一气体管路5上设置有＜0.8MPa的安全阀22。
第二气体管路6上设置有第一电磁阀23，第一电磁阀23两端并联有第二手动球阀24。
第三气体管路7上设置有第二电磁阀25，第二电磁阀25两端并联有第三手动球阀26。
气体输出管路4上由进气口到出气口依次设置有减压阀27、出口温度表28、出口压力表29和第四手动球阀30。其中出口温度表28和出口压力表29的位置可以互换。
风冷式二氧化碳汽化***的汽化恒温调压方法，包括以下步骤，
（1）、启动运行恒温调压汽化器、第一风冷器2和第二风冷器3；恒温调压汽化器内的加热器10将导热油15加热到设定温度并维持稳定；
（2）、将二氧化碳液体输送至液化二氧化碳进液管路1的进液口，依次经第一手动球阀19、进口压力表20、进口温度表21后，输送至容器8内的第一换热器12中与导热油15进行热交换，二氧化碳在第一换热器12内汽化，调压阀11调节输出压力，调压阀11通过调压阀11的控制杆调节，接着汽化后的二氧化碳进入到第二换热器13内，二氧化碳气体在第二换热器13升温至设定温度范围；恒温调压汽化器通过温度传感器14实时监测其容器8内导热油15温度并传输数据至控制器9，由控制器9控制加热器10的加热温度，最终通过容器8内的导热油15与第一换热器12和第二热交换器完成热交换；
（3）、经恒温调压汽化器调压升温后的二氧化碳气体，先经过第一气体管路5上的0.8MPa安全阀22，若气压过高则安全阀22开启自动排气，再通过第一风冷器2或第二风冷器3换热，使二氧化碳气体温度与环境温度差值≤8℃；
（4）、经第一风冷器2或第二风冷器3换热后的气体继续通过气体输出管路4上的减压阀27，进一步调节二氧化碳气体压力至0.15MPa，再经出口温度表28、出口压力表29、第四手动球阀30后输出至氢控设备，并在氢控设备的控制下充入氢冷发电机组。
步骤（3）中的第一风冷器2、第一电磁阀23及第二手动球阀24与第二风冷器3、第二电磁阀25及第三手动球阀26互为备用；第二手动球阀24在第一电磁阀23发生故障时做替代使用，第三手动球阀26在第二电磁阀25发生故障时做替代使用。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：包括液化二氧化碳进液管路、恒温调压汽化器、第一风冷器、第二风冷器和气体输出管路；
液化二氧化碳进液管路的出液口与恒温调压汽化器的进液口连接，恒温调压汽化器的出气口通过第一气体管路分别与第一风冷器和第二风冷器的出气口连接，第一风冷器的出气口通过第二气体管路与气体输出管路的进气口连接，第二风冷器的出气口通过第三气体管路与气体输出管路的进气口连接。
2.根据权利要求1所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：恒温调压汽化器包括容器、控制器、加热器、调压阀、第一换热器、第二换热器和温度传感器，容器内盛装有导热油，容器顶部设置有盖板，加热器、调压阀、第一换热器和第二换热器均设置在容器内，第一换热器的进口端和第二换热器的出口端均伸出容器，第一换热器的进口端伸出容器与液化二氧化碳进液管路的出液口连接，第二换热器的出口端伸出容器与第一气体管路的进气口连接，调压阀设置在盖板下表面上且调压阀的控制杆向上伸出盖板，第一换热器的出口端与调压阀的进口端连接，第二换热器的进口端与调压阀的出口端连接；温度传感器的探头伸入到容器内的导热油液面下；控制器通过加热控制线与加热器连接，控制器通过数据线与温度传感器连接。
3.根据权利要求2所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：第一换热器和第二换热器分别设置在容器内的左侧和右侧，加热器位于第一换热器和第二换热器之间。
4.根据权利要求3所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：液化二氧化碳进液管路上由进液口到出液口依次设置有第一手动球阀、进口压力表和进口温度表。
5.根据权利要求4所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：第一气体管路上设置有＜0.8MPa的安全阀。
6.根据权利要求5所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：第二气体管路上设置有第一电磁阀，第一电磁阀两端并联有第二手动球阀。
7.根据权利要求6所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：第三气体管路上设置有第二电磁阀，第二电磁阀两端并联有第三手动球阀。
8.根据权利要求7所述的风冷式二氧化碳汽化***，其特征在于：气体输出管路上由进气口到出气口依次设置有减压阀、出口温度表、出口压力表和第四手动球阀。
9.采用权利要求8所述的风冷式二氧化碳汽化***的汽化恒温调压方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）、启动运行恒温调压汽化器、第一风冷器和第二风冷器；恒温调压汽化器内的加热器将导热油加热到设定温度并维持稳定；
（2）、将二氧化碳液体输送至液化二氧化碳进液管路的进液口，依次经第一手动球阀、进口压力表、进口温度表后，输送至容器内的第一换热器中与导热油进行热交换，二氧化碳在第一换热器内汽化，调压阀调节输出压力，调压阀通过调压阀的控制杆调节，接着汽化后的二氧化碳进入到第二换热器内，二氧化碳气体在第二换热器升温至设定温度范围；恒温调压汽化器通过温度传感器实时监测其容器内导热油温度并传输数据至控制器，由控制器控制加热器的加热温度，最终通过容器内的导热油与第一换热器和第二热交换器完成热交换；
（3）、经恒温调压汽化器调压升温后的二氧化碳气体，先经过第一气体管路上的0.8MPa安全阀，若气压过高则安全阀开启自动排气，再通过第一风冷器或第二风冷器换热，使二氧化碳气体温度与环境温度差值≤8℃；
（4）、经第一风冷器或第二风冷器换热后的气体继续通过气体输出管路上的减压阀，进一步调节二氧化碳气体压力至0.15MPa，再经出口温度表、出口压力表、第四手动球阀后输出至氢控设备，并在氢控设备的控制下充入氢冷发电机组。
10.根据权利要求9所述的汽化恒温调压方法，其特征在于：步骤（3）中的第一风冷器、第一电磁阀及第二手动球阀与第二风冷器、第二电磁阀及第三手动球阀互为备用；第二手动球阀在第一电磁阀发生故障时做替代使用，第三手动球阀在第二电磁阀发生故障时做替代使用。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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