CN114136566B - 深冷高压环境下容器晃动测试***及测试方法 - Google Patents

深冷高压环境下容器晃动测试***及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深冷高压环境下晃动测试***，包括用于提供晃动的气缸装置，气缸装置连接气缸进气控制***，气缸进气控制***包括依次连接的高压缓冲气瓶、高压调压阀、压力传感器、高压截止阀；用于高压气体制冷的换热装置，换热装置连接高压气体供给***和低温流体供给***；用于放置待测件的真空舱，真空舱连接高压气体供给***和低温流体供给***；高压气体供给***包括依次连接的低压气瓶、低压截止阀、增压机、高压截止阀、水冷机、高压缓冲气瓶、换热器、低温高压调压阀、压力温度传感器、低温高压截止阀，气体通过低温高压软管与待测件相连；低温流体供给***包括依次连接的液体杜瓦、温度传感器、低温截止阀、低温节流阀，低温流体通过低温软管与待测件相连。本发明能够形成低温和高压的复合环境，可满足液相、气相和气液两相混合的晃动测试。

Description

深冷高压环境下容器晃动测试***及测试方法
技术领域
本发明涉及深冷高压测试技术领域，具体是一种深冷高压环境下的容器晃动测试***。
背景技术
氢能作为清洁能源，已成为世界各国解决能源和环境问题的重要选择，其中终端装备储氢效率成为了氢能在交通领域、能源领域能否大规模利用的关键。深冷高压储氢技术融合了高压气态储氢和低温液态储氢技术，兼具液态储氢和高压气态储氢的优点，既可加注液氢，也可加注不同温度、压力的气态氢，随着氢能规模化应用，储运环境日益复杂，尤其是运输过程的液氢晃动以及复杂环境下蒸发气扩散等已经超出了传统热力学理论探索动态环境下液氢及其蒸发气的传热传质机理，并且低温和高压共同作用形成的极端环境对容器、管路和控制阀门等零部件都提出了极高的性能要求，因而需要设计专用的低温、高压环境下晃动测试平台，模拟不同储运工况下的晃动场景，为多场景深冷高压储氢罐防晃设计及优化提供实验支撑。
发明内容
发明目的：为了满足不同储运工况下的晃动测试需求，本发明提供一种深冷高压环境下的晃动测试***。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种深冷高压环境下容器晃动测试***，其特征在于，包括：
真空舱，用于提供真空的测试环境；
气缸装置，置于所述真空舱内，用于固定待测件，使待测件晃动；
气缸进气控制***，与所述气缸装置连接，用于控制所述气缸装置产生晃动；
高压气体供给***，与所述待测件连接，用于向所述待测件输入高压气体；
低温流体供给***，与所述待测件连接，用于向所述待测件输入低温液体；
传感器***，用于获取包括：所述真空舱的压力和温度；在所述待测件在晃动状态下，高压气体供给***供气管路上的温度和压力及低温流体供给***供液管路上的温度。
与现有技术相比，本发明具有的效果是：本发明设计的高压气体供给***和低温流体供给***能够形成深冷高压复合测试环境，可同时满足气相、液相和气液两相的晃动测试；设计了一种气缸装置及其控制***可提供不同的晃动频率，模拟不同储运工况下的晃动场景，为多场景深冷高压储氢罐防晃设计及优化提供实验支撑。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种深冷高压环境下的晃动测试***，包括用于产生晃动的气缸装置20，气缸装置20连接气缸进气控制***，气缸进气控制***包括依次连接的高压缓冲气瓶12、高压调压阀13、压力传感器14、高压截止阀17，高压截止阀17通过高压进气管路与真空舱24相连。待测件26固定在气缸装置20，并放置于真空舱24，真空舱24连接高压气体供给***和低温流体供给***；高压气体供给***包括依次连接的低压气瓶29、低压截止阀31、增压机2、高压截止阀3、水冷机5、高压缓冲气瓶12、低温高压调压阀10、压力温度传感器9、低温高压截止阀15，气体通过低温高压软管30与待测件26相连；低温流体供给***包括依次连接的液体杜瓦1、温度传感器4、低温截止阀6、低温节流阀8，低温流体通过低温软管25与待测件26相连。高压气体供给***和低温流体供给***还连接用于高压气体制冷的换热装置11。换热装置11包括依次连接的低温节流阀7、低温截止阀6、温度传感器4、液体杜瓦1。高压气体供给***还连接尾气排放***。尾气排放***包括依次连接的高压截止阀16、尾气存储装置18。真空舱24与可拆卸连接的封头19相连，真空舱24顶部设有压力传感器27和温度传感器28。真空舱24底部设置有泄压阀23和抽真空阀22。抽真空阀22与真空舱24之间设置有低压截止阀21。
单一液相：打开抽真空阀22，待压力传感器27读数降至10-3Pa后，打开低温流体供给***，关闭高压气体供给***，低温流体通过低温软管25流入待测件26中。充装完毕后，关闭低温节流阀8，启动气缸装置20，可对待测件26进行晃动测试，调节高压调压阀13，可控制晃动频率。测试完毕后，待测件26内的流体通过尾气排放***流入尾气存储装置18。
单一气相：打开抽真空阀22，待压力传感器27读数降至10-3Pa后，打开高压气体供给***，打开低温流体供给***，关闭低温节流阀8，打开低温节流阀7，高压气体通过换热装置11，得到深冷高压气体，通过低温高压软管30流入待测件26中，可从温度压力传感器9中监控深冷高压气体参数。充装完毕后，关闭高压截止阀15，启动气缸装置20，可对待测件26进行晃动测试，调节高压调压阀13，可控制晃动频率，测试完毕后，待测件26内的流体通过尾气排放***流入尾气存储装置18。
气液两相：打开抽真空阀22，待压力传感器27读数降至10-3Pa后，依次打开低温流体供给***、高压气体供给***，低温流体通过低温软管25流入待测件26中，高压气体通过低温高压软管30流入待测件26中，待测件26内部产生深冷高压环境，并为气液两相状态。充装完毕后，依次关闭低温节流阀8和高压截止阀15，测试完毕后，待测件26内的流体通过尾气排放***流入尾气存储装置18。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种深冷高压环境下容器晃动测试***，其特征在于，包括：
真空舱，用于提供真空的测试环境；
气缸装置（20），置于所述真空舱内，用于固定待测件（26），使待测件（26）晃动；
气缸进气控制***，与所述气缸装置（20）连接，用于控制所述气缸装置（20）产生晃动；
高压气体供给***，与所述待测件（26）连接，用于向所述待测件（26）输入高压气体；
低温流体供给***，与所述待测件（26）连接，用于向所述待测件（26）输入低温液体；
传感器***，用于获取包括：所述真空舱的压力和温度；在所述待测件（26）在晃动状态下，高压气体供给***供气管路上的温度和压力及低温流体供给***供液管路上的温度；
所述深冷高压环境下容器晃动测试***还包括换热装置（11），换热装置（11）连接在高压气体供给***和低温流体供给***上，用于通过低温流体供给***的低温液体对所述高压气体供给***供给的高压气体进行制冷；所述气缸进气控制***包括依次连接的高压缓冲气瓶（12）、高压调压阀（13）、高压截止阀（17）及高压进气管路，所述高压截止阀（17）通过高压进气管路与真空舱（24）相连；启动气缸装置（20），对待测件（26）进行晃动测试，测试在不同晃动工况下的容器内部压力、温度和流体蒸发率，调节高压调压阀（13）控制晃动频率；
所述高压气体供给***，包括依次连接的低压气瓶（29）、低压截止阀（31）、增压机（2）、高压截止阀（3）、水冷机（5）、高压缓冲气瓶（12）、低温高压调压阀（10）、低温高压截止阀（15）及低温高压软管（30），高压气体通过所述低温高压软管（30）与待测件（26）相连；
所述低温流体供给***，包括依次连接的液体杜瓦（1）、低温截止阀（6）、低温节流阀（8）及低温软管（25），低温流体通过所述低温软管（25）与待测件（26）相连；
所述气缸进气控制***，包括依次连接的高压缓冲气瓶（12）、高压调压阀（13）、高压截止阀（17）及高压进气管路，所述高压截止阀（17）通过高压进气管路与真空舱（24）相连；
所述深冷高压环境下容器晃动测试***还包括：
用于排放待测件（26）内流体的尾气排放***，所述尾气排放***包括依次连接的高压截止阀（16）和尾气存储装置（18）；
所述换热装置（11），包括依次连接的低温节流阀（7）、低温截止阀（6）、温度传感器（4）及液体杜瓦（1）；
所述真空舱（24）与可拆卸连接的封头（19）相连，真空舱（24）底部设置有泄压阀（23）和抽真空阀（22），抽真空阀（22）与真空舱（24）之间设置有低压截止阀（21）。
2.根据权利要求1所述的深冷高压环境下容器晃动测试***，其特征在于：所述传感器***包括：
第一压力传感器，设置在所述气缸进气控制***上；
第二压力传感器，设置在所述真空舱顶部；
压力温度传感器（9），设置在所述高压气体供给***上；
第一温度传感器，设置在所述低温流体供给***及换热装置上；
第二温度传感器，设置在所述真空舱顶部。
3.一种基于权利要求1或2所述深冷高压环境下容器晃动测试***的测试方法，其特征在于，包括：
单一液相：打开抽真空阀（22），待压力传感器（27）读数降至设定气压后，打开低温流体供给***，关闭高压气体供给***，低温流体通过低温软管（25）流入待测件（26）中；充装完毕后，关闭低温节流阀（8），启动气缸装置（20），对待测件（26）进行晃动测试，测试在不同晃动工况下的容器内部压力、温度和流体蒸发率，调节高压调压阀（13），可控制晃动频率；测试完毕后，待测件（26）内的流体通过尾气排放***流入尾气存储装置（18）；
单一气相：打开抽真空阀（22），待压力传感器（27）读数降至设定气压后，打开高压气体供给***，打开低温流体供给***，关闭低温节流阀（8），打开低温节流阀（7），高压气体通过换热装置（11），得到深冷高压气体，通过低温高压软管30流入待测件26中，可从温度压力传感器（9）中监控深冷高压气体参数；充装完毕后，关闭高压截止阀（15），启动气缸装置（20），可对待测件（26）进行晃动测试，调节高压调压阀（13），可控制晃动频率；测试完毕后，待测件（26）内的流体通过尾气排放***流入尾气存储装置（18）；
气液两相：打开抽真空阀（22），待压力传感器（27）读数降至设定气压后，依次打开低温流体供给***、高压气体供给***，低温流体通过低温软管（25）流入待测件26中，高压气体通过低温高压软管（30）流入待测件（26）中，待测件（26）内部产生深冷高压环境，并为气液两相状态；充装完毕后，依次关闭低温节流阀（8）和高压截止阀（15），测试完毕后，待测件（26）内的流体通过尾气排放***流入尾气存储装置（18）。
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