專利名稱：一種高壓閃蒸罐的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種閃蒸的實驗裝置。
背景技術：
一定溫度的液體突然暴露在低于對應于該溫度下飽和蒸汽壓力的環境下，液體并不能使得所有顯熱儲存在其中，所以多余的熱量以蒸發潛熱的方式釋放出來，造成閃蒸現象。由于閃蒸在船用蓄熱器、閃蒸噴霧和食品、海水淡化、藥品干燥與消毒、航天飛機高溫部分的冷卻及核反應堆的冷卻、地熱能和海洋能發電等領域的廣泛應用，近年來人們對其研究越來越廣泛，目前實驗中部分學者采用的閃蒸罐為透明材質，這樣可以很好地滿足觀測的需要，但是透明材質承壓能力低，無法研究中高壓下的閃蒸現象。也有學者采用圓筒形不銹鋼筒體，再在筒體上開視窗，為保持整體剛性，視窗的尺寸受到限制，觀測效果不理想，承壓能力也有限。工業用閃蒸罐承壓能力較好，但是沒有拍攝和采光窗口，無法觀測閃蒸現象，筒體中的測量設備少且均為傳統測量設備，設備反應速度慢，靈敏度差，不能夠很好地記錄閃蒸過程中溫度和壓力的劇烈變化。
發明內容
本發明的目的在于提供可以用來考察不同液體的閃蒸現象和工質中插入異物對閃蒸現象的影響的一種高壓閃蒸罐。本發明的目的是這樣實現的本發明一種高壓閃蒸罐，其特征是包括筒體、安裝在筒體頂部的上法蘭、安裝在筒體底部的下封頭，筒體的前后兩側分別設置拍攝視窗和采光視窗，拍攝視窗和采光視窗對稱布置，筒體的左側設置安全閥接口、進水閥接口、進汽閥接口，筒體的右側設置光纖和導線引出法蘭，所述的上法蘭上開有壓力引出口和排空閥接口，所述的下封頭上開有放水閥接口。本發明還可以包括1、所述的筒體為整塊鍛件加工而成的外方內圓結構。2、所述的視窗高度設置為能夠滿足對液體閃蒸波向下發展的極限位置的觀察和不同液位高度對閃蒸現象影響的考察。本發明的優勢在于本發明閃蒸罐采用外方內圓的結構，具有承壓能力強，可以做中高壓工況的閃蒸實驗，同時具有大視窗，可以為觀測提供便利條件。閃蒸罐使用光纖測試溫度和壓力，具有反應速度快，靈敏度高，測量準確，體積小對水體影響小等優點。閃蒸罐安裝有應變片，可以對閃蒸過程中筒壁應力的變化進行跟蹤，以便進行筒體在動態閃蒸過程中的疲勞分析，并和應力光纖光柵、理論分析以及數值模擬結果進行對照。
圖1為本發明的結構示意圖2為A-A剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述結合圖1 2，本發明所述的閃蒸罐，如圖1所示，它包括筒體1，上法蘭9，下封頭 3，在上法蘭9上開有排空閥接口 8和壓力引出口 7，在下封頭2上開有放水閥接口 3 ；在筒體1的右側上部開有安全閥接口 6，中部開有進水閥接口 5，下部開有進汽閥接口 4 ；筒體左側設有光纖和導線引出法蘭10 ；筒體前面開有觀測視窗11，背面開有采光視窗。所述筒體為碳鋼20MnMo材質，由整塊鍛件加工而成，截面內徑163毫米，高1000 毫米。根據GB150-1998《鋼制壓力容器》對閃蒸室進行強度計算和結構優化，筒體截面外方內圓。所述筒體前部開有拍攝視窗、后部開有采光視窗，兩視窗完全對稱，這樣便于光路的布置。視窗材質為耐高溫高壓復合材料，既能滿足強度的要求，又能滿足可視化的要求。 視窗高度為510毫米，寬度為80毫米。視窗寬度經過計算能夠保證CCD攝像機拍攝角度達至最大截面，視窗高度則能夠滿足對液體閃蒸波向下發展的極限位置的觀察和不同液位高度對閃蒸現象影響的考察。所述筒體左側自上而下分別裝有安全閥接口、進水閥接口和進汽閥接口。所述筒體頂部安裝上法蘭，底部接下封頭。所述筒體右側有光纖和導線引出法蘭，此處光纖和應變片導線需穿過一個帶法蘭的密封件，在密封件中空部分用四氟乙烯膠灌封，再在上面加一層橡膠墊，再用一個法蘭將橡膠墊壓緊，以保證良好的密封性。所述的上法蘭上開有排空閥接口和壓力引出口。所述的下封頭上開有放水閥接口，在實驗開始之前，可以在這個放水閥接口上安裝一個熱電偶，插入水體中，以對溫度測試光纖進行校核，在實驗開始后，為避免熱電偶插入水中對閃蒸現象本身的影響，將其取出，此時放水閥接口可以在實驗完成后起到放水的作用。此外，視窗處筒體的厚度(含視鏡)經過計算和模型實驗，在保證攝像機鏡頭貼近視鏡能夠拍攝到筒體的最大截面處的前提下，為78毫米。實驗進行時，首先從進水閥接口向筒體1中注入目標高度的水，通過背壓系統將筒體內壓力調節至目標壓力稍高，然后關閉背壓系統和閃蒸罐之間的閥門連接，調節背壓系統至指定背壓。通過進汽閥接口 4將蒸汽通入筒體1中，將冷水加熱至目標溫度稍高。此時打開閃蒸罐和背壓系統之間的調節閥，并快開快關電磁閥數次，利用閃蒸出的蒸汽將水中空氣排出，由于閃蒸會使水溫降低，再次關閉調節閥和電磁閥，繼續從進汽閥接口 4充入蒸汽，達到目標壓力和溫度后停止充汽。開啟光源、攝像機和測試數據采集裝置，調整調節閥開度，打開電磁閥，閃蒸實驗開始。本發明所述的閃蒸罐所用的測試系統包括光纖和應變片，光纖測試溫度、壓力和應力，應變片測試應力，光纖和應變片信號均從光纖和導線引出法蘭10引出。本閃蒸罐不僅可以進行普通蒸餾水的閃蒸實驗，還可以用來考察不同液體的閃蒸現象和工質中插入異物對閃蒸現象的影響。
權利要求
1.一種高壓閃蒸罐，其特征是包括筒體、安裝在筒體頂部的上法蘭、安裝在筒體底部的下封頭，筒體的前后兩側分別設置拍攝視窗和采光視窗，拍攝視窗和采光視窗對稱布置， 筒體的左側設置安全閥接口、進水閥接口、進汽閥接口，筒體的右側設置光纖和導線引出法蘭，所述的上法蘭上開有壓力引出口和排空閥接口，所述的下封頭上開有放水閥接口。
2.根據權利要求1所述的一種高壓閃蒸罐，其特征是所述的筒體為整塊鍛件加工而成的外方內圓結構。
3.根據權利要求1或2所述的一種高壓閃蒸罐，其特征是所述的視窗高度設置為能夠滿足對液體閃蒸波向下發展的極限位置的觀察和不同液位高度對閃蒸現象影響的考察。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種高壓閃蒸罐，包括筒體、安裝在筒體頂部的上法蘭、安裝在筒體底部的下封頭，筒體的前后兩側分別設置拍攝視窗和采光視窗，拍攝視窗和采光視窗對稱布置，筒體的左側設置安全閥接口、進水閥接口、進汽閥接口，筒體的右側設置光纖和導線引出法蘭，所述的上法蘭上開有壓力引出口和排空閥接口，所述的下封頭上開有放水閥接口。本發明閃蒸罐采用外方內圓的結構，具有承壓能力強，可以做中高壓工況的閃蒸實驗，同時具有大視窗，可以為觀測提供便利條件。閃蒸罐使用光纖測試溫度和壓力，具有反應速度快，靈敏度高，測量準確，體積小對水體影響小等優點。
文檔編號B01D3/06GK102553279SQ20121001180
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者吳浩宇, 孫寶芝, 宋福元, 張國磊, 張鵬, 李彥軍, 李曉明, 楊麗潔, 楊龍濱, 王坤峰, 裴穎楠, 邵亞西 申請人:哈爾濱工程大學