(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211255837.1 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 中国船舶集团有限公司第七〇四研 究所 地址 200031 上海市徐汇区衡山路10号 (72)发明人 随志强　周翔　叶琳　赵海臣　 赵一力　王晓奇　 (74)专利代理 机构 上海申汇 专利代理有限公司 31001 专利代理师 翁若莹　王晶 (51)Int.Cl. G01M 99/00(2011.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种小温差板式换热器热工性能及流动阻 力测试台架 (57)摘要 本发明涉及一种小温差板式换热器热工性 能及流动阻力测试台架， 冷水机组、 水泵、 调节 阀、 质量流量计连接形成冷水机组管路； 所述切 换阀组、 工质缓冲罐、 工质泵、 气液分离罐连接形 成工质侧管路； 可调电加热恒温水箱、 截止阀、 Y 型过滤器连接形成可调电加热恒温水箱管路； 做 蒸发工况试验时， 冷水机组管路和工质侧管路连 接辅助冷凝器， 工质侧管路和可调电加热恒温水 箱管路连接板式换热器测试件； 做冷凝工况试验 时， 冷水机组管路和工质侧管路连接板式换热器 测试件， 工质侧管路和可调电加热恒温水箱管路 连接辅助冷凝器。 通过互换板式换热器测试件和 辅助换热器水侧的法兰， 并切换阀组可快速实现 蒸发工况和冷凝工况的切换， 提高了测试台架的 使用灵活性。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115541280 A 2022.12.30 CN 115541280 A 1.一种小温差板 式换热器热工性 能及流动阻力测试台架， 用于根据海洋温差发电系统 换热器的工况条件对板式换热器测试件进行热工性能和流动阻力测试， 其特征在于： 包括 冷水机组、 水泵、 调节阀、 质量流量计、 辅助冷凝器、 切换阀组、 工质缓冲罐、 工质泵、 板式换 热器测试件、 气液分离罐、 可调电加热恒温水箱、 截止阀、 Y型过滤器， 所述冷水机组、 水泵、 调节阀、 质量流量计连接形成冷水机组管路； 所述切换阀组、 工质缓冲罐、 工质泵、 气液分离 罐连接形成工质侧管路； 所述可调电加热恒温水箱、 截止阀、 Y型过滤器连接形成可调电加 热恒温水箱管路； 做蒸发工况试验时， 所述冷水机组管路和工质侧管路连接辅助冷凝器， 工 质侧管路和可调电加热恒温水箱管路连接板式换热器测试件； 做冷凝工况试验时， 所述冷 水机组管路和工质侧管路连接板式换热器测试件， 工质侧管路和可调电加热恒温水箱管路 连接辅助冷凝器。 2.根据权利要求1所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 当蒸发工况试验和冷凝工况试验切换时， 通过互换板式换热器测试件和辅助换热器水 侧的法兰， 并把切换阀组进行切换， 使得仅液态工质进入工质缓冲罐中。 3.根据权利要求1所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 所述板式换热器被测试件进出口设置温度传感器、 压力传感器、 流量计， 用于实时监控 试验工况， 并通过控制柜调节冷水机组的冷水温度， 满足系统工况需求。 4.根据权利要求1所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 所述可调电加热恒温水箱利用自带的PLC电加热控制系统进行 水温的设置与调节。 5.根据权利要求1所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 蒸发试验工况时， 所述工质缓冲罐中的制冷剂经过工质泵、 切换阀组、 调节阀和质量流 量计进入板式换热器测试件， 与来自可调电加热恒温水箱里的温水进 行热量交换而蒸发沸 腾， 工质蒸气和部分液态工质混合物进入气液分离罐中， 经分离出来的纯净工质蒸气进入 辅助冷凝器中与来自冷水机组的冷水进行热量交换而凝结为液态工质， 最后经切换阀组进 入工质缓冲罐， 从而实现工质循环。 6.根据权利要求5所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 所述板式换热器测试件降温后的温水通过管路回到可调电加热恒温水箱中； 在辅助冷 凝器吸收工质蒸气热量的冷水通过管路回到冷水机组中， 从而实现系统中温水和冷水的循 环。 7.根据权利要求1所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 冷凝试验工况时， 所述工质缓冲罐中的制冷剂经过工质泵、 切换阀组、 调节阀和质量流 量计进入辅助蒸发器， 与来自可调电加热恒温水箱里 的温水进行热量交换而蒸发沸腾， 工 质蒸气和部 分液态工质混合物进入气液分离罐中， 经分离出来的纯净工质蒸气进入板式换 热器测试件中与来自冷水机组的冷水进行热量交换而凝结为液态工质， 最后经切换阀组进 入工质缓冲罐， 从而实现工质循环。 8.根据权利要求7所述的小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 其特征在 于： 所述辅助蒸发器降温后的温水通过管路回到可调电加热恒温水箱中。 在板式换热器测 试件吸收工质蒸气热量的冷水通过管路回到冷水机组中， 从而实现系统中温水和冷水的循 环。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115541280 A 2一种小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架 技术领域 [0001]本发明涉及 一种小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台架， 具体涉及 一种 针对海洋温差能发电系统换热器领域中的板式换热器进行热工性能和 流体阻力测试的试 验台架。 背景技术 [0002]海洋温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能， 是清洁可再生能 源， 资源稳定， 不存在间歇， 较少受昼夜和季节影响。 海洋温差能发电是海洋能的一种重要 利用方式， 美国、 日本和印度已建成海洋温差能发电示范装置， 国内也在为筹建海洋温差能 发电示范平台进 行相关试验和样机研制。 海洋温差能发电系统中换热器的冷热工质进 出口 换热温差很小， 能量密度低， 需要的换热面积很大； 其次， 换热器直接与海水接触， 容易被海 水腐蚀和海洋微生物附着而使得换热效率大大降低。 因此， 恶劣的工作环境对换热器的型 式和性能都提出了 很高的要求。 [0003]目前， 世界主要的海洋温差能发电示范装置中换热器的型式主要是壳管式和板 式， 以板式换热器居多。 因此， 进行板式换热器热工性能和流体阻力的测试可为国内海洋温 差能发电示范平台开发小温差低流阻高效换热板式换热器产品并检验板式换热器产品质 量特性提供重要的依据。 [0004]中国专利公开号(CN  102175351  A)公开了一种液 ‑液换热器热工性能及流体阻力 测试装置， 但该测试装置需辅以蒸汽 换热单元、 冷热源换热单元、 冷却塔、 锅炉等配试设备， 试验系统管路复杂， 在测试工况切换时改换 管路结构变动较大， 灵活性 欠佳。 [0005]为满足清洁低碳和安全高效的能源发展要求， 必须加快清洁可再生能源的开发和 利用。 作为海洋温差能发电系统的关键设备换热器， 面临换热温差小、 海水腐蚀等工作环 境， 需对海洋温差能发电系统换热器领域中的板式换热器进行热工性能和流体阻力测试， 满足换热器高性能低流阻和发电系统稳定性的设计要求。 发明内容 [0006]本发明针对上述问题， 提出一种小温差板式换热器热工性能及流动阻力测试台 架， 以减少配试设备， 简化试验系统管路， 并提高测试台架工况切换的灵活性。 [0007]为实现上述目的， 本发明的技术方案是： 一种小温差板式换热器热工性能及流动 阻力测试台架， 用于根据海洋温差发电系统换热器的工况条件对板式换热器测试件进 行热 工性能和流动阻力测试， 包括冷水机组、 水泵、 调节阀、 质量流量计、 辅助冷凝器、 切换阀组、 工质缓冲罐、 工质泵、 板式换热器测试件、 气液分离罐、 可调电加热恒温水箱、 截止阀、 Y型过 滤器， 所述冷水机组、 水泵、 调节阀、 质量流量计连接形成冷水机组管路； 所述切换阀组、 工 质缓冲罐、 工质泵、 气液分离罐连接形成工质侧管路； 所述可调电加热恒温水箱、 截止阀、 Y 型过滤器连接形成可调电加热恒温水箱管路； 做蒸发工况试验时， 所述冷水机组管路和工 质侧管路连接辅助冷凝器， 工质侧管路和可调电加热恒温水箱管路连接板式换热器测试说　明　书 1/5 页 3 CN 115541280 A 3