【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及換熱器設(shè)備監(jiān)測(cè)，更具體地，涉及熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、熔鹽換熱器廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能熱發(fā)電、核能等領(lǐng)域，目前已應(yīng)用于燃煤機(jī)組的靈活性改造中。熔鹽換熱器的泄漏問題是困擾其安全運(yùn)行的主要隱患之一。
2、目前常見的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法主要包括電信號(hào)監(jiān)測(cè)、壓力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)和聲學(xué)監(jiān)測(cè)等。這些方法雖然在一定程度上可以檢測(cè)到熔鹽泄漏，但存在一些局限性：1、電信號(hào)監(jiān)測(cè)適用于外部環(huán)境較為穩(wěn)定的場(chǎng)景，例如儲(chǔ)鹽罐外壁與底部、普通環(huán)境中管道外壁監(jiān)測(cè)等，不適用于高溫、高腐蝕性或高濕等容易損壞電路的環(huán)境，且傳熱工質(zhì)含飛灰等情況將快速?zèng)_刷損壞檢測(cè)電路等，限制了其在換熱器內(nèi)部布置檢測(cè)電路。2、壓力監(jiān)測(cè)方法通過檢測(cè)換熱器熔鹽進(jìn)出口的壓力變化進(jìn)行檢測(cè)，但早期泄漏信號(hào)容易淹沒于工況變化、系統(tǒng)波動(dòng)等導(dǎo)致的壓力變化，難以捕捉到系統(tǒng)內(nèi)部的微小泄漏變化，無(wú)法監(jiān)測(cè)到早期泄漏情況。3、溫度監(jiān)測(cè)方法易受環(huán)境溫度和運(yùn)行工況的影響，檢測(cè)精度有限。4、聲學(xué)監(jiān)測(cè)方法則容易受到環(huán)境以及換熱器內(nèi)部流體的噪音干擾，檢測(cè)精度受限。此外部分現(xiàn)有方法如示蹤氣體需在設(shè)備脫離生產(chǎn)環(huán)節(jié)(如檢修、故障診斷)時(shí)進(jìn)行，無(wú)法應(yīng)用于換熱器的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。
3、現(xiàn)有的泄漏檢測(cè)方法在可用性、靈敏度、環(huán)境適應(yīng)性等方面存在較大不足，無(wú)法滿足熔鹽換熱器在復(fù)雜工作環(huán)境下的泄漏在線監(jiān)測(cè)需求。
4、因此，如何提高熔鹽泄漏監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，以確保熔鹽換熱器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，以提高熔鹽泄漏監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，確保熔鹽換熱器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2、本專利技術(shù)的另一核心在于公開一種熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法。
3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
4、熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，包括：
5、取樣模塊，取樣模塊連通熔鹽換熱器下游的煙道，以抽取煙氣；
6、氣體監(jiān)測(cè)模塊，氣體監(jiān)測(cè)模塊能夠測(cè)量取樣模塊抽取煙氣中熔鹽分解產(chǎn)物的濃度并形成濃度信號(hào)；
7、控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和報(bào)警模塊，氣體監(jiān)測(cè)模塊通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊將濃度信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)濃度信號(hào)判斷熔鹽是否發(fā)生泄漏，若發(fā)生泄漏，計(jì)算熔鹽泄漏量和泄漏面積；報(bào)警模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連接，當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊判斷熔鹽發(fā)生泄漏時(shí)，報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
8、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置中，取樣模塊包括取樣管和與取樣管連通的抽氣風(fēng)機(jī)，取樣管連通熔鹽換熱器下游的煙道，抽氣風(fēng)機(jī)與熔鹽換熱器下游的煙道之間設(shè)置有閥門。
9、熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，采用上述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，包括步驟：
10、抽取熔鹽換熱器下游的煙道內(nèi)的煙氣；
11、檢測(cè)抽取煙氣中熔鹽分解產(chǎn)物的成分和濃度；
12、判斷熔鹽是否發(fā)生泄漏，若發(fā)生泄漏，則執(zhí)行以下步驟；
13、計(jì)算泄漏熔鹽的質(zhì)量流量；
14、計(jì)算泄漏熔鹽的泄漏面積。
15、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，判斷熔鹽是否發(fā)生泄漏步驟具體包括：
16、獲取熔鹽換熱器的下游的煙道中熔鹽分解產(chǎn)物的基準(zhǔn)濃度；
17、計(jì)算氣體監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)到的熔鹽分解產(chǎn)物的濃度相比于基準(zhǔn)濃度的變化率，并判斷是否超過閾值；若超過閾值，則熔鹽發(fā)生泄漏。
18、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，計(jì)算泄漏熔鹽的質(zhì)量流量步驟，具體包括：
19、計(jì)算熔鹽泄漏分解產(chǎn)物流場(chǎng)的最大體積；
20、計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物與泄漏熔鹽的質(zhì)量關(guān)系；
21、計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物濃度變化率與泄漏熔鹽的質(zhì)量流量的關(guān)系；
22、根據(jù)檢測(cè)到的熔鹽分解產(chǎn)物的濃度變化率計(jì)算泄漏熔鹽的質(zhì)量流量。
23、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，當(dāng)熔鹽換熱器的換熱管道的熔鹽出口處發(fā)生泄漏時(shí)，換熱管道的熔鹽出口至氣體監(jiān)測(cè)模塊之間的流場(chǎng)體積為熔鹽分解產(chǎn)物流場(chǎng)的最大體積。
24、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，計(jì)算熔鹽泄漏分解產(chǎn)物流場(chǎng)的最大體積步驟中，根據(jù)熔鹽換熱器的幾何尺寸、換熱管道在熔鹽換熱器內(nèi)部的位置、換熱管道的幾何尺寸、熔鹽換熱器下游的煙道的尺寸和取樣管的尺寸計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物流場(chǎng)的最大體積。
25、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物濃度變化率與泄漏熔鹽的質(zhì)量流量的關(guān)系步驟具體包括：
26、計(jì)算煙氣的體積，根據(jù)熔鹽分解產(chǎn)物流場(chǎng)的最大體積、熔鹽分解產(chǎn)物的路徑長(zhǎng)度和煙氣的流速計(jì)算煙氣的體積；
27、計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物的質(zhì)量流量，根據(jù)煙氣的體積和熔鹽分解產(chǎn)物的濃度變化量計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物的質(zhì)量流量；
28、計(jì)算泄漏熔鹽的質(zhì)量流量；
29、確定熔鹽分解產(chǎn)物的濃度變化率和泄漏熔鹽的質(zhì)量流量的關(guān)系。
30、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，計(jì)算泄漏熔鹽的泄漏面積步驟中，通過有限元模擬確定熔鹽質(zhì)量流量和泄漏面積的關(guān)系。
31、可選地，在上述熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法中，有限元模擬具體包括如下步驟：
32、建立熔鹽換熱器的有限元模型；
33、設(shè)置泄漏口，建立帶泄漏口的熔鹽換熱器的模型；
34、仿真模擬，得到泄漏面積與泄漏熔鹽質(zhì)量流量的關(guān)系；
35、擴(kuò)大泄漏口面積，得到不同泄漏面積與泄漏熔鹽質(zhì)量關(guān)系。
36、從上述方案可以看出，本專利技術(shù)公開的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，通過測(cè)量熔鹽換熱器的下游煙道中煙氣中含有的熔鹽分解產(chǎn)物的濃度來(lái)判斷熔鹽是否發(fā)生泄漏，能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，能夠監(jiān)測(cè)微小泄漏情況，檢測(cè)精度較高，具有較高的可靠性和準(zhǔn)確性，能夠保證熔鹽換熱器的穩(wěn)定運(yùn)行。熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法和換熱器泄漏檢測(cè)裝置具有相同的技術(shù)效果，不再贅述。
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1.熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，所述取樣模塊包括取樣管(7)和與所述取樣管(7)連通的抽氣風(fēng)機(jī)(9)，所述取樣管(7)連通所述熔鹽換熱器(2)下游的煙道(3)，所述抽氣風(fēng)機(jī)(9)與所述熔鹽換熱器(2)下游的煙道(3)之間設(shè)置有閥門(8)。
3.熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，采用如權(quán)利要求2所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，包括步驟：
4.如權(quán)利要求3所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述判斷熔鹽是否發(fā)生泄漏步驟具體包括：
5.如權(quán)利要求3所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算泄漏熔鹽的質(zhì)量流量步驟，具體包括：
6.如權(quán)利要求5所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)所述熔鹽換熱器(2)的換熱管道(6)的熔鹽出口(4)處發(fā)生泄漏時(shí)，所述換熱管道(6)的熔鹽出口(4)至所述氣體監(jiān)測(cè)模塊(10)之間的流場(chǎng)體積為熔鹽分解產(chǎn)物流場(chǎng)的最大體積。
7.如權(quán)利要求6所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算熔鹽泄漏分解
8.如權(quán)利要求5所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算熔鹽分解產(chǎn)物濃度變化率與泄漏熔鹽的質(zhì)量流量的關(guān)系步驟具體包括：
9.如權(quán)利要求4所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算泄漏熔鹽的泄漏面積步驟中，通過有限元模擬確定熔鹽質(zhì)量流量和泄漏面積的關(guān)系。
10.如權(quán)利要求9所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，有限元模擬具體包括如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，所述取樣模塊包括取樣管(7)和與所述取樣管(7)連通的抽氣風(fēng)機(jī)(9)，所述取樣管(7)連通所述熔鹽換熱器(2)下游的煙道(3)，所述抽氣風(fēng)機(jī)(9)與所述熔鹽換熱器(2)下游的煙道(3)之間設(shè)置有閥門(8)。
3.熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，采用如權(quán)利要求2所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，包括步驟：
4.如權(quán)利要求3所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述判斷熔鹽是否發(fā)生泄漏步驟具體包括：
5.如權(quán)利要求3所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算泄漏熔鹽的質(zhì)量流量步驟，具體包括：
6.如權(quán)利要求5所述的熔鹽換熱器泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)所述熔鹽換熱器(2)的換熱管道(6)的熔鹽出口(4)處發(fā)生泄漏時(shí)，所述換熱管道(6)的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張效寧，樊歡豹，余雄江，劉輝，牛玉廣，王慶華，朱國(guó)雄，朱彥愷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京懷柔實(shí)驗(yàn)室，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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