一种液氢潜液泵测试系统及使用方法与流程

本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种用于液氢潜液泵的等效介质测试系统，以及该测试系统的使用方法。

背景技术：

1、为实现“双碳”目标，发展氢能产业是一条重要的技术途径。液氢是氢能较好的贮存方式，作为极具潜力的清洁能源，被广泛用于工业生产的各个领域。液氢潜液泵是液氢输送系统的核心部件，其性能决定了液氢输运的能力。为准确获取液氢潜液泵的性能参数，保证高效率地输送液氢，建立液氢潜液泵测试系统极为重要。然而，液氢具有易燃易爆特点，采用液氢进行液氢潜液泵测试对安全性的要求极高，且因液氢的温度低至20k使多项性能参数的测量受到限制；同时，因液氢价格昂贵，造成测试成本较高，影响了经济实用性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种液氢潜液泵测试系统及使用方法，系统具有结构简单、成本低廉、安全可靠、实用性强的优点；方法具有流程简单、操控方便的优点。

2、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种液氢潜液泵测试系统，包括液氮罐、泵池、液氢潜液泵、喷淋换热器和液氮杜瓦，所述泵池通过第一管路和第二管路对应与液氮罐的底部和顶部连接，第一管路上设有进液控制阀，第二管路上设有回气控制阀，回气控制阀和泵池之间的第二管路连接有放散阀，所述液氢潜液泵处于泵池中，液氢潜液泵的输出口通过第三管路与液氮罐连接，第三管路上设有流量调节阀和回液控制阀，回液控制阀处于流量调节阀和液氮罐之间，所述喷淋换热器中设有填料，填料上侧的喷淋换热器通过第四管路与流量调节阀和回液控制阀之间的第三管路连接，第四管路上设有进气控制阀，填料上侧的喷淋换热器通过第五管路与泵池和回气控制阀之间的第二管路连接，第五管路上设有回气调节阀，填料下侧的喷淋换热器通过第六管路与泵池和进液控制阀之间的第一管路连接，第六管路上设有出气控制阀，所述液氮杜瓦通过第七管路与填料上侧的喷淋换热器连接，第七管路上设有进液调节阀。

3、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述第一管路与泵池的连接位置设有温度传感器t1和压力传感器p1，所述第三管路与液氢潜液泵的连接位置设有温度传感器t2和压力传感器p2，所述流量调节阀和液氢潜液泵之间的第三管路上设有流量计q。

4、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述进液控制阀和第六管路之间的第一管路连接有置换阀；所述流量计q和流量调节阀之间的第三管路连接有泄压阀。

5、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述进液控制阀和第六管路之间的第一管路连接有第一安全阀，所述放散阀和泵池之间的第二管路连接有第二安全阀，所述泄压阀和流量计q之间的第三管路连接有第三安全阀，所述流量调节阀和回液控制阀之间的第三管路连接有第四安全阀。

6、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述液氮罐的顶部设有第五安全阀、温度传感器t3和压力传感器p3。

7、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述泵池的顶部设有第六安全阀、温度传感器t4和压力传感器p4。

8、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述喷淋换热器的顶部设有第七安全阀、温度传感器t5和压力传感器p5。

9、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统，其中，所述液氮杜瓦的顶部设有第八安全阀、充压阀和压力传感器p6。

10、基于同一构思，本发明提供了一种上述液氢潜液泵测试系统的使用方法，包括以下步骤：

11、s1、初始状态下关闭所有阀门，将置换阀通过管道连接氮气源后，依次打开置换阀、出气控制阀、进气控制阀、流量调节阀、泄压阀、回气调节阀和放散阀；并当各管路充满氮气后，依次关闭放散阀、泄压阀、置换阀、回气调节阀、进气控制阀和出气控制阀；

12、s2、点动液氢潜液泵并确认其运行正常后，分别打开进液控制阀、回气控制阀和回液控制阀；当第一管路、泵池、液氢潜液泵和第三管路得到充分预冷后，分别关闭进液控制阀、回气控制阀和回液控制阀；

13、s3、打开放散阀，当泵池中的液氮完全气化为氮气后，关闭放散阀和流量调节阀，并打开进气控制阀和出气控制阀；

14、s4、微开流量调节阀、进液调节阀和回气调节阀后，将液氢潜液泵的转速调至预定转速，并通过恒温器将喷淋换热器的内部温度调为预定温度；

15、s5、调节进液调节阀和回气调节阀的开度使泵池中的压力为预定压力，并采集液氢潜液泵的电压值和电流值，以及泵池的入口温度、入口压力、出口温度和出口压力；其中，液氢潜液泵的电压值和电流值是指电机的电压值和电流值；

16、s6、多次调节流量调节阀的开度，并在每次调节开度后重复执行步骤s5，且依据采集的参数绘制液氢潜液泵的性能曲线，所述参数是指液氢潜液泵的电压值和电流值，以及泵池的入口温度、入口压力、出口温度和出口压力；

17、s7、多次调节液氢潜液泵的转速，并在每次调节转速后重复执行步骤s5和s6，且根据性能曲线判断液氢潜液泵的工作性能。

18、进一步的，本发明一种液氢潜液泵测试系统的使用方法，其中，在步骤s4和s5中，所述预定转速是根据液氢潜液泵的额定转速设置的，所述预定温度和预定压力是根据氮气和液氢的密度及黏度设置的。

19、本发明一种液氢潜液泵测试系统及使用方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置液氮罐、泵池、液氢潜液泵、喷淋换热器和液氮杜瓦，让泵池通过第一管路和第二管路对应与液氮罐的底部和顶部连接，在第一管路上设置进液控制阀，在第二管路上设置回气控制阀，并使回气控制阀和泵池之间的第二管路连接放散阀，将液氢潜液泵设置在泵池中，让液氢潜液泵的输出口通过第三管路与液氮罐连接，并在第三管路上设置流量调节阀和回液控制阀，其中，回液控制阀处于流量调节阀和液氮罐之间，使喷淋换热器在其内部设置填料，让填料上侧的喷淋换热器通过第四管路与流量调节阀和回液控制阀之间的第三管路连接，并在第四管路上设置进气控制阀，让填料上侧的喷淋换热器通过第五管路与泵池和回气控制阀之间的第二管路连接，并在第五管路上设置回气调节阀，让填料下侧的喷淋换热器通过第六管路与泵池和进液控制阀之间的第一管路连接，并在第六管路上设置出气控制阀，让液氮杜瓦通过第七管路与填料上侧的喷淋换热器连接，并在第七管路上设置进液调节阀。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、实用性强的液氢潜液泵测试系统，在实际应用中，利用由液氮罐、第一管路、泵池、第二管路、液氢潜液泵和第三管路构成的预冷子系统对各管路及泵池和液氢潜液泵进行预冷后，利用由液氮杜瓦、第七管路、喷淋换热器、第六管路、第一管路、泵池、第二管路、第五管路、液氢潜液泵、第三管路和第四管路构成的测试子系统即可对液氢潜液泵的工作性能进行测式，与现在技术相比，利用密度和黏度相近的低温氮气替代液氢进行液氢潜液泵测试，不但提高了安全性，且降低了成本。本发明提供的液氢潜液泵测试系统的使用方法具有流程简单、操控方便的优点。

20、下面结合附图所示实施方式对本发明一种液氢潜液泵测试系统及使用方法作详细说明。