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申请/专利权人：西南石油大学

摘要：本发明涉及一种氢气环道实验装置及其实验方法，包括气源供给系统、气体混合及增压系统、管材安全性及设备适应性测试系统、放空及燃烧测试系统、数据图像采集系统。本发明能够模拟氢气输送管道静态、稳态流动等工况下管道内流体的真实流动情况，满足天然气管道管材试样与焊接接头在不同试验条件下的氢渗透需求，能够记录管输气体泄放燃烧过程中压力、温度等参数变化与火焰形貌的动态演变过程，能够检测不同类型法兰、阀门连接处泄漏的氢气浓度及流量计的计量参数，评价管道法兰、阀门及流量计的掺氢输送适应性；能够通过计算机采集各测试数据，控制各设备的启停及功率；装置具有测量精度高、实验结果直观、安全性能好、操作方便的特点。

主权项：1.一种氢气环道实验装置及其实验方法，其特征在于：包括气源供给系统、气体混合及增压系统、管材安全性及设备适应性测试系统、放空及燃烧测试系统、数据图像采集系统，其中：所述气源供给系统包括第一气瓶1、第一气瓶调压阀5、第二气瓶2、第二气瓶调压阀6、第三气瓶3、第三气瓶调压阀7、气瓶防爆柜4、主管道8，所述主管道8进气口有三条支路，分别与第一气瓶调压阀5、第二气瓶调压阀6、第三气瓶调压阀7连接，所述第一气瓶调压阀5进气方向与第一气瓶1相连通，第二气瓶调压阀6进气方向与第二气瓶2相连通，第三气瓶调压阀7进气方向与第三气瓶3相连通；所述气体混合及增压系统包括第一球阀9、气体混合罐10、第一压力、温度传感器11、第二球阀12、第一辅助管道13、第三球阀14、增压压缩机15，所述主管道8排气口分别与气体混合罐10及第一辅助管道13连接，主管道8至气体混合罐10之间设有第一球阀9，气体混合罐10上设有第一压力、温度传感器11，第一辅助管道13上设有第三球阀14，所述增压压缩机15与主管道8相连，气体混合罐10与增压压缩机15之间的主管道8上设有第二球阀12，气体流经第一辅助管道13后汇入主管道8，流向增压压缩机15；所述管材安全性及设备适应性测试系统由挂片测试系统、密封性及焊接接头测试系统、流量计测试系统组成。所述挂片测试系统包括第四球阀16、挂片气体混合罐17、第二压力、温度传感器18、第五球阀19、第二辅助管道20、第六球阀21。气体流经所述增压压缩机15后分流向两条支路，两条支路分别与挂片气体混合罐17及第二辅助管道20连接，挂片气体混合罐17与增压压缩机15之间设有第四球阀16，挂片气体混合罐17上设有第二压力、温度传感器18，气体从挂片气体混合罐17流出后经过所述第五球阀19，第二辅助管道20上设有第六球阀21，气体流经第二辅助管道20后汇入主管道8；所述密封性及焊接接头测试系统包括第七球阀22、第三压力、温度传感器23、测试法兰24、第一氢气浓度传感器25、第一防爆箱26、测试阀门27、第二氢气浓度传感器28、第二防爆箱29、测试焊口30、第三氢气浓度传感器31、第三防爆箱32。所述主管道8进气方向设有第七球阀22、第三压力、温度传感器23，主管道8排气方向分为三条支路，分别与测试法兰24、测试阀门27、测试焊口30连接，所述测试法兰24、测试阀门27、测试焊口30处分别安装第一氢气浓度传感器25、第一防爆箱26；第二氢气浓度传感器28、第二防爆箱29及第三氢气浓度传感器31、第三防爆箱32，气体分别流经测试法兰24支路、测试阀门27支路及测试焊口30支路后汇入主管道8；所述流量计测试系统包括第四压力、温度传感器33、第八球阀34、第五压力、温度传感器35、测试流量计36、第六压力、温度传感器37、第九球阀38、高压气体循环泵39、止回阀40、第七压力、温度传感器41、安全阀42、放空阀43，所述主管道8与所述测试流量计36相连，中间依次设有第四压力、温度传感器33、第八球阀34、第五压力、温度传感器35，所述高压气体循环泵39与测试流量计36相连，高压气体循环泵39与测试流量计36中间设有第六压力、温度传感器37、第九球阀38，气体经高压气体循环泵39加压后依次通过所述止回阀40、第七压力、温度传感器41、安全阀42、放空阀43，进入放空及燃烧测试系统；所述放空及燃烧测试系统由放空系统及燃烧测试系统组成。所述放空系统包括放空主管44、真空泵45、第一放空球阀46、第二放空球阀47、第八压力、温度传感器48、第九压力、温度传感器48、第十压力、温度传感器48、第三放空球阀49、第四放空球阀50、第五放空球阀51、放空火焰头52，所述放空主管44一端连接真空泵45，另一端连接放空火焰头52作放空处理，所述挂片测试系统中挂片气体混合罐17，密封性及焊接接头测试系统中第一防爆箱26、第二防爆箱29、第三防爆箱32，主管道8分别通过所述第二放空球阀47、第五放空球阀51、第四放空球阀50、第三放空球阀49、放空阀43与放空主管44连接，放空主管44上设有第八压力、温度传感器48、第九压力、温度传感器48、第十压力、温度传感器48；所述燃烧测试系统包括第六放空球阀53、石英玻璃管54、点火装置55、第十一压力、温度传感器56、光电传感器57、声压传感器58、第五防爆箱59，所述石英玻璃管54与放空主管44通过所述第六放空球阀53相连，进入石英玻璃管54的放空气体经点火装置55点燃后进行燃烧，石英玻璃管54上设有第十一压力、温度传感器56、光电传感器57、声压传感器58，燃烧测试系统整体设备均放置于第五防爆箱59中；所述数据图像采集系统由上述各系统中安装的压力、温度传感器11、18、23、33、35、37、41、48、56，氢气浓度传感器25、28、31，光电传感器57、声压传感器58、测试流量计36及所述计算机控制台60组成，所述计算机控制台60通过数据线与测试系统中的温度、压力传感器、氢气浓度传感器、光电传感器、声压传感器、流量计连接，所述计算机控制台60还通过数据线与增压压缩机15、高压气体循环泵39连接。

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