本發(fā)明涉及用于研究BLEVE現(xiàn)象以及安全閥，爆破片等安全泄放裝置工作現(xiàn)象和機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

壓力容器廣泛應(yīng)用于石油化工、生物制藥、食品加工等工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門；同時(shí)，諸如液化石油氣罐等壓力容器也廣泛應(yīng)用于居民生活中。然而，隨著時(shí)間的推移，服役于石油、化工、熱力、燃?xì)獾裙I(yè)生產(chǎn)部門的壓力容器因存在腐蝕問(wèn)題，成為了嚴(yán)重的安全隱患，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。盛裝過(guò)熱液體的在役壓力容器由于腐蝕等原因出現(xiàn)點(diǎn)蝕、小孔等缺陷，會(huì)產(chǎn)生超壓泄漏，引發(fā)沸騰液體膨脹蒸汽爆炸（BLEVE—Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion）現(xiàn)象，該現(xiàn)象是一種危害性極大的物理性爆炸，這類事故一旦發(fā)生，容易造成人員的大量傷亡及巨大經(jīng)濟(jì)損失。

同時(shí)，在我們的城市及周邊儲(chǔ)存著大量的危險(xiǎn)液化氣，例如石油化工過(guò)程的許多壓力容器，特別是大型儲(chǔ)罐，充裝的一般是用于各種生產(chǎn)生活的危險(xiǎn)液化氣體，它們通常使用率高、儲(chǔ)存量大。儲(chǔ)存這些液化氣的儲(chǔ)罐都有發(fā)生BLEVE事故的潛在危險(xiǎn)，一旦在生產(chǎn)或使用中這些容器由于各種原因發(fā)生了失效，容器內(nèi)外的環(huán)境急劇變化，使得液化氣體急速沸騰就有可能會(huì)促使發(fā)生BLEVE事故。比如盛有危險(xiǎn)液化氣（LPG，LNG）燃料的運(yùn)輸罐車，由于在近幾十年的頻繁使用，對(duì)罐車BLEVE事故的研究就是安全工程建設(shè)的熱點(diǎn)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置，這種過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置用于解決目前不能有效地預(yù)防在役壓力容器BLEVE事故，同時(shí)也解決在役容器因泄漏而發(fā)生BLEVE現(xiàn)象的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：這種過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置包括壓力容器、操作臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，壓力容器內(nèi)部安裝有加熱電極，壓力容器下封頭處設(shè)置有注入球閥和放空球閥，超聲波液位計(jì)和磁浮子液位計(jì)接管對(duì)稱設(shè)置在壓力容器兩側(cè)；壓力容器上部安裝有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器、壓力變送器、溫度表、壓力表，壓力容器下部也安裝有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器、壓力變送器、溫度表、壓力表；壓力容器上封頭設(shè)有三個(gè)接管，中心的接管為電磁閥接管，兩側(cè)的每個(gè)接管又各分支出四個(gè)分支接管，一側(cè)分支接管安裝四組泄壓球閥和安全閥組合裝置，另一側(cè)分支接管安裝四組爆破球閥和爆破片組合裝置，電磁閥接管安裝電磁閥閥座，由電磁閥閥座水平向外延伸的四根連接桿與電磁閥閥頭相連，電磁閥閥頭與閥座之間由驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)；操作臺(tái)內(nèi)設(shè)置有清水泵和水箱，水箱連接清水泵，清水泵連接壓力容器的注入球閥；溫度傳感器、壓力變送器、超聲波液位計(jì)均通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線纜連接到數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)相應(yīng)的控制器上，電磁閥閥頭接出數(shù)據(jù)傳輸線纜接到數(shù)據(jù)采集箱里的相應(yīng)控制器上；各控制器連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，加熱電極連接溫度控制器，清水泵與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接。

上述方案中壓力容器安裝爆破片組合裝置的一側(cè)設(shè)置有攝像機(jī)，攝像機(jī)安裝在攝像機(jī)架上，攝像機(jī)與爆破片組合裝置大致在距地面的同一高度上，以借助高速攝像機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行記錄和切片。

上述方案中壓力容器上部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器、壓力變送器、溫度表、壓力表安裝方式為：溫度傳感器、壓力變送器安裝在壓力容器一側(cè)，溫度表、壓力表對(duì)稱安裝在壓力容器的另一側(cè)，安裝壓力表和溫度表的接管均與壓力容器橫截面方向有30°夾角；壓力容器下部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器、壓力變送器、溫度表、壓力表安裝方式為：溫度傳感器、壓力變送器安裝在壓力容器一側(cè)，溫度表、壓力表對(duì)稱安裝在壓力容器的另一側(cè)，安裝壓力表和溫度表的接管均也與壓力容器橫截面方向有30°夾角。

上述方案中超聲波液位計(jì)和磁浮子液位計(jì)接管的軸線與壓力變送器和溫度傳感器接管的軸線呈90°夾角。

上述方案中電磁閥閥頭與閥座之間的連接桿為高強(qiáng)鋼六棱柱連接桿，連接桿長(zhǎng)20cm。

上述方案中壓力變送器與壓力容器通過(guò)螺旋結(jié)構(gòu)的空心高強(qiáng)度鋼管相連接，使壓力變送器置于其能夠正常工作的位置，其螺旋結(jié)構(gòu)能夠增大散熱面積，保證了壓力變送器能夠不受容器表面的熱輻射影響，正常工作并精確的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

上述方案中爆破片組合裝置由爆破片夾持器和爆破片構(gòu)成。

上述方案中過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行BLEVE實(shí)驗(yàn)的方法：

（1）把水箱中注滿水；

（2）關(guān)閉清水泵處的回水閥，打開(kāi)壓力容器下方注入球閥及超聲波液位計(jì)前端球閥；

（3）打開(kāi)計(jì)算機(jī)輸入實(shí)驗(yàn)成員，然后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作界面”；

（4）點(diǎn)擊清水泵“啟動(dòng)”按鈕，觀察超聲波液位計(jì)當(dāng)前的液位，使壓力容器液位達(dá)到恰當(dāng)位置，超聲波液位計(jì)示數(shù)“30”處；

（5）當(dāng)液位達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需液位后，點(diǎn)擊“停止”，關(guān)閉壓力容器下方注入球閥和超聲波液位計(jì)前端球閥，打開(kāi)爆破片處四個(gè)爆破球閥中的一個(gè)爆破球閥作為放空，關(guān)閉其余三個(gè)爆破球閥；

（6）關(guān)閉電磁閥，“設(shè)定”其開(kāi)度為0；

（7）開(kāi)啟任意一路安全閥處的泄壓球閥作為泄放通道，“設(shè)定”加熱溫度為110℃，對(duì)液體進(jìn)行加熱；

（8）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，關(guān)閉爆破片處作為放空的爆破球閥，使壓力容器形成密閉空間，“設(shè)定”加熱溫度為200℃，壓力升高；

（9）當(dāng)壓力升到1.2MPa左右時(shí)，“設(shè)定”加熱溫度為0℃，關(guān)閉加熱電極控制開(kāi)關(guān)；

（10）打開(kāi)電磁閥，將其開(kāi)度調(diào)整為100%，以模擬泄漏點(diǎn)，觀察泄放裝置動(dòng)作情況及BLEVE現(xiàn)象；

（11）導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（12）待壓力容器內(nèi)液體自然冷卻后，把水流回水箱內(nèi)，關(guān)閉電源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制壓力、溫度隨時(shí)間變化的曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

上述方案中過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行安全閥泄放實(shí)驗(yàn)的方法：

（1）把水箱中注滿水；

（2）關(guān)閉清水泵處的回水閥，打開(kāi)壓力容器下方注入球閥及超聲波液位計(jì)前端球閥；

（3）打開(kāi)計(jì)算機(jī)輸入實(shí)驗(yàn)成員，然后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作界面”；

（4）點(diǎn)擊清水泵“啟動(dòng)”按鈕，觀察超聲波液位計(jì)當(dāng)前的液位，使壓力容器液位達(dá)到恰當(dāng)位置，超聲波液位計(jì)示數(shù)“30”處；

（5）當(dāng)液位達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需液位后，點(diǎn)擊“停止”，關(guān)閉壓力容器下方注入球閥和超聲波液位計(jì)前端球閥，打開(kāi)爆破片處四個(gè)爆破球閥中的一個(gè)爆破球閥作為放空，關(guān)閉其余三個(gè)爆破球閥；

（6）關(guān)閉電磁閥，“設(shè)定”其開(kāi)度為0；

（7）開(kāi)啟A21W-16P、A21Y-25P、A27W-16P、A28H/Y-16C這4種安全閥任意一路，以起跳壓力為1.5MPa的A21W-16P安全閥為例，開(kāi)啟此安全閥處的泄壓球閥作為泄放通道，關(guān)閉其余三個(gè)安全閥處的泄壓球閥，“設(shè)定”加熱溫度為110℃，對(duì)液體進(jìn)行加熱；

（8）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，關(guān)閉爆破片處作為放空的爆破球閥，使壓力容器形成密閉空間，“設(shè)定”加熱溫度為200℃，壓力升高；

（9）當(dāng)壓力升到1.5MPa時(shí)，A21W-16P安全閥起跳；“設(shè)定”加熱溫度為0℃，關(guān)閉加熱控制開(kāi)關(guān)，觀察A21W-16P安全閥起跳現(xiàn)象；

（10）導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（11）壓力容器內(nèi)液體自然冷卻后，把水流回水箱內(nèi)，關(guān)閉電源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制壓力、溫度隨時(shí)間變化的曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

上述方案中過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行爆破片爆破實(shí)驗(yàn)的方法：

（1）把水箱中注滿水；

（2）關(guān)閉清水泵處的回水閥，打開(kāi)壓力容器下方注入球閥及超聲波液位計(jì)前端球閥；

（3）打開(kāi)計(jì)算機(jī)輸入實(shí)驗(yàn)成員，然后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作界面”；

（4）點(diǎn)擊清水泵“啟動(dòng)”按鈕，觀察超聲波液位計(jì)當(dāng)前的液位，使壓力容器液位達(dá)到恰當(dāng)位置，超聲波液位計(jì)示數(shù)“30”處；

（5）當(dāng)液位達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需液位后，點(diǎn)擊“停止”，關(guān)閉壓力容器下方注入球閥和超聲波液位計(jì)前端球閥；安裝正拱帶槽型爆破片、反拱帶槽型爆破片、反拱開(kāi)縫型爆破片、平板帶槽型爆破片中任意一種，以爆破壓力2.2Mpa型號(hào)為YC25-2.2-200A/ZH的反拱帶槽型爆破片為例，安裝此爆破片，打開(kāi)除了此爆破片處、其余三個(gè)爆破球閥中的任意一個(gè)作為放空，關(guān)閉其他爆破球閥；

（6）關(guān)閉電磁閥，“設(shè)定”其開(kāi)度為0；

（7）關(guān)閉安全閥處的所有閥門，開(kāi)啟反拱帶槽型爆破片處的爆破球閥作為泄放通道，“設(shè)定”加熱溫度為110℃，對(duì)液體進(jìn)行加熱；

（8）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，關(guān)閉爆破片處作為放空的爆破球閥，使壓力容器形成密閉空間，“設(shè)定”加熱溫度為200℃，壓力升高；

（9）當(dāng)壓力升到1.6MPa左右時(shí)，“設(shè)定”加熱溫度為250℃，壓力加速上升，當(dāng)壓力升到2.2MPa時(shí)，反拱帶槽型爆破片爆破，觀察爆破片爆破現(xiàn)象；

（10）“設(shè)定”加熱溫度為0℃，關(guān)閉加熱控制開(kāi)關(guān)；

（11）導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（12）壓力容器內(nèi)液體自然冷卻后，把水流回水箱內(nèi)，關(guān)閉電源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制壓力、溫度隨時(shí)間變化的曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、由于過(guò)熱液體超壓泄放引發(fā)安全裝置起跳具有一定的危險(xiǎn)性，本發(fā)明中采用高速攝像機(jī)記錄容器破裂后，泄漏點(diǎn)及安全泄放裝置氣液兩相流的特點(diǎn)，采用高頻響的壓力變送器、溫度傳感器，超聲波液位計(jì)等測(cè)試手段記錄BLEVE過(guò)程中超壓的形成及變化規(guī)律，并在計(jì)算機(jī)控制軟件上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。借助此遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程遠(yuǎn)程在線檢測(cè)的同時(shí)，最大限度記錄實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，實(shí)驗(yàn)人員可以在相對(duì)安全的范圍內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明對(duì)安全性的要求。

2、本發(fā)明中壓力容器上方設(shè)有兩組8個(gè)接管，用以安裝不同型號(hào)的安全閥及爆破片，便于觀察各類安全泄放裝置的起跳情況和泄壓曲線的測(cè)定，可用于安全裝置起跳實(shí)驗(yàn)、BLEVE實(shí)驗(yàn)等多種實(shí)驗(yàn)用途。

3、本發(fā)明中該容器的工況為高溫高壓，選用或設(shè)計(jì)耐高溫型設(shè)備，如本裝置的壓力變送器采用了帶散熱翅片的高溫型壓力變送器，在壓力變送器與壓力容器之間的連接，設(shè)計(jì)了螺旋結(jié)構(gòu)的空心高強(qiáng)度鋼管相連接，使壓力變送器置于其能夠正常工作的位置，其螺旋結(jié)構(gòu)能夠增大散熱面積，保證了壓力變送器能夠不受容器表面的熱輻射影響，正常工作并精確的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；由于所選的05型電磁閥能正常工作的最高環(huán)境溫度為60℃，壓力容器內(nèi)液體加熱溫度最高在200℃以上，在電磁閥閥頭與閥座之間的連接結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)了4個(gè)較長(zhǎng)的高強(qiáng)鋼六棱柱連接桿，目的是將閥頭置于適應(yīng)其工作溫度的位置，保證了電磁閥精確控制的功能。此外，還選用了4枚橫截面積較大的用以固定的雙頭螺柱，以減小扭矩變形對(duì)執(zhí)行精度的影響。

4、本發(fā)明中實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)泵的開(kāi)啟，對(duì)壓力容器進(jìn)行注水，由超聲波液位計(jì)監(jiān)測(cè)液位，當(dāng)達(dá)到合適水位時(shí)，計(jì)算機(jī)控制停泵，按下數(shù)據(jù)采集箱上的加熱按鈕，由計(jì)算機(jī)輸入加熱溫度上限值，開(kāi)始加熱，加熱過(guò)程中容器內(nèi)的溫度和壓力等參數(shù)通過(guò)檢測(cè)變送裝置，借助攝像機(jī)，并基于三菱電機(jī)MELSEC-F系列可編程控制器，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，當(dāng)容器內(nèi)壓力達(dá)到安全閥起跳壓力一般時(shí)，由計(jì)算機(jī)輸入電磁閥開(kāi)度比例，控制電磁閥的開(kāi)啟，模擬BLEVE過(guò)程，此時(shí)停止加熱，通過(guò)高速攝像機(jī)記錄實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。通過(guò)計(jì)算機(jī)以及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對(duì)泄漏點(diǎn)大小的控制，而溫度、壓力、液位等參數(shù)也直接可以在計(jì)算機(jī)終端中讀取、處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以將數(shù)據(jù)報(bào)表直接打印或?qū)С?，并繪制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中壓力容器的主視圖；

圖2是本發(fā)明壓力容器的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明的總體示意圖；

圖4是本發(fā)明中的電路設(shè)計(jì)圖。

圖中：1壓力容器；2磁浮子液位計(jì)；3加熱電極；4爆破片；5爆破片夾持器；6安全閥；7電磁閥；8超聲波液位計(jì)；9溫度傳感器；10壓力變送器；11爆破球閥；12溫度表；13壓力表；14放空球閥；15注入球閥；16清水泵；17三通；18泄壓球閥；19水箱；20操作臺(tái)；21接管；22分支接管；23回水閥；24攝像機(jī)；25攝像機(jī)架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4所示，這種過(guò)熱液體超壓泄放實(shí)驗(yàn)裝置包括壓力容器1、操作臺(tái)20、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，壓力容器1下封頭中心的接管21安裝有加熱電極3，加熱電極3連接宇電儀表AI-518/518P型溫度控制器，壓力容器1下封頭通過(guò)另個(gè)兩個(gè)接管分別連接注入球閥15和放空球閥14，即：中心接管連接加熱器，一側(cè)接管接有放空球閥14，另一側(cè)接管接有注入球閥15；超聲波液位計(jì)8和磁浮子液位計(jì)2接管對(duì)稱設(shè)置在壓力容器1兩側(cè)，超聲波液位計(jì)8安裝在超聲波液位計(jì)支撐管上，支撐管底部從管壁接出的接管連接到彎頭上，通過(guò)活接、球閥、彎頭與壓力容器1的接管相連，這樣，當(dāng)球閥打開(kāi)時(shí)，支撐管就和壓力容器1內(nèi)形成連通結(jié)構(gòu)，即支撐管內(nèi)的液位就是壓力容器1內(nèi)的液位。安裝時(shí)其信號(hào)發(fā)射端面一定要與液面保持平行，超聲波液位計(jì)8和磁浮子液位計(jì)2接管的軸線與壓力變送器10和溫度傳感器9接管的軸線呈90°夾角。超聲波液位計(jì)8可在計(jì)算機(jī)上直接讀取數(shù)據(jù)，磁浮子液位計(jì)2可直接視覺(jué)讀取。

由注入球閥15出來(lái)連接注水管，注水管連接到操作臺(tái)20內(nèi)的三通17上，三通17的下接口與清水泵16的出水口相連，清水泵16的進(jìn)水口連接彎頭，彎頭出來(lái)通過(guò)活接接到水箱19，三通17的上接口接有活接，活接出來(lái)連接清水泵出口閥，清水泵出口閥通過(guò)回水管與水箱19相連；清水泵16和水箱19都安裝固定在操作臺(tái)20的底板上。清水泵16將水箱19內(nèi)的水通過(guò)三通17、注水管、注入球閥15這一通道注入壓力容器1內(nèi)，然后加熱器對(duì)壓力容器1內(nèi)的水進(jìn)行加熱，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，待壓力容器1內(nèi)的水完全冷卻，打開(kāi)回水閥23，使壓力容器1內(nèi)的水回流到水箱19內(nèi)。

壓力容器1安裝爆破片4組合裝置的一側(cè)設(shè)置有攝像機(jī)24，攝像機(jī)24安裝在攝像機(jī)架25上，攝像機(jī)24與爆破片4組合裝置大致在距地面的同一高度上，來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行全程記錄，以借助高速攝像機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行記錄和切片。

壓力容器1上部安裝有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器9、壓力變送器10、溫度表12、壓力表13，壓力容器1下部也安裝有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器9、壓力變送器10、溫度表12、壓力表13，分別用以測(cè)量頂部氣體及底部液體的溫度及壓力。壓力容器1上封頭設(shè)有三個(gè)接管21，中心的接管21為電磁閥接管，兩側(cè)的每個(gè)接管21又各分支出四個(gè)分支接管22，兩側(cè)的四個(gè)分支接管22沿中心對(duì)稱布置，一側(cè)四個(gè)分支接管22安裝四組泄壓球閥18和安全閥組合裝置，安全閥6有四種，分別連接到四個(gè)相同泄壓球閥18上，另一側(cè)四個(gè)分支接管22安裝四組爆破球閥11和爆破片夾持裝置5，爆破片4也有四種，分別連接到四個(gè)相同的爆破球閥11上，電磁閥接管安裝電磁閥閥座，由電磁閥閥座水平向外延伸的四根連接桿與電磁閥閥頭相連，電磁閥閥頭與閥座之間由驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。

本發(fā)明中壓力容器1上部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器9、壓力變送器10、溫度表12、壓力表13安裝方式為：溫度傳感器9、壓力變送器10安裝在壓力容器1一側(cè)，溫度表12、壓力表13對(duì)稱安裝在壓力容器1的另一側(cè)，分別測(cè)試的是頂部氣體溫度和氣體壓力，安裝壓力表13和溫度表12的接管均與壓力容器1橫截面方向有30°夾角；壓力容器1下部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度傳感器9、壓力變送器10、溫度表12、壓力表13安裝方式為：溫度傳感器9、壓力變送器10安裝在壓力容器1一側(cè)，溫度表12、壓力表13對(duì)稱安裝在壓力容器1的另一側(cè)，分別測(cè)試的是底部液體溫度和液體壓力，安裝壓力表13和溫度表12的接管均也與壓力容器橫截面方向有30°夾角。

溫度傳感器9、壓力變送器10、超聲波液位計(jì)8均通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線纜連接到數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)相應(yīng)的控制器上，電磁閥閥頭接出數(shù)據(jù)傳輸線纜接到數(shù)據(jù)采集箱里的相應(yīng)控制器上；各控制器連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，加熱電極3、清水泵16均與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接。計(jì)算機(jī)終端可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置加熱、起停泵的控制，也可對(duì)電磁閥7的開(kāi)啟程度進(jìn)行控制；可繪制溫度、壓力隨時(shí)間的變化曲線，也可完成泄漏面積對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的橫向比較，并在后臺(tái)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；此外，計(jì)算機(jī)終端可支持?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)表的直接打印及導(dǎo)出，方便了后期數(shù)據(jù)量的控制及數(shù)據(jù)處理。

本發(fā)明采用物理表盤及傳感器測(cè)量器件，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)便于采集數(shù)字信號(hào)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的控制，還可以借助高速攝像機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行記錄和切片。采集的溫度、壓力、液位、泄漏面積、時(shí)間等數(shù)據(jù)，經(jīng)檢測(cè)變送后，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理后，可繪制溫度、壓力隨時(shí)間的變化曲線，也可完成泄漏面積對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的橫向比較。

這種過(guò)熱液體超壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行BLEVE實(shí)驗(yàn)、安全閥6、爆破片4等實(shí)驗(yàn)的方法。

一、BLEVE實(shí)驗(yàn)：

（1）把水箱19中注滿水；

（2）關(guān)閉清水泵16處回水閥23，打開(kāi)容器下方注入球閥15及超聲波液位計(jì)8前端球閥；

（3）打開(kāi)軟件界面，輸入實(shí)驗(yàn)成員，然后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作界面”；

（4）點(diǎn)擊清水泵16“啟動(dòng)”按鈕，觀察超聲波液位計(jì)8當(dāng)前的液位，使容器液位達(dá)到恰當(dāng)位置（液位計(jì)示數(shù)“30”處）；

（5）當(dāng)液位達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需液位后，點(diǎn)擊“停止”，關(guān)閉容器下方注入球閥15和超聲波液位計(jì)8前端球閥，打開(kāi)爆破片4處四個(gè)爆破球閥11中的一個(gè)爆破球閥11作為放空，關(guān)閉其余三個(gè)爆破球閥11；

（6）關(guān)閉電磁閥7，“設(shè)定”其開(kāi)度為0（會(huì)有誤差，0~0.5都默認(rèn)為關(guān)閉）；

（7）開(kāi)啟任意一路安全閥6處的泄壓球閥18作為泄放通道，“設(shè)定”加熱溫度為110℃，對(duì)液體進(jìn)行加熱；

（8）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，關(guān)閉爆破片4處作為放空的爆破球閥11，使容器形成密閉空間，“設(shè)定”加熱溫度為200℃，壓力升高；

（9）當(dāng)壓力升到1.2MPa左右時(shí)，“設(shè)定”加熱溫度為0℃，關(guān)閉加熱開(kāi)關(guān)；

（10）打開(kāi)電磁閥7，將其開(kāi)度調(diào)整為100%，以模擬泄漏點(diǎn)，觀察泄放裝置動(dòng)作情況及BLEVE現(xiàn)象；

（11）導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（12）待壓力容器1內(nèi)液體自然冷卻后，把水流回水箱19內(nèi)，關(guān)閉電源。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制壓力、溫度隨時(shí)間變化的曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

二、安全閥泄放實(shí)驗(yàn)：

（1）把水箱19中注滿水；

（2）關(guān)閉清水泵16處的回水閥23，打開(kāi)容器下方注入球閥15及超聲波液位計(jì)8前端球閥；

（3）打開(kāi)計(jì)算機(jī)輸入實(shí)驗(yàn)成員，然后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作界面”；

（4）點(diǎn)擊清水泵16“啟動(dòng)”按鈕，觀察超聲波液位計(jì)8當(dāng)前的液位，使容器液位達(dá)到恰當(dāng)位置（液位計(jì)示數(shù)“30”處）；

（5）當(dāng)液位達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需液位后，點(diǎn)擊“停止”，關(guān)閉容器下方注入球閥15和超聲波液位計(jì)8前端球閥，打開(kāi)爆破片4處四個(gè)爆破球閥11中的一個(gè)爆破球閥11作為放空，關(guān)閉其余三個(gè)爆破球閥11；

（6）關(guān)閉電磁閥7，“設(shè)定”其開(kāi)度為0（會(huì)有誤差，0~0.5都默認(rèn)為關(guān)閉）；

（7）開(kāi)啟A21W-16P、A21Y-25P、A27W-16P、A28H/Y-16C這4種安全閥任意一路，以起跳壓力為1.5MPa的A21W-16P安全閥為例，開(kāi)啟此安全閥6處的泄壓球閥18作為泄放通道，關(guān)閉其余三個(gè)安全閥處6的泄壓球閥18，“設(shè)定”加熱溫度為110℃，對(duì)液體進(jìn)行加熱；

（8）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，關(guān)閉爆破片4處作為放空的爆破球閥11，使容器形成密閉空間，“設(shè)定”加熱溫度為200℃，壓力升高；

（9）當(dāng)壓力升到1.5MPa時(shí)，A21W-16P安全閥6起跳；“設(shè)定”加熱溫度為0℃，關(guān)閉加熱控制開(kāi)關(guān)，觀察A21W-16P安全閥6起跳現(xiàn)象；

（10）導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（11）壓力容器1內(nèi)液體自然冷卻后，把水流回水箱19內(nèi)，關(guān)閉電源。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制壓力、溫度隨時(shí)間變化的曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

三、爆破片爆破實(shí)驗(yàn)：

（1）把水箱19中注滿水；

（2）關(guān)閉清水泵16處的回水閥23，打開(kāi)容器下方注入球閥15及超聲波液位計(jì)8前端球閥；

（3）打開(kāi)計(jì)算機(jī)輸入實(shí)驗(yàn)成員，然后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作界面”；

（4）點(diǎn)擊清水泵16“啟動(dòng)”按鈕，觀察超聲波液位計(jì)8當(dāng)前的液位，使容器液位達(dá)到恰當(dāng)位置（液位計(jì)示數(shù)“30”處）；

（5）當(dāng)液位達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需液位后，點(diǎn)擊“停止”，關(guān)閉容器下方注入球閥15和超聲波液位計(jì)8前端球閥。安裝正拱帶槽型爆破片、反拱帶槽型爆破片、反拱開(kāi)縫型爆破片、平板帶槽型爆破片中任意一種，以爆破壓力2.2Mpa型號(hào)為YC25-2.2-200A/ZH的反拱帶槽型爆破片為例，安裝此爆破片4，打開(kāi)除了此爆破片處、其余三個(gè)爆破球閥11中的任意一個(gè)作為放空，關(guān)閉其他爆破球閥11；

（6）關(guān)閉電磁閥7，“設(shè)定”其開(kāi)度為0（會(huì)有誤差，0~0.5都默認(rèn)為關(guān)閉）；

（7）關(guān)閉安全閥6處的所有閥門，開(kāi)啟反拱帶槽型爆破片4處的爆破球閥11作為泄放通道，“設(shè)定”加熱溫度為110℃，對(duì)液體進(jìn)行加熱；

（8）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，關(guān)閉爆破片4處作為放空的爆破球閥11，使容器形成密閉空間，“設(shè)定”加熱溫度為200℃，壓力升高；

（9）當(dāng)壓力升到1.6MPa左右時(shí)，“設(shè)定”加熱溫度為250℃，壓力加速上升。當(dāng)壓力升到2.2MPa時(shí)，反拱帶槽型爆破片4爆破，觀察爆破片4爆破現(xiàn)象；

（10）“設(shè)定”加熱溫度為0℃，關(guān)閉加熱控制開(kāi)關(guān)；

（11）導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（12）壓力容器1內(nèi)液體自然冷卻后，把水流回水箱19內(nèi)，關(guān)閉電源。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制壓力、溫度隨時(shí)間變化的曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

本發(fā)明提供過(guò)熱液體超壓泄放測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)是專門用于研究BLEVE現(xiàn)象以及安全閥6，爆破片4等安全泄放裝置工作現(xiàn)象和機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，可模擬盛有過(guò)熱液化氣或者過(guò)熱水的高壓容器，在器壁突然發(fā)生一定尺寸的破裂后，容器內(nèi)過(guò)熱液體會(huì)爆炸性沸騰。通過(guò)研究BLEVE現(xiàn)象的發(fā)生條件，歸納發(fā)生BLEVE現(xiàn)象的工況規(guī)律，用于解決開(kāi)展此類事故的預(yù)防工作，降低BLEVE事故率，解決在役容器因泄漏而發(fā)生BLEVE現(xiàn)象的問(wèn)題。