ICS23.020 J74 中华人民共和国国家标准 GB/T18443.6—2010 真 空绝热深冷设备性能试验方法 第6部分:漏热量测量 Testingmethodofperformanceforvacuuminsulation cryogenicequipment—Part6:Heat-leakratemeasurement 2010-09-26发布 2011-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T18443《真空绝热深冷设备性能试验方法》分为8个部分: ———第1部分:基本要求; ———第2部分:真空度测量; ———第3部分:漏率测量; ———第4部分:漏放气速率测量; ———第5部分:静态蒸发率测量; ———第6部分:漏热量测量; ———第7部分:维持时间测量; ———第8部分:容积测量。 本部分为GB/T18443的第6部分。 本部分的附录A、附录B和附录C均为资料性附录。 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。 本部分起草单位:上海市特种设备监督检验技术研究院、上海市气体工业协会、上海交通大学、查特 深冷工程系统(常州)有限公司、山东商业职业技术学院、四川空分设备(集团)有限责任公司、南京航天 晨光股份有限公司、上海华谊集团装备工程有限公司、中国特种设备检测研究院。 本部分起草人:汪荣顺、周伟明、徐惠新、舒文华、罗晓明、寿比南、薛季爱、魏蔚、易希朗、王芳、 薛小龙、施锋萍、魏勇彪、顾福明、王为国。 本部分为首次发布。 ⅠGB/T18443.6—2010 真空绝热深冷设备性能试验方法 第6部分:漏热量测量 1 范围 GB/T18443的本部分规定了真空绝热深冷设备漏热量测量的试验原理与方法、试验装置、设备和 仪器、试验条件与试验准备、试验步骤、数据处理和试验记录与试验报告等要求。 本部分适用于除储运液氢介质以外的真空绝热深冷压力容器、真空绝热深冷焊接气瓶、真空绝热管 及其管件等真空绝热深冷设备的漏热量测量,其他设备可参照执行。 流量计测量法适用于真空绝热深冷压力容器、真空绝热深冷焊接气瓶等真空绝热深冷设备的漏热 量测量,表面温度测量法适用于真空绝热管及其管件的漏热量测量。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB/T18443的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文 件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 部分。 GB/T18443.1—2010 真空绝热深冷设备性能试验方法 第1部分:基本要求 GB/T18443.2 真空绝热深冷设备性能试验方法 第2部分:真空度测量 GB/T18443.3 真空绝热深冷设备性能试验方法 第3部分:漏率测量 GB/T18443.4 真空绝热深冷设备性能试验方法 第4部分:漏放气速率测量 GB/T18443.5—2010 真空绝热深冷设备性能试验方法 第5部分:静态蒸发率测量 3 术语和定义 GB/T18443.1~GB/T18443.5确立的以及下列术语和定义适用于本部分。 3.1 漏热量 heat-leakrate 单位时间内从周围环境传递到真空绝热深冷设备储存介质的热量,单位为瓦(W)。 3.2 测试漏热量 testheat-leakrate 真空绝热深冷设备充分冷却,达到热平衡后,单位时间内从周围环境传递到真空绝热深冷设备储存 介质的热量,单位为瓦(W)。 3.3 标准环境状态下漏热量 heat-leakrateofstandardambientcondition 测试漏热量换算为标准环境状态下的漏热量值,单位为瓦(W)。 4 试验原理与方法 4.1 流量计测量法 试验原理、方法和装置符合GB/T18443.5—2010中4.2.1和4.2.2的规定。 4.2 表面温度测量法 4.2.1 试验原理与方法 1GB/T18443.6—2010 通过测量真空绝热管的外表面温度及对应的环境温度,按大空间自然对流计算漏入真空绝热管的 漏热量,按测得的接头空气侧温度与液体温度的差值计算接头的导热漏热量,或建立接头的有限元传热 模型求解接头的漏热量。试验装置原理图见图1。 1———检测漏热量的试验管; 2、3———辅助试验段; 4———连接法兰(KF或CF); 5———真空阀;6———高真空规管; 7———真空计; 8———带接口的真空阀(接检漏 仪与真空机组);9———保温板; 10———加液阀; 11———深冷液体容器; 12———放空阀。 图1 表面温度法测量装置原理图 4.2.2 当采用易燃介质测量真空绝热管及其管件的漏热量时应有安全措施,否则不应使用表面温 度法。 5 试验装置、设备和仪器 5.1 试验装置由检测漏热量的试验管、辅助试验段、连接法兰(KF或CF)、真空阀、高真空规管、真空 计、带接口的真空阀(接检漏仪与真空机组)、保温板、加液阀、深冷液体容器、放空阀、热电偶或铂电阻温 度计、数据采集仪等组成。 5.2 试验装置、设备和仪器应符合GB/T18443.1—2010中4.2的规定,且还应满足以下要求: a) 当流量计的量程小于或等于5L/min时,精度应达到0.5%;量程大于5L/min时,精度应达 到1.0%; b) 流量计的额定流量应与被检深冷绝热管蒸发的气体流量相适应; c) 应有环境温度、环境大气压力及流量计进口温度和压力测量装置。 6 试验条件与试验准备 6.1 试验条件与试验准备应符合GB/T18443.1的规定。 6.2 采用表面温度法测量时应在避光、自然对流、无风的室内进行。 6.3 被检真空绝热管的有效长度应不小于5m,且在中间3m长的外管表面底部均布不少于6个温度 的测量点。 6.4 辅助试验段的内容积应大于被检真空绝热管内容积的2倍,辅助试验段的高度应小于1.5m。 2GB/T18443.6—2010 7 试验步骤 7.1 流量计测量法 试验步骤、试验过程和数据记录应符合GB/T18443.5中7.1的规定。 7.2 表面温度测量法 7.2.1 一般采用液氮作为试验介质,也可采用实际输送的深冷液体作为试验介质。 7.2.2 打开阀门10,用深冷容器11向被检真空绝热管及其管件连续输送深冷液体,直至加满为止。 当辅助试验段内液位降至一半时,应重新加液补满,保证被检真空绝热管内充满试验介质液体。 7.2.3 真空绝热管及其管件持续输送深冷液体24h后,方可记录数据。 7.2.4 数据记录应按不大于10min的时间间隔,采集表面及环境温度,直至1h内采集数据的相对误 差小于±5%为止。 7.2.5 按附录A规定的表格格式填写试验数据或自动采集数据。 8 数据处理 8.1 测试漏热量Q0 8.1.1 流量计测量法 8.1.1.1 采用湿式气体流量计测量时,测试漏热量Q0按式(1)计算: Q0=GVψρg1+ρV ρæ èçö ø÷ L×273.15 T×P 0.101325hfg×1000 ……………(1) 式中: Q0———测试漏热量,单位为瓦(W); GV———蒸发气体体积流量日平均值,单位为立方米每秒(m3/s); ψ———流量计的校正系数,标定时给定值; ρg———标准大气压(101.325kPa)、273.15K下试验介质的气体密度,单位为千克每立方米 (kg/m3); ρV———试验环境压力日平均值下试验介质的饱和蒸气密度,单位为千克每立方米(kg/m3); ρL———试验环境压力日平均值下试验介质的饱和液体密度,单位为千克每立方米(kg/m3); T———流量计入口温度日平均值,单位为开尔文(K); P———流量计入口压力日平均值,单位为兆帕(MPa); hfg———流量计入口压力日平均值下饱和液体的汽化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。 8.1.1.2 采用气体质量流量计测量时,测试漏热量Q0按式(2)计算: Q0=Gm1+ρV ρæ èçö ø÷ Lψ×hfg×1000 …………………………(2) 式中: Q0———测试漏热量,单位为瓦(W); Gm———蒸发气体质量流量日平均值,单位为千克每秒(kg/s); ρV———试验环境压力日平均值下试验介质的饱和蒸气密度,单位为千克每立方米(kg/m3); ρL———试验环境压力日平均值下试验介质的饱和液体密度,单位为千克每立方米(kg/m3); ψ———流量计的校正系数,标定时给定值; 其余同式(1)。 8.1.2 表面温度测量法 8.1.2.1 真空绝热管的测试漏热量Q0应按式(3)计算: Q0=hTa-T ( )wπDL …………………………(3) 3GB/T18443.6—2010 式中: Q0———测试漏热量,单位为瓦(W); Ta———环境平均温度,单位为开尔文(K); Tw———管壁温度的平均温度,单位为开尔文(K),按式(4)计算: Tw=∑n i=1Twi n…………………………(4) 式中: Twi,i=1,2…n———壁面的各测量处温度,单位为开尔文(K); n———壁面温度测量数量。 D———管道外径,单位为米(m); L———管道长度,单位为米(m); h———管道与空气的自然对流换热系数,单位为瓦每平方米开尔文[W/(m2· K)]。 h按式(5)计算: Nu=hD λ=0.48×Gr· ( )Pr1 4 …………………………(5) 式中: Nu———努塞尔特数; D———管道外径,单位为