一种注水系统及控制方法技术方案

本发明专利技术属于注水控制技术领域，具体涉及一种注水系统及其控制方法，包括带有液位控制设备和加温设备的储水单元，以及通过调整限流小孔尺寸与爆破片最小泄放面积之间比例来控制注水速率的收集器单元；所述储水单元通过管理与内部带有加热单元和冷却单元的稳压单元连接，所述储水单元和稳压单元均带有抽真空系统，所述稳压单元还连接有惰性气体泵注系统。

A water injection system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种注水系统及控制方法
本专利技术属于注水控制
，具体涉及一种注水系统及控制方法。
技术介绍
很多需要注水的系统，包括试验装置和工业生产线中，都需要精确控制注水质量，包括对于注水的温度、注水速率、注水时长或注水总量等。而在现有技术中，最常规的注水方法是采用给蓄水箱加水，然后进行加热，加热后的水通过增加水泵加压供给至使用方，稍微自动化一些的方案还会采用自动控制系统控制水温、水压、注水时长。但是这些现有的注水方法存在很多问题，比如水温忽高忽低，水压和注水速率很难稳定，注水时长和总量也很难精确控制，这就导致了注水质量不高，很影响用水方的使用体验，也不利于在有精确控制要求的使用场景中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种对于注水温度、速率、时长控制精确，可根据需要调整注水温度、注水速率和时长，注水温度和注水速率稳定的注水系统及控制方法。本专利技术的技术方案，提供了一种注水系统，其特征在于：包括带有液位控制设备和加温设备的储水单元，以及通过调整限流小孔尺寸与爆破片最小泄放面积之间比例来控制注水速率的收集器单元；所述储水单元通过管理与内部带有加热单元和冷却单元的稳压单元连接，所述储水单元和稳压单元均带有抽真空系统，所述稳压单元还连接有惰性气体泵注系统。进一步的，本专利技术还提供了一种注水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过抽真空系统对储水单元的储水器皿进行真空抽吸，同时通过所述惰性气体泵注系统经所述稳压单元的稳压罐体向系统中泵入惰性气体，完成对系统内气体的置换；步骤2，关闭对储水单元的抽真空系统，继续通过所述惰性气体泵注系统向系统内泵入惰性气体直至系统内压力恢复至正常压力，关闭所述惰性气体泵注系统；步骤3，向储水单元的储水器皿中注入常温常压的水，然后关闭所述储水单元与所述稳压单元之间的管道连接，通过加温设备将储水器皿中加入的水煮沸；步骤4，通过所述惰性气体泵注系统向所述稳压单元的稳压罐体内泵入惰性气体使稳压罐体内的惰性气体高于正常压力；储水器皿中加入的水煮沸后，导通所述储水单元与所述稳压单元之间的管道连接并开启所述储水器皿上的泄压阀，稳压罐体内的高压惰性气体灌入储水器皿将储水器皿上部腔室气体吹扫干净然后关闭所述储水器皿上的泄压阀；步骤5，再次通过所述惰性气体泵注系统经所述稳压单元的稳压罐体向系统中泵入惰性气体，使系统内的气体压力达到设定阈值，然后导通所述储水单元和所述收集器单元之间的管道，开启所述加温设备将储水器皿中的水继续加热至设定温度；步骤6，再通过所述稳压单元中的加热设备将惰性气体加热使系统内压力进一步升高至设定阈值，并继续通过所述加温设备将储水器皿中的水加热升温，直至系统压力升至所述收集器单元中爆破片的爆破压力后，爆破片爆破，所述收集器单元的高频压力变送器采集到压力阶跃变化信号，控制开始注水并开始计时，同时关闭稳压单元中的加热设备，当达到预先设定注水时长停止注水。所述步骤4和步骤5中，泵入惰性气体的速率为1kPa/s，且步骤4中当稳压罐体内的压力升至0.2MPa时停止泵入惰性气体；步骤5中系统压力升至12MPa时停止泵入惰性气体，即设定阈值为12MPa。所述步骤6中，对惰性气体的加热控制系统内的升压速率为0.3kPa/s，系统压力升高至设定阈值为13MPa。所述所述步骤6中，停止注水后关断所述储水单元与收集器单元之间的管路，然后开启所述稳压单元中冷却单元对系统进行冷却，同时将所述稳压单元的稳压罐体上的排气阀开启，将排气阀调至小开度，缓慢排气；待系统内的惰性气体排空，系统降至常温常压状态，将所述储水单元的储水器皿以及和稳压罐上的排液阀和排气阀开启至最大。所述储水单元与收集器单元之间的管路上缠绕设置有电伴热丝，所述步骤4开始，启动所述电伴热丝对所述储水单元与收集器单元之间的管路进行加热。与现有技术相比，本专利技术的技术方案注水温度和注水速率稳定，注水时长或注水总量可控的注水系统。该系统对于注水温度、速率、时长控制精确，可根据需要调整注水温度、注水速率和时长，运行可靠，建造方便，经济性强。附图说明本专利技术的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：图1是本专利技术一种基本方案的结构示意图；图2是本专利技术爆破片装置一种优选方案的结构示意图；图中：1、储水器皿；2、高温高压液位计；3、加热棒；4、电伴热丝；5、文丘里流量计；6、爆破片装置；7、收集器；7.1、限流小孔；7.2、限流件；7.3、爆破片；7.4、爆破片夹持器；8、稳压罐体；9、注气阀；10、增压泵；11、惰性气体源；12、排气阀；13、电动截止阀；14、抽真空系统；15、蛇形冷却管；16、冷却水泵给设备。具体实施方式下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本专利技术目的技术方案，需要说明的是，本专利技术要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。实施例1作为本专利技术注水系统一种最基本的实施方案，本系统包括带有液位控制设备和加温设备的储水单元，以及通过调整限流小孔7.1尺寸与爆破片7.3最小泄放面积之间比例来控制注水速率的收集器7单元；所述储水单元通过管理与内部带有加热单元和冷却单元的稳压单元连接，所述储水单元和稳压单元均带有抽真空系统14，所述稳压单元还连接有惰性气体泵注系统；作为本专利技术一种最基本的实施方案，如图1的注水装置，包括带有高温高压液位计2、内部设置有加热棒3的储水罐1；所述储水罐1的底部通过设置有电伴热装置4和文丘里流量计5的管路连接至设置有爆破片装置6的收集器7；储水罐1的上部通过管道连接设置有加热棒3和冷却装置的稳压罐8，所述稳压罐8上部还通过注气阀9和带有增压泵10的管道连接有惰性气体源11。储水罐1与常温常压水源连接，开始前向储水罐1内注水，通过高温高压液位计2监测水位，满足注水总量要求后自动停止注水；储水罐1内设置加热棒3以及温度热电偶等，并可以与温控仪连接，通过加热棒3加热、热电偶和温控仪监测控制，使储水罐1内水温满足注水要求，此外，还可以在注水管道上缠绕电伴热丝，弥补水从储水加热罐流至爆破片装置6时的散热损失；稳压罐8和与之连接的储水加热罐气腔内充装惰性气体，稳压罐8容积远大于储水加热罐内注水流出总体积。注水前后，稳压罐8和储水加热罐上部气腔总体积变化率较小，注水过程惰性气体近似为等压过程，注水过程压力稳定。为保证注水系统压力边界安全，在储水罐1、稳压罐8两台承压设备上分别设置有安全阀。所述储水罐1的顶部设置有带有注水阀的常温常压水源入口管，以及带有排气阀12、电动截止阀13和抽真空系统14的真空抽吸管路。所述储水罐1底部与所述收集器7连接的管路上设置有高频压力传感器、且靠近所述储水罐1和收集器7的两端均设置有气动阀或者电磁阀。为精确控制注水时长，在注水管道上设置高频动态压力传感器，和气动阀或者电磁阀，高频动态压力传感器靠近爆破片装置6，爆破片7.3上游系统压力缓慢上升，爆破片7.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注水系统，其特征在于：包括带有液位控制设备和加温设备的储水单元，以及通过调整限流小孔（7.1）尺寸与爆破片（7.3）最小泄放面积之间比例来控制注水速率的收集器（7）单元；所述储水单元通过管理与内部带有加热单元和冷却单元的稳压单元连接，所述储水单元和稳压单元均带有抽真空系统（14），所述稳压单元还连接有惰性气体泵注系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种注水系统，其特征在于：包括带有液位控制设备和加温设备的储水单元，以及通过调整限流小孔（7.1）尺寸与爆破片（7.3）最小泄放面积之间比例来控制注水速率的收集器（7）单元；所述储水单元通过管理与内部带有加热单元和冷却单元的稳压单元连接，所述储水单元和稳压单元均带有抽真空系统（14），所述稳压单元还连接有惰性气体泵注系统。


2.一种注水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过抽真空系统（14）对储水单元的储水器皿（1）进行真空抽吸，同时通过所述惰性气体泵注系统经所述稳压单元的稳压罐体（8）向系统中泵入惰性气体，完成对系统内气体的置换；
步骤2，关闭对储水单元的抽真空系统（14），继续通过所述惰性气体泵注系统向系统内泵入惰性气体直至系统内压力恢复至正常压力，关闭所述惰性气体泵注系统；
步骤3，向储水单元的储水器皿（1）中注入常温常压的水，然后关闭所述储水单元与所述稳压单元之间的管道连接，通过加温设备将储水器皿（1）中加入的水煮沸；
步骤4，通过所述惰性气体泵注系统向所述稳压单元的稳压罐体（8）内泵入惰性气体使稳压罐体（8）内的惰性气体高于正常压力；储水器皿（1）中加入的水煮沸后，导通所述储水单元与所述稳压单元之间的管道连接并开启所述储水器皿（1）上的泄压阀，稳压罐体（8）内的高压惰性气体灌入储水器皿（1）将储水器皿（1）上部腔室气体吹扫干净然后关闭所述储水器皿（1）上的泄压阀；
步骤5，再次通过所述惰性气体泵注系统经所述稳压单元的稳压罐体（8）向系统中泵入惰性气体，使系统内的气体压力达到设定阈值，然后导通所述储水单元和所述收集器（7）单元之间的管道，开启所述加温设备将储水器皿（1）中的水继...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，刘泰生，郭正荣，杨洋，王博，王晓丁，许鹏先，里超，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51