二氧化碳相变的控制装置和控制方法

摘要

本发明公开了一种二氧化碳相变的控制装置和控制方法，能将液态CO2在-20～100度、0.5～32MPa中的任意一点气体或者超临界CO2实现平稳控制；能将最大至0.9m3/h流量的CO2升压至32MPa及100度的上限，轻松实现超临界态和气态中转换，并能安全泄放至大气；可应用于CO2地面建设试验系统，为保证CO2的不同试验工况提供技术依据。

主权项

一种利用二氧化碳相变的控制装置控制二氧化碳相变的方法，所述二氧化碳相变的控制装置的构造为：第一阀门和柱塞计量泵并联后一端接上游系统的CO2管路，另一端接加热器；调压阀和第二阀门并联后一端接加热器，另一端接试验装置，在第二阀门和试验装置之间还设置有安全阀、压力仪表和温度仪表；第一背压阀和第三阀门并联后一端接试验装置，另一端依次与第二背压阀和缓冲罐串联，在缓冲罐上设置有出口止回阀；其特征在于：包括如下步骤：首先对工况进行判断：（１）如果是压力范围0.5～2.0MPa，温度‑20～100℃工况，则，首先设定第二背压阀的压力值，使其为0.5～2.0MPa范围内的任意值，让压力为2.0MPa、温度为‑20℃的上游系统来料液态二氧化碳通过第一阀门进入加热器进行加热，在CO2达到所需温度后，调节调压阀开度使压力达到第二背压阀设定的压力值，然后使CO2进入试验装置，再通过第三阀门进入第二背压阀，经过第二背压阀泄放后的CO2再进入缓冲罐，然后通过缓冲罐的出口止回阀泄放至大气；（2）如果是压力范围2.0～15MPa，温度‑20～100℃工况，则，首先设定第二背压阀的压力值，使其为2.0～15MPa范围内的任意值，让压力为2.0MPa、温度为‑20℃的上游系统来料液态CO2通过柱塞计量泵增压后再进入加热器进行加热，在CO2达到所需温度后，使CO2通过第二阀门进入试验装置，然后再通过第三阀门进入第二背压阀，经过第二背压阀泄放后的CO2再进入缓冲罐，然后通过缓冲罐的出口止回阀泄放至大气；（3）如果是压力范围15～32MPa，温度‑20～100℃工况，则，首先设定第一背压阀的压力值，使其为15～32MPa范围内的任意值，再设定第二背压阀的压力值，使其为2.0～15MPa范围内的任意值，让压力为2.0MPa、温度为‑20℃的上游系统来料液态CO2通过柱塞计量泵增压后进入加热器进行加热，到所需温度后使CO2通过第二阀门进入试验装置，然后CO2经第一背压阀泄放后进入第二背压阀，经过第二背压阀泄放后的CO2再进入缓冲罐，然后通过缓冲罐的出口止回阀泄放至大气。