一种在线监测超临界二氧化碳工质纯度的装置和测量方法

技术领域

本发明涉及在火电、核电、化工、制冷、航空和航天等领域应用的仪器仪表计量技术领域，特别涉及一种在线监测超临界二氧化碳工质纯度的装置和测量方法。

背景技术

超临界二氧化碳布雷顿循环可以在620℃温度等级达到蒸汽朗肯循环700℃的效率，作为新型先进动力循环具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。近年来，以超临界二氧化碳动力循环为基础的新型动力系统受到国内外学术界和工业界的广泛关注，并逐渐投入应用。

作为循环工质，超临界二氧化碳的物性参数是影响系统循环热效率的重要因素，而超临界状态下的二氧化碳纯度对物性参数的影响是十分明显的。目前测量纯度的方法主要采用气相色谱分析法，该方法是利用分子作用力的不同，将测试样气带入色谱柱中，观察样气各组分流出色谱柱的时间来确定样气的成分。该方法虽然应用范围较广，分析速度较快，但对于纯度较高的二氧化碳样气，该方法不能直接检测二氧化碳浓度，只能检测杂质气体的含量后，采用差值得出二氧化碳浓度，使得结果极易出现误差，且在实际管道采样时，CO

由于在超临界状态下，万分之一的纯度差会使二氧化碳密度最高出现百分之五的差别，可以采用超临界二氧化碳的这种特性对被测样气的纯度进行分析。该方法精确性高，灵敏度好且成本较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有纯度测量技术的缺点，提供一种具有测量便捷、精确性高、灵敏可靠特点的在线监测超临界二氧化碳工质纯度的装置和测量方法，该装置利用超临界流体密度受纯度影响波动较大的特点，逆向实现超临界二氧化碳循环工质纯度的高精度测量。

为实现上述技术效果，本发明的具体技术方案如下：

一种在线监测超临界二氧化碳工质纯度的装置，包括数显计算模块1、温度变送器2、压力变送器3、本体支架4、压阻传感器5、密封填料6、连杆7、CO

所述主体支架4中的被测CO

所述连杆7在安装时顶部与压阻传感器5的接触面有一定的预紧压力。

所述CO

所述密封填料6采用碳纤维或柔性石墨密封材料，通过预紧或被测样气的压力自紧作用使密封填料6与导向管套9紧密连接，同时不影响连杆7自由端的轴向位移。

所述连杆7的材质为预设温度压力下呈刚性的硬质合金金属材料，所述连杆7的底部与CO

所述数显计算模块1中预先储存有通过商用物性软件计算得到的不同纯度的CO

所述的一种在线监测超临界二氧化碳工质纯度的装置的纯度测量方法，将本装置的外管道10与被测CO

本发明具有以下有益效果：

本发明利用超临界流体密度受纯度影响波动较大的特点，将封装有一定质量CO

进一步，本发明采用的技术方法相较于气相色谱分析等现有纯度测量技术,检测的精度高，投资和维护成本可以大幅降低。同时，该装置结构简单合理，成套设备占地体积小，安装灵活简便，可以实现在线实时监测被测样气的超临界CO

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为连杆和压阻传感器的结构示意图。

图3为本发明的外形结构图。

其中，1为数显计算模块，2为温度变送器，3为压力变送器，4为本体支架，5为压阻传感器，6为密封填料，7为连杆，8为CO

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1、图2和图3所示，本发明所述的一种在线监测超临界二氧化碳工质纯度的装置，包括数显计算模块1，温度变送器2，压力变送器3，本体支架4，压阻传感器5，密封填料6，连杆7，CO

CO

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。