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ICS27.010GB/T40286—2021低溫雙循環(huán)余熱回收利用裝置國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T40286—2021 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4符號(hào) 3 4 8測(cè)試數(shù)據(jù)整理和測(cè)試報(bào)告內(nèi)容 附錄A(資料性附錄)測(cè)試報(bào)告書模板 IGB/T40286—2021本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能涉及專利。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。(天津)電力工程有限公司、山西常村大成節(jié)能科技有限公司、山東創(chuàng)佳新能源科技有限公司、中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七一一研究所、國家電投集團(tuán)綜合智慧能源科技有限公司、天津博帆科技發(fā)展有限薛江云。1GB/T40286—2021低溫雙循環(huán)余熱回收利用裝置性能測(cè)試方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于低溫雙循環(huán)余熱回收利用裝置(以下簡(jiǎn)稱“裝置”)的性能測(cè)試,其他同類裝置的性能測(cè)試可參照?qǐng)?zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T755旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能GB/T2624(所有部分)用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測(cè)量滿管流體流量GB/T5773—2016容積式制冷劑壓縮機(jī)性能試驗(yàn)方法GB/T10870蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組性能試驗(yàn)方法GB/Z18039.1電磁兼容環(huán)境電磁環(huán)境的描述和分類GB/T18430.1—2007蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組第1部分:工業(yè)或商業(yè)用及類似用途的冷水(熱泵)機(jī)組GB/T37819—2019低溫余熱雙循環(huán)發(fā)電裝置GB/T50050工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范GB50588—2017水泥工廠余熱發(fā)電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)DL/T448—2016電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程DL/T5137電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1低溫雙循環(huán)余熱回收利用裝置bi-circulationunitforlow-temperaturewasteheatrecoveryanduti-lization由蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器、工質(zhì)泵等組成,且能夠?qū)⒌蜏責(zé)崮苻D(zhuǎn)換為電能或機(jī)械能的裝置(系統(tǒng)示意圖見圖1)。2冷源出口冷源出口冷凝器工質(zhì)泵熱源出口冷源進(jìn)口熱源進(jìn)口膨脹機(jī)蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)organicworking裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮芟螂娔芑驒C(jī)械能轉(zhuǎn)化的低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)。由各種類型的電能表或與計(jì)量用電壓、電流互感器(或?qū)S枚卫@組)及其二次回路相連接組成的用于計(jì)量電能的裝置。輸入功率electricpowerinput用于評(píng)估裝置性能而設(shè)定的測(cè)試條件。熱功轉(zhuǎn)化效率thermalefficiency3GB/T40286—20213.12汽態(tài)余熱vaporwasteheat換熱過程中存在凝結(jié)換熱現(xiàn)象的余熱。4符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。A?!淠魍獗砻娣e,單位為平方米(m2);A。——蒸發(fā)器外表面積,單位為平方米(m2);A?-——蒸發(fā)器至膨脹機(jī),膨脹機(jī)至冷凝器段的輔助設(shè)備外表面積,單位為平方米(m2);cp——平均溫度下冷源或熱源介質(zhì)的定壓比熱容,單位為焦耳每千克攝氏度[J/(kg·℃)];ha——蒸發(fā)器出口有機(jī)工質(zhì)的比焓,單位為焦耳每千克(J/kg);hd-—蒸發(fā)器進(jìn)口有機(jī)工質(zhì)的比焓,單位為焦耳每千克(J/kg);h?——蒸發(fā)器側(cè)熱源介質(zhì)的進(jìn)口焓值,單位為焦耳每千克(J/kg);h?——蒸發(fā)器側(cè)熱源介質(zhì)的出口焓值,單位為焦耳每千克(J/kg);K?!淠魍獗砻媾c環(huán)境空氣之間的傳熱系數(shù),單位為瓦每平方米攝氏度[W/(m2·℃)];Ke——蒸發(fā)器外表面與環(huán)境空氣之間的傳熱系數(shù),單位為瓦每平方米攝氏度[W/(m2·℃)];K?——蒸發(fā)器至膨脹機(jī),膨脹機(jī)至冷凝器段的輔助設(shè)備外表面與環(huán)境空氣之間的傳熱系數(shù),單位為瓦每平方米攝氏度[W/(m2·℃)];Mg——由流量計(jì)測(cè)得的氣體有機(jī)工質(zhì)和潤滑油混合物的質(zhì)量流量,單位為千克每秒(kg/s);M?——由流量計(jì)測(cè)得的液體有機(jī)工質(zhì)和潤滑油混合物的質(zhì)量流量,單位為千克每秒(kg/s);Pin——裝置的輸入功率,單位為瓦(W);P、——裝置的輸出軸功率,單位為瓦(W);Q。——裝置冷凝器側(cè)的放熱量,單位為瓦(W);Qer——冷凝器傳入環(huán)境的熱量修正值,單位為瓦(W);Qe——裝置蒸發(fā)器側(cè)的吸熱量,單位為瓦(W);Qe,r——蒸發(fā)器傳入環(huán)境的熱量修正值,單位為瓦(W);Q..——蒸發(fā)器至膨脹機(jī),膨脹機(jī)至冷凝器段的輔助設(shè)備向環(huán)境空氣放出的總熱量,單位為瓦ta——環(huán)境空氣溫度,單位為攝氏度(℃);tem——冷凝器側(cè)冷源介質(zhì)進(jìn)、出口溫度的平均值,單位為攝氏度(℃);te.m——蒸發(fā)器側(cè)熱源介質(zhì)進(jìn)、出口溫度的平均值,單位為攝氏度(℃);tf-—蒸發(fā)器至膨脹機(jī),膨脹機(jī)至冷凝器段的輔助設(shè)備表面平均溫度,單位為攝氏度(℃);t?—-—蒸發(fā)器側(cè)熱源介質(zhì)的進(jìn)口溫度,單位為攝氏度(℃);t?——蒸發(fā)器側(cè)熱源介質(zhì)的出口溫度,單位為攝氏度(℃);t?——冷凝器側(cè)冷源介質(zhì)的進(jìn)口溫度,單位為攝氏度(℃);t?—-—冷凝器側(cè)冷源介質(zhì)的出口溫度,單位為攝氏度(℃);αf--——輔助設(shè)備表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),單位為瓦每平方米攝氏度[W/(m2·℃)];δ——輔助設(shè)備表面隔熱材料厚度,單位為米(m);yout——熱電轉(zhuǎn)換效率;ηs--——熱功轉(zhuǎn)化效率;4GB/T40286—2021λ——輔助設(shè)備表面隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù),單位為瓦每米攝氏度[W/(m·℃)];p——平均溫度下冷源或熱源介質(zhì)的密度,單位為千克每立方米(kg/m3);w——有機(jī)工質(zhì)和潤滑油的混合溶液中,有機(jī)工質(zhì)與混合液的質(zhì)量比。5測(cè)試規(guī)定5.1裝置測(cè)試時(shí)應(yīng)采用兩種不同方法同時(shí)測(cè)量,分別定義為X法和Y法,X法和Y法的選擇原則見5.2X法和Y法測(cè)試結(jié)果之間的偏差應(yīng)在±8%以內(nèi),并以X法和Y法測(cè)量結(jié)果的平均值為準(zhǔn)。5.3裝置測(cè)試時(shí),系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到熱平衡狀態(tài),測(cè)試時(shí)間應(yīng)不少于2h。5.5裝置測(cè)試時(shí)應(yīng)為裝置提供滿足表1規(guī)定的溫度條件。表1裝置測(cè)試工況溫度條件測(cè)試工況熱源側(cè)冷源側(cè)類型進(jìn)口溫度℃水冷式風(fēng)冷式水-空氣冷卻式進(jìn)口溫度℃干球溫度℃濕球溫度℃A夏季氣態(tài)余熱冬季776B夏季汽態(tài)余熱冬季776C夏季液態(tài)余熱冬季776D夏季液態(tài)余熱冬季汽態(tài)余熱7765.6測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)在測(cè)試工況穩(wěn)定0.5h后,每隔15min測(cè)量記錄一次,直至連續(xù)三次的測(cè)量數(shù)據(jù)符合表1的規(guī)定為止,第一次測(cè)量至第三次測(cè)量記錄的時(shí)間稱為測(cè)試周期。5.7裝置在測(cè)試工況下應(yīng)能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),各緊固件應(yīng)無松動(dòng)。6.1測(cè)試環(huán)境條件測(cè)試環(huán)境條件應(yīng)滿足:——海拔不超過1000m;——最高環(huán)境溫度不超過40℃;——在海拔超過1000m或環(huán)境空氣溫度高于40℃的條件下進(jìn)行測(cè)試時(shí),應(yīng)按GB/T755規(guī)定執(zhí)行。6.2裝置狀態(tài)及要求6.2.1裝置的一般性要求應(yīng)符合GB/T37819—2019中5.1.2~5.1.15的規(guī)定。5GB/T40286—20216.2.2裝置的安全性要求應(yīng)符合GB/T37819—2019中5.3的規(guī)定。6.2.3裝置的氣密性要求應(yīng)符合GB/T18430.1—2007中的規(guī)定。6.3.2測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備和儀表不應(yīng)妨礙裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和操作。6.3.3測(cè)試系統(tǒng)使用的熱源和冷源介質(zhì)的清潔度和腐蝕性應(yīng)符合裝置要求,且水質(zhì)應(yīng)符合6.3.4測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)具備電力安全并網(wǎng)和解裂功能,其電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB50588—2017中第12章的規(guī)定。6.3.5測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)配置電能計(jì)量裝置,其設(shè)計(jì)應(yīng)滿足DL/T5137的要求。6.3.6測(cè)試系統(tǒng)的周圍不應(yīng)有干擾測(cè)試的因素,測(cè)試場(chǎng)所的電磁環(huán)境應(yīng)符合GB/Z18039.1的要求。6.3.7測(cè)試系統(tǒng)在停用時(shí)應(yīng)注意防凍。6.4.1.3測(cè)量儀表的安裝和使用方法應(yīng)符合GB/T10870中的規(guī)定。測(cè)量如下參數(shù)的儀器準(zhǔn)確度為:b)液態(tài)有機(jī)工質(zhì)溫度:±0.1℃;溫度測(cè)量時(shí)應(yīng)滿足下列要求:a)溫度計(jì)套管采用薄壁鋼管或不銹鋼薄壁管,垂直插入流體(溫度計(jì)套管的尺寸不使氣流受到明顯影響),管徑較小時(shí)可斜插逆流或用測(cè)溫管,插入深度為1/2管道直徑;高測(cè)量準(zhǔn)確度;6GB/T40286—2021所有壓力測(cè)量儀表,其絕對(duì)壓力讀數(shù)或壓差讀數(shù)的準(zhǔn)確度為±1%。壓力測(cè)量時(shí)應(yīng)滿足下列要求:a)測(cè)量壓力為絕對(duì)壓力時(shí),應(yīng)按測(cè)試時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ颠M(jìn)行修正(用水銀大氣壓力計(jì)測(cè)量大氣壓b)U型管壓差計(jì)的玻璃管內(nèi)徑不小于6mm。流量測(cè)量儀表有:流量節(jié)流裝置、液體計(jì)量容器和液體質(zhì)量或體積流量計(jì)等。測(cè)量如下參數(shù)的儀器準(zhǔn)確度為:a)液態(tài)流量:±1%;b)汽態(tài)余熱介質(zhì)流量、氣體流量:±2%。流量測(cè)量時(shí)應(yīng)滿足下列要求:a)流量節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝與計(jì)算應(yīng)按照GB/T2624(所有部分)的規(guī)定;b)流量節(jié)流裝置的壓差讀數(shù)應(yīng)不小于250mm液柱高度。6.4.5電工測(cè)量儀表和精度電工測(cè)量儀表應(yīng)符合DL/T448—2016中第5.3級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí)的要求。其中:a)功率表:指示式0.5級(jí),積算式1級(jí);d)耐電壓檢驗(yàn)裝置:2級(jí)。時(shí)間測(cè)量儀表的準(zhǔn)確度為±0.1%。6.4.7重量(質(zhì)量)測(cè)量儀表精度重量(質(zhì)量)測(cè)量儀表的準(zhǔn)確度為±0.2%。噪聲測(cè)量儀表的準(zhǔn)確度為±2%。76.4.9轉(zhuǎn)速測(cè)量儀表和精度轉(zhuǎn)速測(cè)量儀表的準(zhǔn)確度為±2%。6.4.10軸功率測(cè)量儀表和精度軸功率測(cè)量儀表的準(zhǔn)確度為±1.5%。7測(cè)試7.1測(cè)試要求裝置的測(cè)試方法共有4種,測(cè)試時(shí)應(yīng)選擇其中的2種,記為X法和Y法,在每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)應(yīng)測(cè)量報(bào)告(見8.2)中所規(guī)定的數(shù)據(jù),以及每種測(cè)試方法所要求的附加數(shù)據(jù)。4種測(cè)試方法如下:a)方法A:熱源介質(zhì)法(見7.5);b)方法B:裝置熱平衡法(見7.6);c)方法C:液體有機(jī)工質(zhì)流量計(jì)法(見7.7);d)方法D:氣體有機(jī)工質(zhì)流量計(jì)法(見7.8)。7.2測(cè)試方法X法和Y法的選擇方法A、B、C和D中任何一種均可作為X法使用。除以下幾點(diǎn)外,任何一種試驗(yàn)方法均可作為Y法使用。a)被作為X法的測(cè)試方法;b)測(cè)量的量與X法相同的任一種方法,例如:方法C、D不能同時(shí)作為X法和Y法。7.3測(cè)試方法X法和Y法的組合表2給出了X法和Y法的組合方式。X法Y法可宜AB、C、DB、CBA、C、DA、CCA、BADA、BA8GB/T40286—20217.4.1測(cè)試時(shí)測(cè)試參數(shù)極限偏差按表3規(guī)定。測(cè)試參數(shù)測(cè)量值與規(guī)定值間的最大允許偏差測(cè)量值相對(duì)于平均值的最大允許偏差液體溫度氣體溫度士1℃液體體積流量士4.0%氣體體積流量壓力電壓電流頻率軸功率士1.5%士0.75%轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩7.5方法A:熱源介質(zhì)法試裝置。①①熱源蒸發(fā)器d膨脹機(jī)工質(zhì)泵冷凝器冷源流量計(jì)圖2方法A:熱源介質(zhì)法系統(tǒng)示意圖9GB/T40286—20217.5.2測(cè)試要求7.5.2.1熱源側(cè)進(jìn)、出口溫度及流量的允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。7.5.2.2冷源側(cè)進(jìn)、出口溫度及流量的允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。7.5.2.3工質(zhì)泵電源電壓、頻率及發(fā)電電壓、頻率應(yīng)符合表3的規(guī)定。7.5.3裝置吸熱量的計(jì)算裝置蒸發(fā)器側(cè)吸熱量按式(1)計(jì)算:Qe=pqv(h?—h?)—Qe,r (1)對(duì)于液態(tài)余熱,吸熱量可按式(2)計(jì)算:Qe=Cppq(t?-t?)-Q.r (2)其中:Qe,r=K.A.(te,m—ta)……(3)7.6方法B:裝置熱平衡法7.6.1測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)(如圖3)在被測(cè)裝置的冷源側(cè)的進(jìn)口處安裝有流量測(cè)量裝置,且進(jìn)、出口管路設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥門。熱源d膨賬機(jī)工質(zhì)泵b冷凝器43冷源流量計(jì)圖3方法B:裝置熱平衡法系統(tǒng)示意圖7.6.2測(cè)試要求7.6.2.1熱源側(cè)進(jìn)、出口溫度及流量的允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。7.6.2.2冷源側(cè)進(jìn)、出口溫度及流量的允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。7.6.2.3工質(zhì)泵電源電壓、頻率及裝置發(fā)電電壓、頻率應(yīng)符合表3的規(guī)定。7.6.3裝置放熱量的計(jì)算裝置冷凝器側(cè)的放熱量按式(4)計(jì)算:其中:對(duì)冷凝器有機(jī)工質(zhì)側(cè)進(jìn)行隔熱時(shí),式(4)中的Qc,可忽略不計(jì);無隔熱時(shí),由式(5)確定。裝置蒸發(fā)器側(cè)的吸熱量按式(6)計(jì)算:Q.=Qc十Qs.r十W—Pin………………(6)其中:Qs.=KA(tf—ta)式(7)中,輔助設(shè)備無隔熱時(shí),取K?=7,單位為瓦每平方米攝氏度[W/(m2·℃)];對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行隔熱時(shí),K,由式(8)確定:………(8)7.7方法C:液體有機(jī)工質(zhì)流量計(jì)法7.7.1測(cè)試系統(tǒng)7.7.1.1流量計(jì)安裝在儲(chǔ)液器或冷凝器(無儲(chǔ)液器時(shí))出口與工質(zhì)泵之間的液體管道中,流量計(jì)的安裝應(yīng)符合GB/T2624(所有部分)。7.7.1.2測(cè)試系統(tǒng)(如圖4)在儲(chǔ)液器或冷凝器(無儲(chǔ)液器時(shí))出口與工質(zhì)泵之間應(yīng)預(yù)留接口,供安裝測(cè)量用設(shè)備。7.7.1.3測(cè)試時(shí),應(yīng)提供為測(cè)含油量而抽取有機(jī)工質(zhì)-潤滑油混合物樣品的設(shè)備。蒸發(fā)器蒸發(fā)器d工質(zhì)泵流量計(jì)冷凝器圖4方法C:液體有機(jī)工質(zhì)流量計(jì)法系統(tǒng)示意圖7.7.2測(cè)試要求7.7.2.1進(jìn)入流量計(jì)的有機(jī)工質(zhì)過冷度不小于3℃。7.7.2.2測(cè)試時(shí)應(yīng)記錄以下附加數(shù)據(jù):a)流量計(jì)進(jìn)口有機(jī)工質(zhì)溫度;b)蒸發(fā)器進(jìn)口有機(jī)工質(zhì)的溫度、壓力;c)蒸發(fā)器出口有機(jī)工質(zhì)的溫度、壓力。GB/T40286—20217.7.3裝置的吸熱量按式(9)計(jì)算Qe=wM?(ha—hd)…………(9)7.7.4含油量的測(cè)定有機(jī)工質(zhì)-潤滑油混合物液體含油量的測(cè)定按GB/T5773—2016中附錄A的規(guī)定。7.8方法D:氣體有機(jī)工質(zhì)流量計(jì)法7.8.1測(cè)試系統(tǒng)7.8.1.1流量計(jì)安裝在蒸發(fā)器與膨脹機(jī)之間的管道上,為減少和消除有機(jī)工質(zhì)氣體流量的脈動(dòng),在相應(yīng)管道上應(yīng)裝設(shè)脈動(dòng)緩沖器,流量計(jì)的安裝應(yīng)符合GB/T2624(所有部分)。7.8.1.2在蒸發(fā)器出口與膨脹機(jī)之間應(yīng)預(yù)留接口,供安裝測(cè)量用設(shè)備,系統(tǒng)示意圖如圖5。7.8.1.3測(cè)試時(shí),應(yīng)提供為測(cè)含油量而抽取有機(jī)工質(zhì)-潤滑油混合物樣品的設(shè)備。①d工質(zhì)泵圖5方法D:氣體有機(jī)工質(zhì)流量計(jì)法系統(tǒng)示意圖7.8.2測(cè)試要求7.8.2.1測(cè)試時(shí)應(yīng)記錄以下附加數(shù)據(jù):a)蒸發(fā)器進(jìn)口有機(jī)工質(zhì)的溫度、壓力;b)蒸發(fā)器出口有機(jī)工質(zhì)的溫度、壓力。7.8.2.2測(cè)試時(shí),為減少流量計(jì)的測(cè)量誤差,應(yīng)設(shè)置有效的油分離裝置,使流經(jīng)流量計(jì)的有機(jī)工質(zhì)氣體中含油量不超過1.5%。7.8.3裝置的吸熱量按式(10)計(jì)算Qe=wM(h?!猦a)…………(7.8.4含油量的測(cè)定有機(jī)工質(zhì)-潤滑油混合物液體含油量的測(cè)定按GB/T5773—2016中附錄A的規(guī)定。GB/T40286—20217.9功率的測(cè)試方法7.9.1裝置輸入功率裝置輸入功率Pin為工質(zhì)泵的平均輸入功率,可由電工測(cè)量設(shè)備直接讀數(shù)得到。7.9.2裝置輸出軸功率裝置的輸出軸功率P、可由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀或測(cè)功機(jī)直接測(cè)量得到。7.9.3裝置發(fā)電功率裝置發(fā)電功率Pout可由測(cè)量周期內(nèi)電工測(cè)量設(shè)備直接讀數(shù)得到。7.10轉(zhuǎn)化效率的評(píng)定7.10.1熱功轉(zhuǎn)化效率裝置的熱功轉(zhuǎn)化效率由式(11)確定:……(1l)7.10.2熱電轉(zhuǎn)換效率裝置的熱電轉(zhuǎn)化效率由式(12)確定: (12)8測(cè)試數(shù)據(jù)整理和測(cè)試報(bào)告內(nèi)容8.1測(cè)試數(shù)據(jù)整理8.1.1有機(jī)工質(zhì)參數(shù)值有機(jī)工質(zhì)物理性質(zhì)參數(shù)值應(yīng)采用現(xiàn)行的有機(jī)工質(zhì)熱物理性質(zhì)表和圖。8.1.2測(cè)試數(shù)據(jù)所有測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)采用測(cè)試周期內(nèi)連續(xù)三次測(cè)得的平均值,宜作不確定度分析。8.2測(cè)試報(bào)告內(nèi)容8.2.1一般數(shù)據(jù)包括:a)測(cè)試日期、地點(diǎn)、人員、啟動(dòng)時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和測(cè)量時(shí)間;b)裝置型號(hào)和出廠編號(hào);c)裝置額定

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