CN103808503B - 一种测试蒸汽安全阀排量的试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于系统干度控制的蒸汽安全阀排量试验装置与方法。本装置主要由直流锅炉、汽水分离器、储能器和试验容器依次相连而成。通过调节蒸汽集箱上调节阀的开度稳定锅炉出口蒸汽压力，以解决不同规格的安全阀试验时锅炉蒸汽供应量和储能器增压需求蒸汽量之间的不平衡；调节储能器和试验容器之间的调节阀开度以实现被测蒸汽安全阀的稳定排放；安全阀排量测试过程中，锅炉在压力控制下持续向储能系统供气，使储能器在测试过程中维持足够的压力，从而减小储能器的体积，降低装置建造成本；调节直流锅炉的负荷来改变锅炉出口蒸汽的过热度，以满足排量试验中蒸汽品质的要求。该试验装置和方法具有操作弹性强、系统运行稳定、测试精度高的优点。

Description

一种测试蒸汽安全阀排量的试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及一种测试蒸汽安全阀排量的试验装置与试验方法，特别涉及一种基于系统干度控制的蒸汽安全阀排量试验装置与方法。

背景技术

蒸汽安全阀作为阀门类的重要产品和核电、热电及化工承压设备和管道的安全附件，对核电、热电和化工等企业的安全运行起着举足轻重的作用，是承压设备的最后一道被动安全措施。如果蒸汽安全阀失效，往往会造成灾难性的后果。例如，稳压器安全阀是核电站一回路部分系统中最重要的阀门之一，是保证反应堆冷却剂系统及其相连管道和设备安全的关键设备，蒸汽安全阀的可靠运行一直是核电、热电和化工等领域关注的焦点问题。

安全阀是“小阀门、大装置”。安全阀热态试验装置包含锅炉、容器、控制阀和控制系统，造价近亿元，试验技术远比安全阀本身复杂得多。目前，安全阀热态试验主要是依照美国ASME PTC25标准。此标准规定了对试验过程和测试精度的要求，但如何实现试验过程则是一大挑战。安全的试验包括安全阀动作性能试验和排量试验。其中的排量试验是测试安全阀在排放压力下的排量，进而计算安全阀的排量系数。此排放系数是安全阀结构设计的基础，是安全阀的重要参数。蒸汽安全阀的排量试验的主要挑战一是对安全阀排放时的蒸汽品质有着严格的而要求：饱和蒸汽的干度大于98%或者蒸汽的过热度小于10度。另外，排量试验的测试精度要求高：最终排量测量的偏差应不超过测量值的±2.0%。

安全阀热态试验装置最早出现在美国。目前美国Tyco公司分别在Stafford、Wrentham等地建有安全阀热态试验装置，ASME PTC25中关于安全阀试验部分的内容由这三个装置的实验工程师参与制定，但只有Wrentham的试验台具有蒸汽安全阀排量测试能力。Wrentham试验台的蒸汽安全阀排量测试采用大体积的高压储蒸汽能器以保证蒸汽安全阀排量测试过程的流量稳定；通过设置高压储能器的压力、温度等参数保证排量测试过程中蒸汽的品质满足ASME PTC25的要求。但由于被测不同规格的阀门的性能参数存在较大差异，预先设置的高压储能器的压力和蒸汽干度值在实际操作时常难以满足测试要求，需要反复调试，操作弹性差，对操作人员要求高。大体积高压储能器造成装置造价高昂。

国家特种泵阀工程技术研究中心具有安全阀的试验资质，但没有以蒸汽为介质的热态试验系统。国内共有3套热态安全阀试验装置，都采用试验装置整体升压直至安全阀起跳，进而测量安全阀机械性能的方法，安全阀业内称之为“自由膨胀法”。三套装置分别建在上海阀门厂、哈尔滨锅炉有限公司、中国船舶工业711所。以上3套热态安全阀试验装置和试验方法均无法保证安全阀排量试验过程蒸汽流量稳定性（±2.0%）和对测试蒸汽品质的要求，无法准确测量安全阀的排量系数。所以，中国尚没有安全阀热态试验装置能够测量蒸汽安全阀的排量系数。安全阀的排量系数是安全阀设计的核心，决定了安全阀的设计。我国由于没有可以测试安全阀热态排量系数的试验装置和技术，整个行业的技术水平和美国存在较大差距。

美国专利No.4893494介绍了一种测量安全阀整定压力的装置和方法。一个小型的实验容器和被测安全阀相连；一个较大的容器储存高压流体。该装置和方法适用于水和空气安全阀的测量，不适用于蒸汽安全阀的排量测量。

美国专利US2010/0281954A1介绍了一种安全阀热态试验装置和相应的测试方法。储能器通过管道和实验容器相连，管道上有阀门控制实验容器的压力。实验容器上安装的被测安全阀的出口通过管道和储水罐相连；管道的末端加工成喷头形状，埋入储水罐的水中。通过泵将储水罐中的水打入储能器中，从而使该试验装置形成一个封闭系统。安全阀测试时，将实验容器、储能器、储水罐预先加入去离子水，然后开启储能中的电加热器，生成高压蒸汽。将高压蒸汽通入到实验容器中，使实验容器升压直至安全阀起跳。此安全阀热态试验无锅炉、投资小。但此种方法采用电加热储能器中的水来产生蒸汽，产生的蒸汽为湿饱和蒸汽，不符合ASME PTC25标准对蒸汽品质的要求。另外，由于蒸汽安全阀排量试验时间长，通过储水罐中的水将如此大量的蒸汽冷凝是非常困难的，储水罐的体积和储水量将是巨大的，成本和造价非常高。

实用新型专利CN202057301介绍了一种安全阀开高的激光测量装置，包括激光位移测量单元、数据采集卡、计算机和多自由度可调支架。虽然激光测量属非接触测量，响应快。但试验过程中，安全阀上部释放出的蒸汽将会对激光有较大干扰，用激光精确测量安全阀的开高存在困难。

实用新型专利CN201259471Y介绍了安全阀试验可调位移排气管装置，解决了现有安全阀试验排气管装置存在的无法直接与不同规格及型号的安全阀配合使用，且排气管位移不可调的问题。

综上所述，目前蒸汽安全阀的排量试验技术存在严重缺陷。随着核电、热电和石化工业的发展，对蒸汽安全阀排量试验技术提出了更高的要求。所以，针对蒸汽安全阀的排量测试，需要着力解决现有测试技术中投资大、操作弹性差等问题，建立高精度的蒸汽安全阀的排量测试装置和方法，这将对确保蒸汽安全阀的质量并进而保证重大、高危承压装备的安全和长周期稳定运行具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种符合ASME PTC25标准要求的蒸汽安全阀排量试验装置和相应的测试工艺方法。将直流锅炉、储能器和试验容器依次相连，预先设定锅炉的工作压力。通过调节蒸汽集箱上调节阀的开度这一技术措施稳定锅炉出口蒸汽压力以解决不同规格的安全阀试验时锅炉蒸汽供应量和储能器增压需求蒸汽量之间的不平衡；通过调节储能器和试验容器之间的调节阀开度以实现被测蒸汽安全阀的稳定排放；安全阀排量测试过程中，锅炉在压力控制下持续向储能系统供气，使储能器在测试过程中维持足够的压力，从而减小储能器的体积，降低装置建造成本；调节直流锅炉的负荷来改变锅炉出口蒸汽的过热度，以满足不同规格的蒸汽安全阀对蒸汽品质的要求。该试验装置和方法具有操作弹性强、系统运行稳定、测试精度高的优点。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

一种蒸汽安全阀排量试验装置，其特征在于，所述的试验装置包括：一个为整个实验装置提供蒸汽的直流锅炉1，一个蒸汽输出集箱2，一个稳定直流锅炉压力并分离锅炉启动过程中产生的液态水的汽水分离器6，一个储存高压蒸汽并补充蒸汽到安全阀实验容器的储能器10，一个试验容器29，依次通过管道连接；蒸汽输出集箱2通过管道与调节阀3相连，通过调节阀3开度的变化调节输出集箱2的压力；汽水分离器6、储能容器10的底部分别安装有用于装置蒸汽预热过程中冷凝水排放的气动调节阀7、13，试验容器29的底部设置一个冷凝水储罐及气动调节阀32；蒸汽输出集箱2、储能容器10、试验容器29上分别安装有压力测量装置5、11、22和温度测量装置4、12、23；汽水分离器6和储能器10之间安装有电动闸阀8和电动调节阀9，电动闸阀8用于紧急事故工况下切断汽水分离器6和储能器10的蒸汽输送，电动调节阀9用于调整进入储能器10的蒸汽量，控制储能器10的升压和升温速度；储能器10上安全装有快速放空阀门14；储能器10和试验容器29之间安装有气动球阀15，用于开启或切断储能器10和试验容器29之间的蒸汽输送；试验容器29前有一段直管道33，安装有电动调节阀16，用于调节和稳定试验容器29的压力；在调节阀16之后，在直管道33上安装有压力测量装置17，孔板流量计18，差压变送器19，蒸汽干度测量装置20，温度测量装置21，以上17、18、19、20、21的测量值经过计算可获得蒸汽安全阀排放时的流量，试验容器29安装有一个隔离阀27，被测安全阀25安装于隔离阀27上，隔离阀27进出口管路安装有一蒸汽干度测量装置28；一个消音器26与被测安全阀25出口相连，将蒸汽泄放过程的噪音降到环保法规规定的分贝数；一个快速放空阀门24，通过管道与实验容器29相连，通过控制系统安全联锁设置保护被测安全阀25不会超压破坏；一个压力测量装置22和温度测量装置23安装在试验容器29上，用以测量安全阀排放时的温度和压力值；一个液位传感器31安装于冷凝水储罐30上，用于测量冷凝水的液位；一套PLC控制系统34通过数据线与所述的试验装置相连，实现安全阀泄放过程中数据的快速采集并保证整个装置的安全、稳定运行；

所述的直流锅炉1包括锅炉主体、反渗透水处理系统、除氧热水箱及其自控件、一套锅炉给水泵及水泵润滑系统；燃料可为天然气或柴油；锅炉的排量不低于5ton/h，蒸汽过热度精度为±3℃，蒸汽过热度在50℃内可调，干度>98%；

所述输出集箱2为压力储罐，体积为0.8～1.5m³，优选1m³；

所述的汽水分离器6为高温、高压容器，容积为2～5m³,优选3m³；

所述的储能器10为高温、高压容器，容积为5～15m³,优选10m³；

所述的试验容器29为高温、高压容器，容积为2～8m³,优选5m³；

所述的电动闸阀8，公称通径为50～100mm，优选80mm；

所述气动球阀15，公称通径100-200mm，优选150mm；

所述直管道33的公称直径100-200mm，优选150mm；

所述压力测量系统5、11、17、22包括：一条将高压蒸汽引入到立式储水罐37中的U型引压管35，引压管35的最低处安装有排污阀47，便于试验结束后排出冷凝水；储水罐的顶部有放空阀36，底部有排污阀46，便于试验结束后排出冷凝水，以减缓设备和仪表的腐蚀；引压管35的公称直径为25mm，储水罐37的引压管进口位置比U型引压管35最低处高150～300mm，优选200mm；储水罐37的顶端比U型引压管35的最高处低150～300mm，优选200mm；在蒸汽引入储水罐37之前预先在储水罐中灌满水，通过测量储水罐中的水压达到测量试验容器中蒸汽压力的目的；储水罐上安装有压力变送器39、41和压力表38、40，测量精度分别为±0.04%和±0.1%，测量所得模拟信号送至控制系统；在压力变送器和压力表和储水罐37之间安装有仪表角阀，分别为42、43、44、45，便于在测试过程中压力变送器和压力表的拆卸；

所述电动调节阀9、16为等百分比电动调节阀，包括远程控制的手操器和智能定位器，阀体口径为100～200，优选150mm。

所述差压变送器19精度为±0.1%。

所述蒸汽干度测量装置20、28为节流干度计，精度为±0.5%，节流干度计插入深度为测试位置处的管子的中心线。

所述的温度测量装置4、12、21、23为热电偶，分辨率不低于0.5℃。

所述隔离阀27为气动球阀，公称通径为100～200mm，优选150mm；

所述消音器26为立式消音器，采用阻抗复合式消音原理，消音器中流体最大压降小于0.2bar，消音器出口水平距离25米处噪音值小于65分贝；

所述快速放空阀门14、24为气动球阀，公称通径为50mm，全行程时间为0.5～1s，优选0.8s；

所述气动调节阀7、13、32的阀口径为6.25mm,阀门启闭时间1～3s，优选2s；

所述冷凝水储罐30，内径为150～250mm，优选200mm，容积为0.005～0.01m³,优选0.008m³。

所述液位传感器31，最大液位测量值为500mm，测量精度为±1mm。

所述的控制系统34为PLC。PLC系统内CPU单元支持中断控制、间接寻址、内置PID、字长为32bit。PLC系统49为西门子CPU315-2DP，是中央处理单元的控制器系统。

本发明还提供一种基于上述试验装置的安全阀热态机械性能试验方法，包括如下步骤：

（1）直流锅炉1从冷态启动，锅炉水进入锅炉，开启汽水分离器6下方的调节阀7排放冷凝水；

（2）直流锅炉1点火后炉内水温将逐渐升高，蒸汽逐渐产生，当蒸汽温度达到150℃时，关闭电动开关阀8，通过控制调节阀3的开度使锅炉出口压力达到预设值；打开电动开关阀8，控制调节阀9的开度，向储能器10和试验容器29进行预热升压，预热升压过程每隔半小时左右开容器底部的调节阀7、13、32，排放冷凝水；预热升压过程结合疲劳分析设计要求，控制容器内外壁温不超过50℃；

（3）当储能器10以及试验容器29的压力达到80%被测蒸汽安全阀的整定压力时，关闭试验容器29入口气动球阀15，停止对试验容器29升压；

（4）继续对储能器10升压到目标压力及过热度，关闭调节阀9，停止对储能器10升压，将锅炉压力稳定在预设值；如储能器蒸汽质量不满足试验要求（即湿度太高或过热度太高），改变锅炉的负荷并通过放净（开快速放空阀14）及补充新鲜蒸汽（开启调节阀9）调节储能器蒸汽质量；

（5）打开试验容器进口气动球阀15，缓慢开启试验容器29进口处调节阀16，继续对试验容器29升压至100%整定压力后关闭调节阀16，通过放净（快速开启放空阀24）和从储能器补充新鲜蒸汽（开启调节阀16）调节试验容器29内的蒸汽干度和过热度，关闭试验容器29进口气动球阀15，将试验容器进口调节阀16打到一定开度，该开度值等于被测安全阀的额定开高值；

（6）同时打开试验容器29进口气动球阀15和被测安全阀进口的隔离阀27，通过手操器手动调节调节阀16的开度使储能器压力、试验容器压力、流量计读数稳定在目标值；

（7）观察试验容器温度、干度计读数是否满足要求（过热度<10度,干度>=98%）。如不满足，则调整锅炉负荷，改变锅炉出口的蒸汽品质直至试验容器蒸汽的温度、干度满足蒸汽安全阀测试的要求；

（8）在蒸汽质量合格、流量压力稳定状态下，现场操作人员每隔10分钟记录排放温度、排放压力、流量计前后压力，连续读取三次实验数据，同时由控制系统PLC在此期间实时记录实验参数，包括：温度、压力、流量、干度计、液位计读数等。

（9）完成上述实验后，先关闭电动开关阀8和电动调节阀9，再关闭气动球阀15，紧接着关闭被测安全阀25和隔离阀27；

（10）通过人工记录及PLC记录的数据进行比对分析，当流量读数测量未显示单边向上或单边向下的趋势，而全部在平均值的±2%范围内时，则认为试验结果有效，否则重新试验。

有益效果

本发明实现热态安全阀的机械性能高精度测试。与现在已有的安全阀热态试验技术相比，具有如下的突出优点：

1、锅炉在蒸汽安全阀排量测试过程中持续向储能器供气，使储能器在测试过程中维足够的压力，储能器实际只起缓冲作用，减小了高压储能器的体积，降低了试验装置建造成本。

2、通过调节蒸汽集箱上的调节阀开度稳定直流锅炉出口压力以解决不同规格的安全阀试验时锅炉蒸汽供应量和储能器增压所需蒸汽量之间的不平衡，同时调节直流锅炉的负荷以改变锅炉出口蒸汽的过热度，满足蒸汽安全阀排量测试过程中对蒸汽品质的要求。系统运行稳定、操作弹性大、测试精度高。

附图说明

图1蒸汽安全阀排量试验装置流程图

其中：1：直流锅炉，2：蒸汽输出集箱，3：调节阀，4、12、21、23：温度测量装置，5、11、17、22：压力测量装置，6：汽水分离器，7、13、32：气动调节阀，8：电动闸阀，9、16：电动调节阀，10：储能器，14、24：快速放空阀，15：气动球阀，18：孔板流量计，19：差压变送器，20、28：蒸汽干度测量装置，25：被测安全阀，26：消音器，27：隔离阀，29：试验容器，30：冷凝水储罐，31：液位传感器，33：直管道，34：PLC控制系统。

图2压力测量系统

其中：35：引压管，36：放空阀，37：储水罐，38、40：压力表，39、41：压力变送器，42、43、44、45：仪表角阀。

图3蒸汽安全阀排量试验中排量、排放压力和温度随试验时间变化图

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明提供蒸汽安全阀排量试验装置和相应的测试工艺方法，符合ASMEPTC25标准要求。

通过调节蒸汽集箱上调节阀的开度这一技术措施稳定锅炉出口压力并同时解决不同规格的安全阀试验时锅炉蒸汽供应量和储能器增压需求蒸汽量之间的不平衡；通过调节储能器和试验容器之间的调节阀开度以实现安全阀的稳定排放；通过锅炉在压力控制下持续向储能系统供气使储能器在测试过程中维持足够的压力，从而减小储能器的体积，降低装置建造成本；调节直流锅炉的负荷改变锅炉出口蒸汽的过热度以满足不同规格的蒸汽安全阀对蒸汽品质的要求。该试验装置和方法具有操作弹性强、系统运行稳定、测试精度高的优点。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

实施例

被测阀门：蒸汽安全阀，整定压力0.3MPag，安全阀公称通径为75mm，额定排量3.16吨/小时。

（1）直流锅炉冷态启动，锅炉水进入锅炉，开启汽水分离器下方的气动调节阀排放冷凝水；

（2）直流锅炉点火后蒸汽逐渐产生，通过调节蒸汽集箱上的调节阀的开度使锅炉出口压力达到7MPag；储能器和试验容器进行预热升压，预热升压过程每隔半小时左右开容器底部的气动调节阀排放冷凝水。预热升压过程控制容器内外壁温不超过50℃；

（3）当储能器以及试验容器的压力达到0.24MPag时，关闭试验验容器入口气动球阀，停止对试验容器升压。

（4）继续对储能器升压到7MPag、287℃时，关闭锅炉到储能器的电动调节阀，停止对储能器升压。如储能器蒸汽的温度低于或高于287℃，则改变锅炉的负荷以调整蒸汽集箱出口的蒸汽温度，补充新鲜蒸汽到储能器，并结合打开储能器的快速放空阀将储能器的蒸汽参数调整到7MPag、287℃。

（5）打开试验容器进口气动球阀，缓慢开启试验容器进口处电动调节阀，继续对试验容器升压至0.3MPag后关闭电动调节阀。通过试验容器放空和从储能器补充新鲜蒸汽来调节试验容器内的蒸汽干度和过热度。关闭试验容器进口气动球阀，将试验容器进口电动调节阀打到开度为50%。

（6）同时打开试验容器进口气动球阀和安全阀进口隔离阀，通过手操器手动调节调节阀的开度使试验容器压力稳定在0.309MPag、流量稳定在3.16吨/小时。

（7）观察试验容器温度、干度计读数是否满足要求（过热度<10℃,干度>=98%）。如不满足，则调整锅炉负荷，改变锅炉出口的蒸汽品质直至试验容器蒸汽的温度、干度满足蒸汽安全阀测试的要求。

（8）在蒸汽质量合格、流量压力稳定状态下，现场操作人员每隔10分钟记录排放温度、排放压力、流量计前后压力，连续读取三次实验数据，同时由控制系统PLC在此期间实时记录实验参数，包括：温度、压力、流量、干度计、液位计读数等。

蒸汽安全阀的排量测试结果如图3所示。安全阀排量平均值3.17ton/hr，最大误差为-1.8%，不超过ASME PTC25规定排量测量的误差范围±2%；排放压力平均值为0.3085MPag，最大误差为-0.49%，不超过ASME PTC25规定的除排量测试外的其他测量值误差±0.5%。排放温度在145.1～143.6℃波动，蒸汽为过热蒸汽，过热度小于2℃，完全符合ASME PTC25中蒸汽安全阀排量试验时蒸汽的过热度小于10℃的规定。证明本系统运行稳定、测试精度高。

Claims (9)

1.一种测试安全阀蒸汽排量的试验装置，其特征在于，所述的试验装置包括：一个为整个实验装置提供蒸汽的直流锅炉，一个蒸汽输出集箱，一个稳定直流锅炉压力并分离锅炉启动过程中产生的液态水的汽水分离器，一个储存高压蒸汽并补充蒸汽到安全阀实验容器的储能器，一个试验容器，依次通过管道连接；蒸汽输出集箱通过管道与一个调节阀相连；汽水分离器、储能器的底部分别安装有气动调节阀，试验容器的底部顺序连接一个冷凝水储罐和一个气动调节阀；蒸汽输出集箱、储能器、试验容器顶部各安装有压力测量装置和温度测量装置；汽水分离器和储能器之间安装有一个电动闸阀和一个电动调节阀，储能器上还安装一个快速放空阀门；储能器和试验容器之间安装有一个气动球阀；试验容器前设有一段直管道，直管道依次安装有电动调节阀、压力测量装置、孔板流量计，差压变送器、蒸汽干度测量装置、温度测量装置；试验容器顶部安装有一个隔离阀，被测安全阀安装于隔离阀上，隔离阀进口管路安装有一蒸汽干度测量装置，一个消音器与被测安全阀的出口相连，一个快速放空阀门通过管道与实验容器相连，一个液位传感器安装于冷凝水储罐上；一套PLC控制系统通过数据线与所述的试验装置相连。

2.一种如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的压力测量装置的结构包括：一条将高压蒸汽引入到立式储水罐中的U型引压管，U型引压管的最低处安装有排污阀，储水罐的顶部有放空阀，底部有排污阀，U型引压管的公称直径为25mm，U型引压管在储水罐的进口位置比U型引压管最低处高150～300mm；储水罐的顶端比U型引压管的最高处低150～300mm；储水罐上安装有压力变送器和压力表，测量精度分别为±0.04％和±0.1％，在每个压力变送器和压力表与储水罐之间安装有仪表角阀。

3.一种如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述的U型引压管在储水罐的进口位置比U型引压管最低处高200mm，储水罐的顶端比U型引压管的最高处低200mm。

4.一种如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的直流锅炉的排量不低于5t/h，蒸汽过热度精度为±3℃，蒸汽过热度在50℃内可调，干度>98％；所述蒸汽输出集箱为压力储罐，体积为0.8～1.5m³。

5.一种如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的汽水分离器的容积为2～5m³；

所述的储能器的容积为5～15m³；

所述的试验容器的容积为2～8m³；

所述的电动闸阀，公称通径为50～100mm；

所述的气动球阀，公称通径100-200mm；

所述直管道的公称直径100-200mm，

所述的快速放空阀门，公称通径为50mm，全行程时间为0.5～1s。

6.一种如权利要求5所述的试验装置，其特征在于，所述的汽水分离器的容积为3m³；

所述的储能器的容积为10m³；

所述的试验容器的容积为5m³；

所述的电动闸阀，公称通径为80mm；

所述的气动球阀，公称通径150mm；

所述直管道的公称直径150mm；

所述的快速放空阀门，全行程时间为0.8s。

7.一种如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述电动调节阀为等百分比电动调节阀，包括远程控制的手操器和智能定位器，阀体口径为100～200mm；

所述蒸汽干度测量装置为节流干度计，精度为±0.5％，节流干度计的插入深度为测试位置处的管子的中心线；

所述隔离阀，公称通径为100～200mm

所述气动调节阀的阀门口径为6.25mm,阀门启闭时间1～3s；

所述储水罐为一立式储罐，内径为150～250m，容积为0.005～0.01m³；

所述液位传感器的最大液位测量值为500mm，测量精度为±1mm。

8.一种如权利要求7所述的试验装置，其特征在于，所述电动调节阀的阀体口径为150mm；

所述隔离阀的公称通径为150mm；

所述气动调节阀的阀门启闭时间为2s；

所述储水罐的内径为200mm，容积为0.008m³。

9.一种基于权利要求1所述的试验装置的试验方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

(1)直流锅炉从冷态启动，锅炉水进入直流锅炉，开启汽水分离器下方的气动调节阀排放冷凝水；

(2)直流锅炉点火后炉内水温将逐渐升高，蒸汽逐渐产生，当蒸汽温度达到150℃时，关闭汽水分离器和储能器间的电动闸阀，通过控制直流锅炉和汽水分离器间的调节阀的开度使锅炉出口压力达到预设值，打开汽水分离器和储能器间的电动闸阀、控制电动调节阀的开度，向储能器和试验容器进行预热升压，预热升压过程中，每隔半小时打开汽水分离器、储能器、试验容器底部的各个气动调节阀排放冷凝水，并控制各个容器内外壁温不超过50℃；

(3)当储能器和试验容器的压力达到80％被测安全阀的整定压力时，关闭试验容器入口的气动球阀，停止对试验容器升压；

(4)继续对储能器升压到目标压力及过热度，关闭汽水分离器和储能器间的电动调节阀，停止对储能器升压；将直流锅炉压力稳定在预设值，如储能器蒸汽质量不满足试验要求，则通过开启储能器上的快速放空阀及开启前述电动调节阀调节储能器蒸汽质量；

(5)打开试验容器进口处的气动球阀，缓慢开启试验容器进口处的电动调节阀，继续对试验容器升压至100％；整定压力后关闭试验容器进口处的电动调节阀；开启试验容器上的快速放空阀并再次开启试验容器进口处的电动调节阀从储能器补充新鲜蒸汽调节试验容器内的蒸汽干度和过热度，关闭气动球阀，将试验容器进口电动调节阀打到一定开度，该开度值等于被测安全阀的额定开高值；

(6)打开试验容器进口气动球阀和被测安全阀进口处的隔离阀，通过手操器手动调节试验容器进口处的电动调节阀的开度使储能器压力、试验容器压力、流量计读数稳定在目标值；

(7)观察试验容器温度、干度计读数是否满足过热度<10℃、干度>＝98％的要求；如不满足，则调整锅炉负荷，改变锅炉出口的蒸汽品质直至试验容器蒸汽的温度、干度满足被测安全阀测试的要求；

(8)在蒸汽质量合格、流量压力稳定状态下，现场操作人员每隔10分钟记录排放温度、排放压力、流量计前后压力，连续读取三次实验数据，同时由控制系统PLC在此期间实时记录实验参数，包括：温度、压力、流量、干度计、液位计读数；

(9)完成上述实验后，先关闭汽水分离器和储能器间的电动闸阀和电动调节阀，再关闭气动球阀，接着关闭被测安全阀进口隔离阀；通过人工记录及PLC记录的数据进行比对分析，当流量读数测量未显示单边向上或单边向下的趋势，而全部在平均值的±2％范围内时，则认为试验结果有效，否则重新试验。