CN104122197A - 一种贯流式水轮机腐蚀试验模型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种贯流式水轮机防腐蚀模型装置，该装置由水箱、进水管、流速表、压力表、阀门、贯流式水轮机模型、排水箱、水泵、回水管、水箱支座、模型支座、排水箱支座、水泵支座、恒电位仪、数字万用表、带绝缘壳导电电极、电极、排气阀组成；本装置可以指导真机电化学保护方案设计。同时，该装置还可以通过模型试验，对贯流式水轮机模型中的潜在均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀等问题进行评估和预判，为真实机组设计制造提供参考依据。

Description

一种贯流式水轮机腐蚀试验模型装置

技术领域

本发明涉及一种腐蚀试验模型装置，是一种能够评估贯流式水轮机腐蚀问题并进行电化学保护和效果预测的装置。

背景技术

贯流式水轮机是潮汐电站选型的一种典型水轮机。在作为潮汐电站水轮机组进行发电时，贯流式水轮机面临着海水介质的严重腐蚀问题，例如均匀腐蚀、点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等。如果没有事先考虑到这些问题，将在机组运行后出现严重的腐蚀失效问题，给电站带来巨大经济损失。因此，提前在实验室环境下利用腐蚀模型装置进行模型试验，对各种腐蚀问题进行评估预测，并做好相应的防腐蚀对策，对杜绝贯流式水轮机真机的严重腐蚀问题具有重要意义。另外，针对潮汐电站贯流式水轮机的电化学防腐蚀保护方案设计而言，目前只是基于经验性的计算而获得的，如果可以在贯流式水轮机模型装置上对电化学保护方案进行提前试验、评估保护效果并进行合理优化对该类机组的防腐蚀处理效果改善和提升具有显著的帮助。

发明内容

为了准确评估和预测海水介质中贯流式水轮机的腐蚀问题，并进行电化学保护方案的效果预测和优化，本发明提出了一种试验装置，可以在实验室条件下准确预测评估海水贯流式水轮机的均匀腐蚀、点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等各种潜在腐蚀问题，以针对真机提供相应的防护对策。同时，在实验室条件下，利用该模型装置对电化学保护的电极分布情况进行优化，并评估预测贯流式水轮机主要部件的保护效果，以指导贯流式水轮机真机电化学保护方案的设计。本发明的技术方案是：该装置由水箱(1)、第一进水管(2)、流速表(32)、第二进水管(31)、压力表(33)、阀门(3)、贯流式水轮机模型(4)、排水箱(5)、水泵(6)、回水管(7)、水箱支座(8)、模型支座(9)、排水箱支座(10)、水泵支座(11)、恒电位仪(12)、数字万用表(13)、带绝缘壳导电电极(19)、电极(22)、第一排气阀(34)组成；第一进水管(2)与水箱(1)焊接连接，第一进水管(2)与流速表(32)进水端螺栓连接，流速表(32)出水端与第二进水管(31)螺栓连接，压力表(33)与第二进水管(31)焊接连接，第二进水管(31)与阀门(3)螺栓连接，阀门(3)与贯流式水轮机模型(4)螺栓连接，贯流式水轮机模型(4)与排水箱(5)螺栓连接，第一排气阀(34)与排水箱(5)焊接连接，排水箱(5)与水泵(6)螺栓连接，水泵(6)与回水管(7)螺栓连接，回水管(7)与水箱(1)螺栓连接，水箱(1)与水箱支座(8)螺栓连接，贯流式水轮机模型(4)与模型支座(9)螺栓连接，排水箱(5)与排水箱支座(10)螺栓连接，水泵(6)与水泵支座(11)螺栓连接。

技术效果

本发明搭建了实验室条件下分析研究大型贯流式水轮机腐蚀问题的一个试验平台。该发明能够实现水溶液贮存、水溶液循环流动和密封、流速和压力测量与调节、辅助阳极用电极放置和电流输入、电位测量用电极放置和测试的功能。基于该装置可以在实验室环境下模拟大型贯流式水轮机在不同的介质环境(如河水、海水等)下静态或者动态情况下泡体、竖井、管型座、导叶、导叶内配、导叶外配、转轮、转轮室、尾水管的点腐蚀、均匀腐蚀、电偶腐蚀的问题，也可以模拟不同部件连接处的缝隙腐蚀问题。同时通过调整辅助阳极用电极放置和电流输入，结合电位测量电极的测量表征，可以实现贯流式水轮机主要部件电化学腐蚀防护电位的合理分布优化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是贯流水轮机模型电化学保护试验装置图。

其中：1为水箱、2为第一进水管、32为流速表、31为第二进水管、33为压力表、3为阀门、4为贯流式水轮机模型、5为排水箱、6为水泵、7为回水管、8为水箱支座、9为模型支座、10为排水箱支座、11为水泵支座、12为恒电位仪、13为数字万用表、19为带绝缘壳导电电极、22为电极、34为第一排气阀、35为第二排气阀。在贯流式水轮机模型中，14为进水绝缘锥管、15为筒形件、16为泡体、23为竖井、24为管型座、17为导叶、25为转轮、26为导叶外配、27为导叶内配、28为转轮室、29为尾水管、18为排水绝缘锥管、35为第二排气阀。30为负输出端，21为正输出端，20为测量端子。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述：

如图1、图2所示，贯流式水轮机腐蚀试验模型装置，该装置主要包括：水箱1、第一进水管2、流速表32、第二进水管31、压力表33、阀门3、贯流式水轮机模型4、排水箱5、水泵6、回水管7、水箱支座8、模型支座9、排水箱支座10、水泵支座11、恒电位仪12、数字万用表13、带绝缘壳导电电极19、电极22、第一排气阀34。

第一进水管2与水箱1焊接连接，第一进水管2与流速表32进水端螺栓连接，流速表32出水端与第二进水管31螺栓连接，压力表33与第二进水管31焊接连接，第二进水管31与阀门3螺栓连接，阀门3与贯流式水轮机模型4螺栓连接，贯流式水轮机模型4与排水箱5螺栓连接，第一排气阀34与排水箱5焊接连接，排水箱5与水泵6螺栓连接，水泵6与回水管7螺栓连接，回水管7与水箱1螺栓连接。水箱1与水箱支座8螺栓连接。贯流式水轮机模型4与模型支座9螺栓连接。排水箱5与排水箱支座10螺栓连接。水泵6与水泵支座11螺栓连接。

如图2所示，贯流式水轮机模型4主要包括进水绝缘锥管14、筒形件15、泡体16、竖井23、管型座24、导叶17、转轮25、排水绝缘锥管18、第二排气阀35。进水绝缘锥管14与筒形件15之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封。第二排气阀35与筒形件15之间焊接连接。排水筒形件15与管型座24之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封。管型座24与导叶外配26之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封。导叶外配26与转轮室28之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封。转轮室28与尾水管29之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封。尾水管29与排水绝缘锥管18之间螺栓连接，并以静密封形式密封。竖井23与筒形件15、泡体16之间焊接连接。导叶17插入导叶外配26，并以动密封形式密封，导叶17可以转动。转轮25插入导叶内配27，并以动密封形式密封，转轮25可以转动。

多个带绝缘壳导电电极19通过螺栓连接在进水绝缘锥管14和排水绝缘锥管18上，并以静密封形式密封。恒电位仪12中对应的N个负输出端30串联与泡体16焊接连接。恒电位仪12中的N个正输出端21与N个带绝缘壳导电电极19外端焊接并包覆绝缘漆，每个带绝缘壳导电电极19内端与贯流式水轮机模型4中的数量不等的多个起到辅助阳极作用的电极22焊接并包覆绝缘漆。这些起到辅助阳极作用的电极22在筒形件15内壁、泡体16外壁、管型座24内壁、导叶外配26内壁、转轮室28内壁、尾水管29内壁沿贯流式水轮机模型4的圆周方向上均匀分布，且每一圆周方向上放置的起到辅助阳极作用的电极22并联焊接连接到一个带绝缘壳导电电极19内端上。

数字万用表13中的K个测量端子20与贯流式水轮机模型4中的K个带绝缘壳导电电极19外端焊接并包覆绝缘漆，所对应的每个带绝缘壳导电电极19内端与贯流式水轮机模型4起到电位测量作用的电极22焊接并包覆绝缘漆。电极22牢固粘贴到要测试部件的表面，并与其他部件绝缘，以测量该部位的电位值。对静态情况下，可以将电位测量作用的电极22牢固粘贴到转轮25上。

最后，本发明的保护范围并不限于上述的实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (4)

1.一种贯流式水轮机腐蚀试验模型装置，其特征是：由水箱(1)、第一进水管(2)、流速表(32)、第二进水管(31)、压力表(33)、阀门(3)、贯流式水轮机模型(4)、排水箱(5)、水泵(6)、回水管(7)、水箱支座(8)、模型支座(9)、排水箱支座(10)、水泵支座(11)、恒电位仪(12)、数字万用表(13)、带绝缘壳导电电极(19)、电极(22)、第一排气阀(34)组成；第一进水管(2)与水箱(1)焊接连接，第一进水管(2)与流速表(32)进水端螺栓连接，流速表(32)出水端与第二进水管(31)螺栓连接，压力表(33)与第二进水管(31)焊接连接，第二进水管(31)与阀门(3)螺栓连接，阀门(3)与贯流式水轮机模型(4)螺栓连接，贯流式水轮机模型(4)与排水箱(5)螺栓连接，第一排气阀(34)与排水箱(5)焊接连接，排水箱(5)与水泵(6)螺栓连接，水泵(6)与回水管(7)螺栓连接，回水管(7)与水箱(1)螺栓连接，水箱(1)与水箱支座(8)螺栓连接，贯流式水轮机模型(4)与模型支座(9)螺栓连接，排水箱(5)与排水箱支座(10)螺栓连接，水泵(6)与水泵支座(11)螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的贯流式水轮机腐蚀试验模型装置，其特征是：所述的贯流式水轮机模型(4)由进水绝缘锥管(14)、筒形件(15)、泡体(16)、竖井(23)、管型座(24)、导叶(17)、转轮(25)、排水绝缘锥管(18)、第二排气阀(35)组成；进水绝缘锥管(14)与筒形件(15)之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封，第二排气阀(35)与筒形件(15)之间焊接连接，排水筒形件(15)与管型座(24)之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封，管型座(24)与导叶外配(26)之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封，导叶外配(26)与转轮室(28)之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封，转轮室(28)与尾水管(29)之间螺栓连接，并以静密封形式进行密封，尾水管(29)与排水绝缘锥管(18)之间螺栓连接，并以静密封形式密封，竖井(23)与筒形件(15)、泡体(16)之间焊接连接，导叶(17)插入导叶外配(26)，并以动密封形式密封，导叶(17)可以转动，转轮(25)插入导叶内配(27)，并以动密封形式密封，转轮(25)可以转动。

3.根据权利要求1所述的贯流式水轮机腐蚀试验模型装置，其特征是：所述的多个带绝缘壳导电电极(19)通过螺栓连接在进水绝缘锥管(14)和排水绝缘锥管(18)上，并以静密封形式密封，恒电位仪(12)中对应的N个负输出端(30)串联与泡体(16)焊接连接，恒电位仪(12)中的N个正输出端(21)与N个带绝缘壳导电电极(19)外端焊接并包覆绝缘漆，每个带绝缘壳导电电极(19)内端与贯流式水轮机模型(4)中的数量不等的多个起到辅助阳极作用的电极(22)焊接并包覆绝缘漆，这些起到辅助阳极作用的电极(22)在筒形件(15)内壁、泡体(16)外壁、管型座(24)内壁、导叶外配(26)内壁、转轮室(28内壁)、尾水管(29)内壁沿贯流式水轮机模型(4)的圆周方向上均匀分布，且每一圆周方向上放置的起到辅助阳极作用的电极(22)并联焊接连接到一个带绝缘壳导电电极(19)内端上。

4.根据权利要求1所述的贯流式水轮机腐蚀试验模型装置，其特征是：所述的数字万用表(13)中的K个测量端子(20)与贯流式水轮机模型(4)中的K个带绝缘壳导电电极(19)外端焊接并包覆绝缘漆，所对应的每个带绝缘壳导电电极(19)内端与贯流式水轮机模型(4)起到电位测量作用的电极(22)焊接并包覆绝缘漆，电极(22)牢固粘贴到要测试部件的表面，并与其他部件绝缘，以测量该部位的电位值，对静态情况下，可以将电位测量作用的电极(22)牢固粘贴到转轮(25)上。