CN209460114U - 一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，包括管式炉，管式炉的一侧分别连接的真空泵单元、蒸汽发生单元，管式炉的另一侧连接蒸汽冷凝单元。本实用新型通过真空泵单元，首先将管式炉抽真空，吸气管和排气管都加装了消声器，减少噪声污染；蒸汽发生单元生成的高温蒸汽温度可控且流速稳定，能做到多个温度区间蒸汽腐蚀对比研究；管式炉最高使用温度为1000℃，炉体恒温管温度稳定，炉体冷却管内冷却液从下部进液管输入再从上部排液管排出，冷却液不断循环注入增强冷却效果；冷却收集箱对蒸汽再次冷却并收集在储水箱中。试样放入炉体恒温管，通过充入高温蒸汽来实现蒸汽侧高温腐蚀，所得氧化试样可进行进一步的电镜、能谱等分析。

Description

一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置

技术领域

本实用新型涉及过热器管道高温腐蚀行为研究领域，特别涉及一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置。

背景技术

火力发电机组锅炉中的过热器管是锅炉内部主要的换热及承压部件之一，过热器管道是锅炉管道中工作环境最为恶劣的部件，其外壁所处的烟气环境温度高以及长期承受管内侧高温高压蒸汽带来的蒸汽氧化腐蚀、热应力等并且其冷却条件差，因此过热器管道管壁温度很高，特别是末端部分的管壁温度最高。这一系列因素都严重影响管道运行寿命。

过热器长期处于腐蚀大的高温区，因此过热器采用耐高温腐蚀性和抗氧化性能强的耐热钢。国内外学者对耐热钢的耐蒸汽侧高温氧化腐蚀性能都进行了研究。

因此开展模拟过热器管道蒸汽侧高温腐蚀试验研究，掌握高温蒸汽腐蚀行为的机理及综合影响因素，过热器管道选取合适的耐热钢，对防止锅炉过热器爆管等事故的发生有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，解决目前尚无搭建系统的试验平台来模拟高温蒸汽环境，从而进行过热管道蒸汽侧高温腐蚀试验，并形成了以管式炉为主要设备的先进高温腐蚀试验装置。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，包括管式炉，管式炉的一侧分别连接的真空泵单元、蒸汽发生单元，管式炉的另一侧连接蒸汽冷凝单元；其中

所述真空泵单元，包括泵体，泵体的中空部设置有叶轮，泵体的一侧设置有排气消音器，排气消音器连接着排气管；泵体的相对侧设置有进气消音器，进气消音器连接着吸气管，吸气管与管式炉连接，吸气管与管式炉之间设置有真空阀；

所述蒸汽发生单元，包括供水单元和蒸汽加热单元，所述供水单元包括蓄水池，蓄水池中放置有抽水器，抽水器的出水口连接到蒸汽加热单元；所述蒸汽加热单元包括蒸汽室，程序控温装置以及测温装置，抽水器的出水口连接到蒸汽室，蒸汽室的底部设置有加热器，程序测温装置与加热器连接，测温装置与蒸汽室内部连接，蒸汽室的顶部的一侧通过管道安装有蒸汽卸压阀，蒸汽卸压阀与蒸汽室之间设置有压力表，蒸汽室的顶部的相对侧通过设置有蒸汽阀的管道与管式炉连接；

所述管式炉，包括炉体恒温管，所述炉体恒温管中部放置有试样，炉体恒温管处于炉体加热区中，炉体恒温管的一端分别与真空泵单元、蒸汽发生单元连接，另一端与蒸汽冷凝单元连接；

所述蒸汽冷凝单元，包括炉体冷却管，所述炉体冷却管的一端连接炉体恒温管，另一端通过安装有阀门的管道连接冷却收集箱，冷却收集箱的底部设置有排水口；炉体冷却管的顶部设置有排液管，底部设置有进液管。冷却液从底部的进液管进入顶部排液管排出实现冷凝效果。

所述设置有蒸汽阀的管道和蒸汽室的外表面敷设有保温带。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通过所述真空泵单元，首先将管式炉抽真空，吸气管和排气管都加装了消声器，减少噪声污染；所述蒸汽发生单元由自动供水单元和蒸汽加热单元构成，加热器经程序控温装置调控，生成的高温蒸汽温度可控且流速稳定，能做到多个温度区间蒸汽腐蚀对比研究；管式炉最高使用温度为1000℃，炉体恒温管温度稳定，炉体冷却管内冷却液从下部进液管输入再从上部排液管排出，冷却液不断循环注入增强冷却效果；所述冷却收集箱对蒸汽再次冷却并收集在储水箱中。试样放入炉体恒温管，通过充入高温蒸汽来实现蒸汽侧高温腐蚀，所得氧化试样可进行进一步的电镜、能谱等分析。

2、本实用新型用于蒸汽侧高温腐蚀试验研究，构建了一个模拟高温蒸汽环境的系统的试验平台，结构简单合理，能科学的研究以蒸汽发生器产生的高温蒸汽为腐蚀介质的耐热钢腐蚀行为。

附图说明

图1是本实用新型所述一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置的结构示意图。

图2是图1所述试验装置的局部放大图。

其中，附图标记含义如下：

1-真空泵单元、2-蒸汽发生单元、3-管式炉、4-蒸汽冷凝单元、5-蓄水箱、6-抽水器、7-控水器、8-蒸汽卸压阀、9-压力表、10-蒸汽室、11-加热器、12-蒸汽阀、13-排气管、14-排气消声器、15-叶轮、16-泵体、17-进气消声器、18-吸气管、19-真空阀、20-炉体恒温管、21-炉体、22-进液管、23-排液管、24-冷却收集箱、25-排水口、26-阀门、27-炉体冷却管、28-保温带、29-测温装置、30-程序控温装置、31-出料管、32-试样、33-底座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1、2所示，一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，包括真空泵单元、蒸汽发生单元、管式炉以及蒸汽冷凝单元，所述真空泵单元的吸气管与排气管上都安装有消声器，吸气管末端与管式炉的恒温管连接，连接管道上装有真空阀，试验首先用真空泵单元将管式炉抽真空，然后关闭真空阀然后再充入高温蒸汽防止通入的高温蒸汽进入真空泵系。

所述蒸汽发生单元由供水单元和蒸汽加热单元两部分组成，供水单元是蓄水箱中安装了抽水器，抽水器从水箱中抽水，向蒸汽室内注入一定速度的水流，通过程序控温装置设定升温速度与高温蒸汽终温，利用加热器对蒸汽室进行加热，经加热器加热后可产生所需的流量稳定的水蒸气，蒸汽室顶端安装有压力表可测蒸汽加热单元内压力，若压力过高可由蒸汽卸压阀进行卸压。

所述管式炉是该高温腐蚀试验装置的主体，该管式炉最高使用温度为1000℃，蒸汽发生单元与炉体恒温管通过管道相连，裸露的蒸汽管道和外露的炉体恒温管以及蒸汽室表面都覆盖了保温带减少热量散失，开始充入气体流量稳定的高温蒸汽，试验温度升至设定的氧化温度后，再将试样置于管式炉恒温管中，让其氧化腐蚀。

高温蒸汽从恒温管中出来，先经炉体冷却管降温，然后通入冷却收集箱进行再次冷却，高温蒸汽冷却过后形成的水收集在蓄水箱中，过量的水可以从冷却收集箱的排水口排出。

一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，其工作过程如下：

在拟定研究的温度区间内对应选取多个温度点作为每组高温蒸汽腐蚀试验的最终温度。首先关闭蒸汽阀和导管阀门，打开真空阀，启动真空泵单元将管式炉抽真空，然后关闭真空阀，启动蒸汽发生单元，通过程序控温装置设定升温速度与高温蒸汽终温，打开卸压阀，待能产生稳定高温蒸汽时，关闭卸压阀，打开蒸汽阀，向管式炉内通入高温蒸汽，最后打开阀门。实验过程中保持气体流量稳定，试验温度升至设定的氧化温度后，将试样置于炉体恒温管，样品开始氧化。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型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，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，其特征在于：包括管式炉，管式炉的一侧分别连接的真空泵单元、蒸汽发生单元，管式炉的另一侧连接蒸汽冷凝单元；其中

所述真空泵单元，包括泵体，泵体的中空部设置有叶轮，泵体的一侧设置有排气消音器，排气消音器连接着排气管；泵体的相对侧设置有进气消音器，进气消音器连接着吸气管，吸气管与管式炉连接，吸气管与管式炉之间设置有真空阀；

所述蒸汽发生单元，包括供水单元和蒸汽加热单元，所述供水单元包括蓄水池，蓄水池中放置有抽水器，抽水器的出水口连接到蒸汽加热单元；所述蒸汽加热单元包括蒸汽室，程序控温装置以及测温装置，抽水器的出水口连接到蒸汽室，蒸汽室的底部设置有加热器，程序测温装置与加热器连接，测温装置与蒸汽室内部连接，蒸汽室的顶部的一侧通过管道安装有蒸汽卸压阀，蒸汽卸压阀与蒸汽室之间设置有压力表，蒸汽室的顶部的相对侧通过设置有蒸汽阀的管道与管式炉连接；

所述管式炉，包括炉体恒温管，所述炉体恒温管中部放置有试样，炉体恒温管处于炉体加热区中，炉体恒温管的一端分别与真空泵单元、蒸汽发生单元连接，另一端与蒸汽冷凝单元连接；

所述蒸汽冷凝单元，包括炉体冷却管，所述炉体冷却管的一端连接炉体恒温管，另一端通过安装有阀门的管道连接冷却收集箱，冷却收集箱的底部设置有排水口；炉体冷却管的顶部设置有排液管，底部设置有进液管。

2.根据权利要求1所述模拟过热管道内蒸汽侧高温腐蚀的试验装置，其特征在于：所述设置有蒸汽阀的管道和蒸汽室的外表面敷设有保温带。