專利名稱：超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，適用于電站鍋爐用鋼在超臨界水蒸汽環(huán)境的氧化試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
電站鍋爐過熱器、再熱器、蒸汽管道等部件在運(yùn)行過程中內(nèi)壁會(huì)遭受水蒸汽氧化腐蝕，為了研究其氧化過程和機(jī)理，有關(guān)單位開發(fā)了水蒸汽氧化試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行模擬試驗(yàn)，比如，發(fā)明專利CN101118211B《高溫蒸汽氧化試驗(yàn)裝置》和發(fā)明專利CN10162661 B《金屬材料高溫水蒸汽氧化實(shí)驗(yàn)裝置》。這兩個(gè)發(fā)明專利提供了在常壓或者低壓高溫水蒸汽氧化試驗(yàn)的解決方案。事實(shí)上，目前廣泛使用的超(超)臨界鍋爐的蒸汽壓力可達(dá)到24 28MPa，這種超臨界狀態(tài)水的物理化學(xué)性質(zhì)與高溫蒸汽有很大差異。為了使 實(shí)驗(yàn)室開展的水蒸汽氧化試驗(yàn)符合實(shí)際情況，需要提高水蒸汽的壓力，關(guān)鍵問題是需要能承受30MPa壓力和700°C溫度或者更高蒸汽參數(shù)的反應(yīng)容器，而采用耐熱鋼或高溫合金鍛件制造反應(yīng)釜難度大且造價(jià)昂貴，使用和維護(hù)也不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種更為簡(jiǎn)便可靠的超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于包括管式反應(yīng)容器，在管式反應(yīng)容器的一端設(shè)有法蘭，另一端設(shè)有端蓋，內(nèi)插管插入管式反應(yīng)容器的內(nèi)腔。優(yōu)選地，所述管式反應(yīng)容器為耐熱鋼或高溫合金制成的金屬管，該金屬管外徑為50 70mm,壁厚為10 15mm。優(yōu)選地，所述管式反應(yīng)容器的長(zhǎng)度為1200 1500_，分為預(yù)熱段和保溫段，試樣
置于保溫段區(qū)域。優(yōu)選地，所述內(nèi)插管為與所述管式反應(yīng)容器基本等長(zhǎng)的口徑為6 10_的耐熱鋼
或高溫合金管。優(yōu)選地，所述內(nèi)插管穿過所述法蘭的法蘭蓋中心插入所述管式反應(yīng)容器的內(nèi)腔并與法蘭蓋焊接，所述內(nèi)插管的一端插入鎧裝熱電偶進(jìn)入其內(nèi)腔，另一端焊接封堵并安裝有定位圈。優(yōu)選地，在所述內(nèi)插管四周焊有用于懸掛試樣的銷釘，在內(nèi)插管對(duì)應(yīng)于所述管式反應(yīng)容器的預(yù)熱段的區(qū)域外套有由節(jié)流圈組成的擾流機(jī)構(gòu)，在節(jié)流圈上鉆有小孔，使流經(jīng)的蒸汽混和均勻。本實(shí)用新型選用金屬管作為反應(yīng)容器，制造難度和成本降低，且可以直接置于管式加熱爐中加熱和保溫，可用均熱帶范圍大，保證足夠的試驗(yàn)空間，由于管道內(nèi)徑較小，有利于提高蒸汽流速；反應(yīng)容器介質(zhì)入口采用法蘭結(jié)構(gòu)拆裝方便；反應(yīng)容器內(nèi)插管兼具三個(gè)功能內(nèi)插熱電偶用于測(cè)量蒸汽溫度、四周焊上銷釘用于懸掛試樣、預(yù)熱段安裝擾流機(jī)構(gòu)使汽流加熱均勻。

圖I是根據(jù)本實(shí)用新型提出的超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器示意圖。其中1_法蘭，2-管式反應(yīng)容器，3-內(nèi)插管，4-節(jié)流圈，5-銷釘，6-定位圈，7-端蓋,8-試樣,9-內(nèi)腔熱電偶。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。如圖I所示，本實(shí)用新型提供的一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器采用由耐熱鋼或高溫合金制成的金屬管作為管式反應(yīng)容器2,選擇外徑50 70mm,壁厚10 15mm,可 長(zhǎng)期運(yùn)行于30MPa/70(TC蒸汽條件，完全適用于鍋爐用鋼水蒸汽氧化試驗(yàn)研究的壓力和溫度要求；這種管式反應(yīng)容器2的長(zhǎng)度可根據(jù)試驗(yàn)條件選擇，一般可選1200 1500_，并且順介質(zhì)流向，將其前段(即預(yù)熱段)用于介質(zhì)預(yù)熱，后段(即保溫段)用于保溫和提供試樣裝載空間；管式反應(yīng)容器2的介質(zhì)輸入端焊接鋼制高壓法蘭1，法蘭I的法蘭蓋上開有介質(zhì)入口 ；管式反應(yīng)容器2的介質(zhì)輸出端焊接耐熱鋼或高溫合金制端蓋7，端蓋7上開有介質(zhì)出口 ；與管式反應(yīng)容器2基本等長(zhǎng)的小口徑(6 IOmm)耐熱鋼或高溫合金管作為內(nèi)插管3穿過法蘭蓋中心插入管式反應(yīng)容器2的內(nèi)腔并與法蘭蓋焊接，內(nèi)插管3 —端可插入鎧裝熱電偶進(jìn)入其內(nèi)腔，另一端焊接封堵并安裝有定位圈6，內(nèi)插管3對(duì)應(yīng)管式反應(yīng)容器2試樣區(qū)的部分四周焊有銷釘5用于懸掛試樣，對(duì)應(yīng)于預(yù)熱段的區(qū)域套有由節(jié)流圈4組成的擾流機(jī)構(gòu)，節(jié)流圈4上鉆有小孔，使流經(jīng)的蒸汽混和均勻。使用時(shí)，反應(yīng)容器可垂直布置，也可水平布置，一般垂直布置便于節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間和安裝樣品。試驗(yàn)開始前，將試樣8固定到內(nèi)插管3的銷釘5上，然后套上管式反應(yīng)容器2，最后裝配法蘭I。將組裝好的反應(yīng)容器組件連接到高壓水回路，再套上管式加熱爐便可進(jìn)行水蒸汽氧化試驗(yàn)低溫液態(tài)水從法蘭I進(jìn)入管式反應(yīng)容器2，流經(jīng)預(yù)熱段溫度不斷升高，并通過節(jié)流圈4使汽流混和均勻，蒸汽到達(dá)試驗(yàn)溫度后進(jìn)入試樣區(qū)，與試樣發(fā)生氧化反應(yīng)，最后由端蓋7出口排出。內(nèi)插管3內(nèi)腔插入的熱電偶通過改變插入深度可以監(jiān)測(cè)反應(yīng)容器不同位置的溫度。試驗(yàn)結(jié)束，降低系統(tǒng)溫度和壓力至安全范圍，從回路中拆下反應(yīng)容器組件，打開法蘭1，移除管式反應(yīng)容器2，即可取樣分析。
權(quán)利要求1.一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于包括管式反應(yīng)容器(2)，在管式反應(yīng)容器(2 )的一端設(shè)有法蘭(I)，另一端設(shè)有端蓋(7 )，內(nèi)插管(3 )插入管式反應(yīng)容器(2 )的內(nèi)腔。
2.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于所述管式反應(yīng)容器(2)為耐熱鋼或高溫合金制成的金屬管，該金屬管外徑為50 70mm，壁厚為10 15mm。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于所述管式反應(yīng)容器(2)的長(zhǎng)度為1200 1500_，分為預(yù)熱段和保溫段，試樣置于保溫段區(qū)域。
4.如權(quán)利要求I所述的一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于所述內(nèi)插管(3)為與所述管式反應(yīng)容器(2)基本等長(zhǎng)的口徑為6 IOmm的耐熱鋼或高溫合金管。
5.如權(quán)利要求I或4所述的一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于所述 內(nèi)插管(3)穿過所述法蘭(I)的法蘭蓋中心插入所述管式反應(yīng)容器(2)的內(nèi)腔并與法蘭蓋焊接，所述內(nèi)插管(3)的一端插入鎧裝熱電偶進(jìn)入其內(nèi)腔，另一端焊接封堵并安裝有定位圈(6)。
6.如權(quán)利要求3所述的一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于在所述內(nèi)插管(3 )四周焊有用于懸掛試樣的銷釘(5 )，在內(nèi)插管(3 )對(duì)應(yīng)于所述管式反應(yīng)容器(2 )的預(yù)熱段的區(qū)域外套有由節(jié)流圈(4)組成的擾流機(jī)構(gòu)，在節(jié)流圈(4)上鉆有小孔，使流經(jīng)的蒸汽混和均勻。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種超臨界水蒸汽氧化試驗(yàn)反應(yīng)容器，其特征在于包括管式反應(yīng)容器，在管式反應(yīng)容器的一端設(shè)有法蘭，另一端設(shè)有端蓋，內(nèi)插管插入管式反應(yīng)容器的內(nèi)腔。本實(shí)用新型選用金屬管作為反應(yīng)容器，制造難度和成本降低，且可以直接置于管式加熱爐中加熱和保溫，可用均熱帶范圍大，保證足夠的試驗(yàn)空間，由于管道內(nèi)徑較小，有利于提高蒸汽流速；反應(yīng)容器介質(zhì)入口采用法蘭結(jié)構(gòu)拆裝方便；反應(yīng)容器內(nèi)插管兼具三個(gè)功能內(nèi)插熱電偶用于測(cè)量蒸汽溫度、四周焊上銷釘用于懸掛試樣、預(yù)熱段安裝擾流機(jī)構(gòu)使汽流加熱均勻。
文檔編號(hào)G01N17/00GK202649088SQ20112052568
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者鄭開云, 楊昌順, 崔正強(qiáng), 李強(qiáng), 符銳, 馬云海 申請(qǐng)人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院