一种高温高压腐蚀试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高温高压腐蚀试验装置，其包括反应釜，反应釜设置在釜体加热炉内，且反应釜上连接有输入管路和输出管路，输入管路上依次设置有二氧化碳储罐、增压泵、高压储罐、二氧化碳定量注入容器、水定量注入容器和预热器，输出管路上依次设有冷凝器和气液分离器。通过增压泵将二氧化碳储罐内的二氧化碳增压后送入高压储罐内，并通过二氧化碳定量注入容器和水定量注入容器匀速定量的向反应釜内注入二氧化碳气体和水，以此在反应釜内进行掺杂水的高温高压二氧化碳腐蚀试验，从而能够在试验室条件下，简单有效测试合金材料在高温超临界二氧化碳条件下腐蚀行为。界二氧化碳条件下腐蚀行为。界二氧化碳条件下腐蚀行为。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压腐蚀试验装置


[0001]本专利技术涉及材料腐蚀试验的
，具体涉及一种高温高压腐蚀试验装置。

技术介绍

[0002]S－CO2布雷顿循环系统是一种热力循环系统，被广泛应用在火电、核电、太阳能、余热发电、地热发电等领域。其利用超临界状态的二氧化碳作为流体进行传热，具有密度大、粘性小、流动性强、传热效率高的优点。S－CO2布雷顿循环系统需要通过不断提高运行参数、优化系统布置来提高效率，而参数的提高受限于材料性能。
[0003]关键部件的腐蚀性能是决定系统安全和部件寿命的重要因素之一，其类型和腐蚀机制是多样的，既有来自S－CO2布雷顿循环系统自身的腐蚀行为，如氧化、渗碳，又有掺杂气体的加速腐蚀作用，如水蒸气、含硫气氛等。而在二氧化碳捕捉和存储、二氧化碳运输、超临界二氧化碳布雷顿循环系统中，掺杂水蒸气、含硫气体、空气等是不可避免的。因此，水的掺杂对S－CO2布雷顿循环体系备选合金的腐蚀速率及渗碳情况具有很大影响，研究掺杂气体对合金的腐蚀行为及腐蚀作用机理具有重要意义。若将超临界二氧化碳布雷顿循环应用到发电机组时，需要对合金的超临界二氧化碳腐蚀行为进行考察，对合金在服役环境中的腐蚀机制进行剖析。
[0004]但目前由于电厂发电效率问题，无法直接在电厂开展相应的实测试验，而且现有的一些腐蚀试验装置大多数为常压试验装置，不具备高压条件，并且试验参数远低于超临界二氧化碳循环火力发电系统目标参数，无法有效的对合金材料开展掺杂水的超临界二氧化碳腐蚀试验。

技术实现思路

[0005]因此，为了能够更好对合金材料开展掺杂水的超临界二氧化碳腐蚀试验，本专利技术提供一种高温高压腐蚀试验装置。
[0006]第一方面，本专利技术提供的高温高压腐蚀试验装置包括：
[0007]反应釜，设置在釜体加热炉内，其上连接有输入管路和输出管路；
[0008]二氧化碳储罐，连接在输入管路远离所述反应釜的一端，其内部存储有二氧化碳气体；
[0009]增压泵，设置在所述输入管路上，并位于所述二氧化碳储罐与所述反应釜之间，用于对二氧化碳气体增压；
[0010]高压储罐，设置在所述输入管路上，位于所述增压泵与所述反应釜之间，并与所述增压泵之间设有进气阀；
[0011]二氧化碳定量注入容器，设置在所述输入管路上，位于所述高压储罐和所述反应釜之间，所述二氧化碳定量注入容器上连接有第一高压平流泵，并与所述高压储罐之间设有第一系统阀；
[0012]水定量注入容器，连接在所述输入管路上，所述水定量注入容器上连接有第二高
压平流泵和进水阀，并与所述二氧化碳定量注入容器之间设有第二系统阀；
[0013]预热器，连接在所述输入管路上，其位于所述水定量注入容器与反应釜之间，用于对二氧化碳气体和水流进行预热；
[0014]冷凝器，连接在所述输出管路上，用于对反应釜中输出的混合气体中的水蒸气进行冷凝，并与所述反应釜之间设有冷凝入口阀；
[0015]气液分离器，连接在所述输出管路上，并位于所述冷凝器远离反应釜的一侧，所述气液分离器具有液体出口和气体出口，用于将冷凝后的二氧化碳和水分离后排出。
[0016]可选地，所述输入管路上设有入口回压阀，所述入口回压阀位于所述预热器与所述二氧化碳定量注入容器之间；所述输出管路上设置有出口回压阀，所述出口回压阀位于冷凝器与气液分离器之间；所述入口回压阀与所述出口回压阀之间连接有回压管路，且所述回压管路上设有回压泵和控制阀。
[0017]可选地，所述入口回压阀与所述回压泵之间设有第一回压容器；所述出口回压阀与所述回压泵之间设有第二回压容器。
[0018]可选地，所述输入管路上还连接有测试管路，所述测试管路与所述输入管路的连接点位于入口回压阀和水定量注入容器之间，所述测试管路上设置有测试阀。
[0019]可选地，所述回压泵为手摇泵。
[0020]可选地，所述气液分离器上连接有回收管路，所述回收管路上设有回收阀，所述回收管路与所述输入管路连通，且所述回收管路与所述输入管路的连接点位于二氧化碳储罐和增压泵之间。
[0021]可选地，所述高压储罐上连接有调压阀，所述调压阀用于设定所述高压储罐的压力上限。
[0022]可选地，所述增压泵上还连接有空气压缩管路，所述空气压缩管路上连接有空气压缩机、空气储罐和驱动阀。
[0023]另一方面，本专利技术还提供一种高温高压腐蚀试验方法，其使用上述任意一种实施方式中提供的高温高压腐蚀试验装置，所述试验方法包括以下步骤：
[0024]向所述反应釜内安装合金试件；
[0025]开启所述增压泵，对所述二氧化碳储罐内的二氧化碳气体进行增压；
[0026]基于试验压力设定高压储罐的压力上限，开启所述进气阀，向所述高压储罐和所述二氧化碳定量注入容器进气增压到设定的压力上限；
[0027]关闭所述第一系统阀，打开所述入口回压阀和控制阀，使用所述回压泵将所述入口回压阀处增加到试验压力；并打开所述测试阀，调节入口回压阀处的压力大小，通过测试管路是否有气体排出判断入口回压阀是否正常工作，若入口回压阀正常工作则关闭入口回压阀和测试阀；
[0028]打开所述出口回压阀，通过所述回压泵将所述出口回压阀处增压至试验压力；再开启所述冷凝入口阀，若气液分离器中有液体或气体排出，则增大所述出口回压阀处的压力，直到所述反应釜压力达到试验压力，且气液分离器中无液体或气体排出；
[0029]开启所述第一高压平流泵和所述第二高压平流泵，使所述二氧化碳定量注入容器内的二氧化碳和水定量注入容器内的水通过输入管路进入反应釜中；并通过所述釜体加热炉和所述预热器对反应釜内部温度控温，当反应釜内到达试验温度和试验压力后开始计
时；
[0030]在试验过程中，观察所述反应釜内的压力大小，若反应釜内的由来低于试验压力，则升高出口回压阀处的压力，若高于试验压力，则降低出口回压阀处的压力；
[0031]到达试验时间后，关闭所有加热，并停止第一高压平流泵和第二高压平流泵，同时关闭第一系统阀、进水阀、冷凝入口阀；将入口回压阀和出口回压阀的压力降低到零，并将二氧化碳定量注入容器和水定量注入容器进行泄压；待反应釜内部温度降低后，取出试样观察试样腐蚀行为。
[0032]可选地，所述向高压储罐和二氧化碳定量注入容器进气增压到设定的压力上限的步骤包括：
[0033]若试验压力小于15Mpa，同时打开所述进气阀和所述第一系统阀，使所述高压储罐和所述二氧化碳定量注入容器同时进气增压；
[0034]若试验压力大于15Mpa，先打开所述进气阀，向所述高压储罐内增压到设定的压力上限，再打开所述第一系统阀，向所述二氧化碳定量注入容器内进气。
[0035]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0036]1.本专利技术提供的高温高压腐蚀试验装置，通过增压泵将二氧化碳气体增压后送入高压储罐中，经二氧化碳定量注入容器流出的二氧化碳气体和水定量注入容器提供的水混合后进入预热器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高压腐蚀试验装置，其特征在于，包括：反应釜(15)，设置在釜体加热炉内，其上连接有输入管路和输出管路；二氧化碳储罐(5)，连接在输入管路远离所述反应釜(15)的一端，其内部存储有二氧化碳气体；增压泵(4)，设置在所述输入管路上，并位于所述二氧化碳储罐(5)与所述反应釜(15)之间，用于对二氧化碳气体增压；高压储罐(6)，设置在所述输入管路上，位于所述增压泵(4)与所述反应釜(15)之间，并与所述增压泵(4)之间设有进气阀(23)；二氧化碳定量注入容器(8)，设置在所述输入管路上，位于所述高压储罐(6)和所述反应釜(15)之间，所述二氧化碳定量注入容器(8)上连接有第一高压平流泵(9)，并与所述高压储罐(6)之间设有第一系统阀(24)；水定量注入容器(12)，连接在所述输入管路上，所述水定量注入容器(12)上连接有第二高压平流泵(13)和进水阀(29)，并与所述二氧化碳定量注入容器(8)之间设有第二系统阀(25)；预热器(14)，连接在所述输入管路上，其位于所述水定量注入容器(12)与反应釜(15)之间，用于对二氧化碳气体和水流进行预热；冷凝器(16)，连接在所述输出管路上，用于对反应釜(15)中输出的混合气体中的水蒸气进行冷凝，并与所述反应釜(15)之间设有冷凝入口阀(30)；气液分离器(20)，连接在所述输出管路上，并位于所述冷凝器(16)远离反应釜(15)的一侧，所述气液分离器(20)具有液体出口和气体出口，用于将冷凝后的二氧化碳和水分离后排出。2.根据权利要求1所述的高温高压腐蚀试验装置，其特征在于，所述输入管路上设有入口回压阀(10)，所述入口回压阀(10)位于所述预热器(14)与所述二氧化碳定量注入容器(8)之间；所述输出管路上设置有出口回压阀(17)，所述出口回压阀(17)位于冷凝器(16)与气液分离器(20)之间；所述入口回压阀(10)与所述出口回压阀(17)之间连接有回压管路，且所述回压管路上设有回压泵(19)和控制阀(31)。3.根据权利要求2所述的高温高压腐蚀试验装置，其特征在于，所述入口回压阀(10)与所述回压泵(19)之间设有第一回压容器(11)；所述出口回压阀(17)与所述回压泵(19)之间设有第二回压容器(18)。4.根据权利要求2所述的高温高压腐蚀试验装置，其特征在于，所述输入管路上还连接有测试管路，所述测试管路与所述输入管路的连接点位于入口回压阀(10)和水定量注入容器(12)之间，所述测试管路上设置有测试阀(22)。5.根据权利要求2－4中任一项所述的高温高压腐蚀试验装置，其特征在于，所述回压泵(19)为手摇泵。6.根据权利要求2所述的高温高压腐蚀试验装置，其特征在于，所述气液分离器(20)上连接有回收管路，所述回收管路上设有回收阀(26)，所述回收管路与所述输入管路连通，且所述回收管路与所述输入管路的连接点位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永莉，鲁金涛，刘鹏，张鹏，袁勇，杨珍，党莹樱，李沛，黄锦阳，严靖博，尹宏飞，李力敏，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：