一种具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统技术方案

本实用新型专利技术涉及高温高压水循环腐蚀实验系统，具体为一种具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，解决现有技术中模拟实验无法精确控制压力等问题。该系统设有：减压阀、排气装置、不锈钢储水罐、常规泵I、过滤棉芯、高压泵、缓冲罐、pH探头、溶解氧探头、电导率探头、常规泵II、热交换器、预热器、高压釜、冷凝器、背压阀，该系统能精确控制回路系统中的水化学参数，并能进行高温高压水循环条件下原位、在线电化学的测量和高温高压浸泡实验。本实用新型专利技术实现了手动和自动两种模式的控制，并可对系统参数进行实时精确测量、记录、显示和控制，具有自动化程度高、控制精度高、安全、高效的特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高温高压水循环腐蚀实验系统，具体为一种具有自动控制功能的 高温高压水循环腐蚀实验系统。
技术介绍
随着现代经济社会的高速发展，能源问题日益突出。核电作为一种清洁、高效的能 源越来越被广泛利用。核电回路中的材料服役环境极为苛刻，对核电安全稳定运行具有重 要作用。压水堆核电站蒸汽发生器运行经验表明核电站因蒸汽发生器管破裂而导致停堆 的事故占很高的比例。因此，需要在实验室中模拟高温高压水环境来评定核电关键材料的 性能、预测关键部件寿命，并提出相应的改进措施。目前，实验室的模拟实验主要分为两种一种是在静态高压釜中完成，另一种是在 高温高压水循环回路系统中完成。由于静态高压釜中的水化学参数不易控制，如只能精确 控制温度，却无法精确控制压力，即压力随着温度的变化而变化，因此不能对温度和压力的 影响进行独立控制。另外，静态高压釜经过长时间的实验后，水化学参数会发生一定的变 化，不能保证整个实验过程中水化学参数的一致性，因此静态高压釜中实验结果的可靠性 有待进一步探究。国外先进研究小组的许多实验均是在高温高压水循环回路系统中完成， 且取得了一系列重要的研究结果。目前，国外生产这种高温高压水循环回路系统的只有少 数几家公司，如日本东伸公司、芬兰的CORMET公司等，国内还没有相关的生产厂家。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验 系统，解决现有技术中模拟实验无法精确控制压力等问题。本技术的技术方案如下一种具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，该系统设有减压阀、排 气装置、不锈钢储水罐、常规泵I、过滤棉芯、高压泵、缓冲罐、PH探头、溶解氧探头、电导率 探头、常规泵II、热交换器、预热器、高压釜、冷凝器、背压阀，具体结构如下不锈钢储水罐上设有两个进气口，分别通入氧气和氮气；氮气进气口与储水罐连 通的管路上装有氮气比例电磁阀和单向阀，氧气进气口与储水罐连通的管路上装有氧气比 例电磁阀和单向阀；不锈钢储水罐通过一管路与大气连通，在所述管路上设有压力表和低压安全阀， 所述管路分出一路与排气装置连通，储水罐内的气体压力通过安装在储水罐上面的压力表 读出；储水罐通过另一管路连接排气装置，在所述管路上设有手动调节阀V2和减压阀，利 用减压阀对储水罐内的气体压力进行控制；不锈钢储水罐上设有进水管路，在所述管路上设有手动调节阀V26 ；该系统中设有常压回路，在所述回路上依次设置不锈钢储水罐、手动调节阀V4、 常规泵I、手动调节阀V7、手动调节阀V10、单向阀、手动调节阀VII、PH探头、溶解氧探头、电导率探头、单向阀；手动调节阀V7并联有一管路，在所述管路上设有手动调节阀V5、过滤棉芯5、手动 调节阀V6 ；手动调节阀V7和过滤棉芯的出水口还通过管路连接热交换器的冷水进口，在所 述管路上依次设置高压泵、单向阀、压力表、高压安全阀；热交换器的热水出口通过管路连接高压釜，在所述管路上设有预热器；高压釜的 出水口通过管路连接热交换器的热水进口，热交换器的冷水出口通过管路连接冷凝器；冷凝器的出水口通过管路连接除气罐，在所述管路上设有压力表、背压阀、流量 计，流量计的出水口另分一路，其上设有手动调节阀V17 ；冷凝器出水口处装有温度传感 器；除气罐上设有两个出水口，一个出水口通过管路连接储水罐，在所述管路上设有 手动调节阀V9、单向阀，另一个出水口通过管路连接手动调节阀Vll进水口，在所述管路上 设有手动调节阀V13、常规泵II、手动调节阀V12、单向阀；在手动调节阀V9的进水口与手动调节阀VlO的进水口之间另设连接管路，在所述 管路上设有手动调节阀V8。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，该系统采用手动或自 动两种模式进行控制。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，预热器通过热电偶 将温度信号传至可编程温度控制器和计算机，可编程温度控制器的输出端控制加热功率大 小，计算机控制系统的输出端对预热器进行加热电源的开关控制；高压釜通过热电偶将温 度信号传至可编程温度控制器和计算机，可编程温度控制器的输出端控制加热功率大小， 计算机控制系统的输出端对预热器进行加热电源的开关控制。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，该系统还设有超温报 警器、超压或低压报警器，超温报警器同时与预热器、高压釜的可编程温度控制器相连，超 压或低压报警器与计算机控制系统相连接。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，该系统高压釜的釜体 底部打有一个直径为1 3mm的小孔，釜体上焊接有厚度为2 4mm的纯镍内衬；高压釜上 装有高温参比电极和高温工作/辅助电极，进行原位的电化学测量，同时在高压釜中进行 样品的氧化及应力腐蚀浸泡实验。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，氮气比例电磁阀上还 并联一个与储水罐连通的管路，在所述管路上设有手动调节的针阀Vi和单向阀。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，高压泵出水口装有缓冲罐。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，系统中连接有两个高 压釜高压釜I、高压釜II，两个高压釜之间并联或串联；预热器的出水口分两路一路上设 有手动调节阀V19，另一路与手动调节阀V19并联，所述另一路上设有手动调节阀V18、高压 釜I、手动调节阀V20，手动调节阀V20与手动调节阀V27并联；经过上述并联后的出水口再 分两路一路上设有手动调节阀V23，另一路与手动调节阀V23并联，所述另一路上设有手 动调节阀V22、高压釜II、手动调节阀V24，经过此并联后的出水口通过管路连接热交换器的热水进口，热交换器的冷水出口通过管路连接冷凝器。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，高压釜I的出水口另 分一路，其上设有手动调节阀V21 ；高压釜II的出水口另分一路，其上设有手动调节阀V25。所述的具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，冷凝器上还连有冷却 水进水管和出水管，在进水管上设有手动调节阀V16。本技术的有益效果是1、本技术系统能精确控制回路系统中的水化学参数，并能进行高温高压水循 环条件下原位、在线电化学的测量和高温高压浸泡实验。该系统工作时先将储水罐中的水 溶液循环均勻，使其水化学参数达到实验要求。然后通过高压泵和背压阀之间的联动配合 进行加压，通过热交换器、预热器和高压釜的加热使之达到实验温度并在高压釜中完成电 化学和浸泡实验，高压釜中出来的高温高压水溶液先后经过热交换器和冷凝器，使之冷却 到常温，可经过探头进行水化学参数的测量也可直接进入到储水罐中。本系统可独立改变 的实验参数有温度、压力、流量和溶解氧等水化学参数。本系统实现了手动和自动两种模式 的控制，并可对系统参数进行实时精确测量、记录、显示和控制，具有自动化程度高、控制精 度高、安全、高效的特点。2、本技术充分利用了自动控制和可编程控制器的优点，一方面使控制程序大 为简化，另一方面也方便了回路中流量等实验参数发生变化时系统控制参数能自动快速地 调整，实现了智能化的模糊控制。3、本技术可进行长时间连续监测，设有超温报警，超压、低压报警等，并可根 据报警方式不同自动选择报警处理方式，自动保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统，其特征在于，该系统设有：减压阀、排气装置、不锈钢储水罐、常规泵Ｉ、过滤棉芯、高压泵、缓冲罐、ｐＨ探头、溶解氧探头、电导率探头、常规泵Ⅱ、热交换器、预热器、高压釜、冷凝器、背压阀，具体结构如下：　　不锈钢储水罐上设有两个进气口，分别通入氧气和氮气；氮气进气口与储水罐连通的管路上装有氮气比例电磁阀和单向阀，氧气进气口与储水罐连通的管路上装有氧气比例电磁阀和单向阀；　　不锈钢储水罐通过一管路与大气连通，在所述管路上设有压力表和低压安全阀，所述管路分出一路与排气装置连通，储水罐内的气体压力通过安装在储水罐上面的压力表读出；储水罐通过另一管路连接排气装置，在所述管路上设有手动调节阀Ｖ２和减压阀，利用减压阀对储水罐内的气体压力进行控制；　　不锈钢储水罐上设有进水管路，在所述管路上设有手动调节阀Ｖ２６；　　该系统中设有常压回路，在所述回路上依次设置：不锈钢储水罐、手动调节阀Ｖ４、常规泵Ｉ、手动调节阀Ｖ７、手动调节阀Ｖ１０、单向阀、手动调节阀Ｖ１１、ｐＨ探头、溶解氧探头、电导率探头、单向阀；　　手动调节阀Ｖ７并联有一管路，在所述管路上设有手动调节阀Ｖ５、过滤棉芯５、手动调节阀Ｖ６；　　手动调节阀Ｖ７和过滤棉芯的出水口还通过管路连接热交换器的冷水进口，在所述管路上依次设置：高压泵、单向阀、压力表、高压安全阀；　　热交换器的热水出口通过管路连接高压釜，在所述管路上设有预热器；高压釜的出水口通过管路连接热交换器的热水进口，热交换器的冷水出口通过管路连接冷凝器；　　冷凝器的出水口通过管路连接除气罐，在所述管路上设有压力表、背压阀、流量计，流量计的出水口另分一路，其上设有手动调节阀Ｖ１７；冷凝器出水口处装有温度传感器；　　除气罐上设有两个出水口，一个出水口通过管路连接储水罐，在所述管路上设有手动调节阀Ｖ９、单向阀，另一个出水口通过管路连接手动调节阀Ｖ１１进水口，在所述管路上设有手动调节阀Ｖ１３、常规泵Ⅱ、手动调节阀Ｖ１２、单向阀；　　在手动调节阀Ｖ９的进水口与手动调节阀Ｖ１０的进水口之间另设连接管路，在所述管路上设有手动调节阀Ｖ８。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郦晓慧，王俭秋，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：实用新型
国别省市：89