[發明專利]一種具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統

有效

• 申請號: 201010275276.2
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN102401780A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 酈曉慧;王儉秋;韓恩厚;柯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及高溫高壓水循環腐蝕實驗系統，具體為一種具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統。

背景技術

隨著現代經濟社會的高速發展，能源問題日益突出。核電作為一種清潔、高效的能源越來越被廣泛利用。核電回路中的材料服役環境極為苛刻，對核電安全穩定運行具有重要作用。壓水堆核電站蒸汽發生器運行經驗表明：核電站因蒸汽發生器管破裂而導致停堆的事故占很高的比例。因此，需要在實驗室中模擬高溫高壓水環境來評定核電關鍵材料的性能、預測關鍵部件壽命，并提出相應的改進措施。

目前，實驗室的模擬實驗主要分為兩種：一種是在靜態高壓釜中完成，另一種是在高溫高壓水循環回路系統中完成。由于靜態高壓釜中的水化學參數不易控制，如只能精確控制溫度，卻無法精確控制壓力，即壓力隨著溫度的變化而變化，因此不能對溫度和壓力的影響進行獨立控制。另外，靜態高壓釜經過長時間的實驗后，水化學參數會發生一定的變化，不能保證整個實驗過程中水化學參數的一致性，因此靜態高壓釜中實驗結果的可靠性有待進一步探究。國外先進研究小組的許多實驗均是在高溫高壓水循環回路系統中完成，且取得了一系列重要的研究結果。目前，國外生產這種高溫高壓水循環回路系統的只有少數幾家公司，如日本東伸公司、芬蘭的CORMET公司等，國內還沒有相關的生產廠家。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統，解決現有技術中模擬實驗無法精確控制壓力等問題。

本發明的技術方案如下：

一種具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統，該系統設有：減壓閥、排氣裝置、不銹鋼儲水罐、常規泵I、過濾棉芯、高壓泵、緩沖罐、pH探頭、溶解氧探頭、電導率探頭、常規泵II、熱交換器、預熱器、高壓釜、冷凝器、背壓閥，具體結構如下：

不銹鋼儲水罐上設有兩個進氣口，分別通入氧氣和氮氣；氮氣進氣口與儲水罐連通的管路上裝有氮氣比例電磁閥和單向閥，氧氣進氣口與儲水罐連通的管路上裝有氧氣比例電磁閥和單向閥；

不銹鋼儲水罐通過一管路與大氣連通，在所述管路上設有壓力表和低壓安全閥，所述管路分出一路與排氣裝置連通，儲水罐內的氣體壓力通過安裝在儲水罐上面的壓力表讀出；儲水罐通過另一管路連接排氣裝置，在所述管路上設有手動調節閥V2和減壓閥，利用減壓閥對儲水罐內的氣體壓力進行控制；

不銹鋼儲水罐上設有進水管路，在所述管路上設有手動調節閥V26；

該系統中設有常壓回路，在所述回路上依次設置：不銹鋼儲水罐、手動調節閥V4、常規泵I、手動調節閥V7、手動調節閥V10、單向閥、手動調節閥V11、pH探頭、溶解氧探頭、電導率探頭、單向閥；

手動調節閥V7并聯有一管路，在所述管路上設有手動調節閥V5、過濾棉芯5、手動調節閥V6；

手動調節閥V7和過濾棉芯的出水口還通過管路連接熱交換器的冷水進口，在所述管路上依次設置：高壓泵、單向閥、壓力表、高壓安全閥；

熱交換器的熱水出口通過管路連接高壓釜，在所述管路上設有預熱器；高壓釜的出水口通過管路連接熱交換器的熱水進口，熱交換器的冷水出口通過管路連接冷凝器；

冷凝器的出水口通過管路連接除氣罐，在所述管路上設有壓力表、背壓閥、流量計，流量計的出水口另分一路，其上設有手動調節閥V17；冷凝器出水口處裝有溫度傳感器；

除氣罐上設有兩個出水口，一個出水口通過管路連接儲水罐，在所述管路上設有手動調節閥V9、單向閥，另一個出水口通過管路連接手動調節閥V11進水口，在所述管路上設有手動調節閥V13、常規泵II、手動調節閥V12、單向閥；

在手動調節閥V9的進水口與手動調節閥V10的進水口之間另設連接管路，在所述管路上設有手動調節閥V8。

所述的具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統，該系統采用手動或自動兩種模式進行控制。

所述的具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統，預熱器通過熱電偶將溫度信號傳至可編程溫度控制器和計算機，可編程溫度控制器的輸出端控制加熱功率大小，計算機控制系統的輸出端對預熱器進行加熱電源的開關控制；高壓釜通過熱電偶將溫度信號傳至可編程溫度控制器和計算機，可編程溫度控制器的輸出端控制加熱功率大小，計算機控制系統的輸出端對預熱器進行加熱電源的開關控制。

所述的具有自動控制功能的高溫高壓水循環腐蝕實驗系統，該系統還設有超溫報警器、超壓或低壓報警器，超溫報警器同時與預熱器、高壓釜的可編程溫度控制器相連，超壓或低壓報警器與計算機控制系統相連接。