[實用新型]一種電站用高溫高壓管材服役性能在線試驗裝置

有效

• 申請號: 202022683652.3
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN213813187U
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 張安文;張志博;范志東;呂尚霖;劉承鑫;鄭坊平;周陳龍;劉洋;牛坤;馬翼超
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N33/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本實用新型公開了一種電站用高溫高壓管材服役性能在線試驗裝置。其創新之處在于利用在役電廠的高溫高壓蒸汽對管材以及管材焊口進行服役性能試驗。另外，此裝置可模擬電廠頻繁啟停和調峰運行時的工況，研究管樣在啟停和調峰運行時的服役性能。通過本試驗裝置可獲取常規試驗手段無法獲得的管樣在服役條件下的組織和性能演變規律以及管材的綜合性能數據，加深對材料的理解，加快材料和工藝的研發和工程化應用進度，提高材料服役過程中的安全性和可靠性。此試驗裝置可隨時切斷與電站運行系統之間的連接，不影響電廠運行。此試驗裝置用過的高溫高壓蒸汽可繼續用于發電或供熱，節能環保。

技術領域

本實用新型屬于電站用高溫高壓管道材料研發領域，具體涉及一種電站用高溫高壓管材服役性能在線試驗裝置。

背景技術

更高的火力發電機組熱效率和更低的CO₂排放量，是目前全世界解決能源和環境兩大問題的重要方向。提高火電廠鍋爐的蒸汽參數是提高火力發電機組效率的有效途徑。但不斷提高的蒸汽參數對鍋爐管道用高溫材料提出了巨大挑戰。另外，由于我國電力結構的調整，國內火電廠啟停和調峰運行十分頻繁，對材料的安全性和穩定性也提出了更高的要求。

目前在電站用高溫高壓管道材料研發過程中，為了研究材料的服役性能，通常采取的試驗手段有高溫蠕變試驗，高溫持久試驗，熱疲勞試驗，低\高周疲勞試驗，高溫長期時效試驗，高溫氧化試驗等。這幾種試驗手段反應的均是材料在單一特定條件下的性能或組織特征。而真實的電廠材料的服役條件十分復雜，上述試驗手段所提供的試驗環境與材料在電廠的真實服役環境差別極大，因此通過上述試驗手段反應的材料組織、性能數據均存在其局限性。例如，為加快研發進度，高溫蠕變和持久試驗通常在高于電站服役溫度和應力下進行，且采用標準試棒施加單向軸向應力，未顧及服役管材復雜的應力條件以及特殊服役環境下材料的氧化對持久蠕變性能的影響；冷熱疲勞試驗未顧及電站材料復雜應力條件的影響；低\高周疲勞試驗未顧及復雜應力條件和服役環境的影響；高溫長期時效試驗可精準獲得高溫時效過程中材料的組織演變情況，但由于是在無應力下試驗，因此未顧及應力對材料高溫組織演變的影響；高溫蒸汽氧化試驗采用的蒸汽壓力和溫度均低于電廠真實的服役環境，且忽略了復雜應力狀態和蒸汽沖刷對材料氧化行為的影響。

在單一特定條件下獲得試驗數據具有局限性，因此很難精準反應材料的真實服役性能，導致材料在電廠服役過程中暴露出一些實驗室中未發現的問題。另外，材料在服役過程中組織和性能演變規律的相關數據，對材料和工藝的研發及其工程化應用十分重要，然而這類數據目前在試驗室和在役電廠中均無法獲取。

將電廠用管材及其焊口在服役環境下進行服役性能試驗，獲取材料組織和性能演變規律以及綜合性能數據，可加深對材料的理解，加快材料和工藝的研發和工程化應用進度，提高材料在服役過程中的安全性和可靠性。因此，設計一種能提供電廠中管材服役環境的試驗裝置具有重要意義，也具有十分廣闊的應用前景。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述現有技術中的不足，提供了一種電站用高溫高壓管材服役性能在線試驗裝置。

本實用新型采用如下技術方案實現的：

一種電站用高溫高壓管材服役性能在線試驗裝置，包括輸送管道、集箱、分流管道、計算機和噴水減溫器；其中，集箱設置有兩個，一個作為蒸汽輸入端，另一個作為蒸汽輸出端，兩個集箱上均連接有一個輸送管道，蒸汽輸入端的輸送管道上均設置有截止閥和電動控制閥；

試驗管樣的兩端分別通過分流管道連接在兩個集箱之間，根據試驗要求，在分流管道上設置一組或多組測壓裝置、測溫裝置和測流速裝置，測壓裝置、測溫裝置和測流速裝置的輸出端分別與計算機的輸入端連接，計算機的輸出端分別與截止閥和電動控制閥的控制端連接。

本實用新型進一步的改進在于，還包括與蒸汽輸入端的輸送管道連接的噴水減溫器，計算機的輸出端與噴水減溫器的控制端連接。

本實用新型進一步的改進在于，噴水減溫器的入口端設置有止回閥。