本發(fā)明涉及高溫高壓釜系統(tǒng)，具體為一種耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，能源、環(huán)境等問題日益突出。核電作為一種清潔、高效的能源越來越被廣泛利用。壓水堆核電站的運行經(jīng)驗表明：蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂是導(dǎo)致電站非計劃停堆的主要因素，直接關(guān)系到電站運行的安全性和經(jīng)濟性。蒸汽發(fā)生器傳熱管是電站一、二回路的壓力邊界，起到屏蔽一回路冷卻劑的輻射并將一回路中的熱量傳遞給二回路。研究表明，蒸汽發(fā)生器傳熱管的二次側(cè)在管支撐板和管子之間的局部縫隙環(huán)境中易引發(fā)雜質(zhì)濃集，并誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂。

為模擬蒸汽發(fā)生器傳熱管在二回路側(cè)的腐蝕，通常需要在實驗室中開展模擬強堿或含鉛的高溫高壓苛刻腐蝕環(huán)境中開展長期浸泡實驗。目前的模擬實驗系統(tǒng)普遍存在的問題是：出于經(jīng)濟方面的考慮，實驗室中的模擬實驗高壓釜多為不銹鋼，而當(dāng)前核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管材料多為核級鎳基690合金或者鐵基800合金，其耐蝕性明顯優(yōu)于不銹鋼高壓釜的耐蝕性。而且，高壓釜上裝設(shè)的爆破閥是整個系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，一旦腐蝕將在顯著低于爆破壓力的情況下破壞，并將高溫高壓腐蝕性溶液噴出，嚴重影響實驗安全性，并可能導(dǎo)致長期浸泡實驗由于浸泡時間不一致，結(jié)果缺乏對比性等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)，具體為一種耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中高壓釜內(nèi)進行腐蝕性實驗時爆破片突然失效導(dǎo)致實驗失敗和危及人身安全的問題；包括如下內(nèi)容：

一種耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)包括：壓力表I、爆破閥I、安全閥、高溫高壓電磁閥、單向閥I、爆破閥II、壓力表II、壓力傳感器、氣相閥、加熱爐體、釜體、內(nèi)襯、電爐絲、釜蓋、液相閥、熱電偶、爆破閥III、放氣閥和單向閥II；

所述的釜體和釜蓋之間通過螺栓連接，兩者接觸面之間采用線密封方式進行密封；

所述的釜體外部設(shè)有加熱爐體，加熱爐體中設(shè)有電爐絲；

所述的釜蓋上分別設(shè)有液相端、氣相端和安全端；所述的液相端上設(shè)有液相閥，并在釜蓋下面設(shè)有液相導(dǎo)管；

所述氣相端上設(shè)有氣相閥，在釜蓋和氣相閥之間分出一條管路，并聯(lián)有壓力表II和壓力傳感器；

所述安全端上設(shè)有并聯(lián)的兩條支路，支路一上依次設(shè)有爆破閥II和單向閥I，支路二上依次設(shè)有爆破閥III和單向閥II；兩條支路經(jīng)三通匯合后與安全閥相連，在三通和安全閥之間設(shè)有四通，一端與高溫高壓電磁閥相連，另一端并聯(lián)有爆破閥I、壓力表I和放氣閥；爆破閥I、安全閥和高溫高壓電磁閥的出口經(jīng)管路連通，并由統(tǒng)一管路連至室外。

優(yōu)選地，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)中的釜體和釜蓋為不銹鋼材質(zhì)；釜體內(nèi)壁焊有純鎳內(nèi)襯；所述的內(nèi)襯由鎳塊機加工而成或者由鎳板卷焊而成。

優(yōu)選地，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)中的釜體底部或者釜體側(cè)面鉆有直徑為2～4mm的小孔；釜體與內(nèi)襯分別加工，在釜體底部或者釜體側(cè)面鉆有直徑為2～4mm的小孔；將內(nèi)襯放入釜體中，在釜體的密封面下沿有一圈焊縫，將內(nèi)襯焊在釜體上，因此不會有高溫高壓泄漏的問題；采用該技術(shù)主要是避免內(nèi)襯焊接在釜體上以后，在內(nèi)襯和釜體之間的狹小縫隙中有空氣存在，高溫加熱后，這部分空氣壓力增大，對內(nèi)襯12和焊縫造成不利影響。

優(yōu)選地，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)中的安全端的高溫高壓電磁閥與氣相端的壓力傳感器聯(lián)動，當(dāng)壓力超過設(shè)定值安全端的高溫高壓電磁閥將自動打開。

優(yōu)選地，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)中的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)還包括溫度壓力控制系統(tǒng)；包括超溫、超壓報警器，在高壓釜運行過程中超溫或者超壓時停止加熱。

優(yōu)選地，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)中的釜體內(nèi)放置的試樣包括片狀浸泡試樣或者U彎或者反U彎型應(yīng)力腐蝕實驗樣品。

優(yōu)選地，所述的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)中的高壓釜最高實驗溫度為350℃，最高工作壓力為20MPa，在運行過程中，高壓釜內(nèi)的殘余氧氣可在實驗前通過通入高純氮氣或氬氣排出。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的進步點在于：

1、本發(fā)明可以從三個方面提高高溫高壓實驗的安全性：(1)超溫、超壓停止加熱；(2)超溫、超壓警報鳴響，提前預(yù)警，提醒操作人員注意實驗安全；(3)爆破閥、安全閥、高溫高壓電磁閥聯(lián)合作用確保高壓釜超壓和爆破閥因腐蝕發(fā)生低壓破裂時的安全性。

2、本發(fā)明通過在安全端設(shè)置并列的兩組爆破閥和單向閥，可有效防止超壓爆破，提高爆破安全裕度。

3、本發(fā)明通過爆破閥和安全閥的串聯(lián)，可有效防止實驗過程中高溫高壓釜中的腐蝕性溶液排出。

4、本發(fā)明通過在并聯(lián)的爆破閥后部設(shè)置壓力表，可通過壓力示數(shù)顯示明確前部爆破閥是否損壞，便于后續(xù)實驗安排和爆破片更換。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

標號說明：1、壓力表I；2、爆破閥I；3、安全閥；4、高溫高壓電磁閥；5、單向閥I；6、爆破閥II；7、壓力表II；8、壓力傳感器；9、氣相閥；10、加熱爐體；11、釜體；12、內(nèi)襯；13、電爐絲；14、釜蓋；15、液相閥；16、熱電偶；17、爆破閥III；18、放氣閥；19、單向閥II。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例：

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)主要包括：壓力表I1；爆破閥I2；安全閥3；高溫高壓電磁閥4；單向閥I5；爆破閥II6；壓力表II7；壓力傳感器8；氣相閥9；加熱爐體10；釜體11；內(nèi)襯12；電爐絲13；釜蓋14；液相閥15；熱電偶16；爆破閥III17；放氣閥18；單向閥II19等，具體結(jié)構(gòu)如下：

高壓釜體11和高壓釜蓋14之間通過螺栓連接，兩者接觸面之間采用線密封方式進行密封。高壓釜體內(nèi)壁焊接有純鎳內(nèi)襯12。

高壓釜體11外部設(shè)有加熱爐體10，并在加熱爐體中設(shè)有電爐絲13。

高壓釜蓋上分別設(shè)有液相端、氣相端和安全端；其中，液相端上設(shè)有液相閥，并在高壓釜蓋下面設(shè)有液相導(dǎo)管；氣相端上設(shè)有氣相閥，在高壓釜蓋和氣相閥之間分出一條管路，并聯(lián)有壓力表II和壓力傳感器。

安全端上設(shè)有并聯(lián)的兩條支路，支路一上依次設(shè)有爆破閥II和單向閥I，支路二上依次設(shè)有爆破閥III和單向閥II；兩條支路經(jīng)三通匯合后與安全閥相連，在三通和安全閥之間設(shè)有四通，一端與高溫高壓電磁閥相連，另一端并聯(lián)有爆破閥I、壓力表I和放氣閥；爆破閥I、安全閥和高溫高壓電磁閥的出口經(jīng)管路連通，并由統(tǒng)一管路連至室外。

在釜體11底部或者釜體側(cè)面鉆有直徑為2～4mm的小孔。將內(nèi)襯12放入釜體11中，在釜體11的密封面下沿有一圈焊縫，將內(nèi)襯12焊在釜體11上，因此不會有高溫高壓泄漏的問題；采用該技術(shù)主要是避免內(nèi)襯12焊接在釜體11上以后，在內(nèi)襯和釜體之間的狹小縫隙中有空氣存在，高溫加熱后，這部分空氣壓力增大，對內(nèi)襯12和焊縫造成不利影響。

本發(fā)明耐腐蝕高溫高壓釜系統(tǒng)操作部分可分為兩部分，第一部分是系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整部分，第二部分是實驗操作部分；分別如下：

第一部分：系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整部分(默認系統(tǒng)中各個閥門起始均為關(guān)閉狀態(tài))

1、在壓力顯示及控制儀表上設(shè)定高溫高壓電磁閥4的開關(guān)動作壓力；

2、打開高壓釜釜蓋14，往釜體11中注入蒸餾水，注入的蒸餾水體積在高壓釜容積的1/2到2/3之間；

3、蓋上高壓釜蓋，并擰緊釜蓋上的螺栓；

4、將熱電偶16放入高壓釜蓋下的套管中，打開高壓釜加熱開關(guān)，對高壓釜進行加熱，并根據(jù)系統(tǒng)的加熱特性，采用自整定模式得出合適的加熱曲線。

第二部分：實驗操作部分(默認系統(tǒng)中各個閥門起始均為關(guān)閉狀態(tài))

1、打開高壓釜釜蓋14，往釜體11中注入實驗溶液，注入的溶液體積在高壓釜容積的1/2到2/3之間；

2、將加工好的樣品放入釜體11中，蓋上高壓釜蓋，并擰緊釜蓋上的螺栓；

3、將液相閥15入口接上高純氮氣或者氬氣氣源，并將氣相閥9的出口接到防倒吸的排氣裝置中；

4、依次打開液相閥15和氣相閥9，對高壓釜釜內(nèi)的溶液進行除氧；

5、待除氧結(jié)束后，關(guān)閉液相閥15；

6、打開高壓釜加熱開關(guān)，對高壓釜進行加熱，加熱至70℃左右時，關(guān)閉氣相閥9，并解除液相閥15入口和高純氮氣或者氬氣氣源以及氣相閥9出口和排氣裝置間的連接；

7、高溫高壓浸泡實驗結(jié)束后，關(guān)閉高壓釜加熱開關(guān)，直至高壓釜冷卻至室溫，打開氣相閥9；

8、松開釜蓋上的螺栓，打開高壓釜釜蓋，取出實驗樣品進行分析；

9、如果實驗過程中，爆破閥II6或爆破閥III17發(fā)生低壓爆破(從壓力表I1的示數(shù)中可以看出)，那么實驗仍可短時持續(xù)，并在該段時間內(nèi)通過爆破閥I2、安全閥3和高溫高壓電磁閥4的配合作用，確保安全。待實驗結(jié)束，冷卻至室溫后，打開放氣閥18，更換爆破閥II6和爆破閥III7的爆破片后關(guān)閉放氣閥18即可；

10、如果在實驗過程中，系統(tǒng)發(fā)生超壓，那么高溫高壓電磁閥4將自動開啟，一旦爆破閥II6或爆破閥III17發(fā)生超壓爆破，那么高壓釜內(nèi)溶液可直接排至室外安全區(qū)域，確保人員和設(shè)備的安全。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。