专利名称：超临界水蒸汽氧化试验反应容器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水蒸汽氧化试验反应容器，适用于电站锅炉用钢在超临界水蒸汽环境的氧化试验。
背景技术：
电站锅炉过热器、再热器、蒸汽管道等部件在运行过程中内壁会遭受水蒸汽氧化腐蚀，为了研究其氧化过程和机理，有关单位开发了水蒸汽氧化试验装置，实现在实验室中进行模拟试验，比如，发明专利CN101118211B《高温蒸汽氧化试验装置》和发明专利CN10162661 B《金属材料高温水蒸汽氧化实验装置》。这两个发明专利提供了在常压或者低压高温水蒸汽氧化试验的解决方案。事实上，目前广泛使用的超(超)临界锅炉的蒸汽压力可达到24 28MPa，这种超临界状态水的物理化学性质与高温蒸汽有很大差异。为了使 实验室开展的水蒸汽氧化试验符合实际情况，需要提高水蒸汽的压力，关键问题是需要能承受30MPa压力和700°C温度或者更高蒸汽参数的反应容器，而采用耐热钢或高温合金锻件制造反应釜难度大且造价昂贵，使用和维护也不方便。
发明内容本实用新型的目的是提供一种更为简便可靠的超临界水蒸汽氧化试验反应容器。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于包括管式反应容器，在管式反应容器的一端设有法兰，另一端设有端盖，内插管插入管式反应容器的内腔。优选地，所述管式反应容器为耐热钢或高温合金制成的金属管，该金属管外径为50 70mm,壁厚为10 15mm。优选地，所述管式反应容器的长度为1200 1500_，分为预热段和保温段，试样
置于保温段区域。优选地，所述内插管为与所述管式反应容器基本等长的口径为6 10_的耐热钢
或高温合金管。优选地，所述内插管穿过所述法兰的法兰盖中心插入所述管式反应容器的内腔并与法兰盖焊接，所述内插管的一端插入铠装热电偶进入其内腔，另一端焊接封堵并安装有定位圈。优选地，在所述内插管四周焊有用于悬挂试样的销钉，在内插管对应于所述管式反应容器的预热段的区域外套有由节流圈组成的扰流机构，在节流圈上钻有小孔，使流经的蒸汽混和均勻。本实用新型选用金属管作为反应容器，制造难度和成本降低，且可以直接置于管式加热炉中加热和保温，可用均热带范围大，保证足够的试验空间，由于管道内径较小，有利于提高蒸汽流速；反应容器介质入口采用法兰结构拆装方便；反应容器内插管兼具三个功能内插热电偶用于测量蒸汽温度、四周焊上销钉用于悬挂试样、预热段安装扰流机构使汽流加热均匀。

图I是根据本实用新型提出的超临界水蒸汽氧化试验反应容器示意图。其中1_法兰，2-管式反应容器，3-内插管，4-节流圈，5-销钉，6-定位圈，7-端盖,8-试样,9-内腔热电偶。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。如图I所示，本实用新型提供的一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器采用由耐热钢或高温合金制成的金属管作为管式反应容器2,选择外径50 70mm,壁厚10 15mm,可 长期运行于30MPa/70(TC蒸汽条件，完全适用于锅炉用钢水蒸汽氧化试验研究的压力和温度要求；这种管式反应容器2的长度可根据试验条件选择，一般可选1200 1500_，并且顺介质流向，将其前段(即预热段)用于介质预热，后段(即保温段)用于保温和提供试样装载空间；管式反应容器2的介质输入端焊接钢制高压法兰1，法兰I的法兰盖上开有介质入口 ；管式反应容器2的介质输出端焊接耐热钢或高温合金制端盖7，端盖7上开有介质出口 ；与管式反应容器2基本等长的小口径(6 IOmm)耐热钢或高温合金管作为内插管3穿过法兰盖中心插入管式反应容器2的内腔并与法兰盖焊接，内插管3 —端可插入铠装热电偶进入其内腔，另一端焊接封堵并安装有定位圈6，内插管3对应管式反应容器2试样区的部分四周焊有销钉5用于悬挂试样，对应于预热段的区域套有由节流圈4组成的扰流机构，节流圈4上钻有小孔，使流经的蒸汽混和均匀。使用时，反应容器可垂直布置，也可水平布置，一般垂直布置便于节省实验室空间和安装样品。试验开始前，将试样8固定到内插管3的销钉5上，然后套上管式反应容器2，最后装配法兰I。将组装好的反应容器组件连接到高压水回路，再套上管式加热炉便可进行水蒸汽氧化试验低温液态水从法兰I进入管式反应容器2，流经预热段温度不断升高，并通过节流圈4使汽流混和均匀，蒸汽到达试验温度后进入试样区，与试样发生氧化反应，最后由端盖7出口排出。内插管3内腔插入的热电偶通过改变插入深度可以监测反应容器不同位置的温度。试验结束，降低系统温度和压力至安全范围，从回路中拆下反应容器组件，打开法兰1，移除管式反应容器2，即可取样分析。
权利要求1.一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于包括管式反应容器(2)，在管式反应容器(2 )的一端设有法兰(I)，另一端设有端盖(7 )，内插管(3 )插入管式反应容器(2 )的内腔。
2.如权利要求I所述的一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于所述管式反应容器(2)为耐热钢或高温合金制成的金属管，该金属管外径为50 70mm，壁厚为10 15mm。
3.如权利要求I或2所述的一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于所述管式反应容器(2)的长度为1200 1500_，分为预热段和保温段，试样置于保温段区域。
4.如权利要求I所述的一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于所述内插管(3)为与所述管式反应容器(2)基本等长的口径为6 IOmm的耐热钢或高温合金管。
5.如权利要求I或4所述的一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于所述 内插管(3)穿过所述法兰(I)的法兰盖中心插入所述管式反应容器(2)的内腔并与法兰盖焊接，所述内插管(3)的一端插入铠装热电偶进入其内腔，另一端焊接封堵并安装有定位圈(6)。
6.如权利要求3所述的一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于在所述内插管(3 )四周焊有用于悬挂试样的销钉(5 )，在内插管(3 )对应于所述管式反应容器(2 )的预热段的区域外套有由节流圈(4)组成的扰流机构，在节流圈(4)上钻有小孔，使流经的蒸汽混和均匀。
专利摘要本实用新型提供了一种超临界水蒸汽氧化试验反应容器，其特征在于包括管式反应容器，在管式反应容器的一端设有法兰，另一端设有端盖，内插管插入管式反应容器的内腔。本实用新型选用金属管作为反应容器，制造难度和成本降低，且可以直接置于管式加热炉中加热和保温，可用均热带范围大，保证足够的试验空间，由于管道内径较小，有利于提高蒸汽流速；反应容器介质入口采用法兰结构拆装方便；反应容器内插管兼具三个功能内插热电偶用于测量蒸汽温度、四周焊上销钉用于悬挂试样、预热段安装扰流机构使汽流加热均匀。
文档编号G01N17/00GK202649088SQ20112052568
公开日2013年1月2日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者郑开云, 杨昌顺, 崔正强, 李强, 符锐, 马云海 申请人:上海发电设备成套设计研究院