[实用新型]一种电站用高温高压管材服役性能在线试验装置

说明书

本实用新型公开了一种电站用高温高压管材服役性能在线试验装置。其创新之处在于利用在役电厂的高温高压蒸汽对管材以及管材焊口进行服役性能试验。另外，此装置可模拟电厂频繁启停和调峰运行时的工况，研究管样在启停和调峰运行时的服役性能。通过本试验装置可获取常规试验手段无法获得的管样在服役条件下的组织和性能演变规律以及管材的综合性能数据，加深对材料的理解，加快材料和工艺的研发和工程化应用进度，提高材料服役过程中的安全性和可靠性。此试验装置可随时切断与电站运行系统之间的连接，不影响电厂运行。此试验装置用过的高温高压蒸汽可继续用于发电或供热，节能环保。

技术领域

本实用新型属于电站用高温高压管道材料研发领域，具体涉及一种电站用高温高压管材服役性能在线试验装置。

背景技术

更高的火力发电机组热效率和更低的CO₂排放量，是目前全世界解决能源和环境两大问题的重要方向。提高火电厂锅炉的蒸汽参数是提高火力发电机组效率的有效途径。但不断提高的蒸汽参数对锅炉管道用高温材料提出了巨大挑战。另外，由于我国电力结构的调整，国内火电厂启停和调峰运行十分频繁，对材料的安全性和稳定性也提出了更高的要求。

目前在电站用高温高压管道材料研发过程中，为了研究材料的服役性能，通常采取的试验手段有高温蠕变试验，高温持久试验，热疲劳试验，低\高周疲劳试验，高温长期时效试验，高温氧化试验等。这几种试验手段反应的均是材料在单一特定条件下的性能或组织特征。而真实的电厂材料的服役条件十分复杂，上述试验手段所提供的试验环境与材料在电厂的真实服役环境差别极大，因此通过上述试验手段反应的材料组织、性能数据均存在其局限性。例如，为加快研发进度，高温蠕变和持久试验通常在高于电站服役温度和应力下进行，且采用标准试棒施加单向轴向应力，未顾及服役管材复杂的应力条件以及特殊服役环境下材料的氧化对持久蠕变性能的影响；冷热疲劳试验未顾及电站材料复杂应力条件的影响；低\高周疲劳试验未顾及复杂应力条件和服役环境的影响；高温长期时效试验可精准获得高温时效过程中材料的组织演变情况，但由于是在无应力下试验，因此未顾及应力对材料高温组织演变的影响；高温蒸汽氧化试验采用的蒸汽压力和温度均低于电厂真实的服役环境，且忽略了复杂应力状态和蒸汽冲刷对材料氧化行为的影响。

在单一特定条件下获得试验数据具有局限性，因此很难精准反应材料的真实服役性能，导致材料在电厂服役过程中暴露出一些实验室中未发现的问题。另外，材料在服役过程中组织和性能演变规律的相关数据，对材料和工艺的研发及其工程化应用十分重要，然而这类数据目前在试验室和在役电厂中均无法获取。

将电厂用管材及其焊口在服役环境下进行服役性能试验，获取材料组织和性能演变规律以及综合性能数据，可加深对材料的理解，加快材料和工艺的研发和工程化应用进度，提高材料在服役过程中的安全性和可靠性。因此，设计一种能提供电厂中管材服役环境的试验装置具有重要意义，也具有十分广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种电站用高温高压管材服役性能在线试验装置。

本实用新型采用如下技术方案实现的：

一种电站用高温高压管材服役性能在线试验装置，包括输送管道、集箱、分流管道、计算机和喷水减温器；其中，集箱设置有两个，一个作为蒸汽输入端，另一个作为蒸汽输出端，两个集箱上均连接有一个输送管道，蒸汽输入端的输送管道上均设置有截止阀和电动控制阀；

试验管样的两端分别通过分流管道连接在两个集箱之间，根据试验要求，在分流管道上设置一组或多组测压装置、测温装置和测流速装置，测压装置、测温装置和测流速装置的输出端分别与计算机的输入端连接，计算机的输出端分别与截止阀和电动控制阀的控制端连接。

本实用新型进一步的改进在于，还包括与蒸汽输入端的输送管道连接的喷水减温器，计算机的输出端与喷水减温器的控制端连接。

本实用新型进一步的改进在于，喷水减温器的入口端设置有止回阀。