含固液的多相流的冲刷试验系统及试验方法技术方案

本发明专利技术公开一种含固液的多相流的冲刷试验系统，包括：容器，用于盛装含固液的多相流的流体介质；流体路径，连通至所述容器；制动器，用于控制所述流体介质从所述容器至所述流体路径的流动及流动速度；至少一个连接口，其位于所述流体路径，该连接口用于连接到由所述试验系统提供所述流体介质的至少一个试样管子；以及调速测量单元，用于调节经所述流体路径流过所述试样管子的所述流体介质流动的速度并测量该速度。它能模拟管道实际冲刷工况。本发明专利技术还公开利用上述结构的含固液的多相流的冲刷试验系统进行冲刷试验的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多相流冲刷试验技术，具体涉及含固液的多相流的冲刷试验系统及利用该系统进行试验的方法。
技术介绍
对管道内部流体的冲蚀试验研究一般可分为两类:单相流、多相流。单相流冲蚀是由管道内部流动的单相腐蚀流体造成的，对其研究开展较早，较多相流冲蚀研究简单。多相流冲蚀涉及汽、液、固等其中至少两相复杂介质的配比和组成，其过程较复杂，在工业中也最为常见，与工程实际关联最为密切，但研究工作尚不够深入。例如，工程生产实际涉及的凝汽器冷却管，其材料应根据水质的不同类型、不同等级进行选择，同时还需考虑材质的耐蚀性和经济可行性等多种因素，从而为凝汽器的安全、经济运行提供充分保障。冷却管是凝汽器最重要的零件，重量上它约占整个凝汽器的1/8?1/4，造价上约占1/4?1/2。凝汽器的安全可靠性和经济性很大程度上取决于冷却管。正确选用冷却管的材料，合理评价其质量，是保证凝汽器安全的最重要的前提，最根本的措施，因而是凝汽器设计最关键的环节。冷却管选材的中心问题是管材的耐腐蚀性能。不同金属材料的耐腐蚀性能，既取决于材料本身的特性，也取决于冷却水水质等外界条件，如介质的种类、浓度、温度、含砂量、流速等。因此，冷却水水质是凝汽器冷却管选材的基本依据。在给定的冷却水水质条件下，具有适度优良的耐腐蚀性能，是冷却管选材追求的主要目标。按照我国电力行业标准DL712“火力发电厂凝汽器管选材导则”规定，冷却管不出现管材的严重腐蚀和泄漏，使用寿命应在20年以上。对于核电站凝汽器冷却管，使用寿命应在30年以上。所以，在正确选定冷却管材料品种牌号规格后，制订管材合理的技术条件，严格的检验规程，科学的质量验收标准，也是非常重要的，这些都属于冷却管选材的范围。冷却水中的悬浮物及含砂量确实是冷却管腐蚀破坏的重要因素，应作为冷却管选材的重要依据。在分析冷却水中悬浮物及含砂量对选材的影响时，除考虑其含量外，还应注意其粒径和形状特征。冷却管内冷却水的流速对凝汽器传热性能有很大影响，该流速的高低也是决定冷却管材耐腐蚀性能的重要因素。冷却管内冷却水流速往往同冷却水水质并列作为冷却管选材的依据。材料在磨损和腐蚀双重因素的联合作用下产生的加速破坏现象，即磨损腐蚀。因腐蚀介质中含有砂石之类的固体悬浮物时，管子内表面在受到腐蚀的同时还受到研磨作用，即固体颗粒的冲刷腐蚀。目前，对管子腐蚀方面仅仅基于材料的静态浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀试验、点蚀试验结果的考虑，未结合实际工况，进行模拟冲刷试验，尤其是在介质中含有固体颗粒相流即固相流时的数据基本没有，特别是，诸如冷却管这类使用寿命应在20年以上的需做长时间试验的管材。为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。
技术实现思路
—方面，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能模拟管道实际冲刷工况的含固液的多相流的冲刷试验系统。另一方面，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种利用一方面所提供的试验系统进行冲刷试验的方法。为解决一方面问题，本专利技术提出如下技术方案。—种含固液的多相流的冲刷试验系统，包括: 容器，用于盛装含固液的多相流的流体介质； 流体路径，连通至所述容器； 制动器，用于控制所述流体介质从所述容器至所述流体路径的流动及流动速度；至少一个连接口，其位于所述流体路径，该连接口用于连接到由所述试验系统提供所述流体介质的至少一个试样管子；以及 调速测量单元，用于调节经所述流体路径流过所述试样管子的所述流体介质流动的速度并测量该速度。所述调速测量单元包括彼此串联的流量计、第一阀及和所述流量计、第一阀并联的第二阀。还包括: 加热单元，用于加热所述试验系统内的所述流体介质； 温度传感器，位于所述流体路径处，用于测量所述流体路径中所述流体介质的温度；以及 控制单元，连接至所述加热单元和所述温度传感器，用于将所述温度传感器所测量的温度与用于表示设定试验温度的信息比较，并在所述温度传感器所测量的温度等于或大于所述设定试验温度的情况下控制所述加热单元中止加热。还包括:搅拌器，用于搅拌所述容器内的所述流体介质。还包括串接有旁路阀的从所述制动器的出口引出的旁路流体路径。所述流体路径与所述容器闭环连通。所述制动器为水栗。所述第一阀为截止阀，所述第二阀为可调节开度的阀； 所述试样管子为从待检产品上直接截取的直管段。为解决另一方面问题，本专利技术提出如下技术方案。一种利用上述结构的含固液的多相流的冲刷试验系统进行冲刷试验的方法，其包括如下步骤: 将按试验既定要求配置好的含固液的多相流的流体介质置于容器内； 将所述试样管子与连接口连接； 关闭第二阀及制动器，并将容器内的流体介质搅拌均匀； 开启制动器、第一阀，调节第二阀，达到试验所需流量后，关闭第一阀； 达到设定试验时间后，关闭第二阀及制动器； 取下所述试样管子，并对其进行称重、表面形貌观测，综合评定。本专利技术具有下述有益技术效果。本专利技术通过按试验既定要求配置流体介质，并根据不同试验方案通过调速测量单元配合制动器合理选调流体介质流速，实现模拟管道如直管段实际冲刷工况。试验完成后，通过试样管子重量的减少量或试样表面形貌分析，对样件如管子进行综合评定。其对管道内壁的评价更加科学。本专利技术可以分析液相流(如水)中含固相颗粒(如砂)的含量对管道的选材和不同批次质量的影响，还可以将固相颗粒粒径和形状特征考虑进去，同时对流体介质的流速和温度可以进行控制。例如，可以实现对铜管、奥氏体不锈钢钢管、双相不锈钢钢管和钛管的选材和质量的评定。【附图说明】图1示意性示出本专利技术的一种实施例。图2示意性示出本专利技术的另一种实施例。图3示意性示出本专利技术的试样管子并联的一种实施例。图4示意性示出本专利技术的试样室并联的一种实施例。【具体实施方式】为能详细说明本专利技术的技术特征及功效，并可依照本说明书的内容来实现，下面结合附图对本专利技术的实施方式进一步说明。图1示例性示出本专利技术的众多实施例中一种含固液的多相流的冲刷试验系统的实施例。该含固液的多相流的冲刷试验系统包括容器1、制动器2、流体路径3、连接口 31及调速测量单元4。从容器1至连接口 31，流体路径3上依次串联制动器2、调速测量单元4。容器1可以采用但不限于长方体结构，顶部可以具有开口。容器1用于盛装含固液的多相流的流体介质。该流体介质可以按试验既定要求配置，模拟试样管子A实际工况下的流体工质，也可以采用试样管子A实际工况下的流体工质。流体路径3连通至容器1。例如，流体路径3由管道连接而形成。流体路径3的末端形成排泄口 32。在图1所呈现的实施例中，制动器2采用水栗。制动器2用于控制流体介质从容器1至流体路径3的流动及流动速度，流体介质最终从排泄口 32流出流体路径3。连接口 31位于流体路径3，连接口 31用于连接到由本专利技术的试验系统提供流体介质的至少一个试样管子A。连接口 31的一端接口与调速测量单元4连通，其另一端接口与排泄口 32连通，其每一端接口的数量为1个或多个。如果连接口 31连接有多个试样管子A时，该多个试样管子A相串联较佳。连接在连接口 31的多个试样管子A可以是相同的试样，以增加样本数量，数据可以做统计，这是工程应用研究所希望的；也可以是不同的试样，数据具有可比性；还有可以是多个相同试样与多个不同试样的组合。可以理解，上述多个试样管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含固液的多相流的冲刷试验系统，其特征在于，包括：容器，用于盛装含固液的多相流的流体介质；流体路径，连通至所述容器；制动器，用于控制所述流体介质从所述容器至所述流体路径的流动及流动速度；至少一个连接口，其位于所述流体路径，该连接口用于连接到由所述试验系统提供所述流体介质的至少一个试样管子；以及调速测量单元，用于调节经所述流体路径流过所述试样管子的所述流体介质流动的速度并测量该速度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永锋，高振桓，陈兴松，闫康平，范华，杨功显，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51