本实用新型专利技术公开了一种对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统及方法，通过布置在宿主机组锅炉内部的炉内试件，对需要在炉内环境下进行试验的相关材料和部件制造加工工艺进行验证，并且蒸汽温度根据需要加热到远高于宿主机组及现有技术正常主汽温度，例如700℃以上；通过布置在宿主机组锅炉外部的炉外试件，对需要在炉外环境下进行试验的相关材料和部件制造加工工艺进行验证，并且可以设置多路管道，以满足本验证系统启动、运行、检修等不同需要；本实用新型专利技术一方面可以实现对新型高温合金材料和部件非常好的验证效果，另一方面尽可能依靠宿主机组原有条件进行建设，同时又尽可能尽可能减少对宿主机组安全经济性的影响，可靠有效。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及火力发电机组及材料领域，具体涉及一种适合于对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统。
技术介绍
火力发电机组，是我国最主要的发电形式，大都采用煤炭作为燃料，燃烧产生热能，并形成高温蒸汽，驱动汽轮机做功，并最终通过发电机转换为电能。为提高机组效率、降低煤耗、减少污染物及CO2排放，发展高参数、大容量的火力发电机组，是主要发展方向。目前，我国火力发电机组已从超高压、亚临界、超临界发展到了超超临界，主蒸汽温度达到600℃、主蒸汽压力达到30MPa等级。未来，将进一步向主蒸汽压力超过35MPa，主蒸汽温度超过700℃的先进超超临界燃煤发电技术发展。随着火力发电机组蒸汽参数的不断提高，材料的研发日益重要，尤其是当主蒸汽温度超过700℃时，现有材料已无法满足要求，需要发展以镍基合金、铁镍基合金为代表的高温合金材料。可以说，材料问题已然成为火力发电机组向更高参数发展的主要瓶颈。新型材料的研发，是个漫长的过程，材料的验证及改进，是确保新型材料能够进行工程应用的关键。但一方面，目前实验室所做的相关材料测试，虽然能够反映材料的相关性能数据，但毕竟与材料在实炉当中所面临的高温高压环境、以及高温蒸汽腐蚀、高温烟气腐蚀情况存在差异，实验室测试通过的材料，并不表示一定能经受得住实际工程的长期检验。另一方面，所研发的新型材料
还需要通过制造加工焊接等环节，制成各种部件，而相关部件(尤其是大型部件)的验证，在实验室条件下难以开展。因此，就需要对所采用的高温材料和部件进行实炉试验验证。我国也进行过材料的挂片试验，但方法是将试验材料直接置于高温腐蚀环境(如烟气、水等)当中，测试材料本身的耐腐蚀性能，并不具备全面验证材料和部件在实炉条件下各项性能的功能。因此，如何设计一种方法，对新型高温材料和部件进行实炉试验验证，既能全面验证各种材料和部件在实炉中的性能，确保相关材料和部件能够用于实际工程；又能尽量简化实炉验证系统，减少制造和建设的工作量，尽可能的利用现有机组(宿主机组)完成验证工作；同时还能尽量减少对宿主机组的影响，防止验证试验导致宿主机组经常被迫停机，是必须解决的问题。
技术实现思路
为了解决火力发电机组向更高参数发展过程当中，所用新型高温合金材料和部件在实验室条件下难以全面验证，直接进行工程应用存在很大的技术风险的问题，本技术提供了一种对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案予以实现：对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统，包括布置在宿主机组锅炉8内部的一个或多个依次串联的炉内试件7；一个所述炉内试件7入口或多个依次串联的炉内试件7中的第一个炉内试件入口与宿主机组蒸汽汽源1连通，在炉内试件7与宿主机组蒸汽汽源1连通的管路上设置有蒸汽汽源截止阀2，炉内试件7入口设有试件入口减温器5；一个所述炉内试件7出口或多个依次串联的炉内试件7中的最后一个炉内试件出口分一路、两路、三路或四路：当分一路时，通过主汽管道14连通炉外大管道试件16入口，炉内试件7与炉外大管道试件16连通的主汽管道14上设置有主汽阀门组15；所述炉外大管道试件16出口通过主汽管道14连通第二宿主机组蒸汽管道18，炉外大管道试件16与第二宿主机组蒸汽管道18连通的主汽管道14上设置有主汽减温器17；当分四路时，第一路通过主汽管道14连通炉外大管道试件16入口，炉内试件7与炉外大管道试件16连通的主汽管道14上设置有主汽阀门组15；所述炉外大管道试件16出口通过主汽管道14连通第二宿主机组蒸汽管道18，炉外大管道试件16与第二宿主机组蒸汽管道18连通的主汽管道14上设置有主汽减温器17；第二路通过旁路管道19连通宿主机组蒸汽管道22，旁路管道19上设置有旁路截止阀20和高旁阀21；第三路通过启动旁路管道24连通低温低压蒸汽管道26，启动旁路管道24上设置有启动旁路截止阀23和减温减压器25；第四路通过备用旁路管道11连通第三宿主机组蒸汽管道13，备用旁路管道11上设置有备用旁路阀组12；内部流通高温蒸汽介质的主汽管道14、主汽阀门组15、炉外大管道试件16、主汽减温器17、旁路管道19、旁路截止阀20和高旁阀21共同构成了炉外试件；当分两路时，第一路为分四路时的第一路，第二路为分四路时第二路、第三路或第四路中的任意一路；当分三路时，第一路为分四路时的第一路，第二路和第三路分别为分四路时第二路、第三路或第四路中的任意两路的组合。当分一路时，所述炉外大管道试件16与第二宿主机组蒸汽管道18连通的主汽管道14上还设置有高旁阀21。一个所述炉内试件7入口或多个依次串联的炉内试件7中的第一个炉内试
件入口还连通有启动蒸汽汽源4，且与启动蒸汽汽源4连通的管路上设置有启动蒸汽截止阀3。所述炉内试件7根据试验需要在型式上采用光管、鳍片管或螺纹管，在结构上采用直管、U型管或蛇形管，管内的高温蒸汽介质主要源自于宿主机组蒸汽汽源1，管外处于宿主机组锅炉8内部的高温烟气中，从而对管内的高温蒸汽介质进行加热至试验验证设计温度。所述试件入口减温器5和炉外试件的出入口位置处设置监测运行时的温度、压力参数的测量仪表10。所述炉外大管道试件16根据需要更换为汽轮机材料部件试验件，进行试验验证。上述所述对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统进行实炉验证的方法，通过布置在宿主机组锅炉8内部的炉内试件7，对需要在炉内环境下进行试验的相关材料和部件制造加工工艺进行验证，通过布置在宿主机组锅炉8外部的炉外大管道试件16，对需要在炉外环境下进行试验的材料和部件制造加工工艺进行验证；具体方法如下：在炉内试件7管内通以源自于宿主机组蒸汽汽源1的高温蒸汽介质，管外处于宿主机组锅炉8内部的高温烟气中，从而使炉内试件7出口的高温蒸汽介质加热至高于宿主机组主蒸汽温度的试验验证设计温度，对需要在炉内环境下进行试验的相关材料和部件制造加工工艺进行验证；炉内试件7通过管道主汽管道14和旁路管道19分别与主汽阀门组15、炉外大管道试件16、主汽减温器17以及旁路截止阀20、高旁阀21相连通，从而使炉内试件7出口的高温蒸汽介质流经主汽阀门组15、炉外大管道试件16、主汽减温器17以及旁路截止阀20、高旁阀21内部，并根据需要设置吊架、疏水、放气辅助装置，对需要在炉
外环境下进行试验的相关材料和部件制造加工工艺进行验证；最终，高温蒸汽介质经过主汽减温器17、高旁阀21减温或减温减压，降低蒸汽参数，回到第二宿主机组蒸汽管道18、宿主机组蒸汽管道22当中；在宿主机组锅炉8启动初期，宿主机组蒸汽汽源1无法提供所需蒸汽，因此采用启动蒸汽汽源4提供蒸汽，以保证炉内试件7在宿主机组锅炉8启动初期的安全性；并增设启动旁路管道24、减温减压器25作为一条支路，将启动初期的炉内试件7出口低温低压的蒸汽送至相应管道或者直接排空；此外，还增设备用旁路管道11、备用旁路阀组12作为一条支路，支路出口与第三宿主机组蒸汽管道13相连，使得在宿主机组锅炉8启动中后期，以及炉外大管道试件16、高旁阀21出现问题需要处理时，切换至该备用旁路支路运行，以保证安全；该支路不额外设置减温器，而是直接利用试件入口减温器5，增强减温效果，使备用旁路管道11内蒸汽温度与第三宿本文档来自技高网...
【技术保护点】
对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统，其特征在于：包括布置在宿主机组锅炉(8)内部的一个或多个依次串联的炉内试件(7)；一个所述炉内试件(7)入口或多个依次串联的炉内试件(7)中的第一个炉内试件入口与宿主机组蒸汽汽源(1)连通，在炉内试件(7)与宿主机组蒸汽汽源(1)连通的管路上设置有蒸汽汽源截止阀(2)，炉内试件(7)入口设有试件入口减温器(5)；一个所述炉内试件(7)出口或多个依次串联的炉内试件(7)中的最后一个炉内试件出口分一路、两路、三路或四路：当分一路时，通过主汽管道(14)连通炉外大管道试件(16)入口，炉内试件(7)与炉外大管道试件(16)连通的主汽管道(14)上设置有主汽阀门组(15)；所述炉外大管道试件(16)出口通过主汽管道(14)连通第二宿主机组蒸汽管道(18)，炉外大管道试件(16)与第二宿主机组蒸汽管道(18)连通的主汽管道(14)上设置有主汽减温器(17)；当分四路时，第一路通过主汽管道(14)连通炉外大管道试件(16)入口，炉内试件(7)与炉外大管道试件(16)连通的主汽管道(14)上设置有主汽阀门组(15)；所述炉外大管道试件(16)出口通过主汽管道(14)连通第二宿主机组蒸汽管道(18)，炉外大管道试件(16)与第二宿主机组蒸汽管道(18)连通的主汽管道(14)上设置有主汽减温器(17)；第二路通过旁路管道(19)连通宿主机组蒸汽管道(22)，旁路管道(19)上设置有旁路截止阀(20)和高旁阀(21)；第三路通过启动旁路管道(24)连通低温低压蒸汽管道(26)，启动旁路管道(24)上设置有启动旁路截止阀(23)和减温减压器(25)；第四路通过备用旁路管道(11)连通第三宿主机组蒸汽管道(13)，备用旁路管道(11)上设置有备用旁路阀组(12)；内部流通高温蒸汽介质的主汽管道(14)、主汽阀门组(15)、炉外大管道试件(16)、主汽减温器(17)、旁路管道(19)、旁路截止阀(20)和高旁阀(21)共同构成了炉外试件；当分两路时，第一路为分四路时的第一路，第二路为分四路时第二路、第三路或第四路中的任意一路；当分三路时，第一路为分四路时的第一路，第二路和第三路分别为分四路时第二路、第三路或第四路中的任意两路的组合。...
【技术特征摘要】
1.对新型高温合金材料和部件进行实炉验证的系统，其特征在于：包括布置在宿主机组锅炉(8)内部的一个或多个依次串联的炉内试件(7)；一个所述炉内试件(7)入口或多个依次串联的炉内试件(7)中的第一个炉内试件入口与宿主机组蒸汽汽源(1)连通，在炉内试件(7)与宿主机组蒸汽汽源(1)连通的管路上设置有蒸汽汽源截止阀(2)，炉内试件(7)入口设有试件入口减温器(5)；一个所述炉内试件(7)出口或多个依次串联的炉内试件(7)中的最后一个炉内试件出口分一路、两路、三路或四路：当分一路时，通过主汽管道(14)连通炉外大管道试件(16)入口，炉内试件(7)与炉外大管道试件(16)连通的主汽管道(14)上设置有主汽阀门组(15)；所述炉外大管道试件(16)出口通过主汽管道(14)连通第二宿主机组蒸汽管道(18)，炉外大管道试件(16)与第二宿主机组蒸汽管道(18)连通的主汽管道(14)上设置有主汽减温器(17)；当分四路时，第一路通过主汽管道(14)连通炉外大管道试件(16)入口，炉内试件(7)与炉外大管道试件(16)连通的主汽管道(14)上设置有主汽阀门组(15)；所述炉外大管道试件(16)出口通过主汽管道(14)连通第二宿主机组蒸汽管道(18)，炉外大管道试件(16)与第二宿主机组蒸汽管道(18)连通的主汽管道(14)上设置有主汽减温器(17)；第二路通过旁路管道(19)连通宿主机组蒸汽管道(22)，旁路管道(19)上设置有旁路截止阀(20)和高旁阀(21)；第三路通过启动旁路管道(24)连通低温低压蒸汽管道(26)，启动旁路管道(24)上设置有启动旁路截止阀(23)和减温减压器(25)；第四路通过备用旁路管道(11)连通第三宿主机组蒸汽管道(13)，备用旁路管道(11)上设置有备用旁路阀组(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖平，江建忠，钟犁，刘入维，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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