本實(shí)用新型涉及一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置。

背景技術(shù)：

為降低煤耗、減少排放和提高熱效率，發(fā)展高效率高參數(shù)的超臨界和超超臨界機(jī)組已成為當(dāng)下世界各國(guó)的主流趨勢(shì)，而發(fā)展高效率超臨界和超超臨界火電機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)之一就是解決鍋爐受熱面管、聯(lián)箱、汽水分離器及蒸汽管道用耐熱鋼問(wèn)題。鍋爐“四管”、蒸汽管道等在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求最小壁厚大于某一數(shù)值，一般管道設(shè)計(jì)壁厚遠(yuǎn)大于最小壁厚值，但是管道在運(yùn)行過(guò)程中，不斷受水蒸氣氧化或硫腐蝕等在表面形成氧化物或者硫化物，氧化物與硫化物不斷脫落造成管壁減薄，在應(yīng)力作用下產(chǎn)生鼓包，進(jìn)而發(fā)生泄露，因此，實(shí)驗(yàn)室研究管道金屬高溫下的水蒸氣腐蝕機(jī)理和硫腐蝕機(jī)理等，弄清高溫腐蝕機(jī)制，可極大減少腐蝕產(chǎn)物的形成，從而降低管壁的腐蝕速度。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110421972.4、申請(qǐng)公布號(hào)為CN 102539309 A的中國(guó)專利公開了一種金屬材料高溫水蒸氣氧化實(shí)驗(yàn)裝置，能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬研究管道金屬的蒸汽氧化情況。該裝置包括外殼、帶有爐內(nèi)溫度傳感器的溫度控制裝置、帶有控制閥門的給水裝置、以及設(shè)在外殼內(nèi)的水蒸氣發(fā)生裝置和帶有爐蓋的高溫水蒸氣氧化爐，給水裝置與水蒸氣發(fā)生裝置有水管連通，水蒸氣發(fā)生裝置和高溫水蒸氣氧化爐之間有蒸汽通道連通，爐內(nèi)溫度傳感器與溫度控制裝置有控制線電連接，溫度控制裝置通過(guò)電阻絲控制電路控制高溫水蒸氣氧化爐內(nèi)的加熱電阻絲的溫度，爐蓋上開有水蒸氣出口和爐內(nèi)溫度傳感器插孔并設(shè)有試樣掛鉤，水蒸氣發(fā)生裝置和高溫水蒸氣氧化爐均被保溫材料包裹。使用時(shí)將試樣通過(guò)耐熱鋼絲懸掛于試樣掛鉤下方，依靠水蒸氣發(fā)生裝置產(chǎn)生水蒸氣并將水蒸氣通入水蒸氣氧化爐內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)水蒸氣氧化模擬。

但是，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置在使用時(shí)為了減少試驗(yàn)時(shí)間，往往會(huì)提高試驗(yàn)溫度，再通過(guò)相應(yīng)的換算得到管壁運(yùn)行溫度下的試驗(yàn)時(shí)間，而溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致氧化皮脫落，這就給耐熱鋼氧化動(dòng)力學(xué)曲線的測(cè)定及氧化皮的分布、成分及結(jié)構(gòu)的測(cè)定帶來(lái)誤差或者錯(cuò)誤。因此，在進(jìn)行更高溫度水蒸氣氧化試驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室需要一套一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置，既能進(jìn)行高溫水蒸氣氧化試驗(yàn)，又能在在氧化過(guò)程中收集脫落的氧化皮，以便在氧化試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠在氧化過(guò)程中收集氧化皮的一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置，包括高溫水蒸氣氧化爐，還包括用于盛放試樣的氧化皮收集箱，所述氧化皮收集箱具有箱蓋；高溫水蒸氣氧化爐的爐膛內(nèi)設(shè)有用于支撐氧化皮收集箱的支撐結(jié)構(gòu)，所述氧化皮收集箱具有使其內(nèi)腔與所述高溫水蒸氣氧化爐的爐膛相通的蒸汽入口和用于承接脫落的氧化皮的底壁。

所述蒸汽入口為設(shè)置在所述箱蓋上的通孔。

所述通孔均勻布置在箱蓋上。

所述箱蓋為抽拉開合式箱蓋。

所述氧化皮收集箱的側(cè)壁上設(shè)有用于懸掛試樣的試樣掛桿。

所述試樣掛桿為陶瓷桿，所述氧化皮收集箱的側(cè)壁上設(shè)有供陶瓷桿插入的支撐插孔。

所述一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置包括給水裝置，所述給水裝置的出水口設(shè)置在所述高溫水蒸氣氧化爐的爐膛底部。

所述給水裝置設(shè)有兩組以上，各給水裝置的出水口均布設(shè)置在爐膛底部。

所述爐膛內(nèi)固定有支撐板，所述支撐板上均布有蒸汽通孔，所述支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述支撐板上且設(shè)有兩處以上，各支撐結(jié)構(gòu)繞爐膛的軸線均勻布置。

所述高溫水蒸氣氧化爐具有爐蓋，所述爐蓋上設(shè)有供溫度傳感器伸入爐膛內(nèi)的同時(shí)供水蒸氣排出的開孔，所述開孔偏心設(shè)置以與其下方的氧化皮收集箱上的相應(yīng)蒸汽入口上下對(duì)應(yīng)。

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，氧化皮可收集高溫水蒸氣氧化裝置包括用于盛放試樣的氧化皮收集箱，使用時(shí)將氧化皮收集箱通過(guò)爐膛內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置到爐膛內(nèi)，同時(shí)，氧化皮收集箱上的蒸汽入口能夠使水蒸氣進(jìn)入內(nèi)部與試樣接觸，能夠滿足試驗(yàn)要求，而氧化皮收集箱的底壁能夠用來(lái)承接脫落的氧化皮，箱蓋能夠避免氧化皮脫落飛濺，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在完成試驗(yàn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化皮的收集，便于進(jìn)行研究，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型中一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中氧化皮收集箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱為：1-儲(chǔ)水箱，2-水流量調(diào)節(jié)閥，3-輸水管，4-爐蓋，5-溫度傳感器插孔，6-溫度傳感器，7-溫控裝置，8-爐膛，9-電阻絲，10-支撐板，11-固定圍欄，12-保溫棉，13-金屬外殼，14-耐高溫陶瓷箱，15-箱蓋，16-蒸汽入口，17-支撐插孔，18-試樣掛桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)用新型一種氧化皮可收集的高溫水蒸氣氧化裝置的一個(gè)實(shí)施例如圖1~圖2所示，包括高溫水蒸氣氧化爐、用于向高溫水蒸氣氧化爐供水的給水裝置和用于盛裝試樣的耐高溫陶瓷箱14。

高溫水蒸氣氧化爐包括金屬外殼13、爐膛8和設(shè)置在爐膛8與金屬外殼13之間的保溫棉12。爐膛8主要由電阻絲9、井式外絲碳化硅坩堝和井式鐵皮內(nèi)膽組成，依靠電阻絲9進(jìn)行加熱，電阻絲9通過(guò)溫控裝置7實(shí)現(xiàn)溫度控制。爐膛8的上方開口出設(shè)有爐蓋4，爐蓋4上設(shè)有供溫度傳感器6伸入爐膛8內(nèi)并多余供水蒸氣排出的開孔。

給水裝置設(shè)有兩組，各組給水裝置均包括儲(chǔ)水箱1、水流量調(diào)節(jié)閥2和輸水管3，輸水管3的出口設(shè)置在爐膛8的底部，能夠通過(guò)水流量調(diào)節(jié)閥2向高溫水蒸氣氧化爐內(nèi)供水，進(jìn)而產(chǎn)生試樣過(guò)程中所需的水蒸氣。水流量調(diào)節(jié)閥2能夠?qū)崿F(xiàn)兩側(cè)供水量的調(diào)整，使水蒸氣均勻、恒定。

耐高溫陶瓷箱14作為氧化皮收集箱，包括箱體、箱蓋15和用于懸掛試樣的試樣掛桿18。耐高溫陶瓷箱14的底壁用于承接脫落的氧化皮，需要說(shuō)明，此處的底壁是指箱體上設(shè)置的能夠承接脫落的氧化皮的底壁，如果是在箱體內(nèi)單獨(dú)設(shè)置用于承接脫落的氧化皮的承接壁，則底壁即指的是該承接壁。箱體的其中一組相對(duì)側(cè)壁上設(shè)有兩個(gè)小孔，構(gòu)成用于支撐試樣掛桿18支撐插孔17。試樣掛桿18采用耐高溫陶瓷細(xì)桿，使用時(shí)在試樣上打孔，然后套到耐高溫陶瓷細(xì)桿上即可，能夠有效避免試樣與耐高溫陶瓷箱14接觸，提高試樣結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了便于耐高溫陶瓷箱14的制作、操作和維護(hù)，耐高溫陶瓷箱14的箱蓋15為抽拉開合式箱蓋15，通過(guò)箱體上的滑槽滑動(dòng)裝配。箱蓋15上均布有四只蒸汽通孔，一方面使溫度傳感器6能夠伸入到耐高溫陶瓷箱14內(nèi)，另一方面使水蒸氣均勻分布于耐高溫陶瓷箱14內(nèi)。氧化皮收集箱采用帶有箱蓋15的耐高溫陶瓷箱14能夠避免氧化皮脫落飛濺，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

高溫水蒸氣氧化爐的爐膛8內(nèi)設(shè)置有用于支撐耐高溫陶瓷箱14的支撐板10，支撐板10上均布有四處固定圍欄11，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)耐高溫陶瓷箱14的定位和固定。使用時(shí)，每處固定圍欄11上能夠放置一只耐高溫陶瓷箱14。支撐板10上均布有蒸汽通孔，能夠使?fàn)t膛8底部產(chǎn)生的水蒸氣均勻地分布在爐膛8的上部，進(jìn)而使各耐高溫陶瓷箱14內(nèi)的水蒸氣的分布更加均勻。

與高溫水蒸氣氧化爐的設(shè)置位置對(duì)應(yīng)，爐蓋4上設(shè)有偏心的供溫度傳感器6伸入爐膛8內(nèi)的溫度傳感器插孔5。使用時(shí)，溫度傳感器6能夠通過(guò)溫度傳感器插孔5和耐高溫陶瓷箱14的箱蓋15上的蒸汽通孔插入其中一只耐高溫陶瓷箱14的內(nèi)部，使測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的更精確控制。同時(shí)，使用時(shí)溫度傳感器插孔5能夠供多余的水蒸氣從爐膛8內(nèi)排出，維持爐膛8內(nèi)水蒸氣恒定。

工作時(shí)，打開爐蓋4，分別將四個(gè)打孔試樣穿過(guò)試樣掛桿18懸空掛置于四個(gè)耐高溫陶瓷箱14內(nèi)，再將四個(gè)耐高溫陶瓷箱14放入支撐板10上設(shè)置的固定圍欄11內(nèi)，蓋上爐蓋4，放置好溫度傳感器6，打開電源開關(guān)和溫控裝置7，通過(guò)溫控裝置7設(shè)定試驗(yàn)所需溫度，并使?fàn)t膛8處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到一定溫度后，打開水流量調(diào)節(jié)閥2，調(diào)節(jié)流量，使水均勻流入爐膛8內(nèi)，待爐膛8內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，開始記錄時(shí)間，待氧化一定時(shí)間后，關(guān)閉水流量調(diào)節(jié)閥2、關(guān)閉電源開關(guān)和溫控裝置7，使?fàn)t膛8內(nèi)溫度在空氣中自然冷卻，待爐膛8內(nèi)溫度下降到室內(nèi)溫度時(shí)，打開爐蓋4，取出耐高溫陶瓷箱14，取出氧化后的試樣并清理收集耐高溫陶瓷箱14內(nèi)脫落的氧化皮。

在上述實(shí)施例中，試樣是通過(guò)試樣掛桿18懸掛在高溫陶瓷箱內(nèi)，而爐膛8內(nèi)用于支撐氧化皮收集箱的支撐結(jié)構(gòu)為設(shè)有蒸汽通孔的支撐板10。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，氧化皮收集箱也可以替換為其他形式，能夠?qū)崿F(xiàn)試樣與水蒸氣的接觸并設(shè)有用于承接脫落的氧化皮的底壁即可，例如，具有鉸接開合形式的箱蓋15的收集箱、圓筒形的收集箱等。而試樣也可以采用其他形式設(shè)置在收集箱內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試樣的安裝即可，例如在收集箱的箱壁上設(shè)置現(xiàn)有技術(shù)中的掛鉤。再者，爐膛8內(nèi)的支撐板10也可以替換為其他形式，例如支撐網(wǎng)、支撐柵板、支撐條等，再如采用懸掛的形式對(duì)氧化皮收集箱進(jìn)行支撐。

另外，上述實(shí)施例中直接利用高溫水蒸氣氧化爐產(chǎn)生水蒸氣，在其他實(shí)施例中，也可以設(shè)置單獨(dú)的水蒸氣發(fā)生裝置，例如采用背景技術(shù)中設(shè)置在高溫水蒸氣氧化爐下方的水蒸氣發(fā)生裝置。