一种安全阀热态性能试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种安全阀热态性能试验装置，用于安全阀热态动作性能试验。

背景技术：

安全阀是锅炉及压力容器的重要附件，当介质压力超过规定值时，安全阀自动开启，排出蒸汽，保证锅炉和压力容器安全。实用新型专利CN202735073U是安全阀热态型式试验装置，它包括动力单元、蓄热单元以及测试单元，动力单元用于产生饱和蒸汽，注入蓄热器中，对蓄热器进行充热、升压，并由蓄热器对试验容器进行充压，直至安全阀起跳。完成阀门热态型式试验。

发明专利CN103852245B是一种测试安全阀热态机械性能的试验装置，它包括试验台架和PLC控制系统，试验台架包括直流锅炉、汽水分离器、储能器、试验容器，直流锅炉产生蒸汽，通过汽水分离器分离后，充入储能器，储能器的压力高于试验容器，安全阀试验时，开启调节阀向试验容器内快速充入蒸汽升压，直至安全阀开启。

上述两个专利中锅炉产生的蒸汽先充入储热器或储能器，再由它们向试验容器内充入蒸汽，使试验容器逐渐升压直至安全阀开启，完成整个试验。该试验装置布置的容器较多，所需试验容器的体积大，系统布置复杂，控制繁琐，成本较高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供改进的一种安全阀热态性能试验装置。

本实用新型的技术方案是：构建一种安全阀热态性能试验装置，它包括动力锅炉、蓄能器单元、测试单元和控制单元。所述动力锅炉是燃气直流锅炉，用于产生570℃、25MPa的过热蒸汽，它包括一个蒸汽出口，动力锅炉的水来源于除氧器；所述蓄能器单元包括试验容器、注水系统、注汽系统、排污系统；所述测试单元包括压力变送器、温度变送器、激光位移传感器、数据采集器、数据处理器；所述控制单元包括蒸汽循环系统及蓄能器单元和动力锅炉的控制系统。

在本实用新型的安全阀热态性能试验装置中，试验容器上设置了注水管道、蒸汽管道、排污管道，试验容器内部设置了蒸汽分射管、挡板型汽水分离器，蒸汽分射管与蒸汽管道相连。注水管道上设置了注水阀，除氧水通过注水管道注入试验容器，并由注水阀控制注水量，将试验容器水位控制在40％～60％之间。高温高压蒸汽通过注汽系统注入试验容器，经过蒸汽分射管均匀喷射到水中将水加热，利用水汽化相变原理在试验容器上部产生饱和水蒸汽，下部形成饱和水，随着温度的升高水不断蒸发，使容器内介质压力逐渐升高，注汽系统设置了电动截止阀、减压阀，蒸汽注入量由减压阀控制。安全阀开启时，先排放试验容器上部的水蒸汽，同时下部的饱和水迅速蒸发，快速补充水蒸汽，使阀门迅速开启，并达到全行程。

试验容器下部设置了排污管道，管道上安装了排污阀，阀门定期开启排除容器内介质的杂质。在试验容器的上部设置了压力变送器、温度变送器，安全阀试验过程中，测试介质的压力和温度数值，由数据采集器进行试验数据的同步采集，再由数据采集器传入数据处理器。试验容器上部设置了安全阀，容器超压时安全阀开启排放介质。

在本实用新型的安全阀热态性能试验装置中，试验容器的上部设置了安全阀管座，管座下部安装了全通径电动闸阀。安全阀试验时，电动闸阀处于全开启状态；安全阀试验结束后，关闭电动闸阀，更换试验阀门。试验容器的安全阀管座上方设置了精度为2ms的激光位移传感器，在安全阀试验过程中，测试安全阀的开启行程，通过数据采集器实现开启高度与压力、温度数据的同步采集。

所述控制单元包括蒸汽循环系统以及蓄能器单元和动力锅炉的控制系统。蒸汽循环系统由电动截止阀、减压阀、低压凝汽器组成，将多余过热蒸汽降压后送至低压凝汽器，冷凝回收再利用。控制单元通过控制天然气的投放来控制动力锅炉的运行，控制锅炉出口过热蒸汽的压力、温度；通过控制注汽系统的减压阀开度，控制蓄能器单元的介质压力和温度，以及介质升压速度；通过控制注水系统、排污系统阀门开关，控制蓄能器单元的水位和排污情况。

本实用新型的有益效果是：高温高压过热蒸汽与水混合后将水加热，产生高压饱和水蒸汽，并使介质逐渐升压，致使安全阀开启。安全阀开启时，先排放试验容器上部的蒸汽，同时下部的饱和水迅速蒸发，快速补充蒸汽，完成安全阀热态动作试验。本试验装置所需试验容器少，试验容器的体积小，操作方便，数据采集精确。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是试验容器的结构示意图；

图中，1.动力锅炉、2.电动截止阀、3.减压阀、4.控制系统、5.数据处理器、6.温度变送器、7.数据采集器、8.压力变送器、9.激光位移传感器、10.试验阀门、11.电动闸阀、12.安全阀、13.试验容器、14、注水阀、15.注水阀、16.除氧器、17.排污阀、18.排污阀、19.电动截止阀、20.减压阀、21.低压凝汽器、22.蒸汽管道、23.挡板型汽水分离器、24.注水管道、25.排污管道、26.蒸汽分射管、27.安全阀管座

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种安全阀热态性能试验装置，它由动力锅炉、蓄能器单元、测试单元和控制单元组成。动力锅炉利用天然气燃烧，产生570℃、25MPa的高温高压过热蒸汽，过热蒸汽通过注汽系统注入试验容器与水混合，水受热汽化发生相变，随着温度的升高水不断蒸发，容器内介质压力不断升高。

蓄能器单元包括试验容器、注水系统、注汽系统、排污系统；试验容器内部设置了蒸汽分射管、挡板型汽水分离器，蒸汽分射管与注汽系统相连。注汽系统由蒸汽管道、电动截止阀、减压阀组成，动力锅炉产生的高温高压过热蒸汽由注汽系统通入试验容器，经蒸汽分射管均匀喷射到试验容器的水中，将容器中的水均匀加热，水相变不断蒸发，在容器上部形成饱和水蒸汽，下部为饱和水，随着水温升高，水蒸发量增大，容器内的介质压力不断升高，直至安全阀开启；安全阀开启后，容器下部的饱和水迅速蒸发，经挡板型汽水分离器进行汽水分离后的水蒸汽将安全阀快速推至全行程。

注水系统由注水管道、注水阀组成，注水系统与试验容器相连，将除氧器产生的除氧水注入试验容器，将试验容器水位控制在40％～60％之间。排污系统由排污管道、排污阀组成，与试验容器下部相连，定期开启排污阀将介质中的杂质排出。

试验容器的上部设置了安全阀管座，管座下部安装了全通径电动闸阀。安全阀试验时，电动闸阀处于全开启状态；安全阀试验结束后，关闭电动闸阀，更换另一只安全阀。试验容器的安全阀管座上方设置了精度为2ms的激光位移传感器，在安全阀试验过程中，测试安全阀的开启行程，并将开启高度数据同步传送至数据采集器。

所述测试单元包括压力变送器、温度变送器、激光位移传感器、数据采集器、数据处理器。在试验容器的上部设置了压力变送器、温度变送器，安全阀试验过程中，数据采集器同步采集介质的压力和温度数据以及位移数据，并传至数据处理器进行处理。

所述控制单元包括蒸汽循环系统及蓄能器单元和动力锅炉的控制系统。蒸汽循环系统由电动截止阀、减压阀、低压凝汽器组成，将多余过热蒸汽降压后冷凝回收再利用。控制单元通过控制动力锅炉的运行以及天然气的投放，控制过热蒸汽的压力、温度；通过控制注汽系统的减压阀开度，控制蓄能器单元的介质压力和温度，以及介质升压速度；通过控制注水系统、排污系统阀门开关，控制蓄能器单元的水位和排污情况。