一种承压设备高温高压试验水循环系统的制作方法

本发明属于承压设备试验技术领域，具体涉及一种能够实现高温高压试验条件的水循环系统。

背景技术：

承压设备行业的发展和工业的发展息息相关,随着工业水平和工业需求的高速发展，承压设备的应用越来越广泛，各类高温高压承压设备在不断的研发生产当中，并通过承压设备高温压力疲劳试验和水压爆破试验来改善高温高压承压设备的生产工艺，提高承压设备的综合性能。

上述承压设备压力疲劳试验是指在一段时间内，对高压承压设备进行反复的增压测试，实现连续的脉冲压力循环，试验后再观测承压设备的完整度和记录相关数据；上述承压设备水压爆破试验是指在一段时间内，对高压承压设备进行填充和加压试验直至爆破，记录膨胀量和爆破压力等。为了模拟出高性能承压设备的实际工况来进行试验，必须建立适合的高温高压水循环系统。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种承压设备高温高压试验的水循环系统的设计，实现了高温高压条件下承压设备压力疲劳试验和水压爆破试验，通过控制试验的温度和压力从而模拟出承压设备的实际工况。

本发明提供如下技术方案：一种承压设备高温高压试验水循环系统，包括不锈钢储水罐、高压釜，其特征在于所述不锈钢储水罐设有两个出水口及一个进水口，两个出水口分别用于连接过滤回路、试验回路；

所述试验回路包括常规泵，常规泵出水口处设有棉芯过滤器，棉芯过滤器出口处管路经过第二单向阀后分成支路a、支路b，支路a及支路b两路合并成一路后连接脉冲泵；所述脉冲泵依次连接压力传感器、缓冲罐、高压安全阀、压力显示表ⅲ、承压设备管路、第八手动调节阀、背压阀、流量计及常压过滤器，所述常压过滤器通过管路与不锈钢储水罐的上部相连；

所述不锈钢储水罐的底部通过管路与常规泵的进水口相连；

所述承压设备管路并联设置有旁通支路，所述旁通支路与高压釜通过管路相连。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述支路a设有第三截止阀，支路b为高温高压支路，依次设有第四截止阀、预热器、热电偶ⅰ、第一手动调节阀、高压釜、第四手动调节阀、热电偶ⅲ、第五截止阀。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述高压釜上设有两条进水管路及一条出水管路，其中一条进水管路及一条出水管路位于支路b上并分别与支路b上的第一手动调节阀、第四手动调节阀相连，另一条进水管路上为高温水小循环支路，依次设置有第七截止阀、高温高压过滤器ⅱ，并与冷凝器通过管路相连，所述高压釜上设有热电偶ⅱ，高压釜位于支路b上的进、出水管路各连接一条排水支路，其上分别设有第二手动调节阀和第三手动调节阀；所述支路b上的进水管路和出水管路通过管道实现连通，该连通管道上设有第五手动调节阀；所述进水管路上设有第四截止阀、预热器、热电偶ⅰ、手动调节阀，所述出水管路上设有第四手动调节阀、热电偶ⅲ和第五截止阀。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述过滤回路依次设有第一单向阀、常压过滤器ⅰ、混床树脂和流量计ⅰ。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述支路b、承压设备管路及高温水小循环支路组成高温试验小循环回路。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述承压设备管路包括依次设置的第六手动调节阀、高温高压过滤器、待试验的承压设备及第七手动调节阀，所述压力显示表ⅲ连接有与承压设备管路并联的旁通支路，所述旁通支路包括依次设置第六截止阀、冷凝器，并连接到第七手动调节阀与第八手动调节阀之间的管路上；所述高压釜与冷凝器通过管路相连，高压釜与冷凝器之间的管路上设置有第七截止阀、高温高压过滤器ⅱ。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述不锈钢储水罐与常规泵连接的管路上设有第二截止阀，并在不锈钢储水罐与第二截止阀之间的管路上接出一支路作为排水管路，排水管路上设有第一截止阀。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述高压釜外套有加热装置。

所述的一种承压设备高温高压试验水循环系统，其特征在于所述不锈钢储水罐侧部设有液位仪,上部设有排气口并通过管路连接有排气装置。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明试验回路中设置有预热器、高压釜和冷凝器，利用预热器对流入高压釜的水进行大功率加热，热水进入高压釜，高压釜外套有加热装置，可以进行加热和保温，当高温水达到预定温度后进行试验，试验结束后进入旁路中的冷凝器，由常温水进行冷却，使其降至常温,实现试验回路的温度控制；

2）本发明系统设置有两条支路，a支路为常温高压状态，此回路可以完成常温状态下的压力试验，b支路为高温高压状态，通过控制温度和压力来模拟出承压设备的实际工况；

3）本发明系统在常温状态下，不锈钢储水罐中的水经过增压在承压设备管路中进行试验，试验过程中水经过背压阀过滤器持续流入不锈钢储水罐完成水循环，试验完成后从旁通支路中最终流入不锈钢储水罐，实现常温状态下的实验；

4）本发明系统高温状态下，高压釜中加热到预定温度流出的水经增压后在承压设备管路中进行试验中，经由过滤器直接流入高压釜中继续进行试验，从而形成高温水小循环，减少了能源的损耗，试验结束后经由旁通支路中的冷凝器冷却后最终流入到不锈钢储水罐中，实现高温状态下的实验；

5）本发明中可通过脉冲泵来调节水的脉冲压力，通过背压阀来降压，通过预热器可将水温加热到室温至350℃。

附图说明

图1为本发明的承压设备高温高压试验循环水系统结构图。

图中：1、不锈钢储水罐；2、液位仪；3、压力表ⅰ；4、排气装置；5、常规泵；6、常压过滤器ⅰ；7、混床树脂；8、流量计ⅰ；9、棉芯过滤器；10、压力表ⅱ；11、预热器；12、热电偶ⅰ；13、高压釜；14、热电偶ⅱ；15、热电偶ⅲ；16、脉冲泵；17、压力传感器；18、缓冲罐；19、压力显示表ⅲ；20、高温高压过滤器；21、冷凝器；22、高温高压过滤器ⅱ；23、背压阀；24、流量计；25、常压过滤器；26、高压安全阀；cv1、第一单向阀；cv2、第二单向阀；cv3、第三单向阀；mv1、第一手动调节阀；mv2、第二手动调节阀；mv3、第三手动调节阀；mv4、第四手动调节阀；mv5、第五手动调节阀；mv6、第六手动调节阀；mv7、第七手动调节阀；mv8、第八手动调节阀；iv1、第一截止阀；iv2、第二截止阀；iv3、第三截止阀；iv4、第四截止阀；iv5、第五截止阀；iv6、第六截止阀；iv7、第七截止阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参阅图1，本发明提供能够达到高温高压状态的水循环系统，该系统的试验回路主要由两个支路组成，a支路为常温高压状态，此回路通过脉冲泵16可以控制压力从而完成试验，试验过程中完成水循环。

b支路中的预热器11和高压釜13可以使水达到高温高压的状态，并通过脉冲泵16控制压力的脉冲，从而模拟一些实际服役环境进行承压设备的压力疲劳试验，试验过程中试验用的高温水经过高温高压过滤器22后流入高压釜13继续进行试验循环，试验结束后再经冷凝器21冷却后最终流入不锈钢储水罐1中完成水循环。

具体如下：

在系统中设置一个两百升左右的不锈钢储水罐1，该不锈钢储水罐1上开有排水口、排气口和循环水进出水口，在所述排水口管路上设有第一截止阀iv1以控制是否排水，在所述排气口管路上设有第三单向阀cv3以控制是否排气；在所述循环水出水口管路上装有第二截断阀iv2，该阀打开时可以使不锈钢储水罐1内的水进入到回路中参与循环，不锈钢储水罐1侧面装有一个高约1米的液位仪2，可用来观测不锈钢储水罐1内水位的变换。

不锈钢储水罐1上开有两个循环水进水口，使循环回路中的水回到不锈钢储水罐1内，不锈钢储水罐顶部装有压力表ⅰ3和安全阀，压力表ⅰ3可指示不锈钢储水罐1中的压力变化，安全阀可避免不锈钢储水罐1内发生过压危险。

不锈钢储水罐1底部的循环水出水口处有一常规泵5，该泵可将不锈钢储水罐1中的水泵到回路中参与循环，出水分为两个回路：试验回路和过滤回路，常规泵5泵到试验回路中的水先经棉芯过滤器9以过滤去水中的杂质颗粒，进入过滤回路中的水依次经过第一单向阀cv1、常压过滤器ⅰ6、混床树脂7、流量计ⅰ8后流入不锈钢储水罐1中。

棉芯过滤器9滤后的出水有一压力表ⅱ10指示压力大小，之后分为两支路，支路a为常温支路，装有截止阀iv3；支路b为高温高压支路，通过一条管路将第四截止阀iv4、预热器11、热电偶ⅰ12、第一手动调节阀mv1与高压釜13的进水口连接，高压釜13的出水管路装有第四手动调节阀mv4、热电偶ⅲ和第五截止阀iv5，高压釜13的出水管路与支路a合并后进入试验回路中。

高压釜13的进、出水口均设有一排水管路，其上分别装有第二手动调节阀mv2和第三手动调节阀mv3，高压釜13的进、出水管路通过管路连接，该连接管路上装有第五手动调节阀mv5，试验时水通过预热器11和高压釜13的持续加热，达到预定温度后流入试验回路。

试验回路中的脉冲泵16控制压力的脉冲及大小，通过压力传感器17进行调节后进入缓冲罐18以减少泵出水压力波动的幅度，使水压平稳，缓冲罐18后的高压安全阀26可以避免压力过高产生危险，之后设有一压力表ⅲ19指示压力大小。

压力表ⅲ19后经过高温高压过滤器20过滤后对待试验承压设备进行试验，试验结束后由背压阀23降至常压状态后经常压过滤器25过滤后流入不锈钢储水罐1中完成循环，流入量由流量计ⅱ24显示；压力管ⅲ19后设有一旁通回路，其上装有第五截止阀iv5和冷凝器21，在第七手动调节阀mv7和第八手动调节阀mv8之间流入试验回路，冷凝器21与高压釜13通过一管路连接，其上装有第六截止阀iv6和高温高压过滤器ⅱ22；这条高压釜13进水管路与背压阀23之前的试验回路组成了高温水小循环回路，避免了试验过程中高温水汇入不锈钢储水罐所带来的能源损耗。

运行这套高温高压水循环系统，包括如下步骤：

一、常温试验

1、关闭第一截止阀iv1和第二截止阀iv2，将自来水注入不锈钢储水罐1中直至水位到达一定高度，该高度约为液位仪2高度的2/3；

2、关闭第四截止阀iv4、第五截止阀iv5、第六截止阀iv6和第七截止阀iv7，打开第一单向阀cv1、第二单向阀cv2、第三单向阀cv3、第二截止阀iv2、第三截止阀iv3、第六手动调节阀mv6、第七手动调节阀mv7、第八手动调节阀mv8，启动常规泵5和脉冲泵16，调好背压阀23使压力降到10mpa左右，让水在回路中不断循环直至试验完成；

3、试验结束后，关闭第二截止阀iv2、第六手动调节阀mv6、第七手动调节阀mv7,打开第六截止阀iv6，关停脉冲泵16，待管路中的水流入不锈钢储水罐1后关闭所有设备。

二、高温试验

1、关闭第一截止阀iv1和第二截止阀iv2，将自来水注入不锈钢储水罐1中直至水位到达一定高度，该高度约为液位仪2高度的2/3；

2、关闭第三截止阀iv3、第六截止阀iv6、第二手动调节阀mv2、第三手动调节阀mv3、第八手动调节阀mv8，打开第一单向阀cv1、第二单向阀cv2、第三单向阀cv3、第二截止阀iv2、第四截止阀iv4、第五截止阀iv5、第七截止阀iv7、第一手动调节阀mv1、第四手动调节阀mv4、第五手动调节阀mv5、第六手动调节阀mv6、第七手动调节阀mv7，启动常规泵5、脉冲泵16和预热器11，通过热电偶ⅲ15控制加热装置来调节温度进行试验，让高温水在系统回路中不断循环直至试验完成；

3、试验结束后，先关停所有加热装置，关闭第二截止阀iv2、第六手动调节阀mv6、第七手动调节阀mv7和脉冲泵16，打开第六截止阀iv6，打开接到冷凝器21上的冷却水开关，等到高压釜13中的温度降至室温，关闭冷却水、第七截止阀iv7，打开第八手动调节阀mv8，调好背压阀23使压力降至10mpa左右流入不锈钢储水罐1，最后关停常规泵5。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。