[发明专利]用于超临界水氧化试验的超高温高压釜系统及其试验方法

说明书

本发明用于超临界水氧化试验的超高温高压釜系统及其试验方法，系统的高压釜模块包括水平管式高压釜釜体和对开式筒形加热炉；对开式筒形加热炉套设在水平管式高压釜釜体外；水平管式高压釜釜体进汽端为一体化釜底，包括设有小孔的内层和设有进汽孔的外层；外层和内层之间形成进汽空腔；水平管式高压釜釜体出汽端通过密封管堵和圆筒形法兰密封；密封管堵上开设出汽孔与水平管式高压釜釜体釜腔连通；圆筒形法兰上开设与出汽孔同轴的中心螺孔；水处理模块、水化学品质监测模块、液体注入模块、预热模块通过管路连在水平管式高压釜釜体进汽端，水平管式高压釜釜体出汽端通过出汽孔连接防爆模块；温度及压力监测调节模块用于控制进汽端温度和压力。

技术领域

本发明涉及超临界水氧化试验设备，具体为用于超临界水氧化试验的超高温高压釜系统及其试验方法。

背景技术

发展高参数超超临界燃煤发电技术对我国节约能源、降低污染物和二氧化碳排放具有十分重要的战略意义和实际应用价值。过去二十余年，我国自主生产的燃煤发电机组从亚临界、超临界逐步提升到620℃等级超超临界。与现役600℃～620℃级超超临界发电技术相比，更高等级参数(650℃、700℃)的超超临界发电技术在发电装备结构上差异不大，提升蒸汽参数的关键在于开发或筛选出合适的关键高温部件(如高温锅炉管、集箱、主蒸汽管道、汽轮机转子、叶片、汽缸、高温阀门等)用材料。实践表明，由于超临界水具有强的氧化性，相关部件在运行过程中往往会发生严重的氧化，给机组的安全运行带来极大隐患。因此，候选材料在超临界水中的抗氧化性能是一个非常重要的考核指标。

为研究候选材料在超临界水中的抗氧化性能，国内外的科研工作者开展了大量的工作，但受试验设备条件的制约，尚无法真正实现在温度为650℃～750℃的同时压力达35MPa～45MPa的近实际工况下(动态超临界水中)材料的氧化性能的测试。其原因在于：在现有的技术条件下，实现超高温高压条件下的密封非常困难；在外界的水被持续泵入高压釜中、反应后的超临界水被不断排出高压釜时，釜腔中的温度和压力会发生较大幅度的波动。此外，超高温高压下设备的安全性也是一个难点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供用于超临界水氧化试验的超高温高压釜系统及其试验方法，设计合理，结构简单，密封性好，温度和压力控制精确，安全可靠，占地面积小。

本发明是通过以下技术方案来实现：

用于超临界水氧化试验的超高温高压釜系统，包括水处理模块、水化学品质监测模块、液体注入模块、预热模块、高压釜模块、防爆模块和温度及压力监测调节模块；

所述高压釜模块包括水平管式高压釜釜体和对开式筒形加热炉；所述对开式筒形加热炉套设在水平管式高压釜釜体外；

所述水平管式高压釜釜体的进汽端为一体化釜底，包括设置有小孔的内层和设置有进汽孔的外层；所述外层和内层之间形成进汽空腔；所述水平管式高压釜釜体的出汽端通过密封管堵和圆筒形法兰密封；所述密封管堵上开设出汽孔与水平管式高压釜釜体釜腔连通；所述圆筒形法兰上开设有与出汽孔同轴的中心螺孔；

所述水处理模块、水化学品质监测模块、液体注入模块、预热模块依次通过管路连接在水平管式高压釜釜体的进汽端，水平管式高压釜釜体的出汽端通过出汽孔连接防爆模块，形成介质流动回路；

所述温度及压力监测调节模块用于控制进汽端的温度和压力，调节水平管式高压釜釜体釜腔内的温度和压力。