[发明专利]一种高温流动水蒸汽腐蚀环境箱及其测试方法

权利要求书

1.一种高温流动水蒸汽腐蚀环境箱，其特点在于：该高温流动水蒸汽腐蚀环境箱包括：高温加热炉(1)、腐蚀环境釜(2)、样品夹持机构和流动水蒸汽模拟系统；

所述高温加热炉(1)用于对所述腐蚀环境釜(2)加热，所述高温加热炉(1)为筒式结构，所述高温加热炉(1)设置在所述腐蚀环境釜(2)的外侧；

所述腐蚀环境釜(2)作为环境模拟实验单元，用于提供材料高温流动水蒸汽腐蚀环境性能测试所需的实验空间，腐蚀环境釜(2)内安装所述样品夹持机构和所述流动水蒸汽模拟系统中的水蒸汽加速单元，所述腐蚀环境釜(2)为筒式结构；

所述样品夹持机构用于固定测试样品(4)；

所述流动水蒸汽模拟系统用于形成腐蚀釜内测试样品(4)所在实验区的高温流动水蒸汽环境。

2.根据权利要求1所述的高温流动水蒸汽腐蚀环境箱，其特点在于：所述样品夹持机构采用五段式挂钩设计，所述样品夹持机构包括上夹具(31)、上夹具过渡段(32)、下夹具过渡段(33)、下夹具(34)和波纹管(36)；

其中，所述上夹具(31)穿过所述腐蚀环境釜(2)上端盖法兰(35)延伸到所述腐蚀环境釜(2)外部，通过所述波纹管(36)实现动态密封，所述上夹具过渡段(32)以挂钩式连接在在所述上夹具(31)的下端，所述下夹具(34)穿过所述腐蚀环境釜(2)下端盖法兰(35)延伸到所述腐蚀环境釜(2)外部，通过下端盖法兰(35)实现静态密封，所述下夹具过渡段(33)以挂钩式连接在所述下夹具(34)的上端，所述测试样品(4)以挂钩式连接在所述上夹具过渡段(32)、下夹具过渡段(33)之间。

3.根据权利要求1所述的高温流动水蒸汽腐蚀环境箱，其特点在于：所述流动水蒸汽模拟系统包括水蒸汽发生单元和水蒸汽加速单元；

其中，所述水蒸汽发生单元由水蒸汽发生装置(51)，水蒸汽再加热器(53)构成，水蒸汽加速单元由拉瓦尔喷管(56)、扩散器(57)、真空机组(60)构成；

所述水蒸汽发生装置(51)通过管道与所述过热水蒸汽接口(52)连接，所述过热水蒸汽接口(52)另一端与所述水蒸汽管道(55)的一端连接，所述水蒸汽管道(55)一部分位于所述腐蚀环境釜(2)外部，另一部分通过水蒸汽管道下法兰接口(54)进入腐蚀环境釜(2)内部并与所述拉瓦尔喷管进气口(56)连接；

所述水蒸汽再加热器(53)套接在所述水蒸汽管道(55)腐蚀环境釜(55)外部分的外侧壁上；

所述扩散器(57)出气口通过所述真空管道(58)与所述真空机组(60)连接，所述真空管道(58)通过真空管道下法兰接口(59)穿出腐蚀环境釜；

所述拉瓦尔喷管(56)和扩散器(57)分别位于所述测试样品(4)的两侧，在所述拉瓦尔喷管(56)与所述扩散器(57)之间形成测试空间。

4.根据权利要求3所述的高温流动水蒸汽腐蚀环境箱，其特点在于：所述水蒸汽发生装置(51)包括水箱、氧气气源、氢气气源和水蒸汽发生器构成，所述氧气气源和氢气气源通过管道与水箱连接，所述管道上依次设有减压阀、电磁阀和手动微调阀，上述阀门与水箱上内置的水溶氢和水溶氧检测仪配合，调节水蒸汽中的氢、氧含量，水箱经过蠕动泵与水蒸汽发生器入口连接，以流速0-2000Am³/h向水蒸汽发生器中输送氢氧含量≤10ppb的常温纯净水，常温纯净水经水蒸汽发生器生产出过热水蒸汽，过热水蒸汽经水蒸汽发生器出口以管道形式与过热水蒸汽接口(52)连接。

5.根据权利要求3所述的高温流动水蒸汽腐蚀环境箱，其特点在于：所述流动水蒸汽模拟系统所能提供的蒸汽范围(Ф5-100)mm×(10-100)mm圆柱形空间，蒸汽流速0-2马赫，蒸汽温度500-700℃，相应的所述拉瓦尔喷管(56)喷嘴直径设计范围为Ф5-100mm，所述拉瓦尔喷管(56)长度设计范围为10-500mm。

6.根据权利要求1所述的高温流动水蒸汽腐蚀环境箱，其特点在于：所述高温加热炉(1)采用三段式电阻丝加热方式，加热温度为100-750℃。