Устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИ ФРАГМЕНТОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КОР ПУСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержаще корпус с теплоизоляцией, электриче (Л 4 о: О) со со кими нагревательными элементами и систему подачи газа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний и удобства эксплуатации, корпус выполнен в виде прямоугольной футерованной рамы с открытыми торцами и снабжен испытуемыми металлическими листами, с одной стороны которых закреплена теплоизоляция, а с другой - система охлаждения, при, этом листы установлены н.а подвижных рамах, нагревательные элементы расположены по поперечной оси рамы, а торцовые поверхности рамы по периметру выполнены с эластичными герметизирующими уплотнениями .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Н С 01 М 7/О О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВY

/ 2

Фиг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 339615 0/22-02 (22) 05 .02.82 (46) 07. 10 ° 83. Бюл. 9 37 (72) В.М.Аксенов, В.A.Àíäðååâ, .

В.С.Каунин, В.П.Россинский, К.H.Ôåäîров и В.Н.Юкович (53) 620.165.29(088.8) (56) 1. Заявка Японии Р 55-30/99, 9 49-101163,-кл. F 27 В 17/ОО,.

02. 09. 74 °

2. Патент СИА У 4154975, кл. 13-25, Н 05 В 3/06, 15.05.79. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ФРАГМЕНТОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КОРПУСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее корпус с теплоизоляцией, электричес.

„„SU„„1 А кими нагревательными элементами и систему подачи газа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний и удобства эксплуатации, корпус выполнен в виде прямоугольной футерованной рамы с открытыми торцами и снабжен испытуемыми металлическими листами, с одной стороны которых закреплена теплоизоляция, а с другой — система охлаждения, при,этом листы установлены на подвижных рамах, нагревательные элементы распоЛожены по поперечной оси рамы, а торцовые поверхности рамы по.периметру выполнены с эластичными герметиз ирующими уплотнениями.

И

1046б39

10 за (2).

2. Устройство по и ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено системой.. вакуумирования.

3 Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что эластичное

Изобретение. относится. к высокотемпературным ресурсным испытаниям конструкций и фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления в режимах и газовых средах, имитирующих реальные. 5

Известна печь для испытаний при: " высоких температурах. и высоком давле. нии, состоящая из цилиндрического корпуса с нижней и верхней заглушками, теплоизоляцией и .нагревателями, расположенными на стенках цилиндрического корпуса 13 .

Однако печь не снабжена системой вакуумирования, что приводит к загрязнению газовой среды внутри корпуса. B данном устройстве нельзя проводить испытания целых фрагментов из-за того, что она имеет ци,линдрическую .форму. Мощность установки используется нерационально, так как у нагревателей использует- 20 ся тепло только с одной стороны, обращенной внутрь корпуса, а вторая сторона нагревает теплоизоляцию . корпуса.

Наиболее близким к изобретению 25 техническим решением является устройство для испытаний, содержащее корпус с теплоизоляцией и стержни с электрическими нагревательными эле; ментами в виде спиралей, подвешен- 30 ных на крюках, и систеМу подачи гаНедостатком устройства является то, что, поскольку оно не снабжено системой вакуумирования и газонаполнения, невозможно проводить испытания в заданной среде, что очень важно для изучения поведения конструкций высокотемпературных корпусов высокого давления. Устройство неэкономично, так как для нагрева исследуемого элемента фактически используется только наружная поверхность нагревательной спирали, а внутренняя поверхность ввиду особенности крепления нагревателей нагревает защитную теплоизоляцию корпуса. Конструкция корпуса неудобна с точки зрения испытаний фрагментов высокотемпературных корпусов высо- 50 герметизирующее уплотнение снабжено системой охлаждения.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нагревательные элементы, расположенные по поперечной оси рамы, установлены с возможностью осевого .перемещения.

1 кого давления, так как не предусмот-. рена замена испытуемых элементов.

Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации и повышение точности испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления, содержащее корпус с, теплоизоляцией, электрическими. нагревательными элементами и систему подачи газа, выполнено в виде корпуса, имеющего форму прямоугольной футерованной рамы.с открытыми торцами и снабжено испытуемыми металлическими листами, с одной стороны которых закреплена теплоизоляция, а с другой — система охлаждения, при этом листы установлены на подвижных рамах, нагревательные элементы расположены по поперечной оси рамы, а торцовые поверхности рамы по периметру выполнены с эластичными герметизирующими уплотнениями.

Кроме того, устройство снабжено системой вакуумирования.

Эластичное герметизирующее уплотнение снабжено системой охлаждения.

Нагревательные элементы, расположенные по поперечной оси рамы, установлены с возможностью осевого перемещения.

На фиг.1 изображено устройство, разрез, на фиг.2 — система вакуумирования и газонаполнения, на фиг.3— узел крепления нагревательного стержня.

Устройство для испытания фраг.ментов высокотемпературных корпусов

L высокого давления состоит из корпуса 1 с теплоизоляцией 2, в полости которого размещены нагреватели 3, закрепленные в опорной раме 4. С открытых сторон корпуса установлено эластичное герметичное уплотнение 5

С системой 6 охлаждения, через которое к корпусу 1 подсоединяются металлические листы 7, установленные на подвижных рамах 8. На металлических листах 7, выполненных из материала лайнера высокотемпературного хор пуса высокого давления, с внутренней стороны на анкерах 9 установле1046639 и 26. После того как в корпусе 1 создано требуемое раз ряжение и прекратились газовыделения из теплоизоляции 2 корпуса 1 и теплоизоляции

o 10 металлических листов 7 включается насос 19 подачи гелия, который из гелиевой-рампы 18, снабженной редуктором 20, подает гелий в полость корпуса 1. Затем включаются нагреватели 3, и фрагмент высокотемпературного корпуса высокого давления проходит .ресурсные испытания в условиях, максимально приближенных к реальным.

С целью исключения напряжений в нагревателе от температурного .удлинения нагреватели 3 закреплены в опорной раме 4 с помощью втулок 27, в кото-. рых имеется сквозное отверстие 28.

В нагревателе 3 имеется окно 30. Крепленйе нагревателя 3 во втулке 27 осуществляется с помощью штифта 29, вставленного в отверстие 28 и окно 30, При. нагреве нагреватель 3 удлиняется, но ввиду того, что окно 30 сделано больше диаметра штифта 29, 25 нагреватель может свободно перемещаться в осевом направлении. При проведении ресурсных испытаний фрагмента высокотемпературного корпуса высокого давления в среде с примесями, возможными при аварийных режимах, система закачки гелия дополнительно снабжена воздушным насосом

21 и насосом 22 жидкостных примесей, закачивающим жидкую примесь из емкос-ти 23 в корпус 1, Закачка примесей осуществляется после разогрева фрагментов, что соответствует аварийным режимам работы высокотемпературных корпусов высокого давления. В этом случае давление в корпусе 1

40 контролируется по манометру 26. Состав газовой среды в корпусе 1

45 спектрографом 25, регулируется количество примесей, поданных в корпус 1 путем регулировки насосов 21 ,и 22.

50 -

55 на теплоизоляция 10, а снаружи смон тирована система 11 охлаждения ме-. таллического листа 7. К корпусу 1 подсоединена система вакуумирования, состоящая из высокопроизводительног вакуум-насоса 12 и двух вакуум-насосоа 13 и 14 глубокого вакуума и манометров 15-17, установленных ,перед вакуум-насосами 12-14. Систе1ма газоэаполнения состоит из гели-,. евой рампы 18, насоса 19 подачи ге-! лия и редуктора 20. К системе газонаполнения подсоединена система подачи примесей, состоящая из воздушногб насоса 21, жидкостного насоса 22 и бака 23 с жидкой примесью.

К корпусу 1 подсоединена также система отбора и газового контроля, состоящая из мерного бака 24 и массспектрографа 25. Давление в корпусе 1 определяется по манометру 26.

Нагреватель 3 крепится в.опорной раме и с помощью втулки 27 с отверстием 28 и штифта 29, вставляемого в отверстие 28 и окно 30 в нагревателе 3 ..

Испытание фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления осуществляется следующим образ ом.

К корпусу 1, снабженному теплоизоляцией 2 и нагревателями 3, установленными в опорной раме 4, подка тываются фрагменты высокотемпературного корпуса высокого давления.

Фрагменты включают в себя металлический лист 7, изготовленный из материала лайнера корпуса высокого давления, анкера 9,. на которых крепится теплоизоляция 10. Снаружи на металлическом листе 7 смонтирована система 11 охлаждения, аналогичная системе охлаждения лайнера высокотемпературного корпуса высокого давления. Герметичность соединения фрагментов с корпусом 1 обеспечивают двойные эластичные уплотнения 5, установленные по контуру корпуса 1 и металлических листов 7. От высокой температуры уплотнения 5 защищены слоем теплоизоляции 2 и дополнитель но снабжены системой 6 охлаждения, расположенной по контуру корпуса 1..

Металлические листы 7 стоят на подвижных рамах 8 и откатываются при замене теплоизоляции 10. После то;го как металлические листы 7 repI

|метично соединяются с корпусом 1 иэ последнего откачивается воздух. С этой целью устройство снабжено системой вакуумирования. Откачку воздуха производят сначала высокопроизводительный вакуум-насос 12, давление при этом контролируется по манометру 15 и манометру 26, установленному на корпусе 1. Затем вклю чаются вакуум-насосы 13 и 14 глубокого вакуума. Разряжение при этом контролируется по манометрам 16, 17. контролируется с помощью масс-спектрографа 25, соединенного с корпусом 1 через мерный бак 24. В соответствии с результатом, выдаваемым массБлагодаря предлагаемому устройству можно осуществлять испытания фрагментов корпусов высокого давления в режимах, максимально приближенных к реальным. При этом испытываются не отдельные элементы констр„ кции, а целиком фрагмент, включающий в себя теплоизоляцию, металлический лист лайнера, анкера и. систему охлаждения. На данной установке можно проводить ресурсные испытания не только

1в гелиевой среде, но и в среде, ими-тирующей аварийные режимы работы высокотемпературных корпусов высокого давления. Длительность испытаний

65 .практически не ограничена.

104б639

Составитель М.Зубкова

Редактор И.Шулла Техред M. Tåïåð Корректор Г.Решетник

Заказ 7720/42 Тираж 873 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4

Таким образом, данное устройство

Позволяет ускорить испытания конструкций высокотемпературных корпусов высокого давления и более достоверным образом оценить работу как отдельных элементов, так и всей конст. рукции в целом в различных режимах, возможных при эксплуатации высокотемпературных корпусов высокого давления.