Устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления

Устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.