Устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 

2.Устройство по П.1, отличающее ся тем, ч.то

оно снабжено системой. . вакуумирования.

3.Устройство по П.1, отличаю щ е е с я тем, что эластичное

герметизирующее уплотнение снабжено системой охлаждения.

4. Устройст во по П.1, о т л и чающеес я тем, что нагревательные элементь, расположенные по поперечной оси рамы, установлены с возможностью осевого .перемещения.

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.

Изобретение относится, к высокотемпературным ресурсным испытаниям конструкций и фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давле ния в режимах и газовых средах, ими тирующих реальные. Известна печь для испытаний при высоких темпер атуpax-и высоком давл нии, состоящая из цилиндрического корпуса с нижней и верхней заглушками, теплоизоляцией и нагревателями, расположенными на стенках ци линдрического корпуса lj.Однако печь не снабжена системо вакуумирования, что приводит к за грязнению газовой среды внутри кор пуса, в данном устройстве нельзя проводить испытаний целых фрагментов из-за того, что она имеет ци|Линдрическую .форму . Мощность установки используется нерационально, так как у нагревателей используется тепло только с одной стороны, о ращенной внутрь корпуса, а вторая сторона нагреваеттеплоизоляцию корпуса. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для испытаний, содержащее корпус с теплоизоляцией и стержни с электрическими нагревательными э ментами в виде спиралей, подвешенных на крюках, и систему подачи га 2l Недостатком- устройства является то, что,поскольку оно не снабжено системой вакуумирования и газонап.о нения, невозможно проводить испыта ния в заданной среде, что очень важ но для изучения поведения конструк ций высокотемпературньах корпусов высокого давления. Устройство неэкономично, так как для нагрева ис следуемого элемента фактически используется только наружная поверхность нагревательной спирали, а внутренняя поверхность ввид/ особенности крепления нагревателей на гревает защитную теплоизоляцию кор са. Конструкция корпуса неудобна с точки зрения испытаний фрагментов высокотемпературных корпусов высо- кого давления, так как не предусмот-рена замена испытуемых элементов. Целью изобретения является повышение удобства зксплуатации и повышение точности испытаний. Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов высокого давления, содерж,ащее 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 подвижнЕЯХ 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.З узел крепления нагревательного стержня. Устройство для испытания фрагментов высокотемпературных корпусов .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 кор 1пуса внсокого давления, с внутренней стороны на анкерах 9 установлена теплоизоляция 10, а снаружи смонтирована система 11 охлаждения металлического листа 7. К корпусу 1 подсоединена система вакуумирования состоящая из высокопроизводительног вакуум-насоса 12 и двух вакуум-насосов 13 и 14 глубокого вакуума и манометров 15-17, установленных .перед вакуум-насосами 12-14. Система газозаполнения состоит из гели-,, евой рампы 18, насоса 19 подачи гелия 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, состоящаяиз мерного бака 24 и масс спектрографа 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 образом.

К корпусу 1, снабженному теплоизоляцией 2 и нагревателями 3, установленными в опорной раме 4, подктываются фрагменты высокотемпературнрго 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 1системе охлаждения лайнера высоко:температурного корпуса высокого давления. Герметичность сое 1инения фраментов с корпусом 1 обеспечивают двойные эластичные уплотнения 5, установленные по контуру корпуса 1 и металлических листов 7. От высокой температуры уплотнения 5 защищены слоем теплоизоляция 2 и дополнительно снабжены системой 6 охлаждения, расположенной по контуру корпуса 1. Металлические листы 7 стоят на подвижных рамах 8 и откатываются при замене теплоизоляции 10. После того как металлические листы 7 гер|метично соединяются с корпусом 1 из (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 включаются вакуум-насосы 13 и 14 глубокого вакуума. Разряжение при этом контролируется по манометрам 16, 17.

и 26. После того как в корпусе 1 создано требуемое разряжение и прекратились газовыделения из теплоизоляции 2 корпуса 1 и теплоизоляции 10 металлических листов 7 вк.гаочается 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 про ходит .ресурсные испытания в условиях максимально приближенных к реальным.

С целью иск.лючения напря-жений в нагревателе от температурного удлинени нагреватели 3 закреплены в опорной раме 4 с помощью втулок 27, в которык имеется сквозное отверстие 28. В нагревателе 3 имеется окно 30. Креленйе нагревателя 3 во втулке 27 осуществляется с помощью штифта 29, вставленного в отверстие 28 и окно 30 При. t arpeBe нагреватель 3 удлиняется, но ввиду того, что окно 30 сделано больше диаметра штифта 29,

нагреватель может свободно перемещаться в осевом направлении. При проведении ресурсных испытаний фрагмента высокоте.1пературного 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 емкости 23 в корпус 1, Закачка примесей осуществляется после разогрева фрагментов, что соответствует аварий ным режимам работы высокотемпературных корпусов высокого давления. В этом случае давление в корпусе 1 контролируется по манометру 26. Состав газовой «среды в корпусе 1 контролируется с помощью масс-спектрографа 25, соединенного с корпусом через мерный бак 24. В соответствии с результатом, выдаваемым массспектрографом 25, регулируется количество примесей, поданных в корпус 1 путем регулировки насосов 21

,а 22. . - .

. .

Благодаря предлагаемому устройству можно осуществлять испытания фрагментов корпусов высокого давления в режимах, максимально приближенных к реальным. При этом испытываются не отдельные элементы конструкции, а целиком фрагмент, включающий в себя теплоизоляцию, металлический лист лайнера, анкера, исистему охлаждения. На данной установке можно про,водить ресурсные испытания не только IB гелиевой среде, но и в среде, имитирующей аварийные режимы работы высокотемпературных корпусов высокого давления. Длительность испытаний ;практически не ограничена.