反应容器范例6篇

反应容器范文1

CPR1000反应堆压力容器在下封头上共布置了50个中子测量管座,作为堆芯中子辐照测量仪器的通道,详见图4;某三代堆型和CAP1400堆型在下封头没有设置中子测量管座,即下封头是一体结构,无需开任何孔,而把堆芯测量通道布置到了顶盖,在顶盖上增加了8个堆测接管,与堆测接管下段采用对接焊结构,让所有的堆芯测量装置从顶盖向下伸入到堆芯,堆测接管的结构详见图5;ACP1000堆型反应堆压力容器也取消了底封头的中子测量管座,并在顶盖上设置12个堆芯测量管座,与顶盖采用J坡口焊接的形式进行连接,用于堆芯测量装置的通道,详见图6。将底封头上的堆芯测量装置转移到顶盖上有以下优点:将底封头上的堆芯测量装置转移到顶盖上,减少了底封头上堆芯测量装置泄露的风险,增加了整个设备的安全性,为反应堆压力容器在60年寿期的安全运行提供了保障。

2导向栓的安装位置

CPR1000堆型和ACP1000堆型的反应堆压力容器在安装顶盖时,导向栓占用三个主螺栓孔,在顶盖顺利安装到容器组件上后将导向栓拆下,再安装主螺栓。某三代堆型及CAP1400堆型的反应堆压力容器在安装顶盖时,导向栓不占用主螺栓孔,这两种堆型反应堆压力容器的接管段法兰外侧焊接有两个导向栓支撑块,导向栓支撑块上设置专门用于安装导向栓的螺孔;在整体顶盖的法兰外侧焊接有两个导向栓支架,用于引导顶盖顺利安装。且这两种堆型的导向栓在设备运行期间不拆除。导向栓占用单独的螺孔且在运行期间不拆除具有以下优点:(1)导向栓不占用主螺栓孔,可以有效保护主螺栓孔螺纹,避免主螺栓孔螺纹在安装顶盖时被导向栓损伤。(2)导向栓在运行期间不拆除,可以在每次换料或检修时减少一次导向栓的安装和拆卸时间。

3主螺栓孔上部光孔及换料密封环上端面的状态

CPR1000堆型反应堆压力容器主螺栓孔上部光孔为低合金钢表面,详见图7;而ACP1000、某三代堆型及CAP1400反应堆压力容器的主螺栓孔的上部光孔进行了不锈钢堆焊,详见图8。CPR1000堆型反应堆压力容器上端面及换料密封环上面为低合金钢表面,详见图7;而ACP1000、某三代堆型及CAP1400反应堆压力容器的上端面及换料密封环上表面进行了不锈钢堆焊,详见图8。主螺栓孔上部光孔及换料密封环上端面进行不锈钢堆焊,有以下优点:在换料及检修期间反应堆压力容器筒体上表面被硼水淹没时,有效保护主螺栓孔和容器法兰上表面和换料密封环上表面避免腐蚀,为反应堆压力容器60年的安全运行保驾护航。

4结束语

通过对几种反应堆压力容器结构的比较和分析,可以看出反应堆压力容器的发展有以下趋势:(1)随着发电功率的增加,反应堆压力容器有大型化的趋势;(2)零部件的一体化是

反应容器范文2

关键词 核电机组;反应堆压力容器;安装技术

中图分类号 TG115 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0113-01

核电机组反应堆压力容器作为当前核电站中的重要组成设备,其安装技术是否合格,将直接影响着核电站的正常运行及今后的发展。受核电站自身性质的影响,一旦出现安装不到位的现象,将会造成放射性大面积泄露,给周围的人群及生态环境造成不可估量的损失。由此可见,在核电机组反应堆压力容器的安装中,安装技术有着极其重要的作用。在此,本文从以下几个方面出发,对该压力容器安装过程中出现的问题及完善途径,做以下简要分析:

1 核电机组反应堆压力容器

一般来讲,在核电站的日常运行中,压力容器作为核反应堆冷却剂压力边界的核心设备,其核心目的在于承受核电站日常运行中出现的工况荷载,确保在整个设计过程中,保持自身结构的完整性。在当前使用的压力容器中,其设计压力多处于17.06 MPa左右,温度范围则处于350℃左右。结合压力容器的实际构造能够看出,在组成压力容器的过程中,容器桶与一体化顶盖作为其主要部件,在安装的过程中需要加以重视。

2 核电机组反应堆压力容器的安装技术

针对核电机组反应堆压力容器的安装,需要安装人员使用准确的安装技术,为压力容器的顺利运行做好铺垫。一般来讲,针对核电机组反应堆压力容器的安装,其安装技术主要体现在以下几个方面:

2.1 吊装设计

在整个核电机组反应堆压力容器的安装中,受压力容器重量、体积等多个方面的影响,需要在吊装的过程中,选择与之相符的吊装途径。首先,结合当前压力容器安装中所使用的技术,所使用的吊装方法主要包括大型起重机吊装法、直立双轨杆吊装法、固定式龙门吊装法。这三种方法在实际应用中,都具备各自的优势及不足,因而需要安装人员结合着反应堆压力容器的实际状况进行选择。其次,在整个吊装过程中,需要选择与之相符的起重机,确保吊装过程的顺利进行。与此同时,起重机的合理选择,与整个作业成本有着密切联系。在当前所用的起重机类型中,主要体现在履带式起重、塔式起重以及汽车式起重等几个方面,且在起重的过程中,对作业平面、作业地点都有着一定的要求。最后,在整个吊装过程中,需要安装人员对整个压力容器的实际重量、起重能力、起升高度等几个方面进行仔细核算,选择与之相符的吊装方案,在节省吊装成本的同时,还能从根本上节省吊装时间,避免不必要的浪费。

2.2 压力容器就位后测量与调整

在整个压力容器的安装中,要想从根本上保证压力压力容器的安装质量,需要安装人员采用科学的测量方法,对压力容器管嘴方向线、压力容器水平度以及压力容器的中心位置等进行测量,避免安装错位的现象发生。在整个压力容器就位后测量与调整中,其测量技术主要体现在以下几个方面:首先,在管嘴方向线的测量中,需要安装人员将测量重点放在管嘴的中心线上,确保其偏差小于1.5 mm,方位角偏差小于0.1°。其次,热段管嘴中心标高测量:利用水平仪标出热段管口上部高程测量点A,采用NA2+GPM3精密水准仪分别引侧RH35\RH36\RH37高程控制点,检查合格后测出该点的实际高程。在千分尺的帮助下,对其管口外径进行准确的测量。最后,放置调整垫铁,以CA0l模块墙面为支撑架设千斤顶,顶伸垫铁以调整压力容器方位。使得压力容器冷段管嘴中心线与压力容器支撑中心线对中位置偏差小于1.5 mm,并记录管嘴支撑垫与支撑的侧向间隙,完成初步对中。

2.3 支撑、护板的安装

在整个核电机组反应堆压力容器的安装中,支撑、护板能否安装到位,将直接关系着压力容器今后的投入使用。在支撑、护板的实际安装中,其主要体现在以下几个方面:首先,压力容器吊装前的安装。一般来讲,在整个吊装前的安装中,其安装对象多体现在力容器支撑热板、压力容器支撑底部耐磨板、7个内六角螺钉、弹簧销等几个部位。且在安装中,需要严格按照安装流程,逐一进行安装,并在安装结束后进行全面检查,以便及时的发现问题,避免问题的进一步扩大。其次,压力容器吊装后安装。与吊装前安装部位不同的是,该安装对象主要以压力容器支撑侧部耐磨板、前后护板以及顶部护板几个部位为主。核心功能在与确保压力容器运行中的稳定性,在加强压力容器运行效率的同时,避免运行过程中安全事故的发生。再次,在对支撑、护板进行安装时,安装人员应本着认真、负责的态度,仔细检查支撑、护板的质量,在检查合格后方可投入使用,一旦发现问题,应及时上报到相关部门,避免安装后造成压力容器倒塌的现象出现。最后,在压力容器支撑、护板的实际安装中,仍需要安装人员采取必要的固定措施,避免护板出现松动、脱落的现象。在当前使用的固定方法中,仍以锁紧垫片与重型六角螺栓为主,安装人员在拧紧螺栓后,涂膜相应的锁固剂,同时将弯曲锁紧垫片的边角置于垂直位置,确保其余六角螺栓的周围相吻合。只有这样,才能从根本上确保支撑、护板的稳定性,为其今后的投入使用做好铺垫。

3 总结

综上所述,强化核电机组反应堆压力容器的安装,在提高该容器安装质量的同时,还能为其今后的投入使用奠定基础。这就要求相关人员对其安装中,能够严格按照安装说明,逐步操作,避免漏装、错装的现象发生;并在安装结束后,派遣专业人员进行检查,并对其运行状况进行检测,只有在符合国家相关部门的规定后,方可投入使用。只有这样,才能在提高发电站经济效益的同时,为其今后的发展及市场竞争力的提高,奠定坚实的基础。

参考文献

[1]李兆岭.安全阀在锅炉压力容器中的使用要点分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012,01.

[2]李群.钢结构吊装工程的施工监理及安全管理[J].科技资讯,2011,02.

反应容器范文3

关键词:三门核电厂;反应堆;堆内构件;压力容器;导向柱 文献标识码:A 

中图分类号:TG115 文章编号:1009-2374(2015)23-0027-03 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.015 

1 概述 

在核电厂调试及大修过程中,反应堆上部堆内构件吊装、反应堆下部堆内构件吊装及反应堆压力容器顶盖吊装是核岛最重要的设备吊装作业,风险大,要求高,并且占据着主线时间,对核电厂的安全性和经济性有着至关重要的影响。在进行上下部堆内构件及反应堆压力容器顶盖吊装作业时,设备的精确定位和导向主要依靠导向柱来保证。三门核电1号机组作为全球首台AP1000,其反应堆压力容器配备有2根导向柱,用于在安装、调试和大修期间来导向反应堆压力容器顶盖和上、下部堆内构件的吊装。现有导向柱每根长4420mm,有效导向高度为4004.5mm,在吊装反应堆压力容器顶盖时可以完全满足导向要求,但在吊装上、下部堆内构件时长度不足,无法进行精确导向。 

首炉装料前的吊装操作过程中,此问题带来的不利影响不是十分明显,因为此时安装、调试人员可直接在换料水池底部观察确认堆内构件吊装的对中情况,在人工定位之后将堆内构件下降到压力容器内,当堆内构件下降到合适高度后,再由导向柱提供导向。而换料大修期间,堆内构件吊装时换料水池充满屏蔽水,吊装指挥无法进入换料水池底部,此时堆内构件在进入压力容器前就需要导向柱进行导向。在换料大修期间的上部堆内部件吊出过程中,当上部堆内构件堆芯上板吊离反应堆压力容器筒体法兰面约100mm时,需要检查堆芯上板是否带出控制棒组件。如果控制棒组件被带出,则需先将上部堆内构件回装到位,对问题进行处理后重新起吊上部堆内构件。现有导向柱高度不能满足此操作要求。

 

吊出下部堆内构件时,由于下部堆内构件高度较高,吊出和吊入压力容器过程中,现有导向柱高度不能满足下部堆内构件吊装操作的导向要求。 

另外,受到反应堆压力容器顶盖自身结构的限制,当顶盖在反应堆压力容器上时或在吊离/吊装至反应堆压力容器时,导向柱的高度不能超过5278.9mm。 

因此,需要通过优化导向柱解决以下两个问题:问题一:上、下部堆内构件吊装过程中的导向柱导向高度不足的问题;问题二:在保证上、下部堆内构件吊装时导向柱的导向高度满足要求的前提下,确保导向柱在反应堆压力容器顶盖吊装过程中不超过顶盖对导向柱的高度限值要求。 

2 优化方案一:配置长、短两套导向柱 

此优化方案配置的长、短导向柱有效导向高度分别为9100mm和4150mm。 

在反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件吊装时使用短导向柱。当需要从压力容器内吊出下部堆内构件时,先降低系统水位至反应堆压力容器筒体法兰面以下,然后拆除短导向柱,再安装长导向柱,最后升水位进行下部堆内构件的吊出操作;在回装过程中,当下部堆内构件回装完成后,将系统水位降低至反应堆压力容器筒体法兰面以下,然后拆除长导向柱,再安装短导向柱,最后升水位进行后续操作。 

3 优化方案二:配置一套可拆分式导向柱 

此优化方案配置的一套导向柱,每根导向柱可以拆分为2段,按安装位置从下到上分为短导向柱和延伸导向柱。短导向柱的有效导向高度为4150mm,延伸导向柱的有效导向高度为4950mm,两段导向柱连接后总有效导向高度为9100mm。预计加上安装段与锥形头段的短导向柱长为4565mm,短导向柱和延伸导向柱连接后总长9515mm。在反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件吊装时使用短导向柱,并在短导向柱顶部安装锥形头。当需要吊出下部堆内构件时,在不降水位的情况下,操作人员借助装卸料机或堆腔辅助平台进行操作,拆除短导向柱顶部的锥形头,将延伸导向柱安装在短导向柱顶端,再吊出下部堆内构件;待下部堆内构件回装完成后,拆除延伸导向柱并安装短导向柱顶部的锥形头以进行后续操作。 

4 两种优化方案的比较 

无论采用上述方案中的哪种,在反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件的吊装过程中都是使用短导向柱进行导向,两者的工艺流程也都一致。但是,当进行下部堆内构件吊装作业时,两者的工艺流程就产生了较大的差别,从而在占用大修主线时间的长短、人员接受的辐射剂量的多少等方面均有较大的不同。 

4.1 占用大修主线时间对比 

下部堆内构件的吊装占用大修主线时间,因此吊装下部堆内构件时,更换导向柱占用着大修主线时间。方案一占用大修主线时间包括为长短导向柱更换增加必要辐射防护措施的时间(约1小时)、降和升换料水池7.6m水位的时间(约3.92小时)以及长短导向柱的两次更换操作时间(约10.5小时),总计约15.42小时;方案二占用大修主线时间包括短导向柱顶端锥形头拆装时间(约1小时)和装拆延伸导向柱时间(约4小时),总计约5小时。 

由此可见,采用方案二比采用方案一每次大修可节省主线时间10.42小时,具有更好的经济性。 

4.2 操作人员受到的辐射剂量对比 

方案一:拆除短导向柱时需要4名操作人员站在换料水池底部工作3小时,人员总辐射剂量为0.6mSv;导向柱安装时需要6名操作人员站在换料水池底部工作2.25小时,人员总辐射剂量为0.675mSv。大修期间要进行两次导向柱的更换操作,正常情况下采用方案一时操作人员接受的总辐射剂量为2.55mSv。 

方案二:拆装短导向柱锥形头需要4名操作人员站在装卸料机人员通道工作1小时,人员辐射剂量为0.10mSv;将延伸导向柱安装到短导向柱顶端需要4名操作人员站在装卸料机或堆腔辅助平台工作2小时,人员辐射剂量为0.2mSv。正常情况下采用方案二操作人员接受的总辐射剂量为0.6mSv。通过对比可知,采用方案二时,操作人员受到的总辐射剂量比采用方案一要少约1.95mSv。 

4.3 导向柱更换操作对比 

采用方案一时,每次更换导向柱的主要操作步骤如下:(1)安装导向柱吊耳;(2)将手拉葫芦联接到环吊副钩上,测力计悬挂在手拉葫芦吊钩上,将导向柱吊耳与测力计连接;(3)提升手拉葫芦,保持合适的提升力,拆除导向柱;(4)利用环吊将导向柱吊至135′平台并倾翻至水平状态储存;(5)清洗检查过渡套螺纹,涂抹润滑脂,对新的O型密封环涂抹润滑脂,清洗导向柱安装孔,并目视检查其螺纹,不得有损伤;(6)将手拉葫芦联接至所需更换的导向柱上,提升环吊副钩将导向柱吊从水平状态倾翻至垂直状态;(7)将导向柱吊装至安装孔位置,对中后安装导向柱;(8)拆除手拉葫芦、测力计等工具。 

方案二的操作分为以下步骤:(1)拆除短导向柱的锥形头,将专用工具联接到环吊副钩上并就位至短导向柱顶端,操作专用工具拆除锥形头并吊至135′平台储存;(2)将导向柱吊耳旋入延伸导向柱吊装孔,拆下专用工具,将手拉葫芦环吊副钩连接,将测力计悬挂在手拉葫芦吊钩上,将导向柱吊耳与测力计连接;(3)操作环吊副钩,将延伸导向柱翻转至竖直状态,并移动至压力容器短导向柱安装孔正上方。下降导向柱,当下端进入短导向柱顶部后要特别小心,当延伸导向柱底部接触到短导向柱顶部后(测力计读数开始降低),停止下降;(4)将导向柱拆装把手插入导向柱插孔,手动下压延伸导向柱到位,旋转把手使延伸导向柱与导向柱啮合;(5)拆除手拉葫芦、测力计等工具。 

对比两种方案,方案一工作较为简单,但工作步骤多,工作量较大,花费时间和人力较多;方案二工作步骤较少,花费的时间和人力较少,涉及水下操作,对操作人员技能要求较高,操作难度相对较大,但可以通过加强培训来提高人员的工作技能。 

4.4 导向柱运输安装对比 

根据目前工程实际,三门核电1号机组在大型设备(蒸汽发生器、反应堆压力容器、稳压器等)吊装完成以后已经将反应堆厂房穹顶安装就位并焊接完成,屏蔽墙浇筑完成。因此,更换的导向柱需要通过附属厂房吊装口和设备闸门运输至反应堆厂房换料水池。 

导向柱运输的路径:导向柱运至107′平台,通过附属厂房吊装口运至附属厂房135′平台,再通过设备闸门运至135′平台,最终运输至换料水池。设备闸门的直径只有4.9m,吊装区域空间有限,方案二中长度为4950mm的延伸导向柱比方案一中长度为9515mm的长导向柱导更容易倾翻,吊运难度更小,更容易实现导向柱的吊入、安装工作。 

反应容器范文4

【关键词】移动式;静态腐蚀;装置

The design and application of mobile device for static corrosion test

ZHANG Shu-xia BAI Zhi-wei

(Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry, Tianjin 300180, China)

【Abstract】In scientific research, need to carry out experimental research on the static corrosion of specimen. Building a special fixed device for static corrosion test need high-cost, long time and space usage. In order to overcome the above shortcomings, designs a mobile device for static corrosion test. This paper introduces the design and application of the test device. The test device has many advantages, such as, simple structure, easy operation, saving space and the device can be applied to multiple test system. The device meet a variety of function, such as, carry out the test respectively or at the same time for more than one specimen, can observe whether the material react with working medium indirect or direct.

【Key words】Mobile; Static corrosion; Device

在科研、生产过程中,经常需要对一些试验件件进行静态腐蚀试验,即将试验件放置在装有工作介质的装置内,观察其是否与工作介质发生反应。如果建造一套专用的固定式的静态腐蚀试验装置,不但提高了试验成本,耗费时间长,而且影响了相关科研和生产工作的进展,并且建造的试验台将会长期占用试验场地,造成试验场地空间的浪费。为了克服现有技术中存在的缺点,因此提出设计移动式腐蚀试验装置。

1 设计条件

移动式静态腐蚀试验装置要求结构简单、操作安全可靠、使用方便灵活且可用于多个试验系统;可对多种试验件分别或同时开展静态腐蚀试验,要求试验期间互不影响;要求能观察试验件是否与工作介质发生反应及反应后的变化情况;要求具有温度调节功能,满足多种工质与多种试验件反应所需的温度要求。

2 结构设计

2.1 整体结构设计

移动式静态腐蚀试验装置,包括小车、反应容器、不锈钢管道、阀门、金属软管、循环水管道等。反应容器固定在小车上,反应容器与阀门间通过金属软管连接。移动式静态腐蚀试验装置结构示意图如图1所示。

图1 可移动式静态腐蚀试验装置结构示意图

1.小车;2.小车车轮;3.小车底板;4.小车拉手;5.反应容器;6.不锈钢管道;

7.不锈钢金属软管;8.手动真空阀门;9.压力测点;10.支架;11.进水管;12.回水管

小车车轮要有一定的承重强度;小车底板的钢板要有一定厚度,达到硬度和水平度的要求。小车底板上焊有固定不锈钢管道、进水管和出水管的支架。反应容器通过地角螺钉或其它固定装置固定在小车底板上,便于水平拖动;反应容器与小车底板间非焊接连接,可根据需要随时拆卸。反应容器的个数可根据试验的需求而定。通过手动真空阀门截断和连通气路,每个反应容器前均装有两个手动真空阀门,可保证每个反应容器与其它反应容器及外部系统可靠截断料,避免反应容器间交叉反应且保证了各反应容器可单独充料、抽料。

2.2 反应容器结构设计

反应容器是移动式静态腐蚀试验装置的重要部件,其结构设计合理才能满足功能要求[1]。反应容器纵向侧剖如图2所示。

图2 反应容器纵向侧剖图

1.快速接头;2.DN3阀座;3.上盖法兰;4.筒体法兰;5.橡胶垫;6.筒体;7.水套;

8.进水嘴;9.出水嘴;10.螺栓孔

反应容器用于放置试验件,试验前需要对反应容器表面钝化处理[2]。反应容器结构说明及达到的功能:

1)筒体法兰与筒体焊接连接,上法兰与筒体法兰间放置橡胶垫,螺栓穿过螺栓孔,用螺母锁死,使反应容器达到密封要求。试验在其内部与工作介质反应时,保证了反应容器内气体不泄露到外部环境,外部空气不能漏入反应容器内[3-4]。

2)通过拆卸螺栓、螺母,可使反应容器打开。可在试验前放置试验件以及试验后直观观察试验件的变化情况。

3)反应容器上设计有DN3阀座,与上盖法兰焊接连接,用于连接DN3手动真空阀门,阀门另一端接压力计,可监测反应容器内压力,通过压力变化可间接观察反应容器内试验件是否与工作介质发生反应及反应速率。

4)反应容器周围设计有水套,水套与筒体焊接连接。水套上设计有进水嘴和出水嘴,分别与进水管和回水管连接。能通过调节循环水温度来控制反应容器内温度,保证试验件与工作介质反应所需的温度。

5)反应容器上设计有快速接头,与上盖法兰焊接连接,可用于连接手动调节阀或不锈钢软管。

2.3 密封结构设计

移动式静态腐蚀试验装置是由多个部件连接组成,连接部位良好密封是该装置安全可靠应用的关键。反应容器上盖法兰与筒体法兰采用凹凸法兰压紧密封垫型式密封。其余连接部位均为快速接头与不锈钢软管或不锈钢软管之间相连(不锈钢软管接口与快速接头接口结构形同),采用中间压紧定位环固定好的O型橡胶圈,周围再用夹链夹紧的型式密封。两种密封结构设计,密封性能均良好。真空检验达标,达到装置设计要求,满足试验研究需要。

快速接头、不锈钢软管间密封型式剖视图如图3所示。

图3 快速接头或不锈钢软管间密封型式剖视图

1.快速接头或不锈钢软管;2.定位环;3.O型橡胶圈;4.夹链

3 移动式静态腐蚀试验装置应用

移动式静态腐蚀试验装置与充料系统、抽料系统通过金属软管连接,该装置应用示意图如图4所示。

图4 移动式静态腐蚀试验装置应用示意图

结合移动式静态腐蚀试验装置应用示意图,对该装置应用操作流程进行详细说明:

(1)将移动式静态腐蚀试验装置与充料系统、抽料系统、循环水系统连接。检查隔断储气罐、尾气回收罐,依次连通真空泵组,冷冻容器(至少提前1个小时向冷冻容器内加入冷媒)和各反应容器,开始抽空。抽至合格后,检查管道连接接口及各反应容器密封处有无漏点。

(2)如系统无漏点,断开抽空系统,即断开尾气回收罐、冷冻容器和真空泵组。连通储气罐和各反应容器,通过控制储气罐后阀门来调整饭厅容器内压力至预设值,然后断开储气罐,用工作介质钝化各反应容器。

(3)钝化结束后,各反应容器内钝化后气体经过冷冻容器抽空。抽空合格后,断开抽空系统并将各反应容器用氮气破空至大气压。打开反应容器放入试验件,连通抽空系统继续抽空。

(4)抽空合格后,断开抽空系统,连通充气系统,分别给各反应容器内通入工作介质至预设压力。然后断开充气系统并封闭各反应容器,同时通入发生反应所需温度的循环水。观察各反应容器内压力变化情况。如压力有变化,说明试验件与工作介质发生反应。反应容器内压力基本不再变化后,抽空反应容器内气体,然后重新充入工作介质,直至试验件与工作介质充分反应。

(5)试验结束后,抽空反应容器内气体,用氮气破空,打开容器观察试验件腐蚀情况。然后封闭各反应容器、断开充料系统、抽料系统及循环水系统,可将移动式静态腐蚀试验装置移至其它需要的系统。

4 结束语

移动式静态腐蚀试验装置结构简单、使用方便灵活并可用于多个试验系统,避免再建固定式静态腐蚀试验系统,节约了成本和时间;移动式静态腐蚀试验装置合理的结构设计,使得操作安全可靠;反应容器独特的设计,使移动式静态腐蚀试验装置满足试验要求。严格的密封结构设计,装置经过历时一年、多次的静态腐蚀试验实践考核,无故障发生,装置稳定可靠,为静态腐蚀试验研究顺利开展打下了基础。

【参考文献】

[1]范祖尧,胡宗武,徐履冰,等.非标准机械设备设计手册[S].北京:机械工业出版社,2003.

[2]袁秋礼.化学清洗后的钝化处理[J].洗净技术,2004年第2卷第6期Vo1.2 No.6:38-41.

反应容器范文5

关键词:化工压力容器;防腐蚀;方法

压力容器在化工领域的应用非常广泛,在实际应用中经常出现腐蚀疲劳、缝隙腐蚀、应力腐蚀等,不仅造成化工压力容器的损坏和失效,而且容易引发各种安全事故,造成严重的经济损失和人员伤亡,因此必须高度重视化工压力容器的防腐蚀处理,采用科学合理的方法,延长化工压力容器的使用寿命。

1 化工压力容器常见的腐蚀类型

1.1 电化学腐蚀

电化学腐蚀主要是电解质溶液和压力容器金属表面发生电化学反应,造成金属表面损坏。根据电化学反应机理,压力容器金属表面发生的腐蚀主要包括阴极反应和阳极反应[1],介质离子流和金属电子流形成回路。压力容器阳极反应是一种常见的氧化反应,压力容器金属失去电子后,进入电解质溶液;阴极反应是一种还原反应,氧化剂吸收溶液和金属表面的电子。化工压力容器腐蚀多数是电化学腐蚀,通常情况下,其不仅仅是一种电化学作用,经常和生物、机械、物理等相互作用。

1.2 化学腐蚀

化学腐蚀也被称为干腐蚀,是指非电解质和压力容器金属表面发生的一种纯化学反应,造成压力容器破坏,其主要发生在非电解质溶液和干燥气体中[2]。化学腐蚀最主要的特点是非电解质和金属表面原子之间发生氧化还原反应,产生腐蚀产物。在氧化剂和金属原子之间发生电子交换,这种化学反应不会产生电流。

1.3 物理腐蚀

物理腐蚀是指由于物理溶解造成的压力容器金属损坏,例如,钢容器被盛放的熔融锌溶液腐蚀,铁容器和液态锌发生物理腐蚀。

2 化工压力容器防腐蚀的方法

2.1 选择合适的主体材料

根据化工压力容器承受的压力、温度、介质情况以及实际用途,在加工制作压力容器时,应选择合适的主体材料,可在金属材料中适当加入一些合金元素,或者用多种材料加工成耐蚀合金,例如,在钢材料中添加镍元素,加工成不锈钢材料,可有效提高化工压力容器的防腐蚀性,减缓金属材料发生腐蚀。化工压力容器材料选择和介质腐蚀性有着密切关系,在很大程度上,介质毒性和易燃程度对于选材也有着重要影响。例如,Q235-B材料的压力容器不能盛装高危介质;Q235-A材料的压力容器不能盛装易燃、易爆介质[3]。

2.2 重视防腐蚀设计

根据化工行业的相关规定,只有具备相应资格认证的企业或者单位才能制造或设计化工压力容器。为了有效控制化工压力容器发生腐蚀,应高度重视容器的防腐蚀设计,在设计过程中合理控制集中应力,减少有可能造成腐蚀介质大量积聚的缝隙和缺口,优化压力容器的结构组织。在设计化工压力容器过程中,除了严格满足《化学压力容器规定》和GB150外,还要考虑到主体材料受到不同介质的影响。例如,在湿润的H2S环境中,尽量采用低合金钢和碳钢;在液氨环境中,尽量采用高强度低合金钢和低碳钢。化工压力容器化工设计要选择合适的设备衬里和材质,压力容器主体材料可主要采用碳钢,或者采用钛材、铜材或不锈钢,衬里材料做好选择聚四氟乙烯、瓷砖、玻璃、石墨、橡胶等抗腐蚀材料[4]。

2.3 采用缓蚀剂

对化工压力容器采用缓蚀剂,可获得良好的经济效益。通常情况下,缓蚀剂主要由多种有助于减缓和防止压力容器发生腐蚀的化学物质组成,结合化工压力容器应用的实际情况,在金属材料中加入少量或者微量的缓蚀剂,可明显降低化工压力容器的腐蚀速度,并且不影响金属材料的机械和物理性能。

2.4 电化学保护

电化学保护可采用外加电流法和牺牲阳极保护法,外加电流法是指将保护金属材料作为阴极,附件电极作为阳极,对化工压力容器外加直流电,保护阴极金属材料,这个方法可有效防止河水、土壤中的压力容器发生腐蚀;牺牲阳极保护法是指将比电极电势低的合金或金属作为阳极,被保护金属做阴极[5],在实际应用中,合金、锌和铝等可作为牺牲阳极材料,用于保护石油管路、工业金属构件等。

2.5 表面覆盖保护层

对化工压力容器表面覆盖一层保护层,将周围介质和金属材料有效隔离,例如,在化工压力容器表面覆盖搪瓷、涂刷油漆等物质,避免水或者空气直接和钢铁制品相接触,或者在压力容器表面镀上Ni、Cr、Sn、Zn等金属,通过这种表面覆盖法,在压力容器表面形成一层氧化物薄膜。

2.6 加强维护管理

化工压力容器防腐蚀有很多种方法,不同腐蚀类型,采用不同的防腐蚀措施,每种防腐蚀方法有其特殊的应用范围和条件。为了进一步提高化工压力容器的抗腐蚀性能,应做好日常的维护管理,化工企业在日常生产运营中,应严格按照化工压力容器的相关法律法规,结合压力容器的操作使用规范,定期进行取样检查,全面了解压力容器的腐蚀状况和缺陷情况,一旦发现问题,及时进行维护处理,避免压力容器腐蚀范围扩大。化工压力容器腐蚀严重影响其安全运行,应结合其腐蚀形态,注意分析其腐蚀破坏原因,从而有针对性地采取防腐蚀措施,抑制和减缓压力容器腐蚀,提高安全性和稳定性。

3 结束语

化工压力容器对于化工企业的正常生产运营有着不可替代的重要作用,一旦发生腐蚀损坏,会严重影响化工安全生产。因此应结合化工压力容器常见的腐蚀类型,注意分析和研究其腐蚀原因,采取合理有效的防腐蚀方法,提高化工压力容器的抗腐蚀性。

参考文献:

[1] 王非.化工压力容器设计中对局部腐蚀的考虑[J].化工设备与管道,2000(04):50-53.

[2] 周野,丁磊,杨冰.浅析化工压力容器的防腐蚀措施[J].中国石油和化工标准与质量,2011(02):202.

[3] 2005~2009年度全国防腐蚀行业优秀耐蚀非金属压力容器生产企业[J].全面腐蚀控制,2010(05):50.

[4] 王非,林英.在化工设备设计中对防腐蚀的考虑[J].化工设备设计,1999(04):30-32+4.

反应容器范文6

一、传统氧气含量测定实验的不足之处

1.实验原理:在密闭容器中,通过化学反应消耗空气中的氧气,使得容器内压强减小。利用容器内外的压强差压入水,以进入装置中水的体积来确定空气中氧气的体积分数。

2.注意事项:

实验必须确保,选用的药品能在空气中与其中的氧气发生反应,同时不消耗空气中的其他成分。反应后不生成其他占据体积的气体。

为了将所取空气中的氧气消耗完,一般取过量的药品进行实验。拉瓦锡实验中所用的汞和红磷均满足以上要求。

3.实验弊端:

教材的原实验中,伸入烧杯中的导管只能起到吸水的作用,不能排除受热膨胀的气体。

在瓶中的空气急剧膨胀的时候,压强随之升高,极有可能将橡皮塞冲开,也有可能导致反应容器的炸裂,极其危险。

再者,因操作中时间把握不准,开关被提前打开,气体少量外泄(导管末端冒泡泡)而出现数据不准的现象。

二、空气中氧气含量测定实验大改进

1.实验创新点:

原实验中导管上的气体开关被取消,以便受热膨胀的气体能够及时逸出,并暂时储存在导管末端的气体储存缓冲装置中,待实验仪器冷却后又回到反应容器中。

这样,既能防止气体外泄,又能缓冲热气体对反应容器的压力,避免冲掉橡皮塞或瓶身炸裂的可能,也省去了打开或关闭开关的麻烦,不用担心时间把握不准了。

2.实验器材:

大号试剂瓶(反应容器)、橡皮塞、中号圆底短颈烧瓶(底部打孔)、燃烧匙、红磷、导管。

3.实验步骤:

A.准备实验器材。

B.连接仪器:将打孔的圆底烧瓶与橡皮塞、导管连接,将反应容器与大号橡皮塞、燃烧匙、导管等连接好并检查装置的气密性。

C.将打孔的圆底烧瓶完全浸入大烧杯的水中,并确保烧瓶口与橡皮塞连接处没有气泡。

D.取出反应容器上的橡皮塞,向固定在橡皮塞上的燃烧匙中装入过量的红磷,在酒精灯上加热红磷并使红磷燃烧,迅速将橡皮塞塞入瓶口并塞紧,防止漏气。

E.红磷燃烧时,导管末端的烧瓶中出现大的气泡(这是反应容器中受热膨胀的空气),烧瓶中的水部分被排出。

接着,烧瓶中的气体慢慢变少,水面不断上升,直至进入导管、反应容器。

F.反应容器开始进水,开始速度较快,之后越来越慢,到接近瓶身高度约1/5的位置时停止。

4.实验效果:

实验开始后不久(红磷还没有燃烧完),导管中的水开始进入反应容器中(进入反应容器的导管应该与燃烧匙一样长,避免水进入的时候会将燃烧着的红磷熄灭)。

实验中,一边是燃烧着的红磷冒出滚滚白烟,一边是汩汩流入的水,最后氧气耗尽,红磷不再燃烧,水不再进入,水的高度接近反应容器(瓶身)的约1/5。