专利名称：一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过滤器，具体讲涉及-一种用于过滤高温高压水、蒸汽 中机械杂质的过滤器。 二、背景技术火力发电厂、核电站、冶金、石油化工等工业部门的蒸汽动力站的热力设 备系统中的工作介质，水或蒸汽温度高达54CTC—70(TC，压力高达15MPa— 35MPa.介质中存在微量有害元素引起设备的腐蚀和结垢，直接危及设备安全和 经济运行。行业规定必须连续取样，实时分析监督并控制有害元素浓度在允许 的范围内。从系统中将高温高压水、蒸汽取样降至常温常压(25°C， 0.2MPa) 供分析仪器样品的设备，本行业中称为水汽分析取样装置，简称取样架。专利号为ZL95229316.1的实用新型专利公开了一种取样架，该取样架摒弃 了传统的降温用冷却器，降压用减压器的技术方案。采用同时具有降温、降压 功能的流体高效降温降压器，达到节省冷却水，节省设备制作材料，减少设备 占地面积的目的。然而，同时具有降温降压两种功能的流体高效降温降压器中的核心元件---降 温降压螺旋管内径在1.5-3mm范围内，否则内径太大，降压作用很小；内径过 小，虽然降压作用增大，但极易被水、蒸汽中携带的机械杂质堵塞，失去实际 使用价值。即使内径控制在1.5 — 3mm的降温降压螺旋管在诸如大型锅炉、省煤 器、汽轮机、冷凝器一类热力设备启动和大修后再起动时，设备中残留的机械 杂质或者长期运行中设备结垢和腐蚀剥落下的产物将进入水、蒸汽中，随取样 样品进入螺旋管中将其堵塞，失去取样作用，清除堵塞在螺旋管的机械杂质几 乎是不可能的。为确保流体高效降温降压器的工作，在其流路前配置符合其工 作要求的过滤器是必须的。专利号为ZL97230386.3的实用新型专利--—-杆式自清洗过滤器在取样架中 作为流体降温降压器的前置过滤器加以应用，这种自清洗过滤器的芯管(2)上 部置于外套管U)的中空腔(3)内，顶端为密闭封口，管侧壁上设置有过滤孔(6)，所述过滤孔(6)直径小于与之配套使用的降温降压器流路管道的最小 通径，芯管(2)要求下部通过外套管(1)末端开口引出，引出口密封。本发明人经大量研究发现，对于过滤孔(6)的通径作上述限定仍不能完全适合取样架的要求，其原因在于首先由取样架取出的样品，行业要求尽可能不改变样品组分，当过滤孔径太小(例如0.5mm以下)，样品中的浊度小颗粒将 可能被过滤掉，影响水样分析的结果，过滤孔径太小，易被样品中的颗粒堵死， 失去自清洗的功能。另外，降温降压螺旋管是长约20m的金属细管绕制而成的， 螺旋管的直径约为30mm，金属细管经绕制发生变形，降温降压器流路管道的最 小通径是很难确定的参数，所以用不确定的参数来确定过滤孔的孔径是不科学 的。技术和生产实践证明，当用内径为2mm的金属细管绕制成降温降压螺旋管 作成的降温降压器，其配套的杆式自清洗过滤器的过滤孔(6)孔径为1.4mm时， 降温降压器的螺旋管经常被堵塞，以上事实说明，上述对于过滤孔(6)的限定 不完全适合水汽分析取样架的高温高压水汽过滤器的工作要求。最后，在高温(540°C—700°C)，高压(15MPa—35MPa)条件下长期工作 的过滤器应选用的抗氧化材质，关键部件的几何尺寸应满足强度要求，连接方 式也必须考虑抗氧化和强度的问题。 三、发明内容本实用新型的目的是专为取样架提供一种使用寿命期间(行业要求五年) 免维护，确保取样架配置的流体高效降温降压器不被样品流中机械杂质堵塞， 能稳定可靠运行的耐高温高压抗氧化的过滤器。本实用新型的一种优选技术方案为一种耐高温高压低流量水汽分析取样装 置配套过滤器，所述过滤器包括外套管(1)、排废管(7)、芯管(3)以及芯管 侧壁上的过滤孔(4)，排废管(7)与外套管(1)下部相接，芯管(3)的直管部分在外套管(1)的管腔内，所述的芯管上的过滤孔(4)的孔径应不小于0.5mm 且不大于2.1mm，所有过滤孔(4)的截面积之和为所述螺旋管内径10倍以上。
本实用新型的另一种优选技术方案为芯管(3)的下部经外套管(1)的宋 端口引出，与外套管(1)密封连接，所述的芯管(3)与外套管(1)之间的间 隙(5)应在2-10mm之间。本实用新型的再一种优选技术方案为外套管(1)为耐高温高压抗氧化耐腐 蚀的材料做成，各个部件之间的连接采用焊接，为满足高温高压的强度和抗氧 化要求采用氩弧焊。本实用新型的--种最优选技术方案为了便于外套管(1)，芯管(3)和排污 管(7)的焊接，设有三通的连接块(6)。多个过滤孔(4)的截面积之和应大于制作最小孔径的降温降压螺旋管的金 属管内径的十倍以上为宜，制作的各部件材料应该是优质的不锈钢，例如 1Crl8Ni9Ti或316等。焊接一般采用氩弧焊焊接，确保设备和人身安全。本实用新型的优点体现在在满足电力行业取样过程中基本不改变样品组分 的同时，能确保与之配套的流体高效降温降压器在使用寿命五年内不发生堵塞， 不会影响取样架工作的可靠性.本过滤器结构简单，材料选择和制作丄:艺合理且 易实施，在使用寿命(五年间)期间，不会因高温(最高700°C)高压(最高 35Mpa)发生突变冲击或长期产生的蠕变引起结构性损坏，引发设备和人身安全 事故。本过滤器结构参数优化合理，在使用中不发生过滤孔堵塞，无需清洗， 可制成非拆卸结构(如图l)，是名副其实的免维护过滤器。四、
图1是实施本实用新型一种结构示意图； 图2是实施本实用新型的另一种结构示意图； 图3是实施本实用新型结构的第三种结构示意图；五、 实施例本实用新型工作过程如下当高温高压样品流进入过滤器外套管内并经过 外套管(1)和芯管(3)构成的环状柱形管腔(5)，因环形腔截面突然减小， 样品流在巨大的压力下加速，携带杂质颗粒快速向下运动，同时过滤孔出入[:l 处形成内外压差，小孔出口附近样流夹带着较小的颗粒进入芯管(3)内腔，流 入高效降温降压器的降温降压管内，水样降至常温常压供分析仪表，对于质量 较大的颗粒杂质，因其质量远大于水分子质量，获得的动量很大，继续向卜做 减速运动，过滤小孔处的压差不足改变大颗粒运动方向，将大颗粒吸附在过滤 孔入口，最终落到外套管(1)底部。理论上讲，总有极个别大颗粒吸附在过滤孔入口处，然而当作排废操作时(现场运行规定3-7天一次)，打开排废阀(1.0)， 强大的高速样品流自上而下掠过芯管(3)的外表面，彻底将杂质颗粒排出,.，冲 刷过程仅需一分钟，整个过程无须中断过滤和水汽取样，达到实用新型的f:;l的。 参照图1所示的本实用新型水汽分析取样装置的高温高压水汽过滤器主要 由抗高温高压蠕变和氧化的优质不锈钢制作的外套管(1)其外径18mm，壁厚 3mm的lCrl8Ni9Ti的无缝不锈钢管，外套管(1)的管腔(5)的下部连接排废 管(7)，排废管是由外径为14mm壁厚为2.5mm的1Crl8Ni9Ti的无缝不锈钢管 制成。排废管(7)和管腔(5)相通(一般用钨极氩弧焊焊接)。芯管(3)上 部置于管腔(5)中央，芯管(3)顶端为密闭的封口 (一般为焊封)，排废管(7) F出口端与高温高压排废阀入口端连接， 一般为焊接、密封，芯管K部与套管U)的下端口处焊接、密封。芯管由外径为8mm，壁厚为2mm的1Crl8M9Ti 的无缝不锈钢制成，其焊接(一般用氩弧焊)同样应满足高温高压的强度和抗 氧化要求。芯管下端出口与配套的流体高效降温降压器的入口相接，芯管侧壁 上设置60个过滤孔(4)，过滤孔(4)的孔径为lmm，外套管(1)内壁和芯管(3)外壁形成环状柱形间隙管腔(5)，柱形间隙为2mm。由图2可见，为便于外套管(1),芯管(3)和排污管(7)的焊接，设有 三通的连接块(6)。由图3可见，除设有连接块(6)外，外套管(1)与芯管(3)之间由活接 头(9)与螺帽(8)组成的高温高压活节连接。芯管(3)和与之配套的降温降压器也可由活接头(9)和螺帽(8)组成的高温高压活接连接。这种方式的连 接便于拆卸、修理。
权利要求1、一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤器，所述过滤器包括外套管(1)、排废管(7)、芯管(3)以及芯管侧壁上的过滤孔(4)，排废管(7)与外套管(1)下部相接，芯管(3)的直管部分在外套管(1)的管腔内，其特征在于所述的芯管上的过滤孔(4)的孔径应不小于0.5mm且不大于2.1mm，所有过滤孔(4)的截面积之和为所述螺旋管内径10倍以上。
2、 根据权利要求1所述的一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤 器，其特征在于芯管(3)的下部经外套管(1)的末端口引出，与外套 管(1)密封连接。
3、 根据权利要求1所述的一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤 器，其特征在于所述的芯管(3)与外套管(1)之间的间隙(5)应在 2-10mm之间。
4、 根据权利要求1所述的一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤器，其特征在于外套管(1)为耐高温高压抗氧化耐腐蚀的材料做成。
5、 根据权利要求1所述的一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤器，其特征在于各个部件之间的连接采用焊接，为满足高温高压的强度 和抗氧化要求采用氩弧焊。
6、 根据权利要求1所述的一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤器，其特征在于为了便于外套管(T)，芯管(3)和排污管(7)的焊接， 设有三通的连接块(6)。
专利摘要一种耐高温高压低流量水汽分析取样装置配套过滤器，所述过滤器包括外套管(1)、排废管(7)、芯管(3)以及芯管侧壁上的过滤孔(4)，排废管(7)与外套管(1)下部相接，芯管(3)的直管部分在外套管(1)的管腔内，其特征在于所述的芯管上的过滤孔(4)的孔径应不小于0.5mm且不大于2.1mm，所有过滤孔(4)的截面积之和为所述螺旋管内径10倍以上。
文档编号G01F15/12GK201051000SQ20072000051
公开日2008年4月23日 申请日期2007年1月11日 优先权日2007年1月11日
发明者承学东, 承海冬 申请人:承学东