管道内流体介质温度测量装置的制作方法

本发明涉及发电厂设备技术领域，尤其是涉及一种管道内流体介质温度测量装置。

背景技术：

发电厂机组的循环水系统连续不断地提供冷却水，用于带走汽轮机排到凝汽器的余热。在电厂设计和运行中，循环水进、出口水温是一项重要的数据，其与机组运行的真空度(背压)息息相关。一般运行经验表明：凝汽器真空每下降lkPa，热耗率增加88kJ/(kWh)，煤耗率增加3g/(kWh),经过分析预测存在节能潜力1％～2％。因此，提高机组经济性，应对循环水温进行监测和调整，确保凝汽器具有较高的真空度。现有的温度测量方式较难准确地获得循环水温度，测量精度低，尤其是对于大截面管道(300MW～1000MW机组，循环水管道直径从2000～3000mm不等)来说，流体扰动大，传统的测量方式其测量结果不具有代表性，测量结果波动较大，不利于实现对系统运行参数的监测，从而不利于提高机组经济性。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种管道内流体介质温度测量装置，其可适用于任意截面大小的管道内流体温度测量，提高了流体温度的测量精度，有利于实现对系统运行参数的精确监控，从而有利于提高机组的经济性。

其技术方案如下：

一种管道内流体介质温度测量装置，包括固定结构和用于安装温度测量元件的至少一个保护套，管道设有相对设置的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部开设有与所述保护套一一对应的第一通孔，所述保护套穿过所述第一通孔并延伸靠近所述第二安装部，所述固定结构用于将所述保护套固定于管道。

在其中一个实施例中，所述固定结构包括锁紧组件和与所述保护套一一对应的第一支撑梁，所述第一支撑梁与所述保护套沿管道的轴向平行布置，所述第一支撑梁的两端分别与所述第一安装部和所述第二安装部焊接，所述保护套通过所述锁紧组件与所述第一支撑梁连接。

在其中一个实施例中，所述锁紧组件包括U形螺栓、锁块和两个锁紧螺母，所述U形螺栓设有与所述锁紧螺母一一对应的两个螺纹端，所述锁块设有与所述螺纹端一一对应的连接孔，所述第一支撑梁和所述保护套均位于所述U形连螺栓内，所述螺纹端穿过所述连接孔并与所述锁紧螺母紧固配合，所述锁块与所述保护套相抵。

在其中一个实施例中，所述锁紧组件还包括位于所述第一支撑梁和所述U形螺栓之间的保护垫片。

在其中一个实施例中，所述固定结构还包括与所述第一支撑梁垂直连接的第二支撑梁，所述第二支撑梁的两端均与管道的内壁焊接，所述保护套和所述第二支撑梁分别位于所述第一支撑梁的两侧。

在其中一个实施例中，所述保护套为多个，多个所述保护套沿管道的周向平行布置。

在其中一个实施例中，每个所述保护套均倾斜于管道的轴线设置。

在其中一个实施例中，所述保护套与管道的轴线之间的夹角为85度。

在其中一个实施例中，管道的外壁还设有位于所述第一通孔处的法兰管，所述固定结构还包括与所述法兰管配合连接的法兰盖，所述法兰盖开设有与所述法兰管的内腔连通的第二通孔，所述保护套的一端位于所述第二通孔内，另一端依次穿过所述法兰管、所述第一通孔并位于管道内，所述保护套与所述法兰盖之间焊接密封。

在其中一个实施例中，所述保护套的外周设有衬胶。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本发明所述的管道内流体介质温度测量装置，其保护套(可内置热电阻或热电偶等温度测量元件)从管道的一侧穿入，并达到管道的相对的另一侧，使得保护套在管道的内腔贯穿，进而保证温度测量元件可以贯穿整个管道内腔进行温度检测，从而提高温度测量精度。本发明可根据实际需要将至少其中一根保护套穿过管道的中心轴线设置。综上可知，本发明可适用于任意截面大小的管道内流体温度测量，尤其适用于大截面管道内流体温度测量，在流体扰动较大的情况下也可保证测量精度。本发明有利于实现对系统运行参数的精确监控，从而有利于提高机组的经济性。

本发明所述固定结构包括锁紧组件和第一支撑梁，第一支撑梁焊接于管道内壁用来承托保护套，可以保证整个测量装置的刚度与强度。

所述锁紧组件包括U形螺栓、锁块和锁紧螺母，通过三者之间的配合将保护套绑扎紧固于第一支撑梁上，实现了保护套的有效固定。本发明所述锁紧组件结构简单，设计合理有效。

所述锁紧组件还包括位于所述第一支撑梁和所述U形螺栓之间的保护垫片，用以加强第一支撑梁的保护，防止第一支撑梁被磨损。

所述固定结构还包括第二支撑梁，第二支撑梁用于承托第一支撑梁，进一步加强整个测量装置的刚度与强度。

本发明所述保护套为多个，多个保护套平行布置，用以实现管道全截面温度测量，提高温度测量精度。同时本发明所述保护套沿管道的同一周向布置，多个保护套均位于管道的同一斜切面内，相应地，多根第一支撑梁也位于同一斜切面内，从而通过一根第二支撑梁即可同时支撑多根第一支撑梁，达到节省制作成本的目的，也使得管道内结构简单易于实现。此外，位于同一周向布置的保护套可以确保不同温度测量元件的测点位于同一位置，从而使得不同温度测量元件之间的测量结果可进行有效比对。

所述保护套与管体的轴线之间倾斜设置，用以减小流体介质对保护套等结构的冲刷，延长测量装置的使用寿命。

保护套与法兰端盖之间焊接密封，实现系统的严密性，保证流体介质不外漏。

本发明也可根据实际需要在保护套的外周设置衬胶，用以增强系统的防腐特性，使得整个系统也可适用于海水等其他腐蚀性流体介质温度测量。

附图说明

图1为本发明实施例所述的管道内流体介质温度测量装置的结构示意图；

图2为图1的E-E向剖面示意图；

图3为图1的B-B向剖面示意图；

图4为图1的A处放大图。

附图标记说明：

100、管道，110、第一安装部，120、第二安装部，130、法兰管，140、第一通孔，200、保护套，300、固定结构，310、第一支撑梁，320、第二支撑梁，330、锁紧组件，331、U形螺栓，3311、螺纹端，332、锁块，3321、连接孔，3322、容纳槽，333、锁紧螺母,334、保护垫片，340、法兰盖，341、第二通孔，400、衬胶。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明所述的管道内流体介质温度测量装置，包括固定结构300和用于安装温度测量元件的至少一个保护套200(可内置热电阻或热电偶等温度测量元件，温度测量元件沿轴向贯穿设置于保护套200内)。管道100设有相对设置的第一安装部110和第二安装部120。所述第一安装部110开设有与所述保护套200一一对应的第一通孔140。所述保护套200一端位于所述管道100的外侧，另一端穿过所述第一通孔140并延伸至靠近所述第二安装部120设置。所述固定结构300用于将所述保护套200固定于管道100。

本发明所述保护套200从管道100的一侧穿入，并达到管道100的相对的另一侧，使得保护套200管在管道100的内腔贯穿，进而保证温度测量元件可以贯穿整个管道100内腔进行温度检测，从而提高温度测量精度。本发明可适用于任意截面大小的管道100内流体温度测量，尤其适用于大截面管道100内流体温度测量，在流体扰动较大的情况下也可保证测量精度。本发明有利于实现对系统运行参数的精确监控，从而有利于提高机组的经济性。

在本实施例中，所述固定结构300包括与所述保护套200一一对应的第一支撑梁310。所述第一支撑梁310位于管道100内且与所述保护套200沿管道100的轴向平行布置。保护套200优先安装于迎水面(图中箭头所示为介质流向)，即所述保护套200和所述第一支撑梁310沿着介质的流向依次布置，用以提高测量的准确性。所述第一支撑梁310的两端分别与所述第一安装部110和所述第二安装部120焊接。通过将所述第一支撑梁310焊接于管道100内壁来承托保护套200，可以保证整个测量装置的刚度与强度。

请结合图3，所述保护套200通过锁紧组件330固定于所述第一支撑梁310上。具体地，所述锁紧组件330包括U形螺栓331、锁块332和两个锁紧螺母333。所述U形螺栓331设有与所述锁紧螺母333一一对应的两个螺纹端3311。所述锁块332设有与所述螺纹端3311一一对应的连接孔3321。所述第一支撑梁310和所述保护套200均位于所述U形连螺栓331内，所述螺纹端3311穿过所述连接孔3321并与所述锁紧螺母333紧固配合。所述锁块332还凹设有与所述保护套200的外周形状相配合的容纳槽3322，紧固时所述锁块332与所述保护套200相抵。本发明通过U形螺栓331、锁块332和锁紧螺母333三者之间的配合将保护套200绑扎紧固于第一支撑梁310上，实现了保护套200的有效固定。所述锁紧组件330结构简单，设计合理有效。本发明也可根据实际需要采用其他形式的锁紧结构将保护套200固定于第一支撑梁310上，如可直接采用钢圈将保护套200绑扎固定于第一支撑梁310等。

请继续参阅图3，所述锁紧组件330还包括位于所述第一支撑梁310和所述U形螺栓331之间的保护垫片334，用以加强第一支撑梁310的保护，防止第一支撑梁310被磨损。在本实施例中，每个保护套200可通过两个以上的锁紧组件330固定，多个锁紧组件330沿着保护套200的轴向间隔布置，使得保护套200安装时受力均衡。

优选地，所述固定结构300还包括与所述第一支撑梁310垂直连接的第二支撑梁320，所述第二支撑梁320的两端均与管道100的内壁焊接。所述第二支撑梁320用于承托第一支撑梁310，其与保护套200分别位于所述第一支撑梁310的两侧。第二支撑梁320设有两根，两根第二支撑梁320沿着第一支撑梁310的长度方向均匀布置，使得第一支撑梁310受力均衡。

请结合图4，所述固定结构300还包括法兰盖340。管道100的外壁还设有位于所述第一通孔140处(与所述第一通孔140连通)的法兰管130，法兰管130与管道100一体连接。法兰盘与法兰盖340通过紧固件(螺栓与螺母组合或螺钉等)连接。所述法兰盖340开设有与所述法兰管130的内腔连通的第二通孔341。所述保护套200的一端位于所述第二通孔341内，另一端依次穿过所述法兰管130、所述第一通孔140并位于管道100内。所述保护套200与所述法兰盖340之间焊接，用以将保护套200与法兰盖340之间的空隙密封，用以实现整个系统(包括管道100和本发明所述温度测量装置)的严密性，保证流体介质不外漏。当管道流体介质为海水时，所述法兰盖340和所述保护套200均可采用防腐蚀材料白铜B30材质或TA1钛材制成。法兰盖340和保护套200应采用相同材质制成,在保证系统密封性的情况下,避免异种钢焊接。当管道流体介质为淡水时，所述法兰盖340和所述保护套200均可采用碳钢制成。

在本实施例中，所述保护套200可设置多个，如3个或5个等，其中给一个或一个以上的保护套200可用于安装就地温度测量元件；另外的一个或一个以上的保护套200用于安装远传温度测量元件，远传温度测量元件可将测量结果远传至中央控制系统(DCS),以便电厂集中控制。

优选地，多个所述保护套200沿管道100的同一周向平行布置，即多个第一通孔140位于同一周向，同时第一支撑梁310与第一安装部110连接的端部也位于同一周向，第一支撑梁310与第二安装部120连接的端部也位于同一周向。通过多个平行布置的保护套200来实现管道100全截面温度测量，提高温度测量精度。同时，多根第一支撑梁310位于同一斜切面内，从而仅通过一根第二支撑梁320即可同时支撑多根第一支撑梁310，达到节省制作成本的目的，也使得管道100内结构简单易于实现。此外，位于同一周向布置的多个保护套200可以确保不同温度测量元件的测点位于同一位置，从而使得不同温度测量元件之间的测量结果可进行有效比对。在一个优选的实施例中，其中一根保护套200可穿过管道100的中心轴线。

进一步地，每个所述保护套200均倾斜于管道100的轴线设置，用以减小流体介质对保护套200等结构的冲刷，延长测量装置的使用寿命。保护套200与管道100的轴线之间的夹角优选为85度，也可根据实际需要设置为80度、75度等。

在一个优选的实施例中，所述第一支撑梁310、所述第二支撑梁320、管道100内侧、法兰管130内侧等其他零件结构上均可采用补胶工艺制作衬胶400，用以增强系统的防腐特性，使得整个系统也可适用于海水等其他腐蚀性流体介质温度测量。当流体介质为淡水时，则可不需要设置衬胶400。

需要说明的是，本发明所述“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。