一种对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置的制作方法

本发明涉及管壳式换热器换热性能研究领域，特别是涉及一种对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置。

背景技术：

管壳式换热器结构简单，操作可靠，主要由金属材料制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的换热器类型之一，特别是在能源回收、发电等领域应用广泛。其结构是，以封闭在壳体中的管束壁面作为换热面。这种结构给换热器内流体温度测量带来很大困难，所以目前对管壳式换热器流体进行温度测量主要局限于换热器流体进出口处。但是，测量管壳式换热器内部流体温度分布对研究换热器的换热性能，优化换热器的工况选择、换热器的设计用料选择都至关重要。

管壳式换热器的结构限制了其内部流体温度的直接测量，特别是管程流体的温度测量。现有方法通常是应用数值模拟对管壳式换热器流体温度分布进行研究，需要找到一种测量方法对众多的模拟结果进行实验验证。

管壳式换热器内部流体分为壳程流体和管程流体，因此内部流体温度分布也分为壳程流体温度分布和管程流体温度分布。已有的对壳程流体温度进行直接测量的方法，在管壳式换热器壳体上打孔插入热电偶或者热电阻，该方法由于需要破坏壳体，换热器的密封难以保证，不能用于高压工况。

公开号为CN103674310A的专利提到一种基于油管表面温度测量的油温测量方法，该方法不是对流体温度的直接测量，并且如果应用于管壳式换热器管程流体，需破坏换热器壳体。公开号为CN204679181U的专利提到一种管内流体压力和温度同时测量的光纤光栅传感器，该测量方法需要破坏流体管道，由于管壳式换热器传热管直径小且被壳层包裹，不适用于该测量方法。公开号为CN104697739A的专利提到一种绝热波纹管内低温流体流动阻力和温度分布测试装置，可以对管道内流体进行温度测量，但不适用于管壳式换热器。论文等文献中提到的管道内流体温度获得方法主要分两种：测量管壁温度进而推导出流体温度；破坏管道伸进热电偶或者热电阻测量流体温度。这两种方法如果用于管壳式换热器管程流体温度的测量，前者需要破坏壳体且推导误差较大，后者不仅破坏壳体还需要破坏换热器的换热管且布置困难。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是结合管壳式换热器的结构特点，提供一种对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置，此装置对换热器结构基本没有破坏，不妨碍管壳式换热器高压工况下工作且易于加工。本发明采用技术方案是：

一种对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置，包括盲管和热电偶，所应用的管壳式换热器包括传热管，管板和管箱板端头，其特征在于，在盲管内布置有热电偶；盲管的开口侧伸出到换热器管箱板端头的外侧，盲管的闭口侧伸入到换热器传热管内，盲管与管箱板端头密封连接。

优选地，热电偶的电偶线从盲管开口侧引出。盲管在布置热电偶的位置开有小孔，电偶点通过小孔漏出盲管的外壁。盲管与管箱板端头采用盲管螺栓进行连接及密封。

本发明的积极效果在于：提供了一种对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置，确保对管壳式换热器结构基本没有破坏，不妨碍管壳式换热器高压工况下工作，易于加工，应用热电偶可以完成温度测量。具体为：

(1)对管壳式换热器结构基本没有破坏方面：不破坏管壳式换热器壳体，不破坏管壳式换热器传热管，仅仅在管箱板接头加工盲管螺栓孔即可。

(2)不妨碍管壳式换热器高压工况下工作方面：管壳式换热器本身可以应用于高压工况，本发明不存在密封性问题，所以换热器的承压能力没受影响。

(3)易于加工方面：本发明应用于管壳式换热器，对管壳式换热器结构的改造仅在于加工盲管螺栓孔，工艺成熟。

(4)应用热电偶可以完成温度测量方面：电偶线从盲管开口侧引出，不接触流体，没有冲刷，没有腐蚀，可以测量管壳式换热器传热管内任何种类流体的温度。

附图说明

图1是本发明对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置一较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置整体结构及局部放大图，图2(a)是盲管与管箱板端头连接处结构放大图，图2(b)是热电偶布置处结构放大图，图2(c)是盲管闭口侧结构放大图。

附图中各部件的标记如下：1、流体b进口；2、盲管；3、管板螺栓；4、管壳式换热器传热管；5、管壳式换热器壳体；6、流体a进口；7、流体b出口；8、流体a出口；9～11、热电偶；12、管箱板端头；13、盲管螺栓；14、管板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明对管壳式换热器管程流体进行温度测量的装置，具体包括盲管2，管壳式换热器传热管4，热电偶9～11，管箱板端头12，盲管螺栓13，管板14，确保可以测量管壳式换热器管程流体温度。

管壳式换热器传热管4封闭在管壳式换热器壳体5中，两侧焊接到管板14上，且进出口伸出到管板14之外，提供管程流体的流动通道。要求管壳式换热器传热管4与管板14间密封良好，确保管程流体与壳程流体均不泄露。

盲管2的内部布置热电偶9～11，盲管2的热电偶布置点处可预先在管壁上开设小孔，用于焊接热电偶的电偶点，电偶点漏出盲管2的外壁与管程流体接触，确保测温更加精确。同时要求点焊电偶点后，盲管2管壁上的小孔已被密封良好，确保防止管程流体泄漏到盲管内。

盲管2的闭口侧伸入到管壳式换热器传热管4的内部，开口侧伸出到管箱板端头12的外侧，确保可以引出电偶线到换热器外部。

热电偶9～11，其电偶线在盲管2内部，从电偶点出发，经由盲管2开口，引出到换热器外部，确保实时监控管程流体测点温度。

盲管2与管箱板端头12的连接采用盲管螺栓13进行连接，确保固定及密封。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。