一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置的制作方法

本技术涉及燃气轮机，具体涉及一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置。

背景技术：

1、燃气轮机广泛应用于发电、船舶和机车动力、管道增压等能源、国防、交通领域，是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备。燃气轮机工作时，压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温高压气体，随即流入燃机透平中膨胀做功，推动透平叶轮旋转，做功后的尾气排入大气或进入余热锅炉换热后再排入大气。

2、其中，燃烧后通过透平一级的燃气温度为燃气轮机的燃烧参考温度，该温度是燃气轮机燃料控制、防透平超温控制的重要参数，但由于实际运行中无法对透平一级的燃气温度直接监测，只能通过热电偶测量燃气轮机的排气扩压器支撑前的温度来间接测算透平一级温度，而燃气轮机运行时又伴随着超音速气流、高温气体，因此就要求热电偶的结构安全可靠、强度高、耐高温、精度高，响应时间短且具备防爆认证，能使用在危险区域。

3、现有技术中，国外燃气轮机制造厂商均设计了能够满足燃气轮机测量需求的热电偶，但这类热电偶均采用国外制造商技术，供货周期长，价格不菲，结构复杂，且并不能很好的应用于国产燃气轮机。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，该温度测量装置能够防止高温气流冲击和燃气轮机本体振动导致元件损坏，并能提高使用寿命和测量效果，同时结构较为简单，安装拆卸方便，因而能完全满足国产燃气轮机测量工艺的要求。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：包括测温装置和接线装置，所述测温装置包括感温头、铠装芯、外套管、内套管、第一安装法兰和第一锁紧密封组件，感温头和第一锁紧密封组件分别固定在外套管的两端，第一安装法兰固定在外套管上，内套管位于外套管内；

4、所述接线装置包括第二安装法兰、第二锁紧密封组件和防爆接线盒，第二锁紧密封组件和防爆接线盒均固定在第二安装法兰上，且第二锁紧密封组件位于防爆接线盒与第二安装法兰之间；

5、所述铠装芯的一端穿过外套管和内套管后通过第一锁紧密封组件固定在感温头内，另一端通过第二锁紧密封组件固定在防爆接线盒内。

6、所述感温头包括固定成一体的半圆柱体、三棱柱体和保护管，感温头通过半圆柱体的内端和三棱柱体的内端密封固定在外套管上，半圆柱体的外端为斜面并位于三棱柱体的中部，保护管位于半圆柱体与三棱柱体之间，保护管的一端与外套管相通，另一端为穿过斜面并延伸至三棱柱体外端端面的盲孔，且保护管的部分管壁裸露于三棱柱体上。

7、所述半圆柱体的斜面与三棱柱体之间呈钝角。

8、所述内套管由保护管延长而成。

9、所述第一安装法兰上开设有两个安装孔，所述半圆柱体的斜面与保护管之间具有交接线，两个安装孔的重合中心线与交接线相垂直。

10、所述第一锁紧密封组件包括管帽、卡圈、内圆柱管、挡圈、活动接头、弹簧和用于与外套管固定连接的下接头，内圆柱管的上端内部设有锥形结构，下端外部设有限位凸台，卡圈通过锥形结构设置在内圆柱管的上端，管帽固定在内圆柱管的上端并可挤压卡圈；挡圈卡固在内圆柱管的中部，下接头活动套设在限位凸台上，活动接头位于挡圈与下接头之间，活动接头的上端设有内限位环，弹簧套设在内圆柱管上并位于内限位台与限位凸台之间；所述铠装芯依次穿过管帽、卡圈和内圆柱管后进入外套管，管帽通过挤压卡圈锁紧密封铠装芯。

11、所述限位凸台与下接头之间设有密封圈。

12、所述内圆柱管上设有卡槽，挡圈通过卡槽卡固在内圆柱管上。

13、所述第二锁紧密封组件包括中空螺帽、凸形上卡环、锥形下卡环和用于与第二安装法兰固定连接的锁紧接头，锁紧接头上开设有中空通道，中空通道的上端为锥形口，中空螺帽固定在锁紧接头的上端，凸形上卡环和锥形下卡环从上至下依次固定在中空螺帽与锥形口之间，且中空螺帽可通过凸形上卡环挤压锥形下卡环；所述铠装芯依次穿过中空通道、锥形下卡环、凸形上卡环和中空螺帽后进入防爆接线盒，中空螺帽通过凸形上卡环挤压锥形下卡环锁紧密封铠装芯。

14、所述凸形上卡环的下端与锥形下卡环的上端锥面配合。

15、采用本实用新型的优点在于：

16、1、本实用新型所述温度测量装置采用分体式设计，测温装置可通过第一安装法兰焊接固定在外导流壳上，接线装置可通过第二安装法兰焊接固定在透平气缸的壳体上，基于此，使得感温头端部能承受排气扩压段的超音速高温排气产生的垂直冲刷。并且，通过第一锁紧密封组件和第二锁紧密封组件分别对铠装芯的锁紧密封，其有利于防止高温气流冲击和燃气轮机本体振动导致元件损坏，并能提高使用寿命和测量效果。另外，本实用新型还具有结构较为简单、安装拆卸方便的优点，因而能完全满足国产燃气轮机测量工艺的要求。

17、2、本实用新型感温头的外端包括斜面、三棱柱体、裸露的保护管管壁，采用该结构的感温头具有强度高、响应时间短、感温准确的优点，能完全满足燃气轮机对温度变化测量的要求。

18、3、本实用新型通过第一锁紧密封组件可以有效降低铠装芯的振动，避免铠装芯与感温头、外套管的磨擦，有利于提高装置的使用寿命。同时还具有结构简单、使用方便的优点。

19、4、本实用新型的第二锁紧密封组件采用了双卡套密封，既可以减少应力积聚，防止接线松脱，又能够有效降低热传导，防止防爆接线盒因高温气体泄漏而被灼烧损坏。同时还具有结构简单、使用方便的优点。

20、5、本实用新型通过第一安装法兰可将外套管固定在外导流壳上，以此确保感温头平面结构正对燃气轮机的排气，提高测量精度，缩短响应时间。

21、6、本实用新型通过两个法兰和两个锁紧密封组件，具有安装、拆卸方便的优点。

技术特征：

1.一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：包括测温装置和接线装置，所述测温装置包括感温头（1）、铠装芯（6）、外套管（3）、内套管（2）、第一安装法兰（4）和第一锁紧密封组件（5），感温头（1）和第一锁紧密封组件（5）分别固定在外套管（3）的两端，第一安装法兰（4）固定在外套管（3）上，内套管（2）位于外套管（3）内；

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述感温头（1）包括固定成一体的半圆柱体（101）、三棱柱体（102）和保护管（104），感温头（1）通过半圆柱体（101）的内端和三棱柱体（102）的内端密封固定在外套管（3）上，半圆柱体（101）的外端为斜面（103）并位于三棱柱体（102）的中部，保护管（104）位于半圆柱体（101）与三棱柱体（102）之间，保护管（104）的一端与外套管（3）相通，另一端为穿过斜面（103）并延伸至三棱柱体（102）外端端面的盲孔，且保护管（104）的部分管壁裸露于三棱柱体（102）上。

3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述半圆柱体（101）的斜面（103）与三棱柱体（102）之间呈钝角。

4.根据权利要求2所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述内套管（2）由保护管（104）延长而成。

5.根据权利要求2所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述第一安装法兰（4）上开设有两个安装孔，所述半圆柱体（101）的斜面（103）与保护管（104）之间具有交接线，两个安装孔的重合中心线与交接线相垂直。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述第一锁紧密封组件（5）包括管帽（501）、卡圈（502）、内圆柱管（503）、挡圈（504）、活动接头（505）、弹簧（506）和用于与外套管（3）固定连接的下接头（508），内圆柱管（503）的上端内部设有锥形结构（509），下端外部设有限位凸台（511），卡圈（502）通过锥形结构（509）设置在内圆柱管（503）的上端，管帽（501）固定在内圆柱管（503）的上端并可挤压卡圈（502）；挡圈（504）卡固在内圆柱管（503）的中部，下接头（508）活动套设在限位凸台（511）上，活动接头（505）位于挡圈（504）与下接头（508）之间，活动接头（505）的上端设有内限位环（510），弹簧（506）套设在内圆柱管（503）上并位于内限位台与限位凸台（511）之间；所述铠装芯（6）依次穿过管帽（501）、卡圈（502）和内圆柱管（503）后进入外套管（3），管帽（501）通过挤压卡圈（502）锁紧密封铠装芯（6）。

7.根据权利要求6所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述限位凸台（511）与下接头（508）之间设有密封圈（507）。

8.根据权利要求6所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述内圆柱管（503）上设有卡槽，挡圈（504）通过卡槽卡固在内圆柱管（503）上。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述第二锁紧密封组件（8）包括中空螺帽（801）、凸形上卡环（802）、锥形下卡环（803）和用于与第二安装法兰（7）固定连接的锁紧接头（804），锁紧接头（804）上开设有中空通道（805），中空通道（805）的上端为锥形口，中空螺帽（801）固定在锁紧接头（804）的上端，凸形上卡环（802）和锥形下卡环（803）从上至下依次固定在中空螺帽（801）与锥形口之间，且中空螺帽（801）可通过凸形上卡环（802）挤压锥形下卡环（803）；所述铠装芯（6）依次穿过中空通道（805）、锥形下卡环（803）、凸形上卡环（802）和中空螺帽（801）后进入防爆接线盒（9），中空螺帽（801）通过凸形上卡环（802）挤压锥形下卡环（803）锁紧密封铠装芯（6）。

10.根据权利要求9所述的一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，其特征在于：所述凸形上卡环（802）的下端与锥形下卡环（803）的上端锥面配合。

技术总结
本技术公开了一种燃气轮机排气扩压器支撑前的温度测量装置，包括测温装置和接线装置，测温装置包括感温头、铠装芯、外套管、内套管、第一安装法兰和第一锁紧密封组件，感温头和第一锁紧密封组件分别固定在外套管的两端，第一安装法兰固定在外套管上，内套管位于外套管内；所述接线装置包括第二安装法兰、第二锁紧密封组件和防爆接线盒，第二锁紧密封组件和防爆接线盒均固定在第二安装法兰上；所述铠装芯的一端通过第一锁紧密封组件固定在感温头内，另一端通过第二锁紧密封组件固定在防爆接线盒内。该温度测量装置能够防止高温气流冲击和燃气轮机本体振动导致元件损坏，并能提高使用寿命和测量效果，能完全满足国产燃气轮机测量工艺的要求。

技术研发人员：吴志方,郑晗琪,邹勇,张亚平,彭敏,许文彬,张松
受保护的技术使用者：东方电气自动控制工程有限公司
技术研发日：20230728
技术公布日：2024/1/15