CN104101441A - 火电机组高温受热面管真实壁温测试系统及制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，它包括热电偶、集热块、保护套管、抱箍和保温材料，所述的热电偶至少为一个，其插设在保护套管内，且其一端焊接在管壁上，另一端经引出后固定于锅炉外并与炉外接线盒相接，所述的集热块周边焊接在所述的热电偶焊接部所在的管壁上，用于固定所述的热电偶并快速传热；所述的保温材料包裹在所述的集热块外周并通过所述的抱箍固定住。本发明采用将热电偶直接焊接在锅炉管壁上进行温度的直接测量，从而获得火电厂超临界机组受热面管真实壁温，对材料的寿命评估更加准确、更有指导意义。

Description

火电机组高温受热面管真实壁温测试系统及制作工艺
 
技术领域
本发明涉及测温系统，尤其涉及到火电厂超超临界机组受热面管真实壁温的测试系统。
 
背景技术
 火电厂锅炉管道金属壁温对材料的寿命评估有着重要的意义，金属壁温测量一般在锅炉顶棚加装壁温测点，该测点测试的温度仅能反应出蒸汽温度，不能测试到锅炉受热面管真实的金属壁温。而锅炉受热面管壁温计算采用经验公式或者基于合理的传热数学物理模型进行计算。以上的两种方法都只是得到一个近似的当量壁温，不能真正的测量到真实的金属壁温，从而不能对炉壁的材料寿命有正确的评估。
 
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够直接测量锅炉管壁的温度从而对材料的寿命评估提供更加可靠依据的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，它包括热电偶、集热块、保护套管、抱箍和保温材料，所述的热电偶至少为一个，其插设在所述的保护套管内，且其一端焊接在管壁上，另一端经引出后固定于锅炉外并与炉外接线盒相接，所述的集热块周边焊接在所述的热电偶焊接部所在的管壁上，用于固定所述的热电偶并快速传热；所述的保温材料包裹在所述的集热块外周并通过所述的抱箍固定住。
对上述技术方案所做的进一步优化和变换包括：
所述的集热块的曲率半径与所述的管壁外半径相同以与所述的管壁紧密接触，从而确保更好的传热。
所述的保护套管端口开有U型缺口，所述的U型缺口用于避开所述的热电偶焊点以使得所述的保护套管插入到所述的集热块底部。
所述的热电偶为WRNK型、镍铬-镍硅、铠装、绝缘式，K分度。
所述的热电偶还通过间隔设置的多个抱箍紧贴固定在所述的管壁上。
所述的热电偶引出后接补偿导线并进行固定。
本发明还提供了采用上述火电机组高温受热面管真实壁温测试系统的制作工艺，它包括如下步骤：
（1）将锅炉管壁待安装热电偶、集热块的部位及四周15~30mm范围内表面清洁除锈；
（2）将热电偶焊接在清洁后区域的管壁上，再将集热块三个边满焊在热电偶周围的管壁上；
（3）将所述热电偶插入到所述保护套管里；
（4）用所述的抱箍将保温材料覆盖在集热块上并固定住；
（5）将热电偶的另一端自炉顶引出并与炉外固定装置相连接。
进一步地，所述的集热器、热电偶和管壁之间采用GTAW焊接，焊接材料为镍基合金焊丝ERNiCr-3。
进一步地，每隔400~500mm采用抱箍使热电偶紧贴固定在管壁上。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用将热电偶直接焊接在锅炉管壁上进行温度的直接测量，从而获得火电厂超临界机组受热面管真实壁温，对材料的寿命评估更加准确、更有指导意义。
 
附图说明
附图1为本发明火电机组高温受热面管真实壁温测试系统安装示意图；
附图2为图1所示系统另一方向视图；
附图3为图1所示系统俯视图；
其中：1、热电偶；2、集热块；3、保护套管；31、U型缺口；4、抱箍；5、保温材料；10、管壁。
 
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明：
如图1~3所示的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，主要有热电偶1、集热块2、保护套管3、抱箍4和保温材料5等。其中，热电偶1根据测量需要可设多个，同时，根据安装位置与炉顶大包顶棚的距离，热电偶的长度也有所不同。如在一个具体的现场，我们选择23m热电偶2根、20m热电偶6根、17m热电偶6根、14m热电偶4根、11m热电偶2根，共计20根来进行温度测量。本实施例附图给出一个作为示例。具体地，热电偶1焊接在相应管壁10上。热电偶可选为WRNK型、镍铬-镍硅、铠装、绝缘式，K分度，直径可选Ф1.0mm。
为了更好的固定热电偶，在其焊接端部的周圈同样焊接上集热块2，集热块2的的曲率半径与管外半径相同，保证集热,2与管壁紧密接触从而可有效传热。集热块2的三边满焊到管壁上。本实施例中，集热块2、热电偶1和管壁10之间采用GTAW焊接方法，焊接材料选择镍基合金焊丝：ERNiCr-3。
为了延长热电偶的使用寿命，在热电偶1上套有不锈钢保护套管3，且在保护套管3的底端开有U 型缺口，使得保护套管3能插到集热块2的底部也不会造成热电偶1的焊点脱落。保护套管外径为Ф6.0mm，材料选用高温合金GH3030或GH3039。
在集热块2的外周包覆有保温材料5，保温材料5通过抱箍4固定，用抱箍4将保温材料5裹覆盖在集热块2上可以达到更好的保温效果。本实施例中保温材料5为保温棉。
由于热电偶1自管壁延伸到炉顶，为了使其能够紧贴在管壁上，本实施例中，在热电偶上每隔一定距离，如500mm，同样采用抱箍的方式将热电偶固定。
热电偶紧贴固定在管壁上从炉顶引出后固定于炉外固定装置，为减少自重和其他可能的拉伸影响，引出后可接补偿导线。
上述对本发明火电机组高温受热面管真实壁温测试系统组成做了说明，其具体安装工艺如下：
首先，将待安装部位集热器、热电偶与管壁接触范围及向四周20mm范围表面清洁除锈保证集热块与管壁紧密接触；
然后，根据安装位置与炉顶大包顶棚的距离，选择合适长度的热电偶将其焊接在管壁上；在采用GTAW焊接方法将集热块三个边与钢管管壁分别满焊；
接着，将热电偶插入到不锈钢保护套管里，热电偶紧贴固定在管壁上并从炉顶引出，炉顶引出后设法固定于炉外固定装置，减少自重和其他可能的拉伸影响，引出后接补偿导线；
继而，将集热块周围用保温棉包覆，再通过抱箍固定。同时，每间隔一段距离，同样用抱箍将热电偶固定紧贴在管壁上；
最后，只需通过外部控制器就可读出管壁的真实温度。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，其特征在于：它包括热电偶、集热块、保护套管、抱箍和保温材料，所述的热电偶至少为一个，其插设在所述的保护套管内，且其一端焊接在管壁上，另一端经引出后固定于锅炉外并与炉外接线盒相接，所述的集热块周边焊接在所述的热电偶焊接部所在的管壁上，用于固定所述的热电偶并快速传热；所述的保温材料包裹在所述的集热块外周并通过所述的抱箍固定住。
2.根据权利要求1所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，其特征在于：所述的集热块的曲率半径与所述的管壁外半径相同以与所述的管壁紧密接触。
3.根据权利要求1所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，其特征在于：所述的保护套管端口开有U型缺口，所述的U型缺口用于避开所述的热电偶焊点以使得所述的保护套管插入到所述的集热块底部。
4.根据权利要求1所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，其特征在于：所述的热电偶为WRNK型、镍铬-镍硅、铠装、绝缘式，K分度。
5.根据权利要求1所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，其特征在于：所述的热电偶还通过间隔设置的多个抱箍紧贴固定在所述的管壁上。
6.根据权利要求1所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统，其特征在于：所述的热电偶引出后接补偿导线并进行固定。
7.一种采用权利要求1~6任一种所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统的制作工艺，其特征在于：它包括如下步骤：
（1）将锅炉管壁待安装热电偶、集热块的部位及四周15~30mm范围内表面清洁除锈；
（2）将热电偶焊接在清洁后区域的管壁上，再将集热块三个边满焊在热电偶周围的管壁上；
（3）将所述热电偶插入到所述保护套管里；
（4）用所述的抱箍将保温材料覆盖在集热块上并固定住；
（5）将热电偶的另一端自炉顶引出并与炉外固定装置相连接。
8.根据权利要求7所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统的制作工艺，其特征在于：所述的集热器、热电偶和管壁之间采用GTAW焊接，焊接材料为镍基合金焊丝ERNiCr-3。
9.根据权利要求8所述的火电机组高温受热面管真实壁温测试系统的制作工艺，其特征在于：每隔400~500mm采用抱箍使热电偶紧贴固定在管壁上。
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