CN104535209A - 一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置 - Google Patents

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赵红星
童莉葛
蒋晓雁
赵楠
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Abstract

本发明公开了一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，属于工业冷凝器的冷凝换热系数测量领域。包括套管，在套管内部同轴套设有冷凝铜管，在套管的两端各设置一个套管堵盖；冷凝铜管的一端连接冷却水入水管，另一端连接冷却水出水管，在冷却水入水管和冷却水出水管外侧各设有一个PVC接头，PVC接头内各设有一个吊环，在两个吊环上悬挂一根穿过冷凝铜管中心轴线的钢棍，在钢棍上设有若干用于测试冷却水温度的I型热电偶；在冷凝铜管内壁上开设若干沟槽，在沟槽内设有用于测试冷凝铜管壁面温度的II型热电偶。本发明装置结构设计合理，简单易操作，实用性强。

Description

一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置
技术领域
本发明属于工业冷凝器的冷凝换热系数测量领域，具体涉及一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置。
背景技术
卧式管壳式冷凝器在工业领域应用广泛，它是工业部门主要换热设备之一，它的精确设计和节能运行尤为重要。它主要由圆筒形外壳和水平管束组成，制冷剂蒸汽在水平管外冷凝，冷凝液从圆筒底部流出，冷却水在水平管内多次往返流动。在卧式壳管式冷凝器设计中，关键参数之一是冷凝换热系数，同时，强化换热也是节能的关键环节。因此，较多的研究涉及水平管外蒸汽冷凝换热性能。尽管已经有较多的实验测量装置针对水平管外蒸汽冷凝换热热流，然而，周向冷凝换热系数的精确测量，特别是在含有不凝气体时蒸汽冷凝下的周向冷凝换热系数测量，尚缺少有益的实验数据报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，该装置结构简单、设计合理，能够实现冷凝管壁面温度的多点测量。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，包括套管，在套管内部同轴套设有冷凝铜管，在套管的两端各设置一个套管堵盖；冷凝铜管的一端连接冷却水入水管，另一端连接冷却水出水管，在冷却水入水管和冷却水出水管外侧各设有一个PVC接头，PVC接头内各设有一个吊环，在两个吊环上悬挂一根穿过冷凝铜管中心轴线的钢棍，在钢棍上设有若干用于测试冷却水温度的I型热电偶；在冷凝铜管内壁上开设若干沟槽，在沟槽内设有用于测试冷凝铜管壁面温度的II型热电偶；所述冷凝铜管的管壁厚度为4～5mm，冷凝铜管的直径为20～30mm；所述套管的直径大于等于冷凝铜管直径的2倍；所述沟槽的深度为1.5mm；所述I型热电偶的直径为1～1.5mm；II型热电偶的直径为0.5～0.8mm。
所述套管是由相同尺寸的三段管道两两连接组成，相邻管道之间通过连接套螺纹固定。
所述连接套和套管堵盖中心均开设有能够使冷凝铜管穿过的圆孔。
在每段管道的顶部均设有一个蒸汽管。
在中间的管道底部还设有疏水管，在疏水管外部设有疏水管堵头。
在每段管道内对应位置的冷凝铜管内壁开设的沟槽在周向等间距分布，在轴向分布间隔不等。
设置在沟槽内的II型热电偶的电偶线通过设置在该段管道底部的II型热电偶出线管引出，并和外接的测温仪相连；设置在钢棍上的I型热电偶的电偶线通过设置在冷凝铜管一端的PVC接头底部的I型热电偶出线管引出，并和外接的测温仪相连。
在套管和套管堵盖之间还设有套管密封垫；在冷凝铜管的两端各设有一个铜管密封盖。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，在套管内设有冷凝铜管，在冷凝铜管中心轴线上还穿射有一根钢棍，通过在钢棍上设置若干I型热电偶，用于测量冷却水中心温度；同时，还在冷凝铜管内壁设置沟槽，并在沟槽中设置II型热电偶，用于测量冷凝铜管的壁面温度，从而实现了水平套管式冷凝器的冷凝铜管外表面的周向温度的精确测量。本发明装置结构设计合理，简单易操作，实用性强。
进一步地，所述套管是由相同尺寸的三段管道采用连接套两两螺纹连接而成的一根完整套管，便于安装和拆卸。
进一步地，在每段管道的顶部均设有一个蒸汽管，在中间的管道底部还设有疏水管，蒸汽在冷凝铜管上被冷凝，冷凝液能够从中间的管道底部的疏水管流出。
进一步地，用于装载II型热电偶的沟槽开设在冷凝铜管内壁上，且在周向是等间距分布的，在轴向是非等间距分布的，可以更加准确的测量出冷凝管的壁面温度。
进一步地，在每段套管底部设有出线管，每段套管内部对应冷凝铜管内壁设置的热电偶的电偶线能够拧在一起从该出线管中引出，与外接的测温仪相连，方便实施测温。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构的A-A视图。
其中：1为套管；2为蒸汽管；3为套管堵盖；4为套管密封垫；5为铜管密封盖；6为冷凝铜管；7为疏水管；8为疏水管堵头；9为冷却水入水管；10为冷却水出水管；11为PVC接头；12为I型热电偶；13为钢棍；14为连接套；15为II型热电偶；16为测温仪；17为II型热电偶出线管；18为I型热电偶出线管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1和图2，本发明的水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，包括套管1，在套管1内部同轴套设有冷凝铜管6，在套管1的两端各设置一个套管堵盖3；冷凝铜管6的一端连接冷却水入水管9，另一端连接冷却水出水管10，在冷却水入水管9和冷却水出水管10外侧各设有一个PVC接头11，PVC接头11内各设有一个吊环，在两个吊环上悬挂一根穿过冷凝铜管6中心轴线的钢棍13，在钢棍13上设有若干用于测试冷却水温度的I型热电偶12；在冷凝铜管6内壁上开设若干沟槽，在沟槽内设有用于测试冷凝铜管6壁面温度的II型热电偶15。在套管1和套管堵盖3之间还设有套管密封垫4；在冷凝铜管6的两端各设有一个铜管密封盖5。所述沟槽的深度为1.5mm。所述冷凝铜管6的管壁厚度为4～5mm，冷凝铜管6的直径为20～30mm；所述套管1的直径大于等于冷凝铜管6直径的2倍；所述I型热电偶12的直径为1～1.5mm；II型热电偶15的直径为0.5～0.8mm。
所述套管1是由相同尺寸的三段管道两两连接组成，相邻管道之间通过连接套14螺纹固定。所述连接套14和套管堵盖3中心均开设有能够使冷凝铜管6穿过的圆孔。在每段管道的顶部均设有一个蒸汽管2。在中间的管道底部还设有疏水管7，在疏水管7外部设有疏水管堵头8。在每段管道内对应位置的冷凝铜管6内壁开设的沟槽在周向等间距分布，在轴向分布间隔不等。设置在沟槽内的II型热电偶15的电偶线通过设置在该段管道底部的出线管17引出，并和外接的测温仪16相连；设置在钢棍13上的I型热电偶12的电偶线通过设置在冷凝铜管6一端的PVC接头11底部的I型热电偶出线管18引出，并和外接的测温仪16相连。
本发明的水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，在使用时：
将套管1分为三段并且分别用连接套14和套管堵盖3加以连接和密封，以便于安装和拆卸。在套管1内同轴安装有冷凝铜管6，蒸汽从套管1上方的蒸汽管2流入到套管1内，在冷凝铜管6里面通入了冷却水。冷却水从冷却水入水管9流入到冷凝铜管6中，然后从冷却水出水管10流出。蒸汽在冷凝铜管6上冷凝，冷凝液从套管1下方疏水管7流出。在冷凝铜管6中心轴线上通过钢棍15放置了若干I型热电偶12，用来测量冷却水中心温度。在冷凝铜管6的壁面不同间距圆周上设置沟槽，在沟槽内放置有II型热电偶15，可用来测量冷凝管壁面温度。所有的温度信号均可用测温仪16显示出来。通过在钢棍上设置若干I型热电偶，用于测量冷却水中心温度；同时，还在冷凝铜管内壁设置沟槽，并在沟槽中设置II型热电偶，用于测量冷凝铜管的壁面温度，从而实现了水平套管式冷凝器的冷凝铜管外表面的周向温度的精确测量。

Claims (8)

1.一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，包括套管(1)，在套管(1)内部同轴套设有冷凝铜管(6)，在套管(1)的两端各设置一个套管堵盖(3)；冷凝铜管(6)的一端连接冷却水入水管(9)，另一端连接冷却水出水管(10)，在冷却水入水管(9)和冷却水出水管(10)外侧各设有一个PVC接头(11)，PVC接头(11)内各设有一个吊环，在两个吊环上悬挂一根穿过冷凝铜管(6)中心轴线的钢棍(13)，在钢棍(13)上设有若干用于测试冷却水温度的I型热电偶(12)；在冷凝铜管(6)内壁上开设若干沟槽，在沟槽内设有用于测试冷凝铜管(6)壁面温度的II型热电偶(15)；所述冷凝铜管(6)的管壁厚度为4～5mm，冷凝铜管(6)的直径为20～30mm；所述套管(1)的直径大于等于冷凝铜管(6)直径的2倍；所述沟槽的深度为1.5mm；所述I型热电偶(12)的直径为1～1.5mm；II型热电偶(15)的直径为0.5～0.8mm。
2.根据权利要求1所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，所述套管(1)是由相同尺寸的三段管道两两连接组成，相邻管道之间通过连接套(14)螺纹固定。
3.根据权利要求2所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，所述连接套(14)和套管堵盖(3)中心均开设有能够使冷凝铜管(6)穿过的圆孔。
4.根据权利要求2所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，在每段管道的顶部均设有一个蒸汽管(2)。
5.根据权利要求2所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，在中间的管道底部还设有疏水管(7)，在疏水管(7)外部设有疏水管堵头(8)。
6.根据权利要求2所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，在每段管道内对应位置的冷凝铜管(6)内壁开设的沟槽在周向等间距分布，在轴向分布间隔不等。
7.根据权利要求6所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，设置在沟槽内的II型热电偶(15)的电偶线通过设置在该段管道底部的II型热电偶出线管(17)引出，并和外接的测温仪(16)相连；设置在钢棍(13)上的I型热电偶(12)的电偶线通过设置在冷凝铜管(6)一端的PVC接头(11)底部的I型热电偶出线管(18)引出，并和外接的测温仪(16)相连。
8.根据权利要求1所述的一种水平套管式冷凝器壁面多点温度测量装置，其特征在于，在套管(1)和套管堵盖(3)之间还设有套管密封垫(4)；在冷凝铜管(6)的两端各设有一个铜管密封盖(5)。
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