CN1276867A - 测量反应器内部温度的装置 - Google Patents

Abstract

使用光学高温计测量气化反应器温度的装置,包括一个可接纳光导管的供料喷射器。喷射器(2)包括有一开口的喷射器头(6)。喷射器头与供料进口(8)和法兰连接器(4)流体相通,法兰连接器(4)与喷射器头的开口光学对齐。一个盲法兰装在供料喷射器的法兰接头上形成一个耐气压的密封。压力密封装置(12)装在盲法兰中使光导管(22a,22b)可穿过盲法兰,光导管的接收端延伸入供料喷射器中使光导管的光接收端与喷射器头的开口光学对齐。一个光接头(26a,26b)起到光导管的传光端到光缆及到光学高温计的光连接。

Description

测量反应器内部温度的装置

本发明涉及测定高温高压下的反应器的温度的装置。更具体地，本发明涉及在把光学高温计置于远离反应器的位置来测定气化装置的温度。

在如煤或焦炭之类的碳氢燃料气化中，例如颗粒形式与氧化气体一起供入气化反应室。颗粒燃料与氧化气体反应产生出原料合成气体，其从气化器中排出作进一步处理。在反应室中的过程不仅产生有用的气体，也产生了渣，渣的成分很大程度上取决于燃烧的燃料。由于这种目的的气化器必须在高温高压下工作，这一点是工业中已知的，因此燃烧室中的状态必须总是监控着。

一般，气化器装有一个或多个温度监控装置。其中一种装置是热电偶，多个热电偶可以设置成穿过气化反应器的耐火炉衬壁。这样做使比较脆的热电偶接点借助薄层耐火材料免受反应器室内的环境影响。因此，热电偶不直接传感出反应温度，而是对传送过反应室的耐火材料层的热的反应。应明白，由于热传导固有的滞后作用，因此热电偶对反应器中的温度变化的反应有一段滞后。这一点在气化器起动时特别突出，这时反应开始导致迅速的温升，这一温升必须测出以便确认反应已开始。另外，热传导滞后影响气化器正常工作时热电偶对工作状态变化的响应。

作为热电偶的替换方案，有时用光学高温计测定反应温度，光学高温计装在反应器外，通过通常从光学高温计延伸到反应室中的气体清洗观察管来进行观察。

光学高温计监控温度的一个主要弱点是保持观察管不受妨碍方面碰到的困难。由于在反应室中的气氛特点是迅速旋流的带颗粒的气体，因此很可能妨碍观察。另外，由于在燃料中的非气化材料生成的渣也类似地绕反应室旋流，与后者的壁接触。在朝气化器下端重力沉降的过程中，渣通常有粘到反应室壁的倾向。粘附的渣及旋流的颗粒干扰设在反应室壁中的光学高温计观察管的工作。另外，在气化器起动程序中，燃料在加入氧化剂之前加到反应器中。根据情况及加的燃料，例如煤水浆有未反应的燃料妨碍光学高温计的观察管的增加的倾向。

或者，如果非生产废气(例如氮气之类的惰性气体)用作清洗气体，来自反应室的产品会稍微被光学高温计的清洗气体稀释。如果气化器正制造化学过程的合成气体，出现稀释气体是不可接受的。

为了保持进入高压反应器的透光的观察通道及反应容器的压力真实性，要求包括精制的高压观察玻璃的光学通道部分。例如，在煤气化的情况下，用一个气体清洗的观察玻璃组件(例如参见US5,000，580)来保持观察玻璃没有熔渣及绕反应器内部旋流的固体颗粒。由于安全的原因，与一个紧急关闭系统相连的关断阀也用来防止在观察玻璃破裂时经光学通道口的降压。

当前的光学观察口是有效及可靠的。但是，它们很昂贵，它们加入对过程的附加的安全的考虑(因为有观察玻璃破裂的稍微的可能性)，并且要求的清洗气体有时是反应器产品中的不希望的稀释剂。另外，由于尺寸关系，使它们难以通过单一的光学通道来得到多于一个过程测量。但是，现代的过程安全系统常要三重的多余度测量。

在某些情形下，通过使用气化过程本身的元件可消除复杂的高压观察玻璃和光学通道清洗系统。例如，在天然气气化中，其中使用双流过程喷射器，氧矛提供了完全不受妨碍的进入反应室的圆形横截面的观察通道。流动的氧气本身用作清洗气体。而且，在过程喷射器的出口的反应区整个是气态的，没有东西(固体或液体颗粒)会妨碍进到反应室内部的光学通道。US5,281,243示出了通过过程供料喷射管氧矛测量气化器温度的一个方案。

虽然US5,000,580和5,281,243的发明是成功的，本发明通过消除光学部分窗户而简化光学通道大大地改进测量气化器温度的能力。另外，本发明使测量系统更加结实及耐用，同时允许测量者得到以前不可能的三重多余度的温度测量。

本发明总的涉及一种使用光学高温计测量反应器温度的装置。这种装置的一个实施例包括：一个供料喷射器、一个盲法兰、一个光导管、一个压力密封装置、一个光接头、一个光学聚焦装置和一个光学高温计。供料喷射器包括一个有开口的喷射器头，喷射器头与供料进口及法兰连接器是流体连通的。盲法兰的尺寸设成可装在供料喷射器的法兰连接器上形成一个耐气压的密封。压力密封装置装在盲法兰上使得光导管可穿过盲法兰和光导管的光接收端延伸入供料喷射器中使得光导管的光接收端与供料喷射器头的开口光学连通。光接头起到光导管的光传送端到光缆和光学高温计之间的光连接的作用。

在一个优选实施例中，装置还包括一个第二光导管；第二光导管具有光接收端和光传送端；一个第二压力密封装置，装在盲法兰中使得第二光导管可穿过盲法兰和光导管的光传送端与供料喷射器头的开光学对齐；和一个第二光接头，把第二光导管的光接收端与第二光缆连接起来。在光学高温计中的一个相干光源与光导管光学连接使光穿出光源，穿过第二光缆到第二光导管的光接收端，穿过第二光导管从光导管的传送端穿出及从喷射器头的开口中穿出。第一光导管的接收端光学对齐以接收由第二光导管传送的由喷射器头的开口穿出的相干光的反射光。在一个实施例中，光导管可以是兰宝石棒或兰宝石光导纤维。或者光导管可以是金属涂覆的石英光纤。

下面参照附图详细说明本发明，附图中：

图1是在本发明一个实施例中供料喷射器氧矛的示意的剖面图；

图2是在图1的实施例中用的光学通道的反应器端部的放大图；

图3是本发明第二实施例的示意的剖面图；

图4是在图3所示的盲法兰36中的六个压力密封接头的位置的布置的顶视图；

图5是结合一个氮气缓冲室的本发明第三实施例的示意的剖面图；

图6是用于穿过反应器侧壁的本发明第四实施例的示意的剖面图；

图7是本发明的第五实施例的示意的剖面图，其中测温插管与反应器环境接触；

图8是本发明的第六实施例的示意的剖面图；

图9是图8所示实施例中穿过氮气清洗室的光导纤维的放大图。

参见附图，图1示出本发明一个实施例中过程供料喷射器氧矛2的示意的横剖面图。过程供料喷射器由因康(Inconel)600或其它的合适的材料制造。焊接的颈部法兰4连接在氧矛的顶部，在氧矛的底部连接一个喷射器头6。氧气或其它的合适的氧化剂通过与喷射器头流体连通的氧化剂进口管8导入。虽然示出是一个T形接头，但是对本专业技术人员，其它的实施例也是明显的。一个盲法兰10的普通方式与焊接的颈部法兰连接并密封其。

盲法兰连接一个压力密封接头12，在装上盲法兰时，该接头与过程供料喷射器氧矛的中心轴线对齐。这种连接可以是螺纹连接(如图示)或是把压力密封接头连到盲法兰上的其它合适装置，使得连接是耐久的，并是耐压力及温度的。压力密封接头包括一个压力密封体14，一个压力密封座16，一压力密封剂17，一压力密封随动件18和一个压力密封盖20。压力密封接头用于通过插入一个或多个光导管22产生一个光学通道。在本实施例中，一个光学高温计配两个共六个光导管用来形成在过程供料喷射器氧矛内部和在盲法兰外部区域之间的压力阻挡层。各光导管应该是与光学高温计测量系统光学相容的，和可经受过程喷射器氧矛内部的环境。在一个实施例中，兰宝石棒用作光导管，但是根据遇到的条件及光学高温计使用的光的波长，其它的材料(如金属涂覆的光导纤维或其它的类似材料)也可用作光导管。这种材料的选择应该是对本专业技术人员很清楚的，并能通过反复试验方便地确定。

本实施例的光导管有两端，一个聚焦端24和一个光导纤维连接端26。光导管(图2)的聚焦端是暴露在过程喷射器内部和用来对光学高温计用的光聚焦及收集的测定反应器的温度的端部。如果可能，光导管的聚焦端可以修改成不使用分开的镜头而改变数值孔径，尽管使用镜头也是在本发明范围之内。装上光导管的光导纤维连接端使其能与光缆28作光学连接。柔性的光缆依次又与光学高温计(未示出)作光学连接。在所述的实施例中，使用一个激光基的光学高温计使得一个光导管(传送光导管22a)与激光源作光学连接，而第二光导管(探测光导管22b)与光学高温计探测器作光学连接。在这一实施例中，从光学高温计的激光源发出激光脉冲，通过柔性光缆28a及进入光导管22a和从光导管22a送出，进入反应器。反应器壁把激光反射返回到探测光导管22b，在该处穿过光导管及光缆28b到光学高温计探测器。另外，热反应器壁发出的红外辐射也经由光导管22b和光缆28b被光学高温计探测出。激光基的池学高温计使用测量反射的激光脉冲来确定反应器壁的辐射率。已知反应器壁的辐射率，可从辐射率及测量由热反应器壁发出的探测到的红外辐射可计算出反应器的温度。

在图1所示的实施例中，使用三对光导管(总数为六个)以便得到三重的多余度。为清楚起见，六个光导管中四个未在图1中示出。

图3示出本发明的另一实施例。在所示的实施例中，各光导管有自己的压力密封接头30，而不是像上面实施例中多个光导管配一个压力密封接头。所有管道及法兰元件是通常的并由可与装置相容的材料制成。另外，插入了一个筒管段32以便在供料喷射器氧矛中提供附加的空间用于补充的光学元件。补充的光学元件包括一个隔光管34，连到盲法兰36的底部。隔光管的作用是对用于测定反应器温度的激光速聚焦。如所示，隔光管是一根与氧相容的材料制的管，其中已装了一个小的图像镜头38。图像镜头把激光束聚焦在光导管的端部上。镜头由兰宝石制成，它也可由石英或其它高温透光材料之类的合适材料制成。保持装置，如保持环、保持衬套等可用于把镜头安装在隔光管不与盲法兰连接的端部内或其上。

图4示出在盲法兰的六个压力密封接头位置的布置的顶视图。同样数目的压力密封接头相互光学连接并与同一光学高温计连接。用于传送光导管的压力密封接头在序号后加“a”，而相应的接收光管的压力密封接头在序号后加“b”。所示的布置是一个可能的布置，本专业技术人员会很方便地作出其它替换的布置，这些布置也都落在本发明的范围内。

图5示出本发明的另一实施例。除了图3所示的筒管段，还加了一个安全缓冲室50。安全缓冲室与压力氮气源51相连使得不太发生的在夹持光导管的压力接头泄漏情形下，没有氧气会漏出。相反的，在安全缓冲室中的氮气压力高于氧气的压力，任何泄漏会导致少量的氮气漏入反应器中。安全警报系统52监视安全缓冲室的压力，和在到安全缓冲室的氮气管道中的零流量状态。如果在室中的压力降低或探测出氮气流动，会致动一个警报来警告反应器的操作者。如所示，安全缓冲室可以是一个T形接头，其中T形的一个分叉与盲法兰连接，该盲法兰依次又与高压氮气源及如上所述的探测泄漏的警报系统连接。T形的另一分支与一个盲法兰连接，该法兰装上以接收多个(示出为六个)高压密封装置54，各密封装置54允许柔性光缆56从安全缓冲室外面穿到安全缓冲室里面。纤维光接头59把外部的光缆56与在安全缓冲室里面的柔性光缆58圈连接起来。这些内部的光缆58圈便于拆装。图4中也示出三个外部的光学高温计装置60，这些装置60给反应器控制室提供三个温度输出值使系统有三重多余度。

这里应该明白本发明上述实施例的重要特点是：1)使用过程供料喷射器氧矛作为进入气化器的热的高压的不利环境中的清洗的观察通道；2)使用光纤元件提供穿过过程喷射器的盲法兰上的高压密封或系列密封件的光学通道；和3)认识到一当在供料喷射器氧矛内，要求一些最后的光学元件通过在供料喷射器氧矛出口的小孔对光学高温计光学系统聚焦。该最后的光学元件可以直接设在光导纤维的端部，或在过程喷射器内安装附加的镜头。光学系统设计专业的技术人员可作出必要的工程细节来达到要求的结果，这是一个刚性的，很好支承的最后的光学聚焦系统。这种系统不仅提供光学高温计的可见的清洗的光学通道，而且也提供高可靠的压力密封。

应该注意，虽然附图示出只一根光导纤维通过的一个高压光纤密封，应明白同样的基本原理可方便地延伸到带有多个供料通道的单一压力密封装置以容纳多个传感器。事实上，商业上可得到的高压光纤密封件也设有三、四或多对供送通道。这样，人们可方便地安排光学高温计，其中一个光纤通道用于把一脉冲的激光束发送到反应器，而第二通道用来测量反射的激光脉冲和测量热反应器产生的红外辐射。三对光纤供料通道可对使用瞄准通过气化器过程喷射器的供料喷射器氧矛的激光基光学高温计提供三重多余度的温度测量的通道。

图6示出为何本发明适于在没有含清洗观察管的气体供料的气体近程供料喷射器的反应器容器情形下与有天然气气化装置的过程喷氧管的情形一样。如图所示，耐火材料炉衬的高温高压反应器402的壁有一熔渣层403沿着反应器壁向下延伸。耐火材料炉衬404帮助保持反应器中的热和金属外壁405提供反应器的结构整体性。在反应器的金属外壁405上连着一个法兰连接件406，在其上连接着一个安全球阀408。US5,000,580说明了完全球阀408的使用和工作，该专利结合作为参考文件。安全球阀是选择性地设置的，但是其可提供附加的安全水平和允许不必关闭反应器而对本发明的光学高温计装置进行维护。筒管段410用来对光导管的聚焦端上的光导管414和聚焦元件412提供足够的空间。筒管段410还连着一个高压氮气进口411，该进口允许透光的清洗气体进入光学通道417。气体流用来保持光学通道没有渣或其它会聚积的材料。光导管414的主压力密封装置413穿过定位板415，其是把筒管段与氮气缓冲室420连起来的法兰压缩板接头的一部分。高压氮气由穿过盲法兰426的高压氮气管424提供到氮气缓冲室420。通过监控进入氮气缓冲室的氮气的压力及流动，可测出有无泄漏。在光导管414的光纤连接端，一个纤维光学连接器416把柔性的光缆418与光导管连接起来。柔性光缆穿过氮气缓冲室和经由盲法兰428中的第二压力密封接头422引出。光学高温计装置(未示出)与光缆连接和测定反应器的温度。

在本实施例中，氮气作为清洗介质通过气体进口411引入，氮气流保持观察通道清楚。在光学高温计的光学通道口要观察的气化器由煤或小块炭之类的含灰(成渣)的供料情形下运行时，可使用比率(双波长)光学高温计，因为它们减小了积渣引起的观察管孔的逐渐阻塞作用的敏感性。本专业技术人员会注意到图6超出上述的基本的三特点的概念，和示出为何人们可以使用一些想法以提供光学通道，甚至在不能或不希望向下观察过程喷射器的中心通道的情形下提供光学通道。

图7示出本发明的另一实施例。如图所示，带耐火材料炉衬的高温高压反应器502的壁有沿反应器壁向下延伸的熔渣层503。耐火材料炉衬504帮助把热保持在反应器中，壁501提供了反应器的结构整体性。在反应器的金属外壁501上连着一个法兰压缩板接头506，其包括一个主清洗环505。主清洗环上连着一个高压氮气进口507，又穿出主清洗环出口508通过主清洗环套509，主清洗环套509由测温插套530和法兰接头形成，以便移去可能积聚在测温插套端的渣。法兰压缩接头连着一个筒管段510，在筒管段510中有光导管514的聚焦端和聚焦元件512。筒管段510还连着一个氮气管511，该管提供压力氮气形成一个第一氮气缓冲区。到该第一氮气缓冲区的氮气压力及流动可以监控使得如果发生漏泄则可以测出并作出正确的动作。在筒管段远离主氮气清洗环505的另一端有一个第二法兰压缩接头519，其中一个定位板515包括一个光导管的主压力密封装置513。第二接头压缩法兰还连着一个与上述类似的氮气缓冲室520。在氮气缓冲室中，光导管514通过纤维光学连接器516与柔性的光缆作连接。在穿过第二压力密封装置522后，柔性的光缆518与光学高温计(未示出)作光学连接，使得可以测量测温插套的温度。与上述的氮气缓冲室一样，高压氮气管524提供氮气，并且也允许监控可能发生的泄漏。

在本实施例中，不使用进入气化器内部的透光的光学通道。代之，通过光导纤维观察到测温插套530的内表面。测温插套是通常用于热电偶插入高温的环境中的一个保护套管。在这种情形下，虽然也可以用其它的合适材料，但这里使用例如TZM合金钼之类高热传导及很结实的测温插套材料。由于测温插套有高的传导性，端部将达到接近气化器内部温度的温度。在光学高温计的光纤聚焦在热端的内部的情形下，该热端可机加工成黑体腔的形式，光学高温计将检测到很接近反应器内部温度的温度。

要解释一下本概念的一些特点。从机械上说，测温插套和各种带法兰的段装配成使得整个组件成为一个小的压力密封的容器，可以加压到比气化器中更大的压力。这通过氮气进口管511完成，这达到了两点。第一，它隔离及保护光免受气化器内部脏的环境的影响。第二，在泄漏或在测温插套中的主决口的情形下，“二次”氮气开始流进气化器，而不是热的脏的合成气体流出朝着光线流。这在两个方面是很好的。第一，光可保持清洁，第二并且更重要的是必定防止热气体通过容器喷嘴降压，这是会导致着火和严重的容器损坏的事件。主氮气通过管507导入的主要理由是保护钼测温插套免受气化器预热时的氧化作用。在起动后气流关闭，而在停止运转后再打开气流。在这些期间中使用低流速以便减小对测温插套的冷却作用。主氮气清洗可以周期地用脉冲输送以便把积聚的渣从测温插套的端部吹走，这使测量更加敏感。最后，通过管524引入的缓冲氮气用作背压安全特点，缓冲氮气设在比二次氮气及气化器中的压力更高。在不太发生的测温插套和通过光导管上的主压力供送泄漏的情形下，缓冲氮气会流入气化器，防止光的损坏及气化器通过光学通道口的降压。

虽然可以使用激光基的光学高温计，也可以用图6、7所示的光学通道口及双波长光学高温计。每当人们需要测量目标的温度，该目标又会周期地成为被中间材料部分阻塞住时，使用双波长光学高温计是更需要的。

图8是本发明另一实施例的剖面图，其与现时用在气化装置中的供料喷射器氧矛连接。如所示，焊接的连接筒管段600通过普通的双头螺栓604、螺帽及压缩环607结构与已按照本发明改型的盲法兰608连接。在盲法兰面向焊接的连接筒管段一面。由固定螺钉固定着一个聚焦镜头筒610。在聚焦镜头筒里面是聚焦镜头室612，其中由聚焦镜头环614安装多个聚焦镜头613。聚焦镜头也可以由合适的透光的材料制成，如兰宝石、石英或其它耐高压的材料。聚焦镜头室的尺寸使得室的另一端可容纳主压力密封装置615，光导管616穿过其中。主压力密封装置本身固定到盲法兰板上和详细示于图9。光导管穿过一个压力氮气缓冲室617，该室包括一个盲法兰及一个氮气压力盖618。氮气压力盖焊到盲法兰板608上。它还由密封法兰固定螺钉620与一个密封法兰619连接。氮气通过氮气进口621供到氮气缓冲室。可以监控进出氮气缓冲室的氮气压力和流动来确定是否有漏泄。第二压力密封装置622穿过氮气压力盖，该密封装置允许光导管本身穿过氮气压力盖而不会对系统的压力整体性有负面影响。在穿过第二压力密封装置后，纤维光连接器623把光导管与光缆624连接起来。光缆本身与可安装在远处的光学高漫计(未示出)连接。一个内保护衬套625保护光连接不受负面损伤或断裂，内保持衬套与氮气压力盖的密封法兰作可拆的连接。外保护衬套626提供了附加的安全保护避免氮气压力盖的不可逆转的损坏，该衬套与盲法兰的面作可拆的连接。

图9示出光导管穿过的压力氮气室700的一部分。如所示，盲法兰702装有一个主压力密封装置704，使光导管706(这里是光导纤维)可穿过盲法兰。主压力密封装置包括一主体710、一个光导纤维T-压盖712、T-压盖垫片714、和一个压缩螺帽713。该密封装置还使用一个可压碎的密封剂711(如熔岩密封剂或其它抗高温密封剂来保证耐温耐压的密封。光导管穿过压力氮气缓冲室及随后通过第二压力密封装置718穿过氮气压力盖716。类似主压力密封装置，第二压力密封装置包括一主体720、一个光导纤维T-压盖722、T-压盖垫片724、一个压缩螺帽723和可压碎的密封剂721来维持系统的整体性。如前面提到的，主压力密封装置的尺寸和形状设成能插入聚焦镜头筒中的聚焦镜头室中。另外，主压力密封装置的长度使聚焦镜头可把进出的激光脉冲聚焦在光导纤维的端部。第二压力密封装置的结构应使得一个纤维光连接器729可把光导纤维的光导纤维连接端与柔性光缆728作光学连接。

在该具体实施例中，已发现优选地是把金属包覆在光导纤维上。相信金属包覆帮助防止在高压密封装置中产生的热机械力引起的光导纤维的应力断裂。金属包覆层可以是用以涂覆光导纤维的任何合适金属，并能与在反应器中发出的过程的条件和要求相容的。在一个优选实施例中，金属包覆层选自铝、金、铂、银、铜和这些金属的结合和合金，更优选地为金包覆层。

通过上述公开，本专业技术人员应明白本发明包括一种测量反应器温度的装置。这种装置包括：一个供料喷射器、一个盲法兰、一个光导管、一个压力密封装置、一个光接头、一个光学聚焦装置的一个光学高温计。供料喷射器包括一个有开口的喷射器头，喷射器头与供料进口及法兰连接器是流体连通的。盲法兰的尺寸设成可装在供料喷射器的法兰连接器上形成一个耐气压的密封。压力密封装置装在盲法兰上使得光导管可穿过盲法兰和光导管的光接收端延伸入供料喷射器中使得光导管的光接收端与供料喷射器头的开口光学连通。光接头起到光导管的光传送端到光缆和光学高温计之间的光连接的作用。

在一个实施例中，装置还包括一个第二光导管；第二光导管具有光接收端和光传送端；一个第二压力密封装置，装在盲法兰中使得第二光导管可穿过盲法兰和光导管的光传送端与供料喷射器头的开口光学对齐；和一个第二光接头，把第二光导管的光接收端与第二光缆连接起来。在光学高温计中的一个相干光源与光导管光学连接使光穿出光源，穿过第二光缆到第二光导管的光接收端，穿过第二光导管从光导管的传送端穿出及从喷射器头的开口中穿出。第一光导管的接收端光学对齐以接收由第二光导管传送的由喷射器头的开口穿出的相干光的反射光。在一个实施例中，光导管可以是兰宝石棒或兰宝石光导纤维。或者光导管可以是金属涂覆的石英光纤。

本发明的另一个实施例包括一个使用光学高温计测量高温高压下的反应器的温度的装置。这一实施例可包括一个焊接的连接筒管段，具有一个反应器连接端和一个光学高温计连接端；和一个盲法兰，盲法兰有一个反应器面和一个光学高温计面，其中盲法兰的反应器面的尺寸设成可装在焊接的连接筒管段的光学高温计连接端。在盲法器的反应器面装至少一个主压力密封装置。主压力密封装置的作用是允许光导管通过盲法兰而不会干扰盲法兰连接的压力整体性。光导管本身有一个光接收端和一个光传送端，光导管借助主压力密封装置穿过盲法兰。这样使光导管的光接收端定位以接收从反应器内发出的光。一个聚焦镜头筒可连接在盲法兰的反应器面上，聚焦镜头筒的尺寸应该使它可插入焊接的连接筒管段。聚焦镜头室内固定着一个聚焦镜头使得聚焦点在光导管的光接收端附近。一压力盖具有带槽的反应器面，与盲法兰的光学高温计面形成一个压力气体室。在压力盖的光学高温计面装着至少一个第二压力密封装置，其放置成使得光导管从主压力密封装置穿出，穿过压力气体室和穿过第二压力密封装置。压力盖还有至少一个气体进口，与气体源及压力气体室流体连接，以便把压力气体供到压力气体室中。一个密封法兰具有一个反应器面固定对着压力盖的光学高温计面使得它形成连接一个保护套管的基座，该套管保护光导管和柔性光缆之间的连接在整个装置搬运中免受损坏。密封法兰具有一个开口使得第二压力密封装置可穿过密封法兰。具有一个反应器端及一光学高温计端的柔性光缆与光导管的光传送端光学连接，光导管的光传送端已穿过第二压力密封装置。光缆的光学高温计端与光学高温计光学连接。在一个优选实施例中，使用至少两个光导管。第一光导管用于把相干光传入反应室和第二光导管用于接收传送入反应器的相干光的反射光及由反应器壁的热量产生的红外辐射，以便测定反应器的温度。在上述各实施例中，光导管可以是兰宝石棒或兰宝石光导纤维，或优选地光导管可以是金属涂覆的石英光纤。

虽然已参照了优选实施例说明了本发明的结构和方法，本专业技术人员会明白上述实施例可加以变化而不超出本发明的概念和范围。对本专业技术人员清楚的这些类似的替换和修改都应看作落在如下面权利要求书所限定的本发明的范围及概念内。

Claims (13)

1.一种装置，包括：

一个供料喷射器，所述的喷射器包括有一个开口的喷射器头，喷射器头与供料进口和一个法兰连接器流体相通，所述的法兰连接器与供料喷射头的开口对齐；

一个盲法兰，其尺寸可装在所述的喷射器的法兰连接器中形成一个抗气压的密封；

一个光导管，具有一个光接收端及一个光传送端；

一个压力密封装置，装在盲法兰中使得光导管可穿过所述的盲法兰，和光导管的光接收端与供料喷射器头的开口光学对齐；

一个光学高温计，与光缆作光连接。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于还包括：

一个第二光导管，所述的第二光导管有一个光接收端和一个光传送端；

一个第二压力密封装置，装在盲法兰中使得第二光导管可穿过所述的盲法兰，和所述的光导管的光传送端与供料喷射器头的开口光学对齐；

一个第二光接头，所述的光接头把所述的第二光导管的光接收端与第二纤维光缆连接起来；

一个在光学高温计中的相干光源，所述的相干光源与所述的第二纤维光缆光连接使得所述的光穿出光源，通过第二纤维光缆到所述的第二光导管的光接收端，再通过第二光导管从所述的光导管的光传送端穿出，及从在所述的喷射器头的开口穿出；和

其中所述的第一光导管的接收端是光学对齐以接收由第二光导管传送的从喷射器头的开口穿出的相干光的反射光。

3.按照权利要求1的装置，其特征在于所述的光导管是兰宝石棒或兰宝石光导纤维。

4.按照权利要求1的装置，其特征在于还包括：

一个隔光管，具有第一及第二端，所述的第一端与所述的盲法兰的反应器面刚性连接，所述的第二端与所述的供料喷射器头的开口光学对齐；和

一个图像镜头，所述的镜头设在隔光管中，在所述的第一端和第二端之间使得所述的镜头的聚焦点在所述的光导管的光接收端附近。

5.一个用来测量反应器温度的装置，包括：

一个供料喷射器，包括一供料喷射器头，所述的喷射器头有开口与焊接的颈部法兰光学对齐；

一个筒管段，具有一反应器端及一光学高温计端，所述的反应器端与所述的供料喷射器的焊接的颈部法兰连接；

一个压缩板，所述的压缩板具有第一和第二面，所述的第一面形成与所述的筒管段的光学高温计端的一个耐压密封；

一个光导管，具有第一端和第二端，

一个主压力密封装置，所述的密封装置刚性固定在所述的压缩板的第二面，其中所述的主压力密封装置允许所述的光导管穿过所述的压缩板；

一个隔光管，具有一第一端和一第二端，所述的第一端与所述的压缩板的第一面连接，所述的第二端与所述的供料喷射器头的开口光学对齐；

一个图像镜头，所述的镜头设在所述的隔光管的第一端和第二端之间使得所述的镜头的聚焦点在所述的光导管的第一端附近；

一个安全缓冲室，以气密连接的方式与压缩板连接，所述的安全缓冲室容放至少一根具有第一端和第二端的柔性光缆，所述的柔性光缆的第一端形成与所述的光导管的第二端的光连接，其中所述的安全缓冲室包括至少一个第二压力密封装置，所述的第二压力密封装置允许所述的柔性光缆穿出所述的安全缓冲室和允许所述的柔性光缆的第二端与一个光学高温计连接。

6.按照权利要求5的装置，其特征在于还包括：

一个第二光导管，所述的第二光导管具有第一端和第二端；

一个第二压力密封装置，装在所述的压缩板中，使得所述的第二光导管的第一端可穿过所述的压缩板；

一个第二隔光管，具有第一端和第二端，所述的第二隔光管的第一端与所述的压缩板的第一面连接，和所述的第二隔光管的第二端与所述的供料喷射器头光学对齐；

一个第二图像镜头，所述的镜头设在所述的隔光管的第一端和第二端之间使得所述的镜头的聚焦点在所述的第二光导管的第一端附近；

一个第二光接头，所述的光接头把所述的第二光导管的第二端与第二纤维光缆连接起来；

一个在光学高温计中的相干光源，所述的相干光源与所述的第二纤维光缆光连接使得所述的光穿出光源，通过第二纤维光缆到所述的第二光导管的光接收端，再通过第二光导管从所述的光导管的光传送端穿出，穿过第二图像镜头和从在所述的喷射器头的开口穿出；和

其中所述的第一光导管的接收端是光学对齐以接收由第二光导管传送的从喷射器头的开口穿出的相干光的反射光。

7.按照权利要求6的装置，其特征在于所述的安全缓冲室与一个高压氮气源连接使得所述的安全缓冲室有比所述的反应器更高的压力；还有一个安全警报系统监控到所述的安全缓冲室的氮气的压力和流动以便探测在所述的安全缓冲室和所述的压力密封接头中的泄漏。

8.一种用来测定反应器的温度的装置，其中所述的反应器具有一外壁，所述的外壁装置一个法兰连接件，光学通路通过所述的法兰连接件进入所述的反应器的里面，所述的装置包括：

一个筒管段，具有第一和第二端，所述的第一端与所述的法兰连接件连接，其中所述的筒管段连着一个高压惰性气体进口以提供高压惰性气体来维持到反应器内部的光学通路；

一个压缩板，具有一反应器面和一个光学高温计面，所述的反应器面形成与所述的筒管段的第二端的气密密封，

至少一个光导管，所述的光导管具有第一端和第二端；

至少一个主压力密封装置，固定在所述的压缩板的反应器面上，所述的主压力密封装置允许所述的光导管可穿过所述的压缩板使得所述的光导管的第一端与所述的反应器的里面连通；

至少一束柔性的纤维光缆，具有一第一端和一第二端，所述的柔性光缆的第一端与所述的光导管的第二端作光学连接，而所述的柔性光缆的第二端与一个光学高温计作光学连接。

9.按照权利要求8的装置，其特征在于还包括：

一个氮气缓冲室，所述的氮气缓冲室与压缩板的光学高温计面连接，和其中所述的室允许柔性的纤维光缆穿过所述的室和经过第二压力密封装置从所述室穿出。

10.按照权利要求9的装置，其特征在于还包括一个安全球阀，所述的安全球阀位于在所述的筒管段和在所述的反应器的外壁的法兰连接件之间，使得所述阀的关闭使进入反应器的里面的光通路关断。

11.一种使用光学高温计测量在高温和高压下的反应室的温度的装置，包括：

一个焊接的连接筒管段，具有一个反应器连接端和一个光学高温计连接端；

一个盲法兰，所述的盲法兰，具有一个反应器面和一个光学高温计面，其中所述的盲法兰的反应器面的尺寸定成可装在焊接的连接筒管段的光学高温计连接端，和其中在所述的反应器面上装着至少一个主压力密封装置，

一个光导管，具有一个光接收端和一个光传送端，所述的光导管借助主压力密封接头穿过所述的盲法兰，因此所述的光接收端设成可接收从反应器里面发出的光；

一个聚焦镜头筒，与所述的盲法兰的反应器面连接，其尺寸使得它可插入所述的焊接的连接筒管段，所述的聚焦镜头筒具有至少一个聚焦镜头室，其尺寸和位置设成使得所述的盲法兰的反应器面上的主压力密封装置插入所述的聚焦镜头室，和其中所述的聚焦镜头室内固定着一个聚焦镜头，所述的聚焦镜头放在所述的聚焦镜头室中使得所述的聚焦点在所述的光导管的光接收端附近；

一压力盖，具有一反应器面和一光学高温计面，所述的反应器面中有一通道使得所述的压力盖的凹槽和所述的盲法兰的光学高温计面形成一个压力气体室，和其中在压力盖的光学高温计面上装着至少一个第二压力密封装置，其设置成使得光导管从主压力密封装置穿过压力气体室及第二压力密封装置，和压力盖有至少一个气体进口，与气体源及压力气体室流体相通使得把压力气体供到压力气体室；

一个密封法兰，所述的密封法兰具有一个反应器面及一个光学高温计面，所述的反应器面固定对着所述的压力盖的光学高温计面使得它形成保护所述的光导管和所述的柔性光缆之间的连接的基座，和所述的密封法兰具有一开口使得所述的第二压力密封装置可穿过所述的密封法兰；和

一个柔性光缆，具有一反应器端及一光学高温计端，所述的柔性光缆的反应器端与所述的光导管的光传送端光学连接，所述的光导管的光传送端穿过所述的第二压力密封装置，和所述的光学高温计端与一个光学高温计作光学连接。

12.按照权利要求11的装置，其特征在于至少设置两个光导管，所述的第一光导管用来把相干光传送入反应器中，所述的第二光导管用来接收传送入反应器中的相干光的反射光及由反应器壁产生的红外辐射，以便测定所述的反应器的温度。

13.按照权利要求12的装置，其特征在于所述的光导管是兰宝石棒或兰宝石光导纤维。

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