CN203719853U - 一种检漏探测头及凝汽器在线检漏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检漏探测头及采用该检漏探测头的凝汽器在线检漏装置。本实用新型检漏探测头用于凝汽器冷凝管的检漏，包括壳体、压力传感器和驱动装置；壳体前端开口；压力传感器设于壳体内，与壳体密封相连，且将壳体内部分为压力检测腔和稳压腔前后两个腔体；驱动装置与壳体后端相连；当进行检漏时，壳体前端与待测冷凝管周侧管板贴合密封，或壳体前端伸入待测冷凝管内与冷凝管内壁贴合密封。本实用新型凝汽器在线检漏装置，包括上述检漏探测头、堵头、机械臂和控制系统。本实用新型可有效实现在线检漏过程的自动化，使用便捷、安全可靠。

Description

一种检漏探测头及凝汽器在线检漏装置

技术领域

    本实用新型涉及一种用于凝汽器在线检漏的检漏探测头及采用该检漏探测头的检漏装置。

背景技术

凝汽器是火电厂汽轮机发电系统中的重要装置，主要作用除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。汽轮机的效率与凝汽器的真空度有很大关系，真空度越大，效率越高。凝汽器一旦发生泄露，真空度就会下降。凝汽器的泄露多发生在冷凝管或冷凝管与管板的结合处，但凝汽器冷凝管数目众多，检漏是一个业界难题。

现有对凝汽器的检漏主要采用以下几种方法：

1、气体跟踪法。该检测方法在离线（停机）状态下进行，将凝汽器人为产生真空，分别向各冷凝管通入含有一定化学成分的气体，通过对冷凝室气体成分的检测来判断泄露点。该方法虽然能有效判断发生泄露的冷凝管，但该方法必须在停机状态下进行，影响了生产效率，且需要人为产生真空且不断通入气体，较为复杂，成本高。

2、凝汽器水样监测法。该监测方法通过采集凝汽器凝结水中的水样进行化学成分分析来判断凝汽器是否泄露。该方法在线监测，虽然不影响生产效率，但其只能监测到是否泄露，不能有效判断具体的泄露点。

3、压力检测法。包括正压法和负压方法，通常采用停机检测，需要给凝汽器的冷凝室加压，也有采用抽真空，或者封闭被测冷凝管后对冷凝管加压等，这几种方法，都需要外加动力，然后人工对冷凝管逐个压力检测或气流判断，效率低下。目前，也有采用半停机情况下的压力检测方法，该法是将待检测冷凝管所在水室部分停止工作，其它部分冷凝管仍旧工作使凝汽器中产生真空，该半停机法尽管不需外加动力，但仍然是人工对各待测冷凝管进行压力检测或气流判断泄露点。尽管这些压力检测法能够有效检测泄露点，但都是停机或半停机下采用人工检测，多数需要外加动力，操作较为繁琐，检测效率低。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能在线有效自动检测泄露点的检漏探测头及检漏装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种检漏探测头，该检漏探测头用于凝汽器冷凝管的检漏，包括壳体、压力传感器和驱动装置；壳体前端开口；压力传感器设于壳体内，与壳体密封相连，且将壳体内部分为压力检测腔和稳压腔前后两个腔体；驱动装置与壳体后端相连；当进行检漏时，壳体前端与待测冷凝管周侧管板贴合密封，或壳体前端伸入待测冷凝管内与冷凝管内壁贴合密封。

为了更好地与冷凝管或管板相贴合，壳体前端开口处设有管口密封件；该管口密封件呈圆盘状或圆台状；管口密封件上设有与壳体前端开口相连通的通孔；当管口密封件呈圆盘状时，其上通孔大小大于待测冷凝管管口大小，使得该检漏探测头不仅能够检测冷凝管，同时还能检测冷凝管与管板连接处的泄漏；当管口密封件呈圆台状时，其前端直径小于待测冷凝管直径，后端直径大于待测冷凝管直径，使得检漏探测头能够伸入冷凝管内更好地与冷凝管内壁相贴合。

本实用新型检漏探测头还包括压紧装置，驱动装置通过压紧装置与壳体后端相连。

上述壳体内设有密封隔板和短轴；其中，密封隔板与壳体、压力传感器围成上述稳压腔；短轴位于壳体内后端，且与密封隔板垂直相连；压紧装置包括压簧和压紧轴套；压簧和压紧轴套依次套于短轴上；压紧轴套一端位于壳体内，另一端伸出壳体与驱动装置相连；密封隔板、压簧、压紧轴套和壳体依次相互抵触。

壳体后端设有开口，开口处固定设有环状端盖；当压簧处于自然伸长状态时，上述压紧轴套与端盖相抵触。

上述壳体上还设有稳压通孔，该稳压通孔与上述稳压腔相连通。通过稳压通孔与凝汽器水室外界相通，使稳压腔中压力维持一个大气压，起到压力校准目的。

上述压力传感器优选负压传感器。

本实用新型还提供了一种采用上述检漏探测头的凝汽器在线检漏装置，该检漏装置还包括堵头、堵头驱动装置、机械臂一、机械臂二和控制系统；机械臂一与检漏探测头的驱动装置相连；机械臂二通过堵头驱动装置与堵头后端相连；压力传感器、机械臂一、机械臂二、堵头驱动装置、检漏探测头的驱动装置分别与控制系统相连；当进行检漏时，堵头前端与待测冷凝管周侧的管板贴合密封，或堵头前端伸入待测冷凝管内与冷凝管内壁贴合密封。

其中，在线检漏装置还包括堵头压紧装置；堵头驱动装置通过堵头压紧装置与堵头相连。

堵头后端设有堵头短轴；堵头压紧装置包括堵头压簧和堵头压紧轴套；堵头压簧和堵头压紧轴套依次套于堵头短轴上；堵头压簧两端分别与堵头和堵头压紧轴套一端相抵触；堵头压紧轴套另一端与堵头驱动装置相连。

堵头还包括堵头壳体和堵头密封板；堵头密封板位于堵头壳体内；堵头短轴位于堵头壳体内后端，且与堵头密封板垂直相连；堵头压紧轴套一端位于堵头壳体内，另一端伸出堵头壳体与堵头驱动装置相连；堵头密封板、堵头压簧、堵头压紧轴套和堵头壳体依次相互抵触。

堵头壳体后端设有开口，开口处固定设有环状端盖；当压簧处于自然伸长状态时，堵头压紧轴套与该端盖相抵触。

为了更好地与冷凝管或管板相贴合，堵头壳体前端开口处设有与检漏探测头壳体前端相同的管口密封件。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

（1）可以实现在线检漏。本实用新型由于采用了设置在凝汽器水室中的带控制系统的机械臂实现定位，并通过安装在机械臂上的检漏探测头和堵头，逐个地完成对被测冷凝管或者被测冷凝管的管板平面封堵，在凝汽器内形成局部不受干扰的检漏环境，并通过包含压力传感器的检漏探测头，完成对被测对象的检漏工作。该装置完全可以在不停机的情况下实现在线对凝汽器的检漏维护，而且凝汽器由于冷凝管数目巨大，在线检漏大大延长凝汽器运行工时，减少停机检漏的维护成本，提高工厂的生产效率。

（2）本实用新型充分利用凝气器冷凝室在工作时形成的真空特性进行检测，不需要施加主动信号或者化学药剂。正是由于凝气器冷凝室在工作时形成的真空特性，所以当凝气器冷凝室发生泄漏时，无论是凝汽器冷凝管还是管板接头处，相应密封区域压力会低于一个大气压，而本实用新型所提供的检漏探测头在线就可以感测封堵环境压力变化信号。

（3）控制过程实现自动化。由于本装置引用的控制系统和机械臂，可以实现在线检漏过程的自动化，使本装置使用便捷、安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型检漏探测头的结构示意图；

图2为图1中壳体的结构示意图；

图3为本实用新型检漏探测头的另一种结构示意图；

图4为本实用新型凝汽器在线检漏装置的结构示意图；

图5为图4中堵头装置的结构示意图；

图6为图5中堵头的结构示意图；

图7为图4中堵头装置的另一种结构示意图。

图中，1-检漏探测头，2-机械臂一，3-堵头装置，4-机械臂二，5-控制系统，6-冷凝管，7-管板，1.1-壳体，1.2-压力传感器，1.3-压簧，1.4-端盖，1.5-压紧轴套，1.6-驱动装置，1.7-压力检测腔，1.8-稳压腔，1.1.1-管口密封件，1.1.2-稳压通孔，1.1.3-密封隔板，1.1.4-短轴，1.1.5-连接法兰，3.1-堵头，3.3-堵头压簧，3.4-堵头端盖，3.5-堵头压紧轴套，3.6-堵头驱动装置，3.1.1-堵头管口密封件，3.1.2-堵头壳体，3.1.3-堵头密封板，3.1.4-堵头短轴，3.1.5-堵头连接法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图4所示，本实用新型凝汽器在线检漏装置包括：检漏探测头1、机械臂一2、堵头装置3、机械臂二4和控制系统5。其中，机械臂一2和机械臂二4分别安装在凝汽器两个水室中，采用双自由度机械臂，可以沿着平行于凝汽器的管板7平面的区域内动作。检漏探测头1、堵头装置3分别安装在机械臂一2、机械臂二4上。控制系统5采用PLC控制系统或电厂DCS，通过控制线路控制连接机械臂一2、机械臂二4、检漏探测头1和堵头装置3。

检漏探测头1包括壳体1.1、压力传感器1.2、由压簧1.3和压紧轴套1.5构成压紧装置、端盖1.4、驱动装置1.6。其中，壳体1.1前端设有管口密封件1.1.1、中段内部设有密封隔板1.1.3、后端内部同轴设有固定于密封隔板1.1.3上的短轴1.1.4、尾部设有连接法兰1.1.5。如图1、图2所示为本实用新型检漏探测头1的一种采用端面贴合密封的结构，其中设于壳体1.1前端的管口密封件1.1.1为设有同轴通孔、且外部形状为圆环的结构，通过该圆环结构实现对管板7的端面密封贴合；该圆环内孔（即通孔）大于冷凝管管口（通孔可覆盖一个或多个冷凝管管口，其具体大小根据待测区域大小进行设置），内外圆直径差大于冷凝管管口直径，避免可能出现的被测密封区域涵盖有部分非主测冷凝管的管口时，能有效密封该管口。如图3所示为本实用新型检漏探测头1的另一种采用锥面贴合密封的结构，其中设于壳体1.1前端的管口密封件1.1.1为设有同轴通孔，且外部形状为圆台的结构，通过该圆台结构伸入冷凝管6内实现与冷凝管内壁的密封贴合。

压力传感器1.2优选负压传感器，压力传感器1.2装配于壳体1.1的中段，并将壳体1.1分为压力检测腔1.7、稳压腔1.8前后两个腔体。压力传感器1.2前端与壳体1.1密封相连，后端固定在密封隔板1.1.3上，压力传感器1.2、壳体1.1和密封隔板1.1.3围成的稳压腔1.8为密闭空间，围成稳压腔1.8的壳体上设置稳压通孔1.1.2，用于和外界空间连通，以保证该密闭空间内是1个大气压。由压簧1.3、压紧轴套1.5构成压紧装置套装于密封腔体1.1的后段的短轴1.1.4上，由端盖1.4与连接法兰1.1.5固定连接，并使密封隔板1.13、压簧1.3、压紧轴套1.5、端盖1.4相互抵触连接，而压紧轴套1.5由驱动装置1.6驱动连接，驱动装置1.6采用电磁铁装置或液压缸或气压缸或电机驱动装置。

如图5或图7所示，堵头装置3包括堵头3.1、由堵头压簧3.3和堵头压紧轴套3.5构成堵头压紧装置、堵头驱动装置3.6。该堵头装置3的结构与检漏探测头1的结构相似，区别在于无压力传感器、无稳压通孔结构。如图6所示，堵头3.1包括堵头壳体3.1.2、设于堵头壳体3.1.2前端的堵头管口密封件3.1.1、设于堵头壳体3.1.2中段内部的堵头密封板3.1.3、与堵头壳体3.1.2同轴的固定设于堵头密封板3.1.3后端的堵头短轴3.1.4、设于堵头壳体3.1.2尾部的堵头连接法兰3.1.5。堵头3.1通过堵头管口密封件3.1.1实现与管板7的端面密封贴合（如图5所示），或与冷凝管6的管壁锥面密封贴合（如图7所示）。堵头压紧装置及堵头驱动装置3.6结构与检漏探测头中压紧装置、驱动装置相同：由堵头压簧31.3、堵头压紧轴套3.5构成堵头压紧装置套装于堵头壳体3.1.2的后段的堵头短轴3.1.4上，由堵头端盖3.4与堵头连接法兰3.1.5固定连接，并使堵头密封板3.13、堵头压簧3.3、堵头压紧轴套3.5、堵头端盖3.4相互抵触连接，而堵头压紧轴套3.5由堵头驱动装置3.6驱动连接，堵头驱动装置3.6采用电磁铁装置或液压缸或气压缸或电机驱动装置。

本实用新型凝汽器在线检漏装置进行检漏工作时，当检漏探测头1和堵头装置3的前端的外部形状为圆环结构时，此刻的检漏探测头1和堵头装置3同时与被测冷凝管6的管板7平面端面贴合密封；当检漏探测头1和堵头装置3的前端的外部形状为圆台结构时，此刻的检漏探测头1和堵头装置3同时伸入冷凝管6内与被测冷凝管6内壁密封贴合。

本实用新型凝汽器在线检漏装置，在完成在线检漏过程的其控制方法如下：

步骤一，控制系统5控制所述的机械臂一2和所述机械臂二4沿平行于凝汽器冷凝管6的管板7平面运动，精确定位检漏探测头1和堵头装置3，至被测冷凝管6或被测冷凝管6的管板7平面对应的两端；

步骤二，控制系统5控制安装于机械臂一2上的检漏探测头1和安装于机械臂二4上的堵头装置3同时前移并与被测冷凝管6内壁贴合或者与被测冷凝管6的管板7贴合密封。

具体控制方式是：控制系统5控制安装在检漏探测头1上的驱动装置1.6和堵头装置3上的堵头驱动装置3.6工作，驱动检漏探测头1和堵头装置3前移并压紧设置在驱动探测头1和堵头装置3上的压紧装置。

步骤三，检漏探测头1内置的压力传感器1.2感应被测冷凝管6内的压力变化，并转化为压力信号传输给控制系统5，控制系统5记录并输出检漏结果；

步骤四，控制系统5控制检漏探测头1和堵头装置3回复到步骤二的初始位置。

通过上述检漏步骤即可以完成对某一冷凝管或冷凝管区域（区域大小通过检漏探测头和堵头装置前端的管口密封件上通孔大小进行设置）的检漏工作，在控制系统的控制下，连续重复上述步骤，本实用新型的一种凝汽器在线检漏装置就可以系统全面地完成对凝汽器的检漏工作。

由于凝气器冷凝室工作时具有真空特性，即泠凝室处于低于一个大气压的负压状态，凝气器冷凝室发生泄漏主要是冷凝管和冷凝管与管板结合的接头处，本实用新型即采用了对冷凝管或冷凝管周边区封堵，形成相应密封区域，如果有泄露，该密封区域的压力也会低于一个大气压。凝汽器的冷凝管数目巨大，对其检漏是一项繁重、复杂且耗时长的工作，停机检漏也减少生产工时，进而影响企业经济利益，本实用新型运用了控制系统和机械臂，实现了自动在线检漏控制，可在不停机的情况下完成检漏维护工作，可为企业节约成本提高经济效益，具有很好的实用价值。

Claims (10)

1.一种检漏探测头，该检漏探测头用于凝汽器冷凝管的检漏；其特征在于：包括壳体、压力传感器和驱动装置；所述壳体前端开口；所述压力传感器设于壳体内，与壳体密封相连，且将壳体内部分为压力检测腔和稳压腔前后两个腔体；所述驱动装置与壳体后端相连；当进行检漏时，所述壳体前端与待测冷凝管周侧管板贴合密封，或所述壳体前端伸入待测冷凝管内与冷凝管内壁贴合密封。

2.根据权利要求1所述的检漏探测头，其特征在于：所述壳体前端开口处设有管口密封件；所述检漏探测头通过所述管口密封件与待测冷凝管周侧管板贴合密封，或通过所述管口密封件伸入待测冷凝管内与冷凝管内壁贴合密封。

3.根据权利要求2所述的检漏探测头，其特征在于：所述管口密封件呈圆盘状或圆台状；所述管口密封件上设有与所述壳体前端开口相连通的通孔；当所述管口密封件呈圆盘状时，其上通孔大小大于待测冷凝管管口大小；当所述管口密封件呈圆台状时，其前端直径小于待测冷凝管直径，后端直径大于待测冷凝管直径。

4.根据权利要求3所述的检漏探测头，其特征在于：所述检漏探测头还包括压紧装置；所述驱动装置通过压紧装置与壳体后端相连。

5.根据权利要求4所述的检漏探测头，其特征在于：所述壳体内设有密封隔板和短轴；所述密封隔板与壳体、压力传感器围成所述稳压腔；所述短轴位于壳体内后端，且与所述密封隔板垂直相连；所述压紧装置包括压簧和压紧轴套；所述压簧和压紧轴套依次套于所述短轴上；所述压紧轴套一端位于壳体内，另一端伸出壳体与所述驱动装置相连；所述密封隔板、压簧、压紧轴套和壳体依次相互抵触。

6.根据权利要求5所述的检漏探测头，其特征在于：所述壳体上设有稳压通孔；所述稳压通孔与所述稳压腔相连通。

7.根据权利要求6所述的检漏探测头，其特征在于：所述压力传感器采用负压传感器。

8.一种采用权利要求1至7任一所述检漏探测头的凝汽器在线检漏装置，其特征在于：所述凝汽器在线检漏装置还包括堵头、堵头驱动装置、机械臂一、机械臂二和控制系统；所述机械臂一与所述检漏探测头的驱动装置相连；所述机械臂二通过堵头驱动装置与堵头后端相连；所述压力传感器、机械臂一、机械臂二、堵头驱动装置、检漏探测头的驱动装置分别与所述控制系统相连；当进行检漏时，所述堵头前端与待测冷凝管周侧的管板贴合密封，或所述堵头前端伸入待测冷凝管内与冷凝管内壁贴合密封。

9.根据权利要求8所述的凝汽器在线检漏装置，其特征在于：所述在线检漏装置还包括堵头压紧装置；所述堵头驱动装置通过堵头压紧装置与堵头相连。

10.根据权利要求9所述的凝汽器在线检漏装置，其特征在于：所述堵头后端设有堵头短轴；所述堵头压紧装置包括堵头压簧和堵头压紧轴套；所述堵头压簧和堵头压紧轴套依次套于所述堵头短轴上；所述堵头压簧两端分别与堵头和堵头压紧轴套一端相抵触；所述堵头压紧轴套另一端与所述堵头驱动装置相连。