CN209247188U - 热电偶结构和用于在容器中固定热电偶的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于充满不断流动的液相烃类、催化剂颗粒/液滴、气相烃类、氢气和硫等混合物的容器内部温度分布测量的热电偶结构，所述支撑结构是包裹覆盖所述热电偶的部分结构、为热电偶在容器内的流体中提供支撑、为热电偶测温感测元件在容器内的流体中提供定位和固定作用。还涉及一种用于在容器中固定热电偶的结构，所述支撑结构是最少保护一束(至少一支)热电偶的相对于向上流动流体的底部的保护结构，并且其中所述支撑结构包括用于分布感测元件的空间，并且其中所述热电偶感测元件的末端在特定点穿过所述支撑结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在浆态物料容器，例如充满液相烃类、气相烃类、催化剂颗粒/液滴、氢气、硫等多相混合物的反应器内部的柔性热电偶的支撑结构。为具有3-30mm外径，典型为1/4英寸、5/16 英寸、3/8英寸、或1/2英寸外径，的热电偶(TC)提供水力学保护，并由此避免支撑结构对容器内多相混合物的流场可能产生的影响。
背景技术
现有技术已知浆态物料容器。例如，美国专利9,937,476示出了一种浆态物料容器。
这些浆态物料容器从容器的下端引入原料油和催化剂并且向上流动通过容器到达位于容器上部的出口。沿着容器高度方向布置至少一个，优选地多个热电偶以测量容器内部的温度。
在大约150-250bar的高压和大约400-500℃的高温下操作这样的过程需要用于温度和压力的特别安全的感测设备。尤其是温度对于控制安全过程和获得最佳生产结果是至关重要的。在容器的全部容积内控制和监控温度也有助于实现引入的催化剂的长寿命，这是因为过热会负面地影响该过程。US 6,543,303或US 5,775,807示出了将温度感测设备引入这样的容器的内部空间。
然而，随着由反应物、反应产物、催化剂等组成的多相物质提醒不断从入口向上流动到出口，热电偶会受到流体阻力引起的不均匀的拉伸、扭曲等应力，热电偶表面也会存在磨蚀，从而导致过早缺陷和失效。
实用新型内容
因此本实用新型的目的在于防止热电偶的过早缺陷和失效。本实用新型，即支撑柔性热电偶可用于所有的流化床加氢裂化工艺，诸如Eni的EST工艺、KBR的VCC工艺等。本实用新型是流态化反应系统温度测量的良好解决方案。
提供一种热电偶结构，用于充满不断流动的包括液相烃类、催化剂颗粒/液滴、气相烃类、氢气和硫的混合物的容器内部温度分布测量，支撑结构是覆盖所述热电偶的保护部分和用于分布感测元件的支撑件，并且其中所述热电偶感测元件的末端固定至所述容器内的设定点。
提供一种用于在容器中固定热电偶的结构，支撑结构是最少保护一支热电偶的相对于向上流动方向的下部的保护部，并且其中所述支撑结构包括用于分布感测元件的空间，并且其中所述热电偶感测元件的末端在设定点穿过所述支撑结构。
它为柔性热电偶(TC)护套提供牢固支撑以抵抗流体阻力并且保护TC不受由流体湍流引起的波动、振动、碰撞或磨蚀的影响。
建议使用V形、U形、闭合环形或切口环形、或盒形结构来支撑并且保护不受流体阻力和催化剂磨蚀的影响。根据工艺要求的不同，支撑结构的开口侧可以面向上或面向下。独特的贯通孔的限位固定元件可以固定并保护温度传感器末端。因此，对流体速度场和温度场的分布影响最小。由此，提供了用于可靠的、持久的、可修理的、精确的温度测量的解决方案并且提高了操作和设备的安全性。
例如，在一个具有近似5米的直径的50米高的浆态料容器中可以在多个不同高度取多个水平截面、在每个水平截面上布置具有6 个或更多个测量点。
附图说明
在附图中示出了用于保护热电偶的支撑结构：
图1示出具有用于热电偶元件的支撑结构的容器；
图2A示出部分容器中的用于热电偶元件的单臂支撑结构；图2B 示出从容器的一侧伸展到另一侧的用于五个热电偶元件的全支撑结构；
图3A以俯视图示出部分容器中的用于八个热电偶元件的单臂支撑结构；图3B以俯视图示出部分容器中的用于九个热电偶元件的全支撑结构；图3C以俯视图示出部分容器中用于七个热电偶元件的全支撑结构；
图4以俯视图示出部分容器中的用于多个热电偶元件的全支撑结构；
图5A示出由固定件和螺钉固定的用于一束热电偶元件的V形支撑结构的一部分；图5B示出用于一束热电偶元件的V形支撑结构的一部分；图5C示出用于一束热电偶元件的V形支撑结构的一部分；图5D示出用于一束热电偶元件的U形支撑结构的一部分；
图6A示出用于一束热电偶元件的开口向上的切口环形支撑结构的截面；图6B示出开口向下的切口环形支撑结构的截面；
图7示出用于一束热电偶元件的U形支撑结构的截面；
图8示出用于一束热电偶元件的V形支撑结构的截面；
图9A示出用于一束热电偶元件的开口向下的倒U形支撑结构的截面；图9B示出用于一束热电偶元件的开口向下的倒V形支撑结构的截面；图9C示出用于热电偶元件的矩形中空支撑结构的截面；图9D示出用于热电偶元件的T形支撑结构的截面；
图10A示出了一支热电偶和闭合环形支撑结构；
图10B示出了一束热电偶和闭合环形支撑结构；
图10C示出了一支热电偶和切口环形支撑结构；
图11示出如上所述的热电偶元件的截面。
具体实施方式
图1示出具有用于热电偶元件(以下简称TC元件)的支撑结构 1的容器10。在容器中可以应用高达9或更多个支撑结构。每个支撑结构具有一个或多个热电偶用于测量容器内不同位置上的温度。
容器具有用于引入流体的不同的开口4、5、22，容器内充满了液相烃类、气相烃类、催化剂颗粒/液滴8、氢气等组成的混合物。在优选方案中，一支或一束热电偶通过独立的开口2达到容器外部，如上述专利所提及的，这些开口具有分级的密封器件，并经由连接盒9和测量传输线50连接到过程控制系统。
图2A示出部分容器中的用于TC元件3的单臂支撑结构11，该 TC元件通过独立的开口2通向容器10的外部；图2B示出从容器的一侧扩展到另一侧的用于五个TC元件3C的全支撑结构12，其由臂 23支撑。该一束TC通过开口2到达容器10的右外壁。在一个实施方式中，从容器的一侧扩展到另一侧的用于三个TC元件3的全支撑结构12，其由臂23支撑。该一束TC通过开口2到达容器10的左外侧以达到连接盒9。
TC元件3在支撑结构12内被保护并且仅末端3D向下穿过支撑结构12。容器10中的流沿向上方向从入口4朝出口5流动，并且一束热电偶TC主要在它们面向容器10底部的下侧处被覆盖。
图3A以俯视图示出部分容器中的用于八个TC元件3的单臂支撑结构11。在每个单臂支撑结构11上都具有两个孔，这些孔供TC 末端3B在容器中向下伸出。
图3B以俯视图示出部分容器中的用于九个TC元件3C的全支撑结构12，其形成十字形。在每个支撑结构臂12上均具有两个孔，这些孔供TC末端3C在容器中向下伸出。另外，一个孔位于中心以允许在容器10的中心测量温度。
图3C以俯视图示出部分容器中用于七个TC元件3L的全支撑结构，其形成Y字形，在每个支撑结构臂上均具有两个孔，这些孔供TC末端3M在容器中向下伸出。另外，一个孔位于中心以允许在容器10中心测量温度。
图4以俯视图示出部分容器中的用于多个TC元件3的全支撑结构20，其形成圆形。在支撑结构12的不同位置上具有孔，这些孔制备用于允许在容器10中向下定位一个或若干个TC末端3D。
图5A示出由固定件34和螺钉35确保的用于一束TC元件32 的V形支撑结构12B的一部分。支撑结构的一端31A定位在容器的壁处，并且束被弯曲以达到容器的开口。
图5B示出用于一束TC元件的V形支撑结构12B的一部分；由此V形支撑结构中的V形开口37A允许束到达容器的开口而没有形成台阶。
图5C示出用于一束TC元件的V形支撑结构12B的一部分；由此V形支撑结构中的U形开口37B允许束到达容器的开口而没有形成台阶。
图5D示出用于一束TC元件的U形支撑结构12B的一部分；由此V形支撑结构中的U形开口37C允许束到达容器的开口而没有形成台阶。
图6A示出用于一束TC元件的开口向上的切口环形支撑结构 21K的截面；由此切口环形支撑结构包含限位固定元件21，并且孔 21A穿过切口环形支撑结构和限位固定元件21，从而形成用于TC 元件的向下路径，并且仅长度5-300mm，优选地30-80mm的末端3D 达到限位固定元件21外。
图6B示出开口向下的切口环形支撑结构34B的截面。切口环形盖34B为一束TC元件3提供了固定和保护作用，由此支撑结构包含了限位固定元件23形成用于TC元件的向下路径的孔21B。
图7示出用于一束TC元件的U形支撑结构20C的截面，由此U 形支撑结构包含圆筒形限位固定元件21C或梯形限位固定元件21S，并且孔21U穿过U形支撑结构和限位固定元件21C或21S，从而形成用于TC元件的向下路径，仅长度为5-300mm，优选地30-80mm 的末端3D到达限位固定元件21C之外。
图8示出用于一束TC元件的V形支撑结构12C的截面，由此 V形支撑结构包含圆筒形限位固定元件21B或梯形限位固定元件 21T，并且21V孔穿过V形支撑结构和限位固定元件21B或21T，从而形成用于TC元件的向下路径，并且仅长度为5-300mm，优选地 30-80mm的末端3D到达限位固定元件外。
TC元件具有直径，优选地1/4英寸、5/16英寸的外径，或1/8 英寸、3/16英寸、1/2英寸，以及4、6或8mm的外径，其中外护套由不锈钢制成。
图9A示出用于一束TC元件3的开口向下的倒U形支撑结构 34D的截面，由此支撑结构包含限位固定元件23C，并且孔21C穿过支撑结构，从而形成用于TC元件的向下路径。支撑结构在TC元件3整个长度上由倒U形盖34D覆盖以形成保护并起到固定作用
图9B示出用于一束TC元件3的开口向下的倒V形支撑结构23B 的截面，由此支撑结构包含限位固定元件23B，并且若干个孔21D 穿过支撑结构，从而形成用于TC元件的向下路径。支撑结构在TC 元件3整个长度上由倒V形盖34C覆盖以形成保护并起到固定作用。
图9C示出用于TC元件3的矩形中空支撑结构23A的截面，由此支撑结构包含中空杆23A，其支撑具有盖34E的U形引导件20E，并且若干个孔穿过支撑结构，从而形成用于TC元件的末端3D的向下路径。支撑结构在部分或整个长度上由U形盖34E覆盖以形成周围保护。
图9D示出用于TC元件3的T形支撑结构的截面，由此支撑结构包含双T形件23B，其支撑具有盖34F的U形引导件20F，并且若干个孔穿过支撑结构，从而形成用于TC元件的末端3D的向下路径。支撑结构在部分或整个长度上由U形盖34F覆盖以形成周围保护。T形支撑结构可以单T形件23F或双T形件23B的方式制造。
图10A、图10B、图10C示出如上所述的TC元件3与闭合环形支撑结构61和切口环形结构62，支撑结构通过覆盖和包裹TC元件 3起到支撑和保护作用。
图11示出如上所述的TC元件3的截面，具有由不锈钢制造、 3-30mm外径的金属外护套，以及两个正负极热电偶丝40、41的内接合部，其测量末端内的温度。末端在接合部42的顶部由焊接部51 封闭。
Claims (12)
1.一种热电偶结构，用于充满不断流动的包括液相烃类、催化剂颗粒/液滴、气相烃类、氢气和硫的混合物的容器内部温度分布测量，其特征在于，支撑结构是覆盖所述热电偶的保护部分和用于分布感测元件的支撑件，并且其中所述热电偶感测元件的末端固定至所述容器内的设定点。
2.根据权利要求1所述的热电偶结构，其特征在于，所述支撑结构通过U形、或V形、或闭合环形、或切口环形的结构保护所述热电偶感测元件的至少一部分不受流容器内多相混合物流动冲击和磨蚀的影响。
3.根据权利要求2所述的热电偶结构，其特征在于，所述容器中的多相混合流体从入口朝向出口向上流动。
4.根据权利要求3所述的热电偶结构，其特征在于，在容器内的局部区域有包括循环回流、湍动的不规则的流动。
5.一种用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，支撑结构是最少保护一支热电偶的相对于向上流动方向的下部的保护部，并且其中所述支撑结构包括用于分布感测元件的空间，并且其中所述热电偶感测元件的末端在设定点穿过所述支撑结构。
6.根据权利要求5所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述结构是圆形、十字形、Y字型或单臂梁。
7.根据权利要求5或6所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述结构是V形、或U形、或闭合环形、或切口环形截面的，所述支撑结构由附加元件加强。
8.根据权利要求7所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述附加元件是梯形限位固定元件或圆筒状限位固定元件。
9.根据权利要求5或6所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述结构是V形或U形、或闭合环形、或切口环形的，并且其中所述结构由盖或固定到设定点的固定元件覆盖。
10.根据权利要求5或6所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述热电偶通向所述容器的密封开口以达到接线盒，在所述接线盒处形成到过程控制系统的信号连接。
11.根据权利要求5或6所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述结构由附加轮廓结构元件、中空轮廓或T形或双T形结构元件加强，并且最少一端固定至所述容器的内壁。
12.根据权利要求5或6所述的用于在容器中固定热电偶的结构，其特征在于，所述热电偶具有不锈钢制成、外径为3-30mm的外护套。
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