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GEBIET DES GEBRAUCHSMUSTERS
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Das Gebrauchsmuster betrifft das technische Gebiet der Temperaturüberwachung von Hochtemperatur- und Hochdruckdampfrohren bei Wärmekraftwerken.
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STAND DER TECHNIK
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Um während des Betriebs eines Wärmekraftwerksaggregats die Temperaturparameter des Arbeitsmediums (Wasser, Dampf usw.) genau widerzuspiegeln und somit sicherzustellen, dass die Temperatur des Arbeitsmediums den Konstruktionsanforderungen entspricht, so dass der sichere und stabile Betrieb des Aggregats gewährleistet wird, ist es notwendig, mehrere Temperaturmesspunktvorrichtungen an einem legierten Stahlrohr des Wärmekraftwerks zu entwerfen und zu installieren, um die Temperatur des Arbeitsmediums in Echtzeit zu überwachen und den sicheren Betrieb des Aggregats zu gewährleisten.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Temperaturmesspunkt-Hülsenstruktur. Die Temperaturmesspunkthülse 2 aus austenitischem Edelstahl dringt durch eine Bohrung eines ferritischen legierten Stahlrohrs 1 in das Innere des Rohrs ein und die Temperaturmesspunkthülse 2 aus austenitischem Edelstahl und die Öffnung der Bohrung des legierten Stahlrohrs 1 sind mit einem Nibasierten Schweißmaterial verschweißt, womit eine Schweißnaht 3 ungleicher Stähle gebildet wird. Die Mängel und Nachteile der Temperaturmesspunkthülse bestehen darin, dass die Temperaturmesspunkthülse 2 aus austenitischem Edelstahl und das legierte Stahlrohr 1 jeweils aus austenitischen Matrizen bzw. Ferritmatrizen bestehen und dabei eine Verbindung ungleicher Stähle hergestellt wird. Es gibt einen großen Unterschied in der chemischen Zusammensetzung und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten dazwischen und die Schmelzgrenzfläche zwischen der Schweißnaht 3 ungleicher Stähle und dem legierten Stahlrohr 1 für Rissbildung anfällig. Des Weiteren wird während des Betriebs des Aggregats durch die Vibration der Temperaturmesspunkthülse 2 aus austenitischem Edelstahl unter Einwirkung von Dampf Spannung an dem Fuß der Schweißnaht 3 ungleicher Stähle konzentriert, was dazu führt, dass die Schmelzgrenzfläche zwischen der Schweißnaht 3 ungleicher Stähle und dem legierten Stahlrohr 1 unter Einwirkung der Wechselspannung reißt und sich ablöst.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen herkömmlichen Temperaturmesspunkt-Hülsenstruktur. Die Temperaturmesspunkthülse 3 aus rostfreiem Stahl ist durch eine vollständig durchschweißte Struktur mit einem Rohranschlusssitz 2 über eine Schweißnaht 5 ungleicher Stähle verbunden. Die Mängel und Nachteile der Temperaturmesspunkthülse bestehen darin, dass die Verbindung zwischen der Temperaturmesspunkthülse 3 aus rostfreiem Stahl und dem Rohranschlusssitz 2 ebenfalls zu der Schweißstruktur ungleicher Stähle gehört und die chemische Zusammensetzung und der Wärmeausdehnungskoeffizient dazwischen sehr unterschiedlich sind und die Schmelzgrenzfläche zwischen der Schweißnaht 5 ungleicher Stähle und dem Rohranschlusssitz 2 für Rissbildung anfällig ist. Während der Installation vor Ort kann eine feste Berührung der Temperaturmesspunkthülse 3 aus rostfreiem Stahl mit dem Rohranschlusssitz 2 nicht garantiert werden. Die Temperaturmesspunkthülse 3 aus rostfreiem Stahl bildet eine Auslegerstruktur, die während des Betriebs des Aggregats unter Einwirkung von Dampf vibriert, was dazu führt, dass die Temperaturmesspunkthülse 3 aus rostfreiem Stahl am oberen Teil bricht oder die Schweißnaht 5 ungleicher Stähle entlang der Schmelzgrenzfläche mit dem Rohranschlusssitz 2 reißt oder sogar sich ablöst, was den sicheren und stabilen Betrieb des Aggregats ernsthaft beeinträchtigt.
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OFFENBARUNG DES GEBRAUCHSMUSTERS
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Um die Nachteile und Mängel der oben erwähnten Temperaturmesspunkthülsenstruktur zu überwinden, sieht das Gebrauchsmuster eine Temperaturmesspunkt-Hülsenvorrichtung für Hochtemperatur- und Hochdruckdampfrohre eines Wärmekraftwerks vor, die sich vorteilhafterweise durch Sicherheitsfähigkeit und Zuverlässigkeit auszeichnet.
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Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird die Aufgabe gelöst durch die folgende Ausgestaltung:
- Ein Temperaturmesspunkt-Hülsenmechanismus für Hochtemperatur- und Hochdruckdampfrohre eines Wärmekraftwerks, wobei an der Seitenwand eines legierten Stahlrohrs, das als Hochtemperatur- und Hochdruckdampfrohr eines Wärmekraftwerks verwendet wird, von außen nach innen ein säulenförmiges Loch und ein kreisförmiger Vorsprung mit Neigungsfläche, die miteinander verbunden sind, ausgebildet sind und die Innenwand des säulenförmigen Lochs mit einem säulenförmigen Loch-Innengewinde versehen ist, wobei eine Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl einen oberen Säulenkörper mit großem Durchmesser, einen mittleren Säulenkörper mit kleinem Durchmesser und einen unteren Kegelkörper umfasst, wobei sich der obere Säulenkörper mit großem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl im oberen Teil des säulenförmigen Lochs der Seitenwand des legierten Stahlrohrs befindet und mittels der Kehlnaht gleichen Stahls verschweißt wird, die auf das Material des legierten Stahlrohrs und der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl abgestimmt ist, wobei sich der mittlere Säulenkörper mit kleinem Durchmesser in dem säulenförmigen Loch der Seitenwand des legierten Stahlrohrs befindet, wobei sich der untere Kegelkörper in dem kreisförmigen Vorsprung mit Neigungsfläche der Seitenwand des legierten Stahlrohrs befindet und mit seinem Boden in das legierte Stahlrohr hineinragt, wobei am Außenumfang des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser ein auf das säulenförmige Loch-Innengewinde des legierten Stahlrohrs abgestimmtes Außengewinde vorgesehen ist, wobei die Oberseite der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl mit einer Anschlussbohrung versehen ist, in der eine Edelstahl-Übergangshülse, in der ein Temperaturmesselement eingeschraubt ist, angeordnet ist.
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Die Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl ist durch die Zusammenwirkung des Außengewindes am Außenumfang des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser mit dem säulenförmigen Loch-Innengewinde des legierten Stahlrohrs in einer Bohrung des legierten Stahlrohrs eingeschraubt und mittels der axialen Belastung des Gewindepaares werden der obere Säulenkörper mit großem Durchmesser und der untere Kegelkörper der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl in festen Kontakt mit dem kreisförmigen Vorsprung mit Neigungsfläche des legierten Stahlrohrs in Umfangsrichtung gebracht.
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Die Kehlnaht gleichen Stahls ist eine völlig durchschweißte Struktur.
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Der obere Säulenkörper mit großem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl und das säulenförmige Loch des legierten Stahlrohrs sind sitzartig aneinander montiert.
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Das säulenförmige Loch des legierten Stahlrohrs ist ein Feininnengewinde und dementsprechend ist das Außengewinde am Außenumfang des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl ebenfalls ein darauf abgestimmtes Feininnengewinde, womit eine festere Zusammenwirkung erreicht wird.
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Der Öffnungsdurchmesser des kreisförmigen Vorsprungs mit Neigungsfläche ist um 4 bis 6 mm kleiner als der Öffnungsdurchmesser des säulenförmigen Loch-Innengewindes.
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Die Edelstahl-Übergangshülse ist durch Gewindepassung in der an der Oberseite der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl ausgebildeten Anschlussbohrung angeordnet und die Innenwand der Edelstahl-Übergangshülse ist mit einem Innengewinde versehen, das auf das Temperaturmesselement abgestimmt und damit verbunden ist.
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Gegenüber dem Stand der Technik zeichnet sich das vorliegende Gebrauchsmuster durch die folgenden Vorteile aus:
- 1. Die Schweißverbindung des legierten Stahlrohrs und der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl wird zwischen Bauteilen aus gleichem Material hergestellt. Die Schweißnaht zwischen dem Temperaturhülse und dem legierten Stahlrohr ist eine vollständig durchschweißte Struktur. Es gibt keinen Zusammensetzungsunterschied zwischen den Komponenten und der Wärmeausdehnungskoeffizient stimmt miteinander überein, was die schwache Grenzfläche beim Schweißanschluss ungleicher Stähle eliminiert.
- 2. Die Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl ist mittels der Kehlnaht gleichen Stahls am oberen Bereich des legierten Stahlrohres, des mittleren Gewindes und des unteren Kegelkörpers fest an drei Punkten fixiert und weist somit eine hohe Steifigkeit auf, sodass keine Vibration unter Einwirkung von Hochdruckdampf verhindert wird, womit die mechanischen Faktoren des Risses der Temperaturmesspunkthülse oder des Risses der Schweißnaht gründlich eliminiert und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Temperaturmesspunkthülse garantiert werden.
- 3. Ein Innengewindes ist an der Innenwand der Bohrung des legierten Stahlrohrs bearbeitet und wirkt mit dem Außengewinde am Außenumfang des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse. Die axiale Belastung des Gewindepaars erzeugt keine zusätzliche Belastung für die Kehlnaht zwischen der Temperaturmesspunkthülse und dem legierten Stahlrohr, was die Zuverlässigkeit der Kehlnaht gleichen Stahls verbessert.
- 4. Die Neigungsfläche des an dem Boden der Bohrung des legierten Stahlrohrs kreisförmigen Vorsprungs mit Neigungsfläche steht in Flächenkontakt mit dem unteren Kegelkörper der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl, was die Stabilität der Struktur erhöht.
- 5. Die Temperaturmesspunkthülsenvorrichtung zeichnet sich durch einfachen Installationsprozess, hohe Zuverlässigkeit und bequeme Wartung aus.
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DARSTELLUNG DES GEBRAUCHSMUSTERS
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Darin zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Temperaturmesspunkt-Hülsenstruktur,
- 2 eine schematische Darstellung einer anderen herkömmlichen Temperaturmesspunkt-Hülsenstruktur,
- 3 eine schematische strukturelle Darstellung der Montage nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster,
- 4 das Innengewinde an der Innenwand der Bohrung des legierten Stahlrohres und den kreisförmigen Vorsprung mit Neigungsfläche am untersten Bereich bei dem vorliegenden Gebrauchsmuster in einer schematischen strukturellen Darstellung.
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KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels auf das vorliegende Gebrauchsmuster näher eingegangen:
- Wie in 3 gezeigt, stellt das Gebrauchsmuster einen Temperaturmesspunkt-Hülsenmechanismus für Hochtemperatur- und Hochdruckdampfrohre eines Wärmekraftwerks bereit. An der Seitenwand eines legierten Stahlrohrs 1, das als Hochtemperatur- und Hochdruckdampfrohr eines Wärmekraftwerks verwendet wird, sind von außen nach innen ein säulenförmiges Loch und ein kreisförmiger Vorsprung mit Neigungsfläche 1-2, die miteinander verbunden sind, ausgebildet und die Innenwand des säulenförmigen Lochs ist mit einem säulenförmigen Loch-Innengewinde 1-1 versehen. Eine Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl umfasst einen oberen Säulenkörper mit großem Durchmesser, einen mittleren Säulenkörper mit kleinem Durchmesser und einen unteren Kegelkörper 2-1. Der obere Säulenkörper mit großem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl befindet sich im oberen Teil des säulenförmigen Lochs der Seitenwand des legierten Stahlrohrs 1 und wird mittels der Kehlnaht 4 gleichen Stahls verschweißt, die auf das Material des legierten Stahlrohrs 1 und der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl abgestimmt ist. Der mittlere Säulenkörper mit kleinem Durchmesser befindet sich in dem säulenförmigen Loch der Seitenwand des legierten Stahlrohrs 1. Der untere Kegelkörper 2-1 befindet sich in dem kreisförmigen Vorsprung mit Neigungsfläche 1-2 der Seitenwand des legierten Stahlrohrs 1 und ragt mit seinem Boden in das legierte Stahlrohr 1 hinein. Am Außenumfang des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser ist ein auf das säulenförmige Loch-Innengewinde 1-1 des legierten Stahlrohrs 1 abgestimmtes Außengewinde vorgesehen. Die Oberseite der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl ist mit einer Anschlussbohrung versehen, in der eine Edelstahl-Übergangshülse 3, in der ein Temperaturmesselement eingeschraubt ist, angeordnet ist.
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4 zeigt das säulenförmige Loch-Innengewinde 1-1 an der Innenwand des legierten Stahlrohres und den kreisförmigen Vorsprung mit Neigungsfläche 1-2 am untersten Bereich bei dem vorliegenden Gebrauchsmuster in einer schematischen strukturellen Darstellung. Das säulenförmige Loch-Innengewinde 1-1 der Innenwand des legierten Stahlrohrs wirkt mit dem Außengewinde des mittleren Säulenkörpers mit großem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl zusammen und dient als ein Befestigungspunkt während der Installation der Temperaturmesspunkthülse aus legiertem Stahl. Der kreisförmige Vorsprung mit Neigungsfläche 1-2 am untersten Bereich des legierten Stahlrohrs 1 wirkt mit dem unteren Kegelkörper 2-1 der Temperaturmesspunkthülse des legierten Stahlrohrs zusammen und dient als ein weiterer Befestigungspunkt. Der Öffnungsdurchmesser des Durchgangslochs des kreisförmigen Vorsprungs mit Neigungsfläche 1-2 am untersten Bereich des legierten Stahlrohrs 1 ist um 4 bis 6 mm kleiner als der des säulenförmigen Lochs des legierten Stahlrohrs 1.
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Ausführungsbeispiel: Die ursprüngliche Bohrung an dem legierten Stahlrohr 1 ist ein Durchgangsloch. Vor der Installation wird zuerst der obere Teil der ursprünglichen Bohrung des legierten Stahlrohrs 1 ausgeweitet und am Boden der neuen Bohrung bleibt ein kreisförmiger Vorsprung mit Neigungsfläche, der eine Dicke von mehr als 3 mm aufweist, zurück. Die ausgeweitete Bohrung ist koaxial mit der Innenwand der oberen Rohröffnung der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl. Die Differenz zwischen dem oberen Öffnungsdurchmesser der neu ausgeweiteten Bohrung und dem Durchmesser der oberen Rohröffnung der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl beträgt weniger als 1 mm. Eine Gewindeschneidmaschine wird verwendet, um Ein Feininnengewinde an der Innenwand des legierten Stahlrohrs 1 zu bearbeiten, und das Feinaußengewinde des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl ist hinsichtlich der Bearbeitungsspezifikationen auf das Innengewinde der Innenwand der ausgeweiteten Bohrung des legierten Stahlrohrs 1 abgestimmt. Die Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl wird durch die Zusammenwirkung des Außengewindes des mittleren Säulenkörpers mit kleinem Durchmesser mit dem Innengewinde der Innenwand der ausgeweiteten Bohrung des legierten Stahlrohrs 1 so in die Bohrung des legierten Stahlrohrs 1 eingeführt, bis der obere Säulenkörper mit großem Durchmesser und der untere Kegelkörper 2-1 der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl in festen Kontakt mit dem kreisförmigen Vorsprung mit Neigungsfläche 1-2 des legierten Stahlrohrs 1 in Umfangsrichtung gebracht werden. Für die Kehlnaht der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahlt und des legierten Stahlrohrs 1 erfolgt zuerst mit einem Schweißmaterial des gleichen Materials ein manuelles Wolfram-Argon-Lichtbogenschweißen zum Bereitstellen einer Schweißunterlage und dann wird das manuelle Lichtbogenschweißen zum Füllen und Deckschweißen verwendet. Für das Kehlschweißen der Temperaturmesspunkthülse 2 aus legiertem Stahl und des legierten Stahlrohrs 1 wird eine vollständig durchschweißte Struktur und wird nach dem Schweißen erfolgt eine Wärmebehandlung gemäß den relevanten Normen.
