JP2002122484A - 管表面温度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管全体を厚肉とせず軽量化を図り得ると共
に、取付加工性がよくコストリダクションを図ることが
でき、熱電対温度計のシース線を高温流体から保護し
得、シャントエラーを防いで計測を安定且つ確実に行い
得る管表面温度計測装置を提供する。 【解決手段】 管２３の温度計測箇所に、管２３の外径
より所要量だけ大径となる厚肉部２６ａが形成されたホ
ットジャンクション２６を設け、その厚肉部２６ａに、
軸線方向ヘ延びる孔２７を穿設し、熱電対温度計２４の
シース線２４ａを管２３表面に接触させるよう配設して
孔２７に挿通させ、シース線２４ａの先端における検出
部２４ｂをホットジャンクション２６に固着し、シース
線２４ａの表面を、管２３表面に固着した半割り管状の
シースプロテクタ２８と、ホットジャンクション２６表
面に固着したカバー２９とで覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管表面温度計測装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７はボイラの一例を表わすものであっ
て、図７中、１はボイラ本体、２はボイラ本体１内へ燃
料を噴射して燃焼させるバーナ、３は一次過熱器、４は
二次過熱器、５は三次過熱器、６は最終過熱器、７は一
次再熱器、８は二次再熱器、９は節炭器であり、バーナ
２からボイラ本体１内へ燃料を噴射して燃焼させること
により、燃焼ガスを生成し、生成された燃焼ガスを流通
させ、二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、二
次再熱器８、一次過熱器３、一次再熱器７及び節炭器９
と熱交換させ、熱交換した後の排ガスを排ガスダクト１
０へ流出させ、下流側に設けられた脱硝、脱硫等の排煙
処理装置（図示せず）で窒素酸化物や硫黄酸化物等を除
去した後、大気へ放出するようになっている。

【０００３】一方、図８は前述のボイラの給水・蒸気系
統を表わすものであり、ボイラ給水は、燃料が燃焼され
るボイラ本体１の火炉炉壁に形成される蒸発器１１で加
熱され、ノーズ部１２を経て、汽水分離器１３で水と蒸
気に分離され、該汽水分離器１３で水と分離された蒸気
は、ボイラ本体１の天井並びに後部伝熱部周壁１４を通
過し、一次過熱器３、二次過熱器４、三次過熱器５及び
最終過熱器６で過熱され、高圧タービン１５へ導かれ、
該高圧タービン１５が駆動されて発電が行われると共
に、前記高圧タービン１５を駆動した後の蒸気は、一次
再熱器７及び二次再熱器８へ導かれ、該一次再熱器７及
び二次再熱器８で再熱された後、中・低圧タービン１６
へ導入され、該中・低圧タービン１６が駆動されて発電
が行われ、前記中・低圧タービン１６を駆動した後の蒸
気は、復水器１７へ導かれてボイラ給水に戻され、該ボ
イラ給水は、復水脱塩装置１８と低圧給水加熱器１９と
脱気器２０とを経由し、給水ポンプ２１により高圧給水
加熱器２２を介して節炭器９へ圧送され、該節炭器９で
加熱され、前記蒸発器１１へ送給され、循環されるよう
になっている。

【０００４】ところで、前記二次過熱器４、三次過熱器
５及び最終過熱器６等の伝熱管は、ボイラ本体１の火炉
内に配設され、高温ガス（ガス温度は約１２５０［℃］
以下）に晒されると共に、内部に高温ガスより低温の流
体（蒸気）が流通しているが、管の所要箇所における表
面温度を計測する必要がある。

【０００５】このため、従来においては、図９〜図１１
に示されるように、伝熱管として厚肉の管２３を用い、
該管２３の表面に熱電対温度計２４のシース線２４ａ埋
設用の溝２５を形成し、該溝２５の中に、ボイラ本体１
の天井炉壁管１ａの外部から延びる熱電対温度計２４の
シース線２４ａを埋め込んで、その先端における検出部
２４ｂを管２３の温度計測箇所に接触せしめ、管２３の
表面温度を計測するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、管２３の表面に熱電対温度計２４のシース線２４
ａ埋設用の溝２５を形成するために伝熱管全体を厚肉と
するのでは、その分だけ重量アップにつながると共に、
管２３の表面に溝２５を形成することは管２３にとって
好ましいとは言えず、又、溝２５を形成するためには、
管２３の曲げ加工や継ぎ加工等を施す前に、機械加工を
する形となるが、管２３の曲げ加工時には溝２５を傷め
ないよう注意が必要となる一方、管２３の継ぎ加工時に
は溝２５が完全に合致するよう注意が必要となり、加工
性が悪く、コストアップにつながるという欠点を有して
いた。

【０００７】又、管２３の温度計測箇所から炉外へ出る
までの熱電対温度計２４のシース線２４ａは高温ガスに
触れ、芯材がショートしてしまうシャントエラーなる障
害を起こし、計測不能となることもあった。

【０００８】本発明は、斯かる実情に鑑み、管全体を厚
肉とせず軽量化を図り得ると共に、取付加工性がよくコ
ストリダクションを図ることができ、熱電対温度計のシ
ース線を高温流体から保護し得、シャントエラーを防い
で計測を安定且つ確実に行い得る管表面温度計測装置を
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体が流通す
る管の所要箇所における表面温度を計測するための管表
面温度計測装置であって、管の温度計測箇所に、管の外
径より所要量だけ大径となる厚肉部が形成されたホット
ジャンクションを設け、該ホットジャンクションの厚肉
部に、軸線方向ヘ延びる孔を穿設し、熱電対温度計のシ
ース線を管表面に接触させるよう配設して前記孔に挿通
させ、該熱電対温度計のシース線の先端における検出部
をホットジャンクションに固着し、前記熱電対温度計の
シース線の表面を、管表面に固着したシースプロテクタ
と、ホットジャンクション表面に固着したカバーとで覆
うようにしたことを特徴とする管表面温度計測装置にか
かるものである。

【００１０】前記管表面温度計測装置においては、ホッ
トジャンクションの厚肉部の軸線方向両端部に、該厚肉
部から漸次肉厚が減少して管の外径と等しくなるテーパ
部を形成することが有効である。

【００１１】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１２】本発明においては、従来のように、管の表
面に熱電対温度計のシース線の溝を形成する必要がない
ため、管全体を厚肉としなくて済み、重量アップが避け
られると共に、管の曲げ加工や継ぎ加工等を完了した後
に、熱電対温度計のシース線の敷設並びにシースプロテ
クタとカバーの取り付けを行えるため、加工性がよく、
コストアップも避けられる。

【００１３】又、管の温度計測箇所から外部へ出るまで
の熱電対温度計のシース線は、カバーとシースプロテク
タによって覆われており、高温流体から保護されると共
に、内部に高温流体より低温の流体が流通する管表面に
固着したシースプロテクタによって冷却される形となる
ため、芯材がショートしてしまうシャントエラーなる障
害を起こす心配はなく、しかも、高温流体中に含まれる
ダスト等による熱電対温度計のシース線の摩耗も防ぐこ
とが可能となり、計測が安定且つ確実に行われることと
なる。

【００１４】前記管表面温度計測装置において、ホット
ジャンクションの厚肉部の軸線方向両端部に、該厚肉部
から漸次肉厚が減少して管の外径と等しくなるテーパ部
を形成すると、管とホットジャンクションとの間で極端
な断面変化がなく、温度変化並びに熱応力の発生が抑制
される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１６】図１〜図６は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図７〜図１１と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしており、管２３の温度計測箇所に、
管２３の外径より所要量だけ大径となる厚肉部２６ａが
形成されたホットジャンクション２６を設け、該ホット
ジャンクション２６の厚肉部２６ａに、軸線方向ヘ延び
る孔２７を穿設し、熱電対温度計２４のシース線２４ａ
を管２３表面に接触させるよう配設して前記孔２７に挿
通させ、該熱電対温度計２４のシース線２４ａの先端に
おける検出部２４ｂをホットジャンクション２６に溶接
して固着し、前記熱電対温度計２４のシース線２４ａの
表面を、管２３表面に溶接して固着した半割り管状のシ
ースプロテクタ２８と、ホットジャンクション２６表面
に溶接して固着したカバー２９とで覆うようにしたもの
である。

【００１７】前記ホットジャンクション２６の厚肉部２
６ａの軸線方向両端部には、該厚肉部２６ａから漸次肉
厚が減少して管２３の外径と等しくなるテーパ部２６ｂ
を形成してあり、該テーパ部２６ｂの端部を管２３の端
部に溶接して接合するようにしてある。

【００１８】尚、本図示例の場合、管２３とホットジャ
ンクション２６とカバー２９は、ステンレス等の材料を
用い、シースプロテクタ２８はインコネル等の耐熱材を
用いるようにしてあり、シースプロテクタ２８とカバー
２９との熱による伸び差を吸収するため、シースプロテ
クタ２８の端部は溶接せずにカバー２９の内側に入り込
むだけの構造としてある。

【００１９】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２０】本図示例においては、従来のように、管２
３の表面に熱電対温度計２４のシース線２４ａ埋設用の
溝２５を形成する必要がないため、管２３全体を厚肉と
しなくて済み、重量アップが避けられると共に、管２３
の曲げ加工や継ぎ加工等を完了した後に、熱電対温度計
２４のシース線２４ａの敷設並びにシースプロテクタ２
８とカバー２９の取り付けを行えるため、加工性がよ
く、コストアップも避けられる。

【００２１】又、管２３の温度計測箇所から炉外へ出る
までの熱電対温度計２４のシース線２４ａは、カバー２
９とシースプロテクタ２８によって覆われており、高温
ガスから保護されると共に、内部に高温ガスより低温の
流体が流通する管２３表面に溶接して固着した半割り管
状のシースプロテクタ２８によって冷却される形となる
ため、芯材がショートしてしまうシャントエラーなる障
害を起こす心配はなく、しかも、高温ガス中に含まれる
ダスト等による熱電対温度計２４のシース線２４ａの摩
耗も防ぐことが可能となり、計測が安定且つ確実に行わ
れることとなる。

【００２２】尚、ボイラ本体１の炉内が負圧に保持され
ている場合、天井炉壁管１ａの外部へ延びるシースプロ
テクタ２８の端部を開放させておけば、外気がボイラ本
体１の炉内へシースプロテクタ２８内を通って吸い込ま
れるため、更なる冷却効果が得られることとなる。

【００２３】更に、前記ホットジャンクション２６の厚
肉部２６ａの軸線方向両端部には、該厚肉部２６ａから
漸次肉厚が減少して管２３の外径と等しくなるテーパ部
２６ｂを形成してあるため、管２３とホットジャンクシ
ョン２６との間で極端な断面変化がなく、温度変化並び
に熱応力の発生が抑制される。

【００２４】こうして、管２３全体を厚肉とせず軽量化
を図り得ると共に、取付加工性がよくコストリダクショ
ンを図ることができ、熱電対温度計２４のシース線２４
ａを高温ガスから保護し得、シャントエラーを防いで計
測を安定且つ確実に行い得る。

【００２５】尚、本発明の管表面温度計測装置は、上述
の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは
勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
記載の管表面温度計測装置によれば、管全体を厚肉とせ
ず軽量化を図り得ると共に、取付加工性がよくコストリ
ダクションを図ることができ、熱電対温度計のシース線
を高温流体から保護し得、シャントエラーを防いで計測
を安定且つ確実に行い得るという優れた効果を奏し得、
又、本発明の請求項２記載の管表面温度計測装置によれ
ば、上記効果に加え更に、管とホットジャンクションと
の間の極端な断面変化をなくすことができ、温度変化並
びに熱応力の発生を抑制し得るという優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の斜視図である。

【図２】本発明を実施する形態の一例の正面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図３のＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図７】一般的なボイラの一例を表わす全体概要構成図
である。

【図８】図７に示されるボイラの給水・蒸気系統を表わ
す概要構成図である。

【図９】従来例の正面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である。

【符号の説明】

２３ 管 ２４ 熱電対温度計 ２４ａ シース線 ２４ｂ 検出部 ２６ ホットジャンクション ２６ａ 厚肉部 ２６ｂ テーパ部 ２７ 孔 ２８ シースプロテクタ ２９ カバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流通する管の所要箇所における表
   面温度を計測するための管表面温度計測装置であって、 管の温度計測箇所に、管の外径より所要量だけ大径とな
   る厚肉部が形成されたホットジャンクションを設け、該
   ホットジャンクションの厚肉部に、軸線方向ヘ延びる孔
   を穿設し、熱電対温度計のシース線を管表面に接触させ
   るよう配設して前記孔に挿通させ、該熱電対温度計のシ
   ース線の先端における検出部をホットジャンクションに
   固着し、前記熱電対温度計のシース線の表面を、管表面
   に固着したシースプロテクタと、ホットジャンクション
   表面に固着したカバーとで覆うようにしたことを特徴と
   する管表面温度計測装置。
2. 【請求項２】 ホットジャンクションの厚肉部の軸線方
   向両端部に、該厚肉部から漸次肉厚が減少して管の外径
   と等しくなるテーパ部を形成した請求項１記載の管表面
   温度計測装置。