Устройство для измерения теплового потока

 

Изобретение относится к теллофизическим измерениям и может быть использовано для измерения тепловых потоков в топочных устройствах котлоагрегатов. Целью изобретения является повышение надежности и точности измерений при длительной эксплуатации в условиях лучистого теплообмена. Устройство содержит внутреннюю и наружную трубки для подвода и отвода охлаждающей среды, теплоприемник в форме перевернутого стакана с частью в виде усеченного конуса, снабженной пазами для прохода охлаждающей среды. Теплоприемник, внутри которого размещены термопары, установлен на торце внутренней трубки. Соосно теплоприемнику размещена резьбовая крышка с отверстием, через упор в виде конусной шайбы соединенная со сменной головкой, установленной на конце наружной трубки. На другом коние этой трубки с возможностью осевого пеп«мещения вдоль нее закреплена обойма с пружи - ной. Конусная шайба сопряжена с частью теплоприемника в виде усеченного конуса по торцу меньшего диаметра. При проведении измерений устройство устанавливают в лючок котла таким образом, чтобы торец теплоприемника находился в плоскости контролируемых поверхностей нагрева, после чего регистрируют показания термопар. Разборная конструкция устройства позволяет проводить периодическую поверку термопар , что гарантирует заданную точность измерения. 2 ил. с; Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (c;)5 6 01 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4705897/10 (22) 19.06.89 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (71) Южный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского (72) А. Н. Гречаный, Б. И. Пасько, А. M. Белоус и А. В. Гейченко (53) 536.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 679823, кл. G 01 К 15/00, 1977.

Теплоэнергетика. 1965, hL 2, с. 72. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для измерения тепловых потоков в топочных устройствах котлоагрегатов.

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерений при длительной эксплуатации в условиях лучистого теплообмена. Устройство содержит внутреннюю и наружную трубки для подвода и отвода охлаждающей среды, теплоприем-

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения лучистых тепловых потоков в топочных устройствах парогенераторов и может применяться в других областях народного хозяйства, где необходим контроль эа мощностью и распределением тепловых потоков.

Известен термозонд, содержащий цилиндрический корпус, датчики лучистого теплового потока и встроенную систему охлаждения, корпус которого выполнен в виде в

„;50„„1719930 А1 ник в форме перевернутого стакана с частью в виде усеченного конуса. снабженной пазами для прохода охлаждающей среды. Теплоприемник, внутри которого размещены термопары, установлен на торце внутренней трубки. Соосно теплоприемнику размещена резьбовая крышка с отверстием, через упор в виде конусной шайбы соединенная со сменной головкой, установленной на конце наружной трубки. На другом конов этой трубки с воэможностью осевого пер.мещения вдоль нее закреплена обойма с пружиной. Конусная шайба сопряжена с частью теплоприемника в виде усеченного конуса по торцу меньшего диаметра. При проведении измерений устройство устанавливают в лючок котла таким образом, чтобы торец теплоприемника находился в плоскости контролируемых поверхностей нагрева, после чего регистрируют показания термопар.

Разборная конструкция устройства позволяет проводить периодическую поверку термопар, что гарантирует заданную точность измерения. 2 ил. (АЭ цилиндров различных диаметров, а датчики С) теплового потока установлены. на поверхности цилиндров.

Недостатком известного устройства является его низкая надежность, обусловленная тем, что используются датчики теплового потока открытого типа, которые быстро выходят из строя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является торцовый . термозонд разработки ВТИ. Термозонд содержит коаксиально установленные трубки

1719930 подвода и отвода охлаждающей среды. На одном торце трубок расположен теплоприемник с горячими спаями термопар. Термопары. проложены внутри защитного чехла, который проходит через полость между трубками. В торце термозонда имеется крышка на резьбовдм соединении, которая фиксирует теплоприемник. Крышка может менять свое положение относительно торца наружной трубки, а относительно торца теплоп рием ника крыш ка занимает фиксированное положение. Теплоприемник со стороны охлаждаемого торца устройства изолирован герметизирующей прокладкой, Наружная и внутренняя трубки соединены между собой посредством сварки, Охлаждаемый торец теплоприемника непосредственно соприкасается с охлаждаемой средой по площади сечения трубки подвода.

Недостатком термозэнда является низкая надежность, обусловленная зна-. чительным напряжением, возникающим в сварном соединении из-эа различных тепловых расширений внутренней и наружной трубок, сваренных между собой, что приводит к быстрому разрушению термозонда, Наличие уплотнительной прокладки в зоне охлаждаемого торца теплоприемника приводит к нарушению герметичности, работоспособности термозонда при первом же перебое с подачей охлаждаемой среды, В результате термоцикличности тепловых нагрузок происходит усадка прокладочного материала, для устранения которой требуется поджатие теалоприемника крышкой. В и роцессе длительной эксплуатации и роисходит эоловой и жарокоррозионный износ торца термозонда.

Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности. устройства при длительной эксплуатации в условиях лучистого теплообмена, Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения теплового потбка, содержащее внутреннюю и наружную трубки для подвода-и отвода охлаждающей среды, термопары в защитном чехле, установленные во внутренней трубке, рабочие спаи которых размещены внутри приемника в виде стакана, установленного открытым концом на торцовой поверхности внутренней трубки, и резьбовую крышку с отверстием, размещенную соосно теплоприемнику, с образованием зазора между дном стакана и наружной поверхностью крышки, введены обойма с пружиной, закрепленная на наружной трубке со стороны холодных спаев термопар, с воэможностью осевого перемещения вдоль трубки, и полая сменная головка из жаропрочного материала с жестко закрепленным на ней упором в виде конусной шайбы с кольцевой проточкой на торце меньшего диаметра, размещенным коаксиально стакану

5 теплоприемника, снабженного частью в виде усеченного конуса, сопряженного меньшим основанием с открытым концом стакана, с пазами в ней для прохода охлаждающей среды, при этом конусная шайба, 10 через которую резьбовая крышка соединена со сменной головкой, установленной на наружной трубке, сопряжена с частью теплоприемника в виде усеченного конуса по торцу меньшего диаметра.

15 На фиг. 1 показано устройство; на фиг.

2 — тепловоспринимающая часть устройства.

Устройство содержит коаксиально установленные трубку 1 подвода и трубку 2 от20 вода охлаждающей среды, зачехленные термопары 3 с холодным спаем 4 и горячим спаем 5, теплоприемник 6 с пазами 7, сменную головку 8 с крышкой 9, установленной с возможностью перемещения вдоль про25 дольной оси устройства, и конусообразным упором 10 с кольцевой проточкой 11, обойму

12 с пружиной 13. Снаружи трубы .подвода имеется кольцевой упор 14, а изнутри -упор

15 для термопары. Термопары поджимают3D ся к теплоприемнику пружиной 16 и гайкой

17. Между гайкой и пружиной размещен уплотнитель 18 для герметизации полости между чехлом термопары и трубкой подвода. Трубка отвода охлаждающей среды

35 снабжена изнутри кольцеобраэным упором

19, гайкой 20 и уплотнителем 21.

Устройство работает следующим образом.

40 Перед началом работы с помощью крышки 9 устанавливают зазор К между горячим торцом теплсприемника 6 и торцом крышки 9, равный 0,45 мм. Производят притирку теплоприемника 6 к конусообразному

45 упору 10. Вращая обойму 12, устанавливают необходимую при давлении охлаждающей среды до 0,6 МПа степень прижатия теплоприемника 6 к конусообразному упору 10. до отсутствия течи из уплотнения. Подсое50 диняютлиниикоммутации ктрубке1подвода и трубке 2 отвода охлаждаемой среды. а также к термопарам 3. Устанавливают устройство в лючок котла таким образом, чтобы горячий торец теплоприемника 6 находился

55 в плоскости измерений (например, контролируемых поверхностей нагрева экранных труб). Производят измерение и регистрацию показаний устройства.

Разборная конструкция предлагаемого устройства проще и технологичней в изго5

1719930 товлении. Кроме того, она позволяет производить периодическую поверку термопар и теплоприемника, что гарантирует заданную точность измерений в процессе длительной эксплуатации устройства. 5

Экономический эффект от внедрения устройства на ТЭС достигается за счет контроля и организации щадящих режимов для поверхностей нагрева первичного и вторичного пароперегревателей. 10

Формула изобретения

Устройство для измерения теплового потока. содержащее внутреннюю и наружную трубки соответственно для подвода и отвода охлаждающей среды, термопары в 15 защитном чехле, установленные во внутренней трубке, рабочие спаи которых размещены внутри теплоприемника в виде стакана, установленного открытым концом на торцовой поверхности внутренней трубки, и резь- 20 бовую крышку с отверстием, размещенную соосно с теплоприемником, с образованием зазора между дном стакана и наружной поверхностью крышки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности устройства при длительной эксплуатации в условиях лучистого теплообмена, в него введены обойма с пружиной, закрепленная на наружной трубке со стороны холодных спаев термопар, с возможностью осевого перемещения вдоль трубки, и полая сменная головка из жаропрочного материала с жестко закрепленным на ней упором в виде конусной шайбы с кольцевой проточкой на торце меньшего диаметра, размещенным коаксиально стакану теплоприемника, снабженного частью в виде усеченного конуса, сопряженного меньшим основанием с открытым концом стакана, с пазами в ней для прохода охлаждающей среды, при этом конусная шайба, через которую резьбовая крышка соединена со сменной головкой, установленной на наружной трубке, сопряжена с частью теплоприемника в виде усеченного конуса по торцу меньшего диаметра.

1719930

1739930 Риг. 2

Составитель Б. Пасько

Редактор И. Касарда Техред ММоргентал Корректор Л. Патай

Заказ 766 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при CKHT СССР

333035, Москва, Ж-.35, Рауаская наб.,4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101