[發明專利]一種對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置

在審

• 申請號: 201710065517.2
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106644134A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 趙洋洋;呂心力;朱家玲;張偉;胡開永;辛光磊;姜豐;崔志偉;張佩佩;暢妮妮;宋安達
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明涉及管殼式換熱器換熱性能研究領域，特別是涉及一種對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置。

背景技術

管殼式換熱器結構簡單，操作可靠，主要由金屬材料制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應用最廣的換熱器類型之一，特別是在能源回收、發電等領域應用廣泛。其結構是，以封閉在殼體中的管束壁面作為換熱面。這種結構給換熱器內流體溫度測量帶來很大困難，所以目前對管殼式換熱器流體進行溫度測量主要局限于換熱器流體進出口處。但是，測量管殼式換熱器內部流體溫度分布對研究換熱器的換熱性能，優化換熱器的工況選擇、換熱器的設計用料選擇都至關重要。

管殼式換熱器的結構限制了其內部流體溫度的直接測量，特別是管程流體的溫度測量。現有方法通常是應用數值模擬對管殼式換熱器流體溫度分布進行研究，需要找到一種測量方法對眾多的模擬結果進行實驗驗證。

管殼式換熱器內部流體分為殼程流體和管程流體，因此內部流體溫度分布也分為殼程流體溫度分布和管程流體溫度分布。已有的對殼程流體溫度進行直接測量的方法，在管殼式換熱器殼體上打孔插入熱電偶或者熱電阻，該方法由于需要破壞殼體，換熱器的密封難以保證，不能用于高壓工況。

公開號為CN103674310A的專利提到一種基于油管表面溫度測量的油溫測量方法，該方法不是對流體溫度的直接測量，并且如果應用于管殼式換熱器管程流體，需破壞換熱器殼體。公開號為CN204679181U的專利提到一種管內流體壓力和溫度同時測量的光纖光柵傳感器，該測量方法需要破壞流體管道，由于管殼式換熱器傳熱管直徑小且被殼層包裹，不適用于該測量方法。公開號為CN104697739A的專利提到一種絕熱波紋管內低溫流體流動阻力和溫度分布測試裝置，可以對管道內流體進行溫度測量，但不適用于管殼式換熱器。論文等文獻中提到的管道內流體溫度獲得方法主要分兩種：測量管壁溫度進而推導出流體溫度；破壞管道伸進熱電偶或者熱電阻測量流體溫度。這兩種方法如果用于管殼式換熱器管程流體溫度的測量，前者需要破壞殼體且推導誤差較大，后者不僅破壞殼體還需要破壞換熱器的換熱管且布置困難。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是結合管殼式換熱器的結構特點，提供一種對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置，此裝置對換熱器結構基本沒有破壞，不妨礙管殼式換熱器高壓工況下工作且易于加工。本發明采用技術方案是：

一種對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置，包括盲管和熱電偶，所應用的管殼式換熱器包括傳熱管，管板和管箱板端頭，其特征在于，在盲管內布置有熱電偶；盲管的開口側伸出到換熱器管箱板端頭的外側，盲管的閉口側伸入到換熱器傳熱管內，盲管與管箱板端頭密封連接。

優選地，熱電偶的電偶線從盲管開口側引出。盲管在布置熱電偶的位置開有小孔，電偶點通過小孔漏出盲管的外壁。盲管與管箱板端頭采用盲管螺栓進行連接及密封。

本發明的積極效果在于：提供了一種對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置，確保對管殼式換熱器結構基本沒有破壞，不妨礙管殼式換熱器高壓工況下工作，易于加工，應用熱電偶可以完成溫度測量。具體為：

(1)對管殼式換熱器結構基本沒有破壞方面：不破壞管殼式換熱器殼體，不破壞管殼式換熱器傳熱管，僅僅在管箱板接頭加工盲管螺栓孔即可。

(2)不妨礙管殼式換熱器高壓工況下工作方面：管殼式換熱器本身可以應用于高壓工況，本發明不存在密封性問題，所以換熱器的承壓能力沒受影響。

(3)易于加工方面：本發明應用于管殼式換熱器，對管殼式換熱器結構的改造僅在于加工盲管螺栓孔，工藝成熟。

(4)應用熱電偶可以完成溫度測量方面：電偶線從盲管開口側引出，不接觸流體，沒有沖刷，沒有腐蝕，可以測量管殼式換熱器傳熱管內任何種類流體的溫度。

附圖說明

圖1是本發明對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置一較佳實施例的結構示意圖。

圖2是本發明對管殼式換熱器管程流體進行溫度測量的裝置整體結構及局部放大圖，圖2(a)是盲管與管箱板端頭連接處結構放大圖，圖2(b)是熱電偶布置處結構放大圖，圖2(c)是盲管閉口側結構放大圖。

附圖中各部件的標記如下：1、流體b進口；2、盲管；3、管板螺栓；4、管殼式換熱器傳熱管；5、管殼式換熱器殼體；6、流體a進口；7、流體b出口；8、流體a出口；9～11、熱電偶；12、管箱板端頭；13、盲管螺栓；14、管板。

具體實施方式