[發明專利]高溫高壓環境的溫度檢測裝置及該裝置的制備方法

在審

• 申請號: 201811593810.7
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109781286A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 馮鄰江;張立新;趙彥;王華;張祖力;鞠華;陳潔;羅松
• 申請（專利權）人: 重慶材料研究院有限公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/08
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿

本發明公開了一種高溫高壓環境的溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置的檢測環境為：溫度不大于800℃，壓力不大于30MPa；所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器以及套管，所述套管包括套管本體以及設置于套管本體外周面上且密封容器開口的結合部；套管本體包括：遠離被測高溫高壓環境的第一端以及伸入到被測高溫高壓環境的第二端；所述溫度傳感器伸入到高溫高壓環境中的探測端暴露在套管本體的外部，溫度傳感器的補償端穿過套管本體后暴露在套管本體的外部；溫度傳感器位于套管本體內部的部分與套管本體之間填充有密封溫度傳感器與套管本體之間間隙的填充層。本發明提高了溫度檢測裝置的響應速率及強度。

技術領域

本發明涉及溫度監測領域，特別涉及一種高溫高壓環境溫度檢測的密封方法及裝置。

背景技術

在現代工業生產中，溫度測量幾乎遍及生產過程中的各個環節，測量高溫、高壓環境的溫度也被廣泛應用。如核電站壓力容器的溫度測量，環境最高溫度350℃，壓力18MPa，但是大部分是非接觸式的溫度測量，即壓力容器內焊有承壓測量導管，然后將溫度傳感器插入導管內測量壓力容器內的溫度。此種測量方法溫度傳感器不需要承壓，也不要求密封，但是，由于承壓測量導管一般采用細長的厚壁管，因此，嚴重影響熱電偶的反應時間，響應遲滯非常嚴重。

對于要求精確測量，高溫、高壓、高流速流體的溫度時，上述測量方法已經不適用，需采用直接測量的方式。而直接測量必須面臨溫度傳感器與壓力容器外殼的密封問題，如采用常用的金屬鎧裝熱電偶，其金屬外殼非常薄，對于一些精確測量高速流體溫度時，為了提高響應時間，常采用小尺寸(外徑一般為1.5mm~3.0mm)鎧裝熱電偶，其外殼只有0.3mm左右。在這種應用工況，目前，一般采用對傳感器外殼直接機械密封的方式，如圖1所示，將溫度傳感器11的一端穿過密封卡箍X，溫度傳感器11的另一端穿過壓蓋D，壓力容器A的連接部B上設有開口C，密封卡箍X一端置于壓力容器A上的開口C內對開口C形成密封，將壓蓋D與連接部B連接，通過壓蓋D的擠壓作用力，使密封卡箍X向內側收縮將溫度傳感器11的外殼卡緊，此過程中溫度傳感器11的外殼也發生變形，從而在密封卡箍X與溫度傳感器11的結合處形成密封。

上述的安裝結構雖然在密封卡箍X與溫度傳感器11的結合處形成了密封，但由于密封結構是密封卡箍X對溫度傳感器11擠壓形成的，因此對溫度傳感器11的外殼有一定的損傷，對于外徑很小的溫度傳感器11(如外徑只有1.0~2.0)，溫度傳感器11的金屬外殼很薄（壁厚約0.1~0.3mm），在溫度壓力較低(溫度低于400℃，壓力小于18MPa)時具有可行性，但是在高溫高壓(溫度達到800℃，壓力達到30MPa)時已不能使用。另外，在高流速環境條件下此種密封方式更加不可靠，例如，在壓力容器A內的流體（流體為油）溫度高達800℃的情況下金屬材料的強度急劇下降，如果對溫度傳感器1采用上述直接機械密封的方式，密封面由于高速流體的沖刷產生應力集中極易折斷，發生嚴重的泄漏事故。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高溫高壓環境的溫度檢測裝置及該裝置的制備方法，本發明提高了溫度檢測裝置的響應速率及強度。

實現上述目的的技術方案如下：

高溫高壓環境的溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置的檢測環境：溫度不大于800℃，壓力不大于30MPa；所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器以及套管，其特征在于，所述套管包括套管本體以及設置于套管本體外周面上且密封容器開口的結合部；

套管本體包括：遠離被測高溫高壓環境的第一端以及伸入到被測高溫高壓環境的第二端；

所述溫度傳感器伸入到高溫高壓環境中的探測端暴露在套管本體的外部，溫度傳感器的補償端穿過套管本體后暴露在套管本體的外部；

溫度傳感器位于套管本體內部的部分與套管本體之間填充有密封溫度傳感器與套管本體之間間隙的填充層。

溫度檢測裝置的制備方法，包括以下步驟：