一种试验用热电偶固定器及安装方法与流程

本发明涉及汽轮机热力试验领域辅助测量温度的仪器，尤其涉及汽轮机热力试验一种试验用热电偶保温、固定的仪器以及安装方法。

背景技术：

进入21世纪以来，随着我国经济的飞速发展，电力需求急速增长，促进电力工业进入了加快发展的新时期。我国电力工业的电源建设和技术装备水平有了较大的提高，大型火力发电机组有了较快增长，超临界参数的600MW机组，超临界参数的1000MW机组，已经成为我国各大电网的主力机组。

随着机组参数的不断提高，对汽轮机热力试验的参数的精度要求也不断提高，提高试验参数精度方法的一个方面是：提高试验仪器的精确度；另一方面是：试验时仪器的安装、固定准确无误；尤其是温度的测量(温度对焓值影响较大)。

在汽轮机热力性能试验及电厂相关试验中测量温度时，必须满足试验标准对测点的安装要求。国内电厂运行人员监视及调节用的温度测点一般采用装配式热电偶，温度套管按照要求焊接在测温管道内，同时起到装备式热电偶底座的作用，热电偶插入温度套管内，顶端采用螺帽密封保温。现阶段，国内电科院所均采用分布式数据采集板进行温度采集。具体连接：热电偶插入管道的温度套管；热电偶与分布式数据采集板用补偿导线连接；分布式数据采集板与数据采集仪之间用信号线连接；数据采集仪通过网线或USB数据线连接到笔记本电脑；便可以温度数据采集了。

为了增加试验时测量设备与电厂温度测点的通用性，同时降低测量设备的复杂性及成本，数据采集系统所用热电偶均是加工定做，尺寸按照试验要求多为：直径6mm，长度600-1000mm。为保证机组的运行安全和运行人员监视及调节机组，试验时不能完全更换运行的温度测点，电厂会为热力性能试验专门安装的部分温度试验测点。试验时直接将热电偶插入温度套管进行测温，用保温玻璃丝带进行固定和保温。这种热电偶的固定方式存在以下问题：

1)热电偶直接插入温度套管进行测温，与补偿导线连接，受现场条件限制，热电偶的安装固定比较困难，一直使用的玻璃丝带捆绑固定和保温，直接增加了工作量，更给安装人员高温、高处作业带来更大的危险。

2)试验时将玻璃丝带塞入温度套管内保温，用玻璃丝带捆绑在管道上，因此增加了玻璃丝带的使用量，而且玻璃丝带不能反复利用，增加了试验成本，同时温度套管内的玻璃丝带也容易堵塞温度套管。

3)试验温度测点的温度套管外表光滑，玻璃丝带很难固定住热电偶，导致热电偶滑出温度套管，不能准确测量温度数据，给试验结果影响很大。

4)温度套管的型号有多种(一般套管外直径为21mm、23mm)，给安装带来不便。

5)玻璃丝带不利于人体健康，同时也容易污染环境。

综上所述，汽轮机热力性能试验以及电厂相关试验测量温度时需要一种同时具有固定和保温功能的热电偶固定仪。

技术实现要素：

本发明专利的目的就是为了解决上述热电偶安装固定工作量大、危险程度高、试验成本高、易堵塞温度套管、试验结果不确定度大、温度套管型号复杂、不利健康、易污染环境等问题；提出一种具有保温、固定功能的试验用热电偶固定仪以及安装方法；操作简单、安全，稳定性好，适应性强，成本低，环保性好，更重要的是能实现固定和保温功能。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案，一种试验用热电偶固定器，主要包括固定件和保温件；

所述的固定件包括半圆弧状的底座和半圆弧状的卡套，所述的卡套与底座上、下设置，两者形成供热电偶温度套管穿过的孔，卡套的一端通过轴与底座相连，所述的卡套和底座能沿着轴旋转；卡套的另一端通过卡扣与底座配合，实现对热电偶的固定；

所述的保温件设置套在热电偶上密封热电偶与温度套管之间的间隙。

进一步的，所述的底座和卡套均各自包括一个钢构件和设置在钢构件内部的塑料构件；所述的塑料构件与热电偶温度套管的接触面为齿形。

进一步的，所述的保温件包括一个锥形的支架，在锥形支架内部沿其中心线设置一个通孔，在锥形的支架的两端各设置有圆柱段。

进一步的，所述的锥形的支架外表面缠绕有石棉布，所述的石棉布的外面用金属网包裹；金属网的两端连接到圆柱段。

进一步的，热电偶上设有一个挂件，在所述的挂件上悬挂有一个弹簧，所述的弹簧与固定件通过一个连接件连接。

进一步的，所述的连接件为铁环链。

进一步的，所述的固定件和保温件之间采用石棉纤维绳连接。

上述装置的安装方法如下：

第一步，拆开现场温度套管内的热电偶；

第二步，固定件安装，打开固定件底座的钢环扣，将固定件套在温度套管上，扣上环扣；

第三步，将保温件套在热电偶上，热电偶要先套保温件的大头，并协调着将热电偶插入温度套管内，保证热电偶插入套管底部后，将保温件推入温度套管口塞紧。

第四步，将热电偶上的弹簧挂在固定件的铁环链上。

进一步的，在试验结束时，先摘下弹簧，然后拔出热电偶，取出保温件，卸下固定件。

由于测量管道的不同，导致热电偶插入温度套管的深度不同，而试验时使用的热电偶又为同一型号，所以固定件和热电偶上弹簧的距离不同，因此要使热电偶上弹簧的伸缩力度不小于5N，这才能保证热电偶一直紧插到温度套管的底部。

本发明专利的工作原理：试验用热电偶固定器由固定件和保温件组成，固定件固定热电偶，保温件进行保温。使用时固定件安装在温度套管上，把保温件穿在热电偶上，将热电偶插入温度套管进行测温，推保温件到温度套管口塞紧，最后通过铁环和热电偶上的弹簧把热电偶和固定件连接。

本发明专利的有益效果：

1)固定件使用简便，减少工作量，节约时间，同时也避免了人员高温、高空作业的危险。

2)彻底解决了热电偶在复杂环境下固定难的问题，大大节省了玻璃丝带的使用，同时也解决了玻璃丝带卡塞在温度套管内的问题。

3)能同时起到保温的效果，保证了试验温度测量的精确程度。

4)适应更多型号的热电偶套管。

5)改善了试验工作条件，使试验环境更加整洁。

附图说明

图1为分布式数据采集板进行温度采集现场连接线示意图。

图2为本发明专利一种试验用热电偶固定器的安装示意图。

图3-1、3-2、3-3、3-4为本发明专利一种试验用热电偶固定器的固定件示意图及部分剖视图。

图4-1、4-2、4-3为本发明专利一种试验用热电偶固定器的保温件示意图及剖视图。

图中：1、热电偶，2、固定件，3、保温件，4、铁片，5、弹簧，6、铁环链，7、石棉纤维绳，8、卡套，9、底座，10、卡套-工程塑料，11、底座-工程塑料，12、钢环扣，13、轴1，14、钢环扣把手，15、轴2，16、保温件支架，17、软铁网，18、石棉布，19温度套管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

本发明的一种试验用热电偶固定器由固定件和保温件组成，固定件固定热电偶，保温件进行保温。使用时固定件安装在温度套管上，把保温件穿在热电偶上，将热电偶插入温度套管进行测温，推保温件到温度套管口塞紧，最后通过铁环和热电偶上的弹簧把热电偶和固定件连接。

固定件，顾名思义就是固定在温度套管上的部件，它分为上、下两部分：卡套、底座，通过轴连接在一起，两部分都是有钢和工程塑料组成，工程塑料镶嵌在钢的外壳里，同时为适应光滑的温度套管的固定，专门把工程塑料与套管的接触面采用齿形设计。钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度很好的适应了高温环境，弹性好便能增大工程塑料与套管的接触面积，稳固性好；又能安装在多型号的套管上。

保温件就是套在热电偶上密封热电偶与温度套管之间的间隙，保证测量温度不受外界环境的影响。保温件外型为圆锥面，主要由工程塑料铸造而成，锥形面由铁丝网包裹保温石棉布组成。

具体的如图1示，固定件2，保温件3，铁片4，弹簧5，铁环链6，石棉纤维绳7，卡套8，底座9，卡套-工程塑料10，底座-工程塑料11，钢环扣12，轴13，钢环扣把手14，轴15，保温件支架16，软铁网17，石棉布18。

具体的连接关系如下：

固定件2包括半圆弧状的底座和半圆弧状的卡套，所述的卡套与底座上、下设置，两者形成供热电偶温度套管穿过的孔，卡套的一端通过轴与底座相连，另一端通过环扣与底座配合，实现对热电偶的固定；

保温件3设置套在热电偶上密封热电偶与温度套管之间的间隙。

如图3-1、3-2、3-3、3-4中所示，固定件2的卡套与底座通过轴13连接，卡套和底座可以沿着轴13旋转，实现开合；钢环扣把手与底座通过轴15连接，钢环扣把手可以沿着轴15旋转；在生产过程中轴13、15连接相应的件之后，就做加工处理，保证卡套与底座，钢环扣把手与底座不会分离。卡套和底座上的工程塑料(卡套-工程塑料10、底座-工程塑料11)是镶嵌在各自钢套内的，不宜脱落和松动。同样钢环扣的材料是钢，有弹性且不宜从钢环扣把手上脱落。

固定件上增加了铁环链6；固定件2和保温件3用石棉纤维绳连接。铁环链6的长度根据温度套管与热电偶弹簧之间的距离确定，约为400mm。石棉纤维绳的长度相对宽松一点，约为300mm。

图4-1、4-2、4-3中：保温件3包括一个锥形的支架，在锥形支架内部沿其中心线设置一个通孔，在锥形的支架的两端各设置有圆柱段。

进一步的，锥形的支架外表面缠绕有石棉布，所述的石棉布的外面用金属网包裹；金属网的两端连接到圆柱段。

具体的，保温件锥形的支架使用工程塑料铸造成型，沿轴中心线设有直径8mm的通孔，两端各有一段圆柱段；二次加工时在保温件支架两端之间缠上石棉布，最后缠成锥形面，用加工好的特定软铁网包裹，软铁网两端高温溶入保温件支架两端的圆柱面上。石棉布的用量适中，保证能和软铁网很好接触。

图2为一种试验用热电偶固定器的安装示意图。安装过程中，首先底座卡在温度套管上，接着扣上卡套，用钢环扣卡在卡套的勾上，慢慢下压钢环扣把手，感觉力度适中，压紧即可。安装时热电偶首先插入保温件大头，接着热电偶插入温度套管底部，塞紧温度套管口。最后根据热电偶上弹簧与固定件之间的距离，选择合适的铁环链上的环圈，把弹簧挂上。

试验结束时，摘下弹簧，拔出热电偶，取出保温件，卸下固定件即可。试验用热电偶固定器可重复使用。

具体的实施步骤如下：

第一步，拆开现场温度套管内的热电偶，如果是试验测点要保证套管内无异物、无堵塞。

第二步，固定件安装，打开固定件底座的钢环扣，将固定件套在温度套管上，扣上钢环扣，同时试一试固定是否紧密。(根据温度套管的型号选择钢环扣力度)

第三步，将保温件套在热电偶上，注意热电偶要先套保温件的大头，并协调着将热电偶插入温度套管内，保证热电偶插入套管底部后，将保温件推入温度套管口塞紧。

第四步，将热电偶上的弹簧挂在固定件上的铁环，由于测量管道的不同，导致热电偶插入温度套管的深度不同，而试验时使用的热电偶由为同一型号，所以固定件和热电偶上弹簧的距离不同，因此要使热电偶上弹簧的伸缩力度不小于5N，这才能保证热电偶一直紧插到温度套管的底部。

安装过程特别注意：一、固定件安装结实，二、热电偶先套保温件的哪一端，三、热电偶插入套管底部，塞紧保温件，四、热电偶弹簧的伸缩力度不小于5N。

上述虽然结合附图对发明专利的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明专利的保护范围以内。