一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于熱電偶高壓測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括熱電偶本體、熱電偶安裝座和活套；所述熱電偶本體與熱電偶安裝座相接觸的部分具有一定的圓弧度，所述熱電偶安裝座與熱電偶本體相接觸的部分呈錐面，熱電偶本體的圓弧與熱電偶安裝座的錐面相切；熱電偶安裝座外壁設(shè)有螺紋，活套內(nèi)壁設(shè)有與熱電偶安裝座外壁相匹配的螺紋，外套蓋壓在熱電偶本體的上部，通過螺紋的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)熱電偶本體與熱電偶安裝座之間的密封。本發(fā)明既能有效避免密封螺紋咬死問題，又能顯著提高響應(yīng)速度、減小測(cè)量誤差。
【專利說明】一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱電偶高壓測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的熱電偶結(jié)構(gòu)包括兩種:螺紋安裝式熱電偶和整體鉆孔式熱電偶。
[0003]如圖1所示，螺紋安裝式熱電偶，其安裝密封依靠于螺紋尺寸和平面墊片，當(dāng)熱電偶和安裝座是異種金屬時(shí)，經(jīng)常會(huì)在高溫高壓條件下由于異種金屬的熱應(yīng)力造成密封螺紋咬死。
[0004]按照《HG/T20507-2000自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)定》，在大于IOMPa的高壓條件下，宜選用整體鉆孔式熱電偶，該形式的熱電偶采用直形或錐形保護(hù)套管，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品保護(hù)套管直徑較粗、壁厚較厚、熱電偶與介質(zhì)沒有直接接觸，導(dǎo)致熱電偶響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(60s?120s)，不滿足實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:提出一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，既能有效避免密封螺紋咬死問題，又能顯著提高響應(yīng)速度、減小測(cè)量誤差。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0007]一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，包括熱電偶本體和熱電偶安裝座，二者相接觸；熱電偶結(jié)構(gòu)還包括活套；所述熱電偶本體與熱電偶安裝座相接觸的部分具有一定的圓弧度，所述熱電偶安裝座與熱電偶本體相接觸的部分呈錐面，熱電偶本體的圓弧與熱電偶安裝座的錐面相切；熱電偶安裝座外壁設(shè)有螺紋，活套內(nèi)壁設(shè)有與熱電偶安裝座外壁相匹配的螺紋，外套蓋壓在熱電偶本體的上部，與熱電偶安裝座螺紋連接，通過螺紋的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)熱電偶本體與熱電偶安裝座之間的密封。
[0008]作為優(yōu)選方案，熱電偶安裝座焊接在回路管道上，活套及熱電偶安裝座采用與回路管道相同的材質(zhì)，該材質(zhì)需比熱電偶本體材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)小。
[0009]活套、熱電偶安裝座及回路管道可以采用ASME標(biāo)準(zhǔn)中的P91型材料，熱電偶本體可以采用316L型不銹鋼材質(zhì)。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
[0011]本發(fā)明的高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，采用自緊式熱電偶密封設(shè)計(jì)，不需要使用密封墊片和保護(hù)護(hù)套，熱電偶可直接與管道內(nèi)介質(zhì)接觸，既能有效避免密封螺紋咬死問題，又能顯著提高響應(yīng)速度、減小測(cè)量誤差。
[0012]通過有限元法對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了密封性和熱應(yīng)力的分析，計(jì)算結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)最少能夠滿足15MPa，350°C條件下使用的要求且不會(huì)發(fā)生密封螺紋的咬死問題；同時(shí)，對(duì)該結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行了冷態(tài)水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)至少能夠承受70MPa的靜壓?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的螺紋安裝式熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)的活套示意圖；
[0016]圖4為圖3的俯視圖；
[0017]圖5為本發(fā)明高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)的熱電偶安裝座示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)的熱電偶本體示意圖。
[0019]圖中，1-活套，2-熱電偶安裝座，3-熱電偶本體。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]本發(fā)明的高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，包括活套1、熱電偶本體3以及熱電偶安裝座2。其中，所述熱電偶本體3與熱電偶安裝座2相接觸的部分具有一定的圓弧度；所述熱電偶安裝座2與熱電偶本體3相接觸的部分呈錐面；熱電偶本體3的圓弧與熱電偶安裝座2的錐面相切；熱電偶安裝座2外壁設(shè)有螺紋，活套I內(nèi)壁設(shè)有與熱電偶安裝座2外壁相匹配的螺紋，外套蓋壓在熱電偶本體3的上部，與熱電偶安裝座2螺紋連接，通過螺紋的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)熱電偶本體3與熱電偶安裝座2之間的密封。
[0022]熱電偶安裝座2焊接在回路管道上，活套I及熱電偶安裝座2采用與回路管道相同的材質(zhì)，該材質(zhì)需比熱電偶本體3材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)小。本實(shí)施例中，活套1、熱電偶安裝座2及回路管道采用ASME標(biāo)準(zhǔn)中的P91型材料，熱電偶本體3采用316L型不銹鋼材質(zhì)。
[0023]在高溫情況下，由于不銹鋼材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)大于P91的熱膨脹系數(shù)，上述材質(zhì)選擇方案，使高溫條件下熱電偶本體3與熱電偶安裝座2的貼合會(huì)愈發(fā)緊實(shí)，實(shí)現(xiàn)自緊式密封。采用此種方案，異種金屬之間的熱應(yīng)力大部分被熱電偶本體3與熱電偶安裝座2的貼合處所分擔(dān)，不會(huì)在活套I與熱電偶安裝座2的螺紋連接處引起過大的應(yīng)力，導(dǎo)致螺紋屈服而引起螺紋咬死問題。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，包括熱電偶本體(3)和熱電偶安裝座(2)，二者相接觸，其特征在于:熱電偶結(jié)構(gòu)還包括活套(I);所述熱電偶本體(3)與熱電偶安裝座(2)相接觸的部分具有一定的圓弧度，所述熱電偶安裝座(2)與熱電偶本體(3)相接觸的部分呈錐面，熱電偶本體(3)的圓弧與熱電偶安裝座(2)的錐面相切；熱電偶安裝座(2)外壁設(shè)有螺紋，活套(I)內(nèi)壁設(shè)有與熱電偶安裝座(2)外壁相匹配的螺紋，外套蓋壓在熱電偶本體(3)的上部，與熱電偶安裝座(2)螺紋連接，通過螺紋的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)熱電偶本體(3)與熱電偶安裝座(2)之間的密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，其特征在于:熱電偶安裝座(2)焊接在回路管道上，活套(I)及熱電偶安裝座(2 )采用與回路管道相同的材質(zhì)，該材質(zhì)需比熱電偶本體(3)材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫高壓條件下熱電偶結(jié)構(gòu)，其特征在于:活套(I)、熱電偶安裝座(2)及回路管道采用ASME標(biāo)準(zhǔn)中的P91型材料，熱電偶本體(3)采用316L型不銹鋼材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】G01K7/04GK103868614SQ201210551206
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】劉妍, 施少波, 葉景松, 王艷芝 申請(qǐng)人:核動(dòng)力運(yùn)行研究所, 中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司