[实用新型]一种套管结构的热电偶保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热电偶保护装置，特别是一种套管结构的热电偶保护装置。

背景技术

在工业生产当中，常常用到温度测量装置，用来测定运行设备当中的工作温度，并且通过测得的温度来控制系统的运行。比如在发电厂，必须要根据用电负荷的大小来确定比如蒸汽涡轮发电机的运转状态。而发电机的工作状态往往决定于蒸汽锅炉所提供的蒸汽的温度和压力。在这当中，正确地测定锅炉或者燃烧室的温度就非常重要。通常，测定温度是使用热电偶，比如常见的镍铬热电偶以及铂铑热电偶。由这些热电偶产生的热电动势信号送到控制系统，就能准确地指示燃烧室或者锅炉的温度。而控制系统就可以根据所测得的温度以及电网负荷的需要，反过来再发出指令来控制燃烧室的燃烧状态，使产生的蒸汽能够满足发电的需要。

但是这些热电偶通常都是两根很细的金属丝所组成的一对热电偶组件，在使用的时候必须要有保护管套在外面，并加以可靠固定，以防止热电偶组件的损坏。

通常的保护管可以选用陶瓷管或者金属管。陶瓷管的优点是耐高温、物理化学稳定性好，而且相对便宜。然而，陶瓷管的致命弱点是因其导热性能差，其对温度变化的反应速度慢。对于发电厂这样的应用场合，往往要求发电机组对用电负荷能做出即时的反应，否则，必然造成供电不足时电压低落，而发电机组不及时降低输出时，又造成供电电压超过额定值。这些都是对用电户非常不利的事情。本来，燃烧室和锅炉的工作温度调整已经需要一定的时间，如果再加上测量装置的反应迟缓，就会使上述的电压波动问题更为严重。因此，发电厂通常采用金属的热电偶保护管，而不采用陶瓷保护管。

显然，金属保护管的导热性好，上述的测量温度的反应速度得到了解决。但是金属套管的耐高温、物理化学稳定性就要随金属材料的不同而有所不同。对于在发电厂这样的应用环境，特别是使用煤作为燃料的情况下，必然产生大量的硫、磷等有害气体，而这些气体对于金属的腐蚀是非常厉害的。比如说在日常生活当中已经是非常稳定、而且广泛得到应用的1Cr18Ni9Ti常规不锈钢金属材料，如果用来作为发电厂使用条件下的保护套管。虽然1Cr18Ni9Ti的高温强度可以满足要求，但其高温下的物理化学稳定性尚不足以有效地抵抗在发电厂这样的高温、高硫、高磷的恶劣使用场合，以1Cr18Ni9Ti制造的大约只能工作一个星期，就会因腐蚀造成套管表面的分层脱落，以致损坏。不但造成必须频繁更换的麻烦，使用成本的增加，而且一旦没有及时更换保护管，损坏了热电偶，甚至会造成发电厂蒸汽锅炉工作参数不准确，操作失控的危险。

为此，工业界使用了性能更为优良的GH3039合金作为保护套的材料。这种合金具有优良的耐高温性质，是少数几种能够用于1200℃左右的高温、而能保证良好的物理化学稳定性的优良材料之一。这种材料能够有效地抵抗高温下高硫、高磷的恶劣使用场合。通常，使用GH3039合金制成的保护套，可以在发电厂的使用环境下工作半年到一年，也就是说是1Cr18Ni9Ti保护套的寿命的30倍到60倍。因此，GH3039合金成为目前在发电厂使用条件下热电偶保护管的常用的材料的一种。

保护套管材料可以选用铸造或者铸造后再经过锻打的金属材料。为了使套管材料在高温下有着良好的高温强度，通常不得不使用实芯的经过锻打的金属材料，随后开出容纳热电偶组件的中心孔。如果使用铸造的中空材料，虽然材料可以节省，但因为铸造材料的晶粒大、金属材料结构不密实，高温强度难以保证。这样，材料的损耗就很大，如果材料比较昂贵的话，必然造成成本的上升。

然而，GH3039合金的价格昂贵，比如是1Cr18Ni9Ti价格的10多倍，而且保护管为了保证有一定的高温强度，不得不提供足够厚度的保护管，防止在高温下出现断裂或者变形。这样，GH3039合金的用量就较高，使得材料的费用上升。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本实用提供了一种新型的热电偶套管保护结构。根据本实用新型的热电偶保护管，能够不但保证在高温以及高硫、高磷条件下提供良好的物理化学稳定性，而且使保护套的制造成本降低。

根据本实用新型的热电偶保护管，它包括在其内径上形成内螺纹的外套管，以及带有和上述的外套管的内螺纹相啮合的外螺纹的内套管，在内套管的中心开有内孔。

所述的外套管是由GH3039合金制成的。

所述的内套管是由1Cr18Ni9Ti制成的。

所述的外套管厚度为2-5毫米。

所述的内套管的厚度为4-10毫米。