ТЕМПЕРАТУРНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ЭКРАННЫХ ТРУБ БАРАБАННЫХ КОТЛОВ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована для измерения температуры металла труб поверхностей нагрева, преимущественно труб топочных экранов энергетических паровых котлов.
За ростом отложений на внутренней поверхности котлов осуществляется непрерывный контроль с помощью замера температуры металла стенки трубы. Для ее измерения устанавливаются специальные температурные вставки в экранные трубы, оборудованные термопарами. Конструкция вставок определяется типом экранных поверхностей нагрева (экраны барабанных котлов, экраны газоплотных котельных агрегатов).
Известно устройство для измерения температуры металла труб топочных экранов, изготовленных из тех же труб, что и топочные экраны, с продольными отверстиями для установки термопар и поперечной кольцевой канавкой для вывода их в не обогреваемую сторону с защитным тонкостенным кольцом снаружи, приваренным сплошным швом к трубе (Д.Н.Кеммельман и др., «Наладка котлоагрегатов». Справочник, М, Энергия, 1976, стр.98, рис.4.1, стр.100, рис.4.2).
Недостатком известного устройства является то, что продольные отверстия и кольцевая канавка в теле трубы ослабляют трубу и сокращают срок ее службы. Кроме того, из-за большей освещенности и худшего теплоотвода защитное кольцо подвергается ускоренному окалинообразованию по сравнению с трубой, что ведет к разрушению кольца, снижению прочности трубы в кольцевом сечении и преждевременному пережогу термопар. Наряду с указанными недостатками, приварка тонкостенного кольца является весьма сложной технологической операцией.
Из известных устройств наиболее близким является «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА ТРУБ ПАРОВЫХ КОТЛОВ» (патент РФ №42105, МПК 7 G01K 7/02, oп. 2004.11.20, прототип), включающее поперечную кольцевую канавку с установленными в ней термопарами, при этом часть кольцевой канавки со стороны лобовой образующей трубы в секторе 50°-60° по дуге заплавлена присадочным металлом, а «горячие» спаи термопар закреплены в канавке впритык к наплавленному металлу с обеих сторон.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является то, что трубы могут иметь технологические дефекты по эллипсности и толщине стенки, иногда превышающие допустимые, и после проточки кольцевой канавки строго заданного размера запас их прочности становится меньше допустимой величины. В то же время
уменьшение сечения кольцевой канавки для обеспечения прочности недопустимо из-за невозможности укладывания термопары в канавку.
Заявляемое решение позволяет повысить надежность и прочность устройства, не снижая при этом достоверности результатов измерений и не прибегая к изготовлению устройств из точеных заготовок, в том числе с утолщенной стенкой.
Это достигается за счет того, что температурная вставка для контроля температурного режима экранных труб барабанных котлов представляет из себя поперечную кольцевую канавку, выполненную в кольцевой наплавке, предварительно нанесенной на поверхность трубы, с установленными в ней термопарами, канавка с термопарами заплавлена серебряным припоем.
Согласно полезной модели, для повышения надежности температурной вставки, в канавке размещены, по меньшей мере, три термопары, две на лобовой образующей трубы (одна из которых резервная), одна на тыловой образующей.
Достоинства модели:
- хорошее сцепление серебряного припоя со сталью;
- высокая теплопроводность серебра, обеспечивающая быстродействие и высокую точность замеров температуры;
- заплавление серебром не выводит термопару из строя, т.к. температура плавления припоя ниже максимальной рабочей температуры термопары;
- высокая технологичность изготовления вставки, не требующая обработки поверхности после заплавки;
- долговечность модели.
На фиг.1 - температурная вставка для труб барабанных котлов, разрез, общий вид;
на фиг.2 - то же, разрез по сечению А-А на фиг.1.
Температурная вставка для контроля температурного режима экранных труб котлов включает трубу - 1; наплавку - 2; канавку - 3; термопару - 4 ; серебряный припой - 5.
По наружной поверхности трубы 1 выполняется кольцевая наплавка - 2, затем в наплавке протачивается канавка 3 до основного металла трубы 1. В канавку 3 укладываются три термопары 4: две на лобовой образующей трубы, одна на тыловой образующей. Канавка с термопарами заплавляется серебряным припоем 5.
Устройство работает следующим образом.
Топочные газы нагревают трубу 1. В результате нагрева трубы 1 с «горячими» спаями термопар 4, закрепленных в кольцевой канавке 3, в термопарах 4 возникает термо э.д.с. При присоединении к проводникам термопар 4 измерительного прибора определяют
температуру металла трубы 1. Серебряный припой 5, прикрывающий термопары 4, обладающий высокой жаростойкостью и коррозионной стойкостью к воздействию топочных газов, с одной стороны, предохраняет проводники от их воздействия, с другой стороны, имея постоянный плотный контакт с поверхностью канавки, способствует отводу тепла, тем самым снижается температура проводников и изоляции термопар, что ведет к увеличению долговечности работы термопар 4.