流动湿蒸汽湿度测量探针校验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及蒸汽湿度测量探针校验装置的改进。该校验装置包括改进后的探针和蒸汽发生器，二者用法兰连接。探针包括加热段和渐缩段，靠近加热段出口处设有涡街流量传感器，渐缩段内设有与其外壳焊接为一体的标准流量喷嘴，渐缩段出入口处设有导压管。加热段与渐缩段用法兰连接。蒸汽发生器包括外胆、内胆、和顶盖等。内外胆侧壁为圆筒形，底部为倒锥形，两胆之间的绝热层填充导热系数已知的绝热材料，绝热层内外壁设有多对温度测量元件。在内胆的内部设有加热功率可调的电加热器和至少一只水温度测量元件。内胆侧壁外折边搭在外胆筒壁上，用法兰与顶盖连接。该校验装置及探针结构简单，测量精度高，适合各种测量环境。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及湿度测量探针校验装置，特别涉及流动湿蒸汽湿度测量探针校验装置。
技术介绍
目前有多篇文献公开了多种流动湿蒸汽湿度测量探针(以下简称湿度探针或探针)，但还没有一种可靠的校验装置可以对已有的或新设计制造的湿度探针进行校验，以给出可信的湿度值。中国专利ZL99243391.6公开了“湿度测量探针”，包括探针头部、蒸发段、中间接头、过热段和尾部，其内部为等截面通道。蒸发段和过热段分别有彼此独立的内管和功率可调的加热器。两段的内外管中间填充的绝热层中分别设有散热量测量元件，在中间接头和尾部分别有位于同一截面内的蒸汽温度测量元件和导压管，在探针头部设有蒸汽温度和静压测量元件等。该探针通过过热段测量蒸汽流量，通过蒸发段测量蒸汽湿度，对散热量直接测量，其结构简单、紧凑，可以对被测蒸汽进行在线监测。但该探针对蒸汽流量的测量采用的是等截面过热段内的热平衡方法，在实际应用中不容易达到测量精度的要求。
技术实现思路
本技术的任务是提供一种测量精度高、结构简单的湿度测量探针校验装置。本技术的另一项任务是对现有湿度测量探针进行改进，以提高其测量精度，使其适应各种测量环境。一种流动湿蒸汽湿度测量探针校验装置，其特征在于，它主要包括湿度测量探针、蒸汽发生器，所述的湿度测量探针，通过其前部法兰与蒸汽发生器顶盖上的湿蒸汽导出管出口法兰，用螺栓连接固定，其所有温度测量元件信号引线、加热器的电源导线均引到加热器外。上述的校验装置，其所述的湿度测量探针主要包括加热段和渐缩段，在靠近加热段出口处新设有涡街流量传感器，在渐缩段设有一个标准流量喷嘴，其内表面构成了锥形渐缩截面通道，该流量喷嘴与渐缩段外壳焊接为一体，二者之间填充绝热材料，在渐缩段入口处设有绝热垫片，在渐缩段出、入口处设置导压管与压力传感器连接，在流量喷嘴入口处设有蒸汽温度测量元件，所述的流量喷嘴入口内径与加热段的内管内径相等，二者轴线对接，加热段与渐缩段之间装有密封垫圈，二者之间通过法兰用螺栓连接固定，以上提及的绝热材料的导热系数均为已知，各温度测量元件、涡街流量传感器、导压管的信号引线均引到湿度测量探针外。上述的校验装置，其所述的湿度测量探针加热段的内管可以为一整体圆管。上述的校验装置，其所述的蒸汽发生器主要包括外胆、内胆、内胆的加热器、顶盖、湿蒸汽导出管、进/排水管、温度测量元件；内外胆的底部皆为锥形，在内胆的锥底内部至少布置一只水温度测量元件，内胆底部内设有加热器，它是加热功率可调的电加热器；内胆侧壁外折边搭在外胆侧壁顶端上，与顶盖之间装有密封垫圈，并通过法兰用螺栓连接固定；湿蒸汽导出管绝热层内填充绝热材料；内外胆圆筒侧壁之间的绝热层、顶盖绝热层、内外胆的锥形底部绝热层皆填充导热系数已知的同种绝热材料，在上述绝热层内的内外壁均布置有温度测量元件，以上各温度测量元件的信号引线、加热器电源引线均引至蒸汽发生器外。前述的校验装置，其所述的内外胆的锥形底部绝热层内至少布置四对温度测量元件，顶盖绝热层内沿周向至少布置四对温度测量元件，内外胆圆筒侧壁之间的绝热层内沿轴向至少布置一层温度测量元件，每层周向至少布置四对温度测量元件。由上述可见，本技术提供的流动湿蒸汽湿度测量探针校验装置，包括改进的湿度测量探针、蒸汽发生器。该改进后湿度探针可用于对流动湿蒸汽湿度进行实时在线监测；蒸汽发生器能够对前述的湿度探针进行校验，而校验后的湿度探针与蒸汽发生器相结合，可用于对其它非加热式湿度探针进行校验，以保证给出的湿度值可信度高。上述探针中的所有温度测量元件及导压管测出的信号，全部由信号线输送到微机，探针加热器的输入功率也由微机控制。微机还根据绝热层中各对温度测量元件给出的值，由给定的公式(1)计算出探针加热段经由绝热层的散热量；由向加热器送入的输入电功率计算出输入热量，由渐缩段入口处的温度和压力判断蒸汽是否达到过热状态，并自动调节探针加热器的输入功率，使之在加热段出口为过热蒸汽。流过探针的蒸汽质量流量由涡街流量传感器测得，或者通过渐缩段标准流量喷嘴前后压力差测得，测量时根据具体的使用环境采用其中的任一种方式即可。这样能够使探针适应各种测量环境并保证测量精度。待测蒸汽的湿度即探针入口处的蒸汽湿度，由测得的各压力、温度、输入功率及散热量代入给定的公式(2)计算得到。上述这些数据采集和计算均由微机处理。因为这一技术已是本领域普通技术人员公知的技术，故不作详细说明。各测量元件测量值或经过计算的值设定如下t0-温度测量元件31测得的加热段入口蒸汽温度(多个温度测量元件测量值的平均值)；t1-温度测量元件24测得的加热段出口蒸汽温度(多个温度测量元件测量值的平均值)；P1-导压管22测得的喷嘴入口蒸汽压力；P2-导压管22测得的喷嘴出口蒸汽压力；tw0-温度测量元件30测得的探针加热段绝热层外壁温度(多个温度测量元件测量值的平均值)；tw1-温度测量元件30测得的探针加热段绝热层内壁温度(多个温度测量元件测量值的平均值)；Qt-探针加热器的输入功率，由数据采集设备测得；Qts-经由探针加热段绝热层单位时间内的散热量，由tw0，tw1，探针加热段绝热层的导热系数λ1(已知)，探针加热段绝热层的外直径dw0(已知)、内直径dw1(已知)，探针加热段长度Lt用公式(1)计算得到；m0-流过探针的蒸汽质量流量，由涡街流量传感器21测得，或者通过渐缩段标准流量喷嘴前后压力差(P1-P2)测得，测量时根据具体的使用环境采用其中的任一种；h1-加热段出口处的过热蒸汽焓，由t1，p1查水蒸汽性质表得到(由微机实现)；h′-探针入口处饱和水的焓，由t0查水蒸汽性质表得到(由微机实现)；h″-探针入口处饱和汽的焓，由t0查水蒸汽性质表得到(由微机实现)；y0t-探针入口处湿蒸汽湿度，由公式(2)计算得到；利用上述湿度探针测量流动湿蒸汽湿度的方法1.把探针顺汽流方向置于被测湿蒸汽流中，将探针加热段进口正对被测蒸汽流来流方向，被测量蒸汽从加热段进口进入，流经加热段和渐缩段，从渐缩段出口流出，调节探针加热器的输入功率，同时观察加热段出口的蒸汽温度t1和压力p1，使加热段出口处的蒸汽为过热蒸汽，为了确保达到这个条件，加热段出口的蒸汽温度t1应比入口的蒸汽温度t0至少高10℃。2.测量加热段入口蒸汽温度t0、加热段出口蒸汽温度t1、喷嘴入口蒸汽压力P1、喷嘴出口蒸汽压力P2、绝热层内外侧壁平均温度tw1和tw0、探针加热器的输入功率Qt、蒸汽质量流量m0。3.计算经由探针加热段绝热层单位时间内的散热量QtsQts=2πλtLt(tw1-tw0)lndw0dw1---(1)]]>探针入口处湿蒸汽湿度y0ty0t=m0(h0′′-h1)+Qt-Qtsm0(h0′′-h0′)---(2)]]>蒸汽发生器包括内胆、外胆、加热器、顶盖、湿蒸汽导出管、水位计、进/排水管、支座、温度测量元件、绝热层。内胆、外胆皆为圆筒形，底部为倒锥形，锥度为165度。内胆内部与进/排水管相连通，管路上设有阀门，内胆的进水、排水都由同一个进/排水管来实现。内胆里设有加热器，位于内胆圆筒下部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流动湿蒸汽湿度测量探针校验装置，其特征在于，它主要包括湿度测量探针（１６）、蒸汽发生器（３３），所述的湿度测量探针（１６），通过其前部法兰与蒸汽发生器顶盖上的湿蒸汽导出管（１４）出口法兰，用螺栓连接固定，其所有温度测量元件信号引线、加热器（３）的电源导线均引到加热器（３）外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨善让，王升龙，徐志明，王建国，孙灵芳，陈福，
申请(专利权)人：东北电力学院，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]