高温高压条件下新型热电偶密封结构分析与研究.pdf

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1、器麦旦日经验童逾日高温高压条件下新型热电偶密封结构分析与研究刘妍，施少波，叶景松，王艳芝(中核武汉核电运行技术有限公司，武汉430223)摘要：常用的高温高压热电偶是采用护套的安装方式，护套很厚使得温度测量的响应速度以及准确度大大降低。文章提出了一种新型的适用于高温高压管道的自紧式热电偶密封结构，该结构不需要使用保护护套，热电偶可直接与管道内介质接触，提高响应速度，减小测量误差。为验证该结构设计的合理性，通过有限元法对该结构进行了密封性和热应力的分析，计算结果表明该结构最少能够满足15MPa，3

2、50％条件下使用的要求且不会发生密封螺纹的咬死问题。同时，对该结构试件进行了冷态以及热态验证试验。试验结果表明，该结构能够承受70MPa的冷态静压以及满足15MPa，344℃的运行环境要求。关键词：高温高压；热电偶；热应力；自紧式密封中图分类号：TL332文献标识码：A文章编号：Doi：10．3969／j．issn．1671-1041．2014．03．021TheAnalysisandResearchonNewThermocoupleSealStructureUnderHighTemperatu

3、reandPressureConditionsLiuYan,ShiShaobo,YeJingsong,WangYanzhi(ChinaNuclearPowerOperationTechnologyCorporation。LTD．Wuhan430223Chinga)Abstract：Thermocouplesusedinhightemperatureandpressurearecommonlyusingtheprotectiveseat，theseatisverythickthattherespo

4、nsespeedandthetemperaturemeasurementaccuracyisgreatlyreduced．Thispaperpresentsalate—modelself-tightthermocouplestructureforhigh—temperatureandhigh—pressurepipeline，thisstructuredontrequiretheprotectivesheath，andthethermocoupledirectlycontactswiththem

5、ediainthepipeline，whichwillimprovetheresponsespeedandreducemeasurementerror．Inordertoverifythereasonablenessofthisstructure，thefiniteelementmethodwasusedtoanalyzethestructuresealingandthermalstress，thehydrostatictestwastakenfortestingthestructure．The

6、calculationresultsindicatethatatleastthestructurecanbear15MPa，350Cconditionwithoutleakageandthreadgallingproblems．Furthermore，thehydrostatictestshowsthatthestructurecanwithstandthepressureof70MPaandthethermalstatetestshowsthatthestructurealsoworkswel

7、lundertheconditionofl5MPa，344℃．Keywords：hightemperatureandpressure，thermocouple，thermalstress，Self-tightsealing0引言1热电偶密封结构Et前，在进行模拟核电站的高温高压试验台架测量普通螺纹连接方式的热电偶结构如图1所示，其密封设计过程中遇到一个难题：按照《HG／T20507—2000自动依靠于螺纹尺寸和平面垫片。本文借鉴凸镜垫片形式，将化仪表选型设计规定》要求，试验管道上(热态15MPa

8、，弧面与锥面相切的线密封融合到热电偶的结构中，如图2所350oc)的热电偶应选用整体钻孔直形或锥形保护护套示。采用该结构的热电偶本体上具有一定的圆弧度，热电管，这种结构的热电偶响应时间较长(60s一120s)，不满偶安装接管上部为一锥面，圆弧和锥面有一个切点，在外足实际需求，其原因在于保护护套管的直径较粗，壁厚较活套螺纹的作用下，热电偶本体与热电偶接管贴合成一条厚，热电偶与介质没有直接接触。为提高测温的响应时线，线密封比面密封的单点作用力大，有利于高压下的密间，便于仪表的安装与拆卸，本文提出了一