專利名稱：溫度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度測量裝置，更具體而言，涉及一種可以用于 測量管狀反應(yīng)器中的溫度，優(yōu)選用于容易測量包括至少 一個(gè)填充有固 定催化劑層的反應(yīng)管的殼管式熱交換器型反應(yīng)器中催化劑層的溫度的 溫度測量裝置。
背景技術(shù)：
殼管式熱交換器型反應(yīng)器可以用于催化汽相氧化反應(yīng)，例如，用 于在蒸汽中使用催化劑由烯烴制備不飽和酸的工藝。
通常，殼管式熱交換器型反應(yīng)器包括填充至少 一種粒狀催化劑的 反應(yīng)管，其接收通過管路提供的反應(yīng)氣體。在熱交換器型反應(yīng)器中， 反應(yīng)氣體與反應(yīng)管中的催化劑接觸并在其上面反應(yīng)，以產(chǎn)生所需產(chǎn)物。 反應(yīng)中產(chǎn)生的反應(yīng)熱通過在安裝在反應(yīng)管外周表面的殼中循環(huán)并維持 預(yù)定溫度的傳熱介質(zhì)傳導(dǎo)并移除。包含所需產(chǎn)物的反應(yīng)混合物由管路 輸送到回收和精煉的裝置。
通常，催化汽相氧化反應(yīng)為高放熱反應(yīng)。因此，將反應(yīng)溫度控制 在一定范圍以及降低反應(yīng)區(qū)中產(chǎn)生的熱點(diǎn)的溫度峰值的大小很重要。 尤其是考慮到工藝條件、進(jìn)料組成以及催化劑層的結(jié)構(gòu)，迅速檢測催 化劑層中熱點(diǎn)的位置并準(zhǔn)確測量熱點(diǎn)的溫度峰值的大小非常重要。
為了測量熱點(diǎn)的溫度，常規(guī)殼管式熱交換器型反應(yīng)器包括多個(gè)反 應(yīng)管，各反應(yīng)管中安裝有溫度計(jì)套管以及至少一個(gè)熱電偶。 一些熱電
偶為位于反應(yīng)管中的固定點(diǎn)的固定型熱電偶，其余的則是可移動(dòng)型熱 電偶，其可以插入溫度計(jì)套管或從溫度計(jì)套管抽出以及在溫度計(jì)套管 的一定范圍內(nèi)移動(dòng)。
在這種溫度測量裝置中，可移動(dòng)的熱電偶的作用很重要。如上所 述，根據(jù)工藝條件、進(jìn)料組成以及催化劑層的結(jié)構(gòu)確定熱點(diǎn)的位置， 而熱點(diǎn)的溫度峰值的大小同樣根據(jù)傳熱介質(zhì)的熱控制能力來確定。因 此，必須將可移動(dòng)的熱電偶插入溫度計(jì)套管或從其中抽出，以監(jiān)測熱 點(diǎn)的準(zhǔn)確位置和大小。
此外，可移動(dòng)的熱電偶幫助操作者獲得反應(yīng)管整個(gè)長度的整個(gè)催 化劑床的溫度線圖。從催化劑床的溫度線圖獲得許多信息，通過該溫 度線圖操作者可容易并直觀地分析是否產(chǎn)生熱點(diǎn)、催化劑顆粒是否均 勻分布、是否必須控制反應(yīng)溫度以及反應(yīng)器是否操作正常。
然而，由于高放熱反應(yīng)使具有固定催化劑層的反應(yīng)器中的催化劑
層的溫度一般升高至200。C 50(TC，所以保護(hù)熱電偶的溫度計(jì)套管熱膨 脹并甚至由于彎曲或扭曲而極度變形，因此難以移動(dòng)熱電偶。
為了獲得催化劑層的溫度線圖，應(yīng)將具有低機(jī)械強(qiáng)度的熱電偶沿 反應(yīng)管的整個(gè)長度插入，即在溫度計(jì)套管中從幾米到數(shù)十米。然而， 熱電偶在由于熱作用而變形的溫度計(jì)套管中移動(dòng)時(shí)受到大的摩擦阻 力，使得其傳感器不能到達(dá)溫度計(jì)套管中所需的點(diǎn)。此外，由于其不 適當(dāng)?shù)牟迦攵篃犭娕际軗p。
當(dāng)熱電偶插入溫度計(jì)套管其受損時(shí)，沒有辦法將插入的受損熱電 偶從溫度計(jì)套管中抽出，結(jié)果會(huì)對溫度的監(jiān)控產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
因此，完成本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，且本發(fā)明 的目的是提供一種溫度測量裝置，其具有甚至在變形的溫度計(jì)套管中 也能夠容易移動(dòng)的溫度測量構(gòu)件，如熱電偶。
技術(shù)方案
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種溫度測量裝置，其包括 溫度計(jì)套管；以及安裝在溫度計(jì)套管中的電纜或電線型溫度測量構(gòu)件，
其中該溫度測量構(gòu)件在其中間部分設(shè)置有溫度探測傳感器，且該溫度
力而在所述溫度計(jì)套管中沿軸向移動(dòng)。本發(fā)明還提供了 一種其中軸向 設(shè)置有該溫度測量裝置的反應(yīng)管，以及包括如上所述溫度測量裝置和/ 或如上所述反應(yīng)管的反應(yīng)器。
根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置可以安裝在反應(yīng)器的反應(yīng)管或者殼體 空間中。


圖1為具有根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置的殼管式熱交換器型反應(yīng) 器的示意圖。
圖2為示出熱電偶和溫度計(jì)套管的示意圖。
圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置中溫度探測傳感器的一種 變化形式的示意圖。 圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置中溫度探測傳感器的另一 種變化形式的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下文，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
如圖1中所示，本發(fā)明的特征在于，安裝在溫度計(jì)套管中的溫度 測量構(gòu)件被制成電纜或電線型，并在其中間部分設(shè)置有溫度探測傳感 器，從而該溫度測量構(gòu)件在其兩端受到張力時(shí)，能夠使溫度探測傳感 器在溫度計(jì)套管中沿軸向移動(dòng)。
優(yōu)選地，分別在溫度計(jì)套管兩端處形成的開口的外側(cè)安裝滑輪， 電纜或電線型溫度測量構(gòu)件通過該滑輪懸掛。在向溫度測量構(gòu)件施加 張力時(shí)，通過使用滑輪而可以改變張力施加的方向。另外，溫度探測 傳感器的位置可以通過使用輕微的力而容易地移動(dòng)。因此，如果僅使 用張力拉動(dòng)該溫度測量構(gòu)件，那么操作者可容易地測量管狀反應(yīng)器中 的整個(gè)區(qū)域的溫度，并可有助于確定反應(yīng)管中整個(gè)催化劑層的熱穩(wěn)定 性。
此外，所述電纜或電線型溫度測量構(gòu)件優(yōu)選具有柔性。當(dāng)該溫度 測量構(gòu)件由如金屬線的柔性材料制成時(shí)，即使溫度計(jì)套管已變形，該 溫度測量構(gòu)件的柔性也可以彌補(bǔ)溫度測量構(gòu)件減弱的移動(dòng)量。具體而 言，其可以防止溫度測量構(gòu)件由于在推動(dòng)該溫度測量構(gòu)件插入溫度計(jì) 套管時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械摩擦引起的損壞。
在根據(jù)本發(fā)明的溫度測量構(gòu)件中，優(yōu)選將溫度探測傳感器插入管 狀接合部中，且將電纜或電線型溫度測量構(gòu)件物理連接到接合部。
兩個(gè)電纜或電線型溫度測量構(gòu)件可以呈直線地相互連接。在使用 兩個(gè)溫度測量構(gòu)件的情況下，即使溫度探測傳感器的其中之一 由于其 劣化或者由于其移動(dòng)過程中的機(jī)械摩擦而出故障，也可以使用剩余的 一個(gè)繼續(xù)測量溫度。
根據(jù)本發(fā)明，溫度計(jì)套管由不銹鋼制成。然而，本發(fā)明不將溫度 計(jì)套管的材料限制于上述材料。如果必要，為了提高溫度計(jì)套管的硬 度，可以使用含有相對更多碳的不銹鋼。此外，為了提高溫度計(jì)套管 的高溫硬度和耐腐蝕性，可以使用含有相對更多鉻的不銹鋼。另外， 為了提高溫度計(jì)套管的耐腐蝕性和韌性，可以使用含有相對更多鎳的 不銹鋼。為了提高溫度計(jì)套管的耐酸性以防止溫度計(jì)套管由于高酸性 材料而被腐蝕，可以使用如哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金的含鉬合金作為 溫度計(jì)套管的材料。
另一方面，在傳輸溫度計(jì)套管中的熱量存在困難的情況下，可以 在溫度計(jì)套管中填充用于高溫的油，從而降低熱傳輸?shù)淖枇Α?br> 根據(jù)本發(fā)明的電纜或電線型溫度測量構(gòu)件包括熱電偶和電阻溫度
傳感器(resistance temperature detector)。然而，本發(fā)明不將溫度測量構(gòu) 件限制于上述那些構(gòu)件?？紤]到將要測量的溫度范圍和所需的反應(yīng)時(shí) 間，可以選擇適合用于被測目標(biāo)的熱電偶或電阻溫度傳感器。下文，將結(jié)合熱電偶詳細(xì)描述本發(fā)明。
熱電偶以兩種導(dǎo)電金屬彼此粘合以形成閉合回路的方式制成。熱 電偶的原理是當(dāng)熱電偶的兩個(gè)接觸點(diǎn)具有不同溫度時(shí)，熱電偶的接 觸點(diǎn)之間會(huì)有電流流動(dòng)。因此，操作者測量電流，然后確定熱電偶的 接觸點(diǎn)之間的溫度差。因此，如果熱電偶的接觸點(diǎn)(下文稱為熱電偶傳
感器)在溫度計(jì)套管中位于適當(dāng)?shù)奈恢?，那么可以?zhǔn)確地測量溫度。因 此，為了使熱電偶傳感器位于準(zhǔn)確的位置和合適的環(huán)境，必須用溫度 計(jì)套管保護(hù)熱電偶。
圖2為示出熱電偶和溫度計(jì)套管的示意圖。
參照圖2，有由不同材料制成的細(xì)絲210a和210b，其一端彼此結(jié) 合以形成熱電偶的傳感器212。
這種熱電偶傳感器212探測某一位置的溫度并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。 另一方面，除了熱電偶傳感器212之外，細(xì)絲210a和210b的剩余部 分通過絕緣體214隔離。此外，絕緣體214可以向細(xì)絲210a和210b 的接觸點(diǎn)212提供支撐力，從而使接觸點(diǎn)212位于平面區(qū)域內(nèi)。
同時(shí)，熱電偶的溫度計(jì)套管218用于保護(hù)熱電偶免受高溫、酸、 堿以及機(jī)械摩擦等。將包括細(xì)絲210a和210b以及絕緣體214的熱電 偶216插入具有預(yù)定長度的直線型溫度計(jì)套管218中。
用于熱電偶的溫度計(jì)套管218優(yōu)選安裝在與測定其溫度的反應(yīng)管 的軸垂直的橫截面的中心部分。
溫度計(jì)套管的內(nèi)部空間與反應(yīng)區(qū)域隔離。此外，將要測定溫度的 位置，即熱電偶傳感器的位置可以通過調(diào)節(jié)施加于熱電偶兩端的張力 而改變。
圖1示意性地示出了其中安裝有根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置的殼 管式熱交換器型反應(yīng)器20。在根據(jù)本發(fā)明的電纜或電線型溫度測量構(gòu) 件中，優(yōu)選使用一對呈直線地相互連接的熱電偶。因此，將參照具有 成對熱電偶的溫度測量構(gòu)件描述本發(fā)明。
殼管式熱交換器型反應(yīng)器通常包括幾千到幾萬個(gè)反應(yīng)管。然而， 為了說明本發(fā)明，圖1只示出了一個(gè)代表性的反應(yīng)管10。附圖標(biāo)記1
表示一個(gè)熱電偶，附圖標(biāo)記2表示用于探測溫度的熱電偶的傳感器， 以及附圖標(biāo)記3表示另一個(gè)熱電偶。此外，附圖標(biāo)記4表示熱電偶3 的傳感器，附圖標(biāo)記5表示溫度計(jì)套管，附圖標(biāo)記6表示用于支撐熱 電偶1的滑輪，以及附圖標(biāo)記7表示手動(dòng)或自動(dòng)操作的用于巻繞并拉 動(dòng)其上面的熱電偶1的巻纏^L。附圖標(biāo)記8表示用于支撐熱電偶3的 滑輪，以及附圖標(biāo)記9表示用于巻繞并拉動(dòng)熱電偶3的巻纏機(jī)。在圖1 中，附圖標(biāo)記30表示拉動(dòng)熱電偶1的方向，以及附圖標(biāo)記40表示拉 動(dòng)熱電偶3的方向。附圖標(biāo)記11表示用于顯示通過傳感器測量的溫度 的裝置，其將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成溫度值。
如果熱電偶1和3具有足夠的柔性并可以象能夠彎曲和巻繞的金 屬線那樣使用，那么本發(fā)明不限制熱電偶的材料。由于熱電偶的延性 和展性，所以通過使用張力拉動(dòng)它們時(shí)，其優(yōu)選平穩(wěn)地展開。因此， 該熱電偶能夠十分有利地通過變形的溫度計(jì)套管。
同時(shí)，連4妄成對熱電偶的方法在圖3和4中詳細(xì)呈現(xiàn)。
優(yōu)選地，成對熱電偶的傳感器插入一個(gè)接合部中并在其中連接(參 見圖3)，或者在接合部通過連接構(gòu)件彼此連接之前，分別將傳感器插 入接合部中(參見圖4)。
如圖3中所示，兩個(gè)熱電偶通過接合部50連接。此時(shí)，管狀接合 部50容置熱電偶1和3,并且在與除了傳感器的熱電偶的部分重疊的 部分上受壓，以與熱電偶形成整體。如上所述，用于連接兩個(gè)例如熱 電偶的獨(dú)立的電線型溫度測量構(gòu)件的接合部是必需的。接合部可以由與上述溫度計(jì)套管類似的材料制成。然而，由于接 合部不與溫度計(jì)套管接觸的反應(yīng)物質(zhì)直接接觸，所以對用于接合部的 材料不需要如耐酸性、耐腐蝕性等的特征。接合部優(yōu)選具有抗熱性、 抗冷性和高導(dǎo)熱性，以準(zhǔn)確地測量溫度。
為了提高導(dǎo)熱性，可以在接合部中使用油等。此外，還可以向溫 度計(jì)套管中注入油以容易從催化劑層向傳感器傳熱。
接合部優(yōu)選為管狀。此外，接合部具有足夠小以至幾乎不影響傳 熱的內(nèi)徑。
接合部優(yōu)選具有等于或小于溫度計(jì)套管內(nèi)徑的90。/。的外徑。如果 接合部的外徑大于溫度計(jì)套管內(nèi)徑的卯％，則接合部在溫度計(jì)套管熱 變形的情況下不能移動(dòng)。
在圖3中，附圖標(biāo)記51表示兩個(gè)熱電偶的傳感器之間的距離。如 果適當(dāng)調(diào)節(jié)該距離，則即使在一個(gè)熱電偶受損時(shí)，也可切割并除去受 損的熱電偶，然后可將新的熱電偶插入接合部的其余空間中以代替受 損的熱電偶。
具體而言，將熱電偶受損的部分切除并與接合部的部分一起拉出。
著，將新的熱電偶插入與可用熱電偶連接的已切除接合部的其余部分 中，然后向接合部中不與傳感器重疊的部分施加壓力，從而使接合部 與熱電偶形成整體。例如，如果圖3的熱電偶1存在傳感器的問題， 那么在靠近熱電偶1的位置處切割接合部51，然后將新的熱電偶插入 并使其與接合部51的剩余部分形成整體。
圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置中溫度傳感器的另一種變
化形式的示意圖。兩個(gè)接合部62和63通過使用例如金屬線的具有優(yōu) 異的彈性和延性的連接構(gòu)件61連接。
在圖4中，附圖標(biāo)記64表示其中分別插入熱電偶的傳感器的兩個(gè) 接合部之間的距離。如果適當(dāng)調(diào)節(jié)該距離，那么在其適當(dāng)?shù)牟糠智懈?連接構(gòu)件61,然后可將連接構(gòu)件61連接到新的接合部上。
工業(yè)實(shí)用性
與常規(guī)裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置通過利用張力移動(dòng) 而可以容易地測量溫度。此外，可以避免由于其受損而影響溫度監(jiān)控 系統(tǒng)，而且易于用另一個(gè)來替換受損的測量裝置。
另外，由于根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置包括至少兩個(gè)溫度探測傳 感器或至少兩個(gè)溫度測量構(gòu)件，所以即使在其中一個(gè)溫度探測傳感器 或溫度測量構(gòu)件受損時(shí)，也可以不用替換受損的元件而繼續(xù)測量溫度。 此外，該溫度測量裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，可以容易地替換、維護(hù)以及修理 溫度探測傳感器或溫度測量構(gòu)件。
雖然為了說明性目的已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，不偏離如附屬權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明 的范圍和實(shí)質(zhì)的各種修改、添加和替換是可行的。
權(quán)利要求
1、一種溫度測量裝置，其包括溫度計(jì)套管；以及安裝在溫度計(jì)套管中的電纜或電線型溫度測量構(gòu)件，其中，所述溫度測量構(gòu)件在其中間部分設(shè)置有溫度探測傳感器，且該溫度探測傳感器可以通過向所述電纜或電線型溫度測量構(gòu)件的兩端施加張力而在所述溫度計(jì)套管中沿軸向移動(dòng)。
2、 如權(quán)利要求1中所述的溫度測量裝置，其進(jìn)一步包括分別在所 述溫度計(jì)套管兩端處形成的開口的外側(cè)安裝的滑輪，其中，在向所述電纜或電線型溫度測量構(gòu)件施加張力時(shí)使用所述 滑輪。
3、 如權(quán)利要求1中所述的溫度測量裝置，其中，所述電纜或電線 型溫度測量構(gòu)件具有柔性。
4、 如權(quán)利要求1中所述的溫度測量裝置，其中，所述電纜或電線 型溫度測量構(gòu)件包括熱電偶或電阻溫度傳感器。
5、 如權(quán)利要求1中所述的溫度測量裝置，其中，用油填充所述溫 度計(jì)套管。
6、 如權(quán)利要求1中所述的溫度測量裝置，其中，所述溫度探測傳 感器包括容置于接合部中并彼此連接的一對溫度傳感器，或分別容 置于各接合部中并通過連接部彼此連接的一對溫度傳感器。
7、如權(quán)利要求6中所述的溫度測量裝置，其中，所述接合部為管狀。
8、 如權(quán)利要求6中所述的溫度測量裝置，其中，用油填充所述接合部。
9、 如權(quán)利要求6中所述的溫度測量裝置，其中，所述接合部具有 等于或小于所述溫度計(jì)套管內(nèi)徑的90%的外徑。
10、 一種反應(yīng)管，其中軸向設(shè)置有如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述 的溫度測量裝置。
11、 一種反應(yīng)器，其包括至少一個(gè)如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述 的溫度測量裝置。
12、 一種反應(yīng)器，其包括至少一個(gè)如權(quán)利要求IO所述的反應(yīng)管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度測量裝置。該溫度測量裝置包括溫度計(jì)套管；以及安裝在溫度計(jì)套管中的電纜或電線型溫度測量構(gòu)件，其中，該溫度測量構(gòu)件在其中間部分設(shè)置有溫度探測傳感器，且該溫度探測傳感器可以通過向所述電纜或電線型溫度測量構(gòu)件的兩端施加張力而在溫度計(jì)套管中沿軸向移動(dòng)。本發(fā)明還提供了一種其中軸向設(shè)置有該溫度測量裝置的反應(yīng)管，以及包括至少一個(gè)如上所述的溫度測量裝置或反應(yīng)管的反應(yīng)器。
文檔編號(hào)G01K1/14GK101194153SQ200680020007
公開日2008年6月4日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者姜成必, 崔錫煥, 李尚衍, 河炅秀, 禹富坤, 金榮培, 高準(zhǔn)錫 申請人:Lg化學(xué)株式會(huì)社