DE2020669A1 - Measuring device for determining the metal temperature of built-in parts in pressure or vacuum-carrying containers, in particular in turbine housings - Google Patents

Description

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Maschinenfabrik Augeburg-NürnbergMachine factory Augeburg-Nuremberg

Aktiengeeellschaft Zweigniederlassung NürnbergJoint stock company Branch office Nuremberg

Nürnberg, 20.4.1970Nuremberg, April 20, 1970

Meßvorrichtung zur Ermittlung der Metalltemperatur von in druck- oder vakuumführenden Behältern, ins~Measuring device for determining the metal temperature from in pressure or vacuum containers, into ~

Die Erfindung bezieht aich auf eine MeSvorrichtung sur Ermittlung der Metalltemperatur von in druck- oder vakuumführenden Behältern, insbesondere in Turbinengehäusen angeordneten Einbauteilen, wie Turbineninnengehäusen mittels Mantelthermoelementes. Die Erfindung ist anwendbar sowohl bei Dampf- und Gasturbinen, als auch bei Reaktor-Druckbehältern oder Kompressoren oder auch Pumpen.The invention also relates to a measuring device for determining the metal temperature of built-in parts, such as turbine inner housings, arranged in pressure or vacuum-carrying containers, in particular in turbine housings Sheathed thermocouple. The invention is applicable to both in steam and gas turbines, as well as in reactor pressure vessels or compressors or pumps.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe beeteht in der Verwendung eines handelsüblichen Mantelthermoelementes zur Ermittlung der Metalltemperatur von innerhalb eines druck- oder vakuumführenden Behälters, beispielsweise eines Tür- , binengehäuees befindlichen Einbauten, wobei das sich in einem druckdicht mit dem Innen- und Außengehäuae der Turbine verschweißten Rohr befindlichen Mantelthermoelement jederzeit während des Betriebes der Maschine bzw. des Behälters austauschbar und leicht an die zu messende Stelle sur Sinnahme eines festen Anliegens heranführbar sein soll.The object underlying the invention beeteht in Use of a commercially available sheathed thermocouple to determine the metal temperature from within a pressure or vacuum-carrying container, for example a door, binengehäuees installed internals, which is in a tube thermocouple that is pressure-tight welded to the inner and outer casing of the turbine at any time during the operation of the machine or the container interchangeable and easy to bring up to the point to be measured on the basis of a firm concern.

Gemäß dem Erfindungsvorschlag wird dies dadurch erreicht, daß das Thermoelement mittels eines biegeelastischen Druck-According to the proposed invention, this is achieved by that the thermocouple by means of a flexurally elastic pressure

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Ubertragungselementes fest auf die MeSsteile aufdrückbar und dieses Sruckübertragungselement als eine aus Windung auf Windung bestehende Schraubenfeder gestaltet ist. in weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Mantelthermoelement an seinem der MeSstelle sugewandten Ende einen Gewindekopf auf, auf den das Ende des Druckübertragungseleaentes mit seinen letzten Gewindegängen aufgeschraubt ist. Auf diese Weise kann das Thermoelement einmal leicht in das zur Aufnahme von temperaturbedingten. Bifferenedehnungen dee Innen- und Außengehäueea räumlich verlegte druckdichte Rohr ohne t Beschädigung durch Abknicken oder sonstige Widerstände geschoben worden und andererseits jederzeit durch Herausziehen während d©s Betriebes ämr druckführenden Maschine oder des betreffenden Behälter· Iterawegenommen, also ausgetauscht werden. Beim Einführen, des Thermoelementes wird dieses nämlich von der aus WImdimg auf Windung bestehenden Druckfeder (Druckübe^tragungeeiement) in äae druckdichte Rohr bis zur Kefiatelle hineimgesogen und ist mittels des DruckUbertragungaoleraentee «teil ebene© laicht wieder aus dem Bohr au entfern©», ohne da© die üfasehiae stillgesetzt werdtnTransmission element can be pressed firmly onto the measuring parts and this pressure transmission element is designed as a coil spring consisting of one turn on one turn. In a further embodiment of the invention, the jacket thermocouple has a threaded head at its end facing the measuring point, onto which the end of the pressure transmission element is screwed with its last thread turns. In this way, the thermocouple can once easily be inserted into the to accommodate temperature-related. Bifferenedeh expansion of the inner and outer housing a spatially laid pressure-tight pipe has been pushed without being damaged by kinking or other resistance and, on the other hand, can be removed at any time during operation of the pressurized machine or the container in question, i.e. replaced. When the thermocouple is inserted, it is sucked into the pressure-tight tube up to the kefiatelle by the pressure spring (pressure transfer element) consisting of winding on a winding, and by means of the pressure transfer aoleraentee it is "partially level © spawned" again from the drill hole "without there © the üfasehiae are stopped

Ferner wird erfindmagsgenäi vorgescialagen₉ am außen gelegenen Ende des Mantelthermoelement©® eine Pederepannvorrichtung an^«3chLli©S@a₉ äerea FeÄer stoe Abfangen der taiaperaturTbeöiagten Bif f ©reasdefeaiaiagsätt. zwischen dem druckdicht veraehweiSte» Hohr umä &@m Siersseeleiient dient und ein sich©· res Anpries©» i@r M©S©pItse s® die MeSstell® gewährleistet. Bie PedfBfffspaniavorriGJtatttsBs ist dsAel mit einer Andrückbrille versehest, ä@r©a I©e B?aeIrflbQrf«igiaiagselem«iit zugewendeter, dae lüntsltlieniQeltEaeat MiaselaiieSiaiaAer Teil ebenfalls al® G®wini©ls©pf mit Eill©a smr &$&£mum® und »um Festhalten der l@tst«a Winfittngen äos Bruc&füisrtragungBelementes gestaltet ist.Furthermore, according to the invention, pre-scaling ₉ at the outer end of the jacket thermocouple © ® is a Pedere tensioning device on ^ «3chLli © S @ a ₉ äerea FeÄer stoe interception of the taiaperaturTbeöiagte Bif © reasdefeaiaiagsätt. between the pressure-tight “Hohr umä & @ m Siersseeleiient is used and a self-praised ©» i @ r M © S © pItse s® which MeSstell® guarantees. Bie PedfBfffspaniavorriGJtatttsBs is dsAel versehest with a Andrückbrille, ä @ r © a I © e B? AeIrflbQrf "igiaiagselem" iit been expended, also dae lüntsltlieniQeltEaeat MiaselaiieSiaiaAer part Al® G®wini © ls © pf with eill © a smr & $ & £ mum ® and »to hold onto the l @ tst« a Winfittngen äos Bruc & füisrtragungBelementes is designed.

Weitere Bins®lh®iten ämr Srflaleag erg@b©n eish aias öer nachfolgenden B@s CiIi⁵Q I hung ami üen l«iefenuagoa₀ Further Bins®lh®iten ämr Srflaleag erg @ b © n eish aias öer subsequent B @ s CiIi ⁵ QI hung ami üen l «iefenuagoa ₀

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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und teile in scheaatischer Darstellung veranschaulicht, und zwar zeigt:In the drawings the invention is exemplified by and parts illustrated in schematic representation, and although shows:

Ptg. 1 einen Querschnitt durch eine aus Innen- und Außengehäuse bestehende Turbine mit räumlich verlegtem Mantelthermoelement, .Ptg. 1 shows a cross section through a turbine consisting of an inner and an outer housing with a spatially relocated Sheathed thermocouple,.

Fig. 2 einen abgewandelten Einbau des Thermoelementes in vergrößerter Wiedergabe undFig. 2 shows a modified installation of the thermocouple in enlarged playback and

Fig. 3 in nochmals vergrößerter Teil-Darstellung die Halterung des Druckübertragungseleaentes im Gewindekopf des Thermoelementes. .3 shows, in a further enlarged partial representation, the mounting of the pressure transmission element in the threaded head of the thermocouple. .

in den Figuren 1 bis 3 ist mit 1 das Innengehäuse und alt das Auuengehäuse einer Turbine benannt, während mit 3 die im Innengehäuse 1 gelegene Meßatelle bezeichnet ist, die eich auf dem Grunde einer Bohrung 4 im Innengehäuse 1 befindet. Dme Mantelthermoelement 5 besitzt an seinem nur Meßstelle 3 befindlichen Ende einen angeschweißten Gewindekopf 6, welcher einige Rillen 7 zur Aufnahme und Halterung der letzten Windungen des Druckübertragungeelementes β aufweist, das wiederum aus einer aus Windung auf Windung gewickelten Schraubenfeder bestehen kann. Sine solche Schraubenfeder, die das Mantelthermoelement 5 also umschließt, befindet sich nach figur 1 in einem räumlich verlegten, gebogenen und druckdicht »it Innengehäuse 1 und Außengehäuee an den Stellen 9 und 10 verschweißten Rohr 11, was zweckmäßig durch Zwischenstücke 12 und 13 erfolgt. Das druckdichte Rohr 11 ist in seinem Innendurchmesser so bemessen, daß die letzten Windungen der Schraubenfeder nicht über die am Gewindekopfumfang befindlichen Rillen 7 springen kann. Beim Aueführungebeispiel nach Figur 1 sind außerdem mit ein Stutsen, der mit dem Stutzen 13 der Figur 2 identisch •ist, mit 15 eine Federspannvorrichtung und mit 16 ein Anschlußkopf für weitere Meßleitungen bezeichnet.In Figures 1 to 3, 1 is the inner housing and old the outer casing of a turbine is named, while with 3 the located in the inner housing 1 Messatelle is designated, the calibrated at the bottom of a hole 4 in the inner housing 1. Dme sheathed thermocouple 5 has on his only Measuring point 3 located end a welded threaded head 6, which some grooves 7 for receiving and holding of the last turns of the pressure transmission element β, which in turn can consist of a coil spring wound from turn to turn. Such a helical spring that surrounds the jacket thermocouple 5, is located according to Figure 1 in a spatially laid, curved and pressure-tight »with inner housing 1 and outer housing tube 11 welded at points 9 and 10, which is expediently carried out by means of intermediate pieces 12 and 13. The pressure-tight pipe 11 is dimensioned in its inner diameter so that that the last turns of the coil spring do not have the grooves 7 located on the circumference of the thread head can jump. In the embodiment example according to FIG. 1, a connector that is identical to the connector 13 of FIG. 2 is also provided • is designated with 15 a spring tensioning device and 16 a connection head for further measuring lines.

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CIe Figur 2 eeigt ein auf kürzestem Wege vom Außengehäuee 2 zum Innengehäuse 1 geführtes druckdichtes Rohr 11 ait innerhalb desselben befindlichem Mantelthermoelement, dessen letzte Federwindungen θ an diesem Ende in Rillen einer in einer Federspannvorrichtung 17 untergebrachten Andrückbrille 18 in gleicher weise gehalten werden, wie im Gewindekopf 6. Mit 19 1st eine Feder benannt, die zum Abfangen der temperaturbedingten Differenzdehnungen zwischen dem Mantelthermoelement 5 und dem Rohr 11 bestimmt ist.CIe Figure 2 eeigt a shortest route from the outer housing 2 to the inner housing 1 guided pressure-tight tube 11 ait located within the same jacket thermocouple whose last spring turns θ at this end in grooves of a pressure gland 18 accommodated in a spring tensioning device 17 are held in the same way as in the threaded head 6. With 19 is a spring named, which is intended to absorb the temperature-related differential expansion between the jacket thermocouple 5 and the tube 11.

In der Anlage der beschriebenen Art muß bei höheren Betriebstemperaturen damit gerechnet werden, daß das Mantelthermoelement beim Auswechseln durch eventuelle Vereprödung des Mantelmaterials beschädigt wird oder sogar abbricht. Die mit dem einen Ende auf den Gewindekopf 6 und mit dem anderen Ende auf die Andrückbrille 18 geschraubte Feder gewährleistet dann trotzdem ein sicheres Entfernen des Thermoelementes, da der im Durchmesser größere Gewindekopf und damit etwaige Bruchstücke des Thermoelementes durch die sich streckende Schraubenfeder 8 aus dem druckdichten Rohr 11 leicht herausgezogen werden können. Das druckdichte Rohr 11 ist nämlich su diesem Zweck la Innendurchmesser so bemessen, daß die das Andrücken auf die Meßeteile 3 bewirkende Schraubenfeder nicht über die am Gewindekopf 6 befindlichen Rillen 7 herausspringen kann.In the system of the type described, it must be expected at higher operating temperatures that the jacket thermocouple will become brittle when it is replaced of the jacket material is damaged or even breaks off. With one end on the threaded head 6 and with the The other end screwed onto the pressure gland 18 then ensures safe removal of the spring Thermocouple, as the thread head, which is larger in diameter, and thus any fragments of the thermocouple through the stretching coil spring 8 can be easily pulled out of the pressure-tight tube 11. The pressure-tight tube 11 is namely for this purpose la inner diameter dimensioned so that the pressure on the measuring parts 3 causing helical spring cannot jump out over the grooves 7 located on the threaded head 6.

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Claims (5)

bt/kr Ό Mas chinenfabrIk Augsburg-Nürnb erg Aktiengesellschaft Zweigniederlassung Nürnberg Nürnberg, 20.4.1970bt / kr Ό MachinenfabrIk Augsburg-Nürnb erg Aktiengesellschaft, branch office Nuremberg Nuremberg, April 20, 1970 1. Vorrichtung zur Messung der Metalltemperatur von in. druck- oder vakuumführenden Behältern, insbesondere in Turbinengehäusen angeordneten Einbauteilen, wie Turbi neninnengehäuse mittels Mantelthermoelementes, wobei das Thermoelement in ein druckdicht mit dem Innen- und Außengehäuse verschweißtes Rohr eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (5) mittels eines biegeelastischen Druckübertragungeelementes (8) fest auf die Meßstelle (3) aufdrückbar und dieses Druckübertragungeelement (8) als eine aus Windung auf Windung bestehende Schraubenfeder gestaltet ist.1. Device for measuring the metal temperature of in. pressure- or vacuum-carrying containers, especially in Turbine housings arranged built-in parts, such as turbine inner housing by means of sheathed thermocouples, the thermocouple in a pressure-tight with the inner and Outer casing welded pipe is used, thereby characterized in that the thermocouple (5) is fixed by means of a flexurally elastic pressure transmission element (8) can be pressed onto the measuring point (3) and this pressure transmission element (8) as a turn on turn existing coil spring is designed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelthermoelement (5) an seiner Meßspitze mit einem Ge>indekopf (6) yerashen ist, auf weichen das eine Ende des Druckübertragungeelementes (8) aufgeschraubt ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that that the jacket thermocouple (5) is yerashen at its measuring tip with a Ge> indekopf (6), on soft one end of the pressure transmission element (8) is screwed on. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am außen gelegenen Ende des Mantelthermoelementes (5) eine Feder-Spannvorrichtung (15) angeschlossen ist. . ■-■',-3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the outer end of the jacket thermocouple (5) a spring tensioning device (15) is connected. . ■ - ■ ', - 03.815003.8150 109846/0906109846/0906 -i--i- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspannvorrichtung (15) mit einer Andrückbrille (13) versehen ist, deren dem Druckübertragung» element (β) zugewendeter, das Mantelthermoelement (5) umschließend©!' Teil ebenfalls ale Gewindekopf mit Rillen zur Aufnahme und zum Festhalten der letzten4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the spring tensioning device (15) with a pressure glasses (13) is provided, the pressure transmission »element (β) facing, the jacket thermocouple (5) enclosing ©! ' Also part of the thread head Grooves to accommodate and hold the last . Windungen de® Druckübertragung!elementes gestaltet i&t.. Windings de® pressure transmission! Elementes designed by i & t. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Raumtemperatur ausgesetzten Ende des Mantelthermoelementes (5) eine in einer Federspannvorrichtung (17) untergebrachte Andrückbrille (18) vorgesehen ist, deren Feder (19) ein Abfangen der temperaturbedingten Differenzdehnungen zwischen Thermoelement (5) und Druckrohr (11) bewirkt.5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that at the end exposed to room temperature of the jacket thermocouple (5) is provided a pressure gland (18) accommodated in a spring tensioning device (17) whose spring (19) absorbs the temperature-related differential expansion between thermocouples (5) and pressure pipe (11) causes. 109846/0906109846/0906 L e e r s e i t eL e r s e i t e