[發(fā)明專利]用于發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的故障檢測的熱測量系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102419210A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設計）人: R·J·奇拉;E·J·考夫曼;A·安薩里
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01J5/12
• 分類號: G01J5/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術(shù)領域

本發(fā)明公開的主題涉及用于發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的故障檢測的熱測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

某些發(fā)電系統(tǒng)包括燃氣渦輪發(fā)動機，其構(gòu)造成燃燒燃料與壓縮空氣的混合物以產(chǎn)生熱的燃燒氣體。燃燒氣體可流經(jīng)渦輪以產(chǎn)生用于負載(例如發(fā)電機)的功率。為了提高效率，某些發(fā)電系統(tǒng)采用熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)來從渦輪排出的熱的燃燒氣體中捕獲能量。通常，HRSG在與廢氣的流交叉(例如大致垂直)的方向上使流體(諸如水)輸送通過多個管道。隨著廢氣流過管道，熱從廢氣傳到水，從而產(chǎn)生蒸汽。蒸汽然后被引導通過蒸汽渦輪以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，從而驅(qū)動負載(例如發(fā)電機)。某些HRSG包括具有翼片(fin)的管道，翼片構(gòu)造成增加廢氣與通過管道的水流之間的傳熱。令人遺憾的是，翼片與管道的分離可降低HRSG效率。另外，如果排出流的一部分比預期的更熱，則某些管道可能經(jīng)歷過度的蒸汽壓力，從而導致某些HRSG構(gòu)件的過早磨損。

此外，某些發(fā)電系統(tǒng)包括開關設備，其構(gòu)造成調(diào)節(jié)各電氣系統(tǒng)的操作，例如來自燃氣渦輪發(fā)動機的發(fā)電機和/或電起動馬達的電輸出。由于經(jīng)過開關設備的高電壓和安培數(shù)，典型地在啟動發(fā)電系統(tǒng)之前利用紅外攝像機掃描開關設備。例如，技術(shù)員可打開開關設備的每個電氣罩殼，并且然后將紅外相機對準每個罩殼的內(nèi)部以確保溫度在預期限度內(nèi)。因為過度的溫度可指示開關設備內(nèi)的電短路或松動連接，所以，如果檢測到過度的溫度可采取校正措施。令人遺憾的是，手動掃描開關設備的過程昂貴并且耗時，從而增加了發(fā)電系統(tǒng)的操作成本。

另外，某些發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機升壓變壓器(GSU)以使發(fā)電機電壓增大到對于電力傳輸?shù)念A期水平。GSU經(jīng)由電連接(例如分相母線)而電聯(lián)接至發(fā)電機。通常，分相母線包括三個電氣管道，其構(gòu)造成將由發(fā)電機輸出的三相功率的每個相單獨地傳輸至GSU。分相母線的每個電氣管道典型地包括布置在罩殼內(nèi)的電導體組件。電導體組件通過一系列絕緣體與罩殼電絕緣，一系列絕緣體還用于支撐罩殼內(nèi)的電導體組件。例如，電導體組件包括由緊固件彼此聯(lián)接的一系列導體。應當理解，電導體可隨著時間彼此分離，從而在導體之間的接合處發(fā)熱。因此，可顯著降低分相母線的功率傳輸效率，從而降低發(fā)電系統(tǒng)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

下面概述與最初要求保護的發(fā)明的范圍一致的某些實施例。這些實施例不意圖限制所要求保護的發(fā)明的范圍，相反，這些實施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡要概述。實際上，本發(fā)明可包括可類似于或不同于下面所述的實施例的多種形式。

在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括輻射傳感器，其構(gòu)造成使視場朝向熱回收蒸汽發(fā)生器內(nèi)的管道，并且輸出指示該管道的溫度的信號。該系統(tǒng)還包括控制器，其可通信地聯(lián)接至輻射傳感器。控制器構(gòu)造成基于該信號確定溫度，并將該溫度與閾值進行比較。

在第二實施例中，一種系統(tǒng)包括輻射傳感器，其構(gòu)造成使視場朝向包含多個構(gòu)件的電氣罩殼的內(nèi)部，并且輸出指示電氣罩殼的內(nèi)部的溫度的信號。該系統(tǒng)還包括控制器，其可通信地聯(lián)接至輻射傳感器?？刂破鳂?gòu)造成基于該信號檢測構(gòu)件中的電氣故障。

在第三實施例中，一種系統(tǒng)包括輻射傳感器，其構(gòu)造成使視場朝向包括多個電導體之間的至少一個接合處的區(qū)域，并且輸出指示該區(qū)域的溫度的信號。該系統(tǒng)還包括控制器，其可通信地聯(lián)接至輻射傳感器。該控制器構(gòu)造成基于該信號檢測在該至少一個接合處的電導體的分離。

附圖說明

當參考附圖來閱讀下述詳細描述時，本發(fā)明的這些與其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在所有附圖中，相似的附圖標記表示相似的部件，其中：

圖1是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的一個實施例的示意圖，該系統(tǒng)具有燃氣渦輪、HRSG、開關設備、分相母線和熱測量系統(tǒng)，熱測量系統(tǒng)構(gòu)造成檢測HRSG、開關設備和分相母線內(nèi)的溫度；

圖2是朝向HRSG內(nèi)的流體管道的熱測量系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；

圖3是朝向HRSG的在流體管道上游的截面的熱測量系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；

圖4是朝向開關設備內(nèi)部的熱測量系統(tǒng)的實施例的示意圖；以及，

圖5是朝向分相母線的管道內(nèi)的兩個電導體之間的接合處的熱測量系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。

項目清單