[發明專利]汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控裝置及方法

有效

• 申請號: 201210046469.X
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102606230A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 史進淵;汪勇;鄧志成;楊宇;陳健
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控裝置及方法，屬于汽輪發電機技術領域。

背景技術

汽輪發電機護環外徑大且高速旋轉，是汽輪發電機中承受應力最大的一個部件，汽輪發電機護環在啟動和超速試驗過程中產生大的主應力。汽輪發電機護環在鍛造和加工過程中產生的探傷檢查不能發現裂紋，在汽輪發電機運行過程中承受大的主應力的作用下，將有可能擴展為探傷檢查可見裂紋。在汽輪發電機的運行過程中，汽輪發電機護環在大的主應力的作用下，護環探傷檢查可見裂紋不斷擴展。當汽輪發電機護環的裂紋擴展至護環裂紋部位的臨界裂紋尺寸時，汽輪發電機護環就有可能發生脆性斷裂，導致汽輪發電機護環損壞事故。現有的汽輪發電機護環壽命監控技術，給出了汽輪發電機護環的裂紋萌生壽命的監控方法，而在役汽輪發電機護環的裂紋擴展壽命的監控，還沒有合適的裝置與方法可供使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控裝置及方法，實現汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的定期監控。

為了實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀、計算服務器、數據庫服務器、網頁服務器和用戶端瀏覽器組成，超聲波探傷儀與數據庫服務器連接，計算服務器與數據庫服務器和網頁服務器連接，網頁服務器分別與數據庫服務器、計算服務器和用戶端瀏覽器連接。

本發明還提供了一種汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控方法，其特征在于，使用上述的汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控裝置，采用C語言編寫汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的計算機軟件，運行在計算服務器上，應用于汽輪發電機護環裂紋擴展壽命的監控，具體步驟為：

第一步：探傷確定汽輪發電機護環的裂紋尺寸：

在汽輪發電機抽出轉子檢修期間，采用超聲波探傷儀確定護環裂紋的所在部位和裂紋尺寸，裂紋所在部位指的是護環表面半橢圓形裂紋中心位置的三個坐標數值，裂紋尺寸指的是護環表面半橢圓形裂紋的短軸半徑a₁和長軸半徑c₁；

第二步：計算汽輪發電機護環裂紋所在部位的最大主應力：

對于汽輪發電機護環的表面裂紋，采用現有的有限元計算分析方法，計算冷態啟動、溫態啟動、熱態啟動、極熱態啟動和110％額定工作轉速超速試驗共5種瞬態工況的最大主應力，分別用符號σ_1c、σ_1w、σ_1h、σ_1r和σ_10s表示；

第三步：計算汽輪發電機護環的臨界裂紋尺寸：

汽輪發電機護環第i種瞬態工況的臨界裂紋尺寸a_ci的計算公式為：

aci=K1C2Mσ1i2]]>

式中：

i——取值為1-5的整數；

K_1C——護環材料斷裂韌性；

σ_1i——第i種瞬態工況的最大主應力；

M——與裂紋形狀參數Q有關的常數，

對于表面裂紋，M=πQ]]>