[發明專利]排氣支柱徑向溫度測量

有效

• 申請號: 201210143055.9
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102853943A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: D.A.斯奈德;H.喬丹;C.霍爾森貝克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01K13/02
• 分類號: G01K13/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明涉及渦輪，且更特定而言，涉及測量燃氣渦輪中的排氣溫度分布。

背景技術

隨著用于燃氣渦輪的基于模型的控制的出現，以及越來越重視改進渦輪性能和熱回收蒸汽發生器(“HRSG”)的壽命和性能，開始期望對燃氣渦輪中排氣溫度的分布具有更好的了解。

當前，在燃氣渦輪站中現有的儀器典型地在渦輪排氣中周向地在多個位置處、但僅徑向地在一個位置處測量渦輪的排氣溫度。

在燃氣渦輪的性能測試期間，通常的做法是在繞渦輪的排氣框架的多個周向位置處放置排氣溫度耙(rake)，其測量渦輪排氣中在若干徑向位置處的排氣溫度。這些耙測量燃氣渦輪的排氣溫度的更完全的分布，且能用于限定對燃氣渦輪站的儀器測量的校正。但是，這些耙典型地并不足夠耐用以用作長期生產儀器。生產耙的設計面臨在高的溫度/流量環境下從動態響應的角度的機械耐用性的挑戰。此外，任何這種設計必須對渦輪性能具有可以忽略的影響。

發明內容

在本發明的示范實施例中，測量燃氣渦輪中排氣溫度分布的方法包括如下步驟：在構成燃氣渦輪排氣框架的多個支柱中的每一個的蒙皮(skin)內在沿各支柱的多個徑向位置處安裝多個熱電偶；從支柱中的每一個的蒙皮內的熱電偶中的每一個收集溫度數據；使用支柱蒙皮溫度數據來計算安裝于排氣框架支柱的蒙皮內的各熱電偶處的渦輪排氣流動路徑溫度；使用排氣流動路徑溫度來產生燃氣渦輪排氣溫度的徑向分布曲線；并且使用燃氣渦輪的排氣溫度的徑向分布曲線來改進燃氣渦輪控制且來為選定渦輪構件提供保護措施。

在本發明的另一示范實施例中，一種測量燃氣渦輪中排氣溫度分布的方法包括如下步驟：在構成燃氣渦輪的排氣框架的多個支柱中的每一個的蒙皮內在沿各支柱的多個徑向位置處安裝多個熱電偶；從支柱中的每一個的蒙皮內的熱電偶中的每一個收集溫度數據；使用傳遞函數以從支柱蒙皮溫度數據計算在排氣框架支柱的蒙皮內安裝的各熱電偶處的渦輪排氣流動路徑溫度；使用回歸分析以從排氣流動路徑溫度產生燃氣渦輪的排氣溫度的歸一化徑向分布曲線；并且使用燃氣渦輪的排氣溫度的歸一化徑向分布曲線和排氣溫度的現有站儀器測量，以產生燃氣渦輪的排氣溫度的實際分布曲線。

在本發明的又一示范實施例中，一種測量在燃氣渦輪中的排氣溫度分布的系統包括：多個熱電偶，其安裝于構成燃氣渦輪的排氣框架的多個支柱中的每一個的蒙皮內，熱電偶沿各支柱安裝于多個徑向位置處；和計算機系統，其連接到多個熱電偶，該計算機系統執行如下步驟：從支柱中的每一個的蒙皮內的熱電偶中的每一個收集溫度數據；使用傳遞函數以從支柱蒙皮溫度數據計算在排氣框架支柱的蒙皮內安裝的各熱電偶處的渦輪排氣流動路徑溫度；使用回歸分析以從排氣流動路徑溫度產生燃氣渦輪的排氣溫度的歸一化徑向分布曲線；并且使用燃氣渦輪的排氣溫度的歸一化徑向分布曲線和排氣溫度的現有站儀器測量來產生燃氣渦輪的排氣溫度的實際分布曲線。

附圖說明

圖1為示出典型燃氣渦輪的構件的簡單圖。

圖2為從后方看的典型燃氣渦輪排氣框架的平面圖，其中排氣框架包括多個排氣支柱。

圖3為是燃氣渦輪排氣框架的部分的支柱的局部透視圖。

部件列表

10???????????燃氣渦輪系統?

11???????????引入空氣?

12???????????壓縮器

13???????????燃料

14???????????燃燒器

16???????????渦輪?

17???????????高速熱氣體

18???????????軸

19???????????排氣

20???????????框架

22???????????外柱體

24???????????內柱體

26???????????徑向延伸的支柱

28???????????前緣

30???????????后緣

32???????????熱電偶

36???????????站儀器

38???????????支柱蒙皮

40???????????內/外連接器

42???????????計算機系統。

具體實施方式