[發(fā)明專利]汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610108171.5
• 申請(qǐng)日: 2016-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN105756724B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史進(jìn)淵;鄧志成;汪勇;危奇;楊宇;席會(huì)杰;張成義;林潤(rùn)達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): F01D21/00
• 分類號(hào): 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,吳小麗

1.一種汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控方法，該方法由以下步驟組成：第一步、獲得室溫下汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸紅套環(huán)材料的彈性模量E和泊松比ν；其特征在于，

第二步、獲得制造廠的高壓內(nèi)缸與紅套環(huán)的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括：

汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸套裝紅套環(huán)部位的首次紅套之前的汽缸內(nèi)半徑R_a、首次紅套之前的汽缸外半徑R_b1、首次紅套之前的紅套環(huán)內(nèi)半徑R_b2、首次紅套之前的紅套環(huán)外半徑R_c、紅套環(huán)上的測(cè)點(diǎn)半徑R_t、首次紅套之前的紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)L₀、首次紅套之后的紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)L₁；

第三步、計(jì)算首次紅套前后紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)的變化值Y₀：

首次紅套前后紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)的變化值Y₀的計(jì)算公式為：

Y₀＝L₁-L₀(1)

第四步、計(jì)算紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的初始過(guò)盈量δ_b：

紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的初始過(guò)盈量δ_b的計(jì)算公式為：

δ_b＝R_b1-R_b2 (2)

第五步、計(jì)算紅套環(huán)的過(guò)盈量δ_i：

給汽缸外半徑與紅套環(huán)內(nèi)半徑之間加裝不同厚度的墊片，厚度為H_i的第i個(gè)墊片對(duì)應(yīng)的紅套環(huán)的過(guò)盈量δ_i的計(jì)算公式為：

δ_i＝δ_b+H_i(3)

第六步、計(jì)算紅套后紅套環(huán)的分層半徑R_b：

高壓內(nèi)缸紅套后，汽缸與紅套環(huán)的分層半徑R_b的計(jì)算公式為：

Rb=Rb1+Rb2+δi2---(4)]]>

第七步、計(jì)算過(guò)盈量δ_i對(duì)應(yīng)的紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的紅套緊力P_i：

過(guò)盈量δ_i對(duì)應(yīng)的紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的紅套緊力P_i的計(jì)算公式為：

Pi=Eδi(Rb2-Ra2)(Rc2-Rb2)2Rb3(Rc2-Ra2)---(5)]]>

式中：

R_a——套裝紅套環(huán)部位的首次紅套之前的汽缸內(nèi)半徑；

R_b——紅套后高壓內(nèi)缸與紅套環(huán)的分層半徑；

R_c——首次紅套之前的紅套環(huán)外半徑；

E——在室溫下紅套環(huán)材料的彈性模量；

第八步、計(jì)算測(cè)點(diǎn)徑向位移u_i：

過(guò)盈量δ_i對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)徑向位移u_i的計(jì)算公式為：

ui=δi(Rb2-Ra2)2Rb(Rc2-Ra2)[(1+v)Rc2Rt+(1-v)Rt]---(6)]]>

式中：

R_t——紅套環(huán)上的測(cè)點(diǎn)半徑；

ν——在室溫下紅套環(huán)材料的泊松比；

第九步、計(jì)算兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間弦長(zhǎng)變化值X_i：

過(guò)盈量δ_i對(duì)應(yīng)的紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間弦長(zhǎng)變化值X_i的計(jì)算公式為：

Xi=(Rt+uiRt-1)Y0---(7)]]>

第十步、確定紅套緊力的比例系數(shù)k₁：

對(duì)于該汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸紅套環(huán)的n組數(shù)據(jù)(P_i，X_i)，采用線性回歸法，得出回歸常數(shù)a和比例系數(shù)k₁，該紅套環(huán)的紅套緊力P_i隨弦長(zhǎng)變化值X_i的變化的線性函數(shù)表示為：

P_i＝a+k₁X_i (8)

式中：

a——回歸常數(shù)；

k₁——紅套緊力的比例系數(shù)；

第十一步、計(jì)算新增緊力ΔP_i：

由公式(8)得出新增緊力ΔP_i的正比例函數(shù)表示為：

ΔP_i＝k₁ΔX_i(9)

式中：

ΔP_i——新增緊力；

ΔX_i——新增緊力ΔP_i對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)增量；

第十二步、確定墊片厚度的比例系數(shù)k₂：

對(duì)于該汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸紅套環(huán)的n組數(shù)據(jù)(δ_i，P_i)，采用線性回歸法，得出回歸常數(shù)b和比例系數(shù)k₂，該紅套環(huán)的過(guò)盈量δ_i隨紅套緊力P_i的變化的線性函數(shù)表示為：

δ_i＝b+k₂P_i(10)

式中：

b——回歸常數(shù)；

k₂——墊片厚度的比例系數(shù)；

第十三步、計(jì)算新增墊片厚度Δδ_i：

由公式(10)得出新增墊片厚度Δδ_i的正比例函數(shù)表示為：

Δδ_i＝k₂ΔP_i＝k₁k₂ΔX_i(11)

式中：

Δδ_i——新增墊片厚度；

ΔP_i——新增墊片厚度Δδ_i對(duì)應(yīng)的新增緊力；

ΔX_i——新增緊力ΔP_i對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)增量；

第十四步、大修中測(cè)量紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的弦長(zhǎng)：

在汽輪機(jī)大修中，測(cè)量紅套環(huán)拆除之前兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)L₂和紅套環(huán)拆除之后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)L₃；

第十五步、計(jì)算紅套環(huán)拆除前后紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)的變化值Y：

經(jīng)過(guò)運(yùn)行后，在汽輪機(jī)大修中，紅套環(huán)拆除前后紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)的變化值Y的計(jì)算公式為：

Y＝L₂-L₃ (12)

第十六步、計(jì)算紅套環(huán)的剩余緊力P_R

在汽輪機(jī)大修中，紅套環(huán)拆除前紅套環(huán)的剩余緊力P_R的計(jì)算公式為：

P_R＝a+k₁Y (13)

第十七步、計(jì)算首次紅套的紅套緊力P₀：

紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的首次紅套的紅套緊力P₀的計(jì)算公式為：

P0=E(δb+δ0)(Rb2-Ra2)(Rc2-Rb2)2Rb3(Rc2-Ra2)---(14)]]>

式中：

δ_b——紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的初始過(guò)盈量；

δ₀——首次紅套時(shí)在紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸之間加裝的墊片厚度；

第十八步、紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控：

在汽輪機(jī)大修中：

1)若P_R≥P₀，汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控合格，表明汽輪機(jī)采用紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的紅套緊力處于受控狀態(tài)，汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控結(jié)束；

2)若P_R＜P₀，汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控不合格，表明在大修中需要對(duì)汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的墊片厚度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)入第十九步；

第十九步、計(jì)算紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)的變化值的改變量ΔX：

在汽輪機(jī)大修中，紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)增量ΔX的計(jì)算公式為：

ΔX＝Y(jié)₀-Y(15)

式中：

Y₀——首次紅套前后紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)變化值；

Y——大修中紅套環(huán)拆除前后紅套環(huán)上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)變化值；

第二十步、計(jì)算紅套環(huán)大修的新增緊力ΔP：

在汽輪機(jī)大修中，紅套環(huán)的新增緊力ΔP的計(jì)算公式為：

ΔP＝k₁ΔX(16)

第二十一步、紅套緊力的優(yōu)化控制措施：

在汽輪機(jī)大修中，汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的優(yōu)化控制措施就是：對(duì)已經(jīng)發(fā)生蠕變與松弛的紅套環(huán)，通過(guò)增加紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸之間的墊片厚度來(lái)保證高壓內(nèi)缸的紅套緊力，汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸之間再應(yīng)增加的墊片厚度ΔH的計(jì)算公式為：

ΔH＝k₁k₂ΔX (17)

式中：

k₁——紅套緊力的比例系數(shù)；

k₂——墊片厚度的比例系數(shù)；

第二十二步、計(jì)算大修后紅套環(huán)的紅套緊力P

在汽輪機(jī)大修后，紅套環(huán)的紅套緊力P的計(jì)算公式為：

P＝P_R+ΔP(18)

汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控結(jié)束。