[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?zhí)枺?/td>: 201610108171.5
• 申請日: 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;林潤達(dá)
• 申請（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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽輪機(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)，屬于汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，超超臨界汽輪機(jī)的主蒸汽壓力達(dá)到28MPa至38MPa時(shí)，高壓內(nèi)缸中分面法蘭的高溫螺栓強(qiáng)度很難滿足現(xiàn)用汽輪機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，高壓內(nèi)缸需要采用中分面無外伸法蘭的筒形汽缸。汽輪機(jī)采用紅套環(huán)的高壓內(nèi)缸是一種常用的筒形汽缸，既可以承受比較高的工作壓力，又具有起動(dòng)、停機(jī)和負(fù)荷變動(dòng)過程中熱應(yīng)力小的特點(diǎn)。筒形高壓內(nèi)缸采用數(shù)只鋼制紅套環(huán)將高壓內(nèi)缸的上下兩半汽缸緊箍成一個(gè)圓筒體，在汽輪機(jī)的使用過程中，由于汽缸高溫段紅套環(huán)的工作溫度高，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，紅套環(huán)發(fā)生蠕變與松弛，紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的紅套緊力減小，并有可能導(dǎo)致高壓內(nèi)缸漏汽，若汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的紅套緊力監(jiān)控不當(dāng)，會(huì)影響汽輪機(jī)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，工程上急需汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控方法。

瑞典通用電氣-布朗-博韋力股份公司已經(jīng)申請發(fā)明專利“用于抽汽式渦輪機(jī)的收縮環(huán)輪”，申請?zhí)?9108029.7，給出了汽輪機(jī)采用紅套環(huán)高壓內(nèi)缸的抽汽空腔的新結(jié)構(gòu)。哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司已經(jīng)申請實(shí)用新型專利“汽輪機(jī)套裝式汽缸紅套環(huán)加熱裝置”，申請?zhí)?01520555006.5，給出了汽缸紅套環(huán)的套裝和拆除的加熱裝置。在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中，紅套環(huán)發(fā)生蠕變與松弛，紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的紅套緊力減小。公開文獻(xiàn)報(bào)道，還沒有汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控方法。在汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)階段和使用階段，汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控，還沒有合適的方法可供使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種汽輪機(jī)紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸紅套緊力的監(jiān)控方法，其特征在于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；

第二步、獲得制造廠的高壓內(nèi)缸與紅套環(huán)的測量數(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)上的測點(diǎn)半徑R_t、首次紅套之前的紅套環(huán)上兩個(gè)測點(diǎn)之間的弦長L₀、首次紅套之后的紅套環(huán)上兩個(gè)測點(diǎn)之間的弦長L₁；

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

首次紅套前后紅套環(huán)上兩個(gè)測點(diǎn)之間的弦長的變化值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)缸的初始過盈量δ_b：

紅套環(huán)與高壓內(nèi)缸的初始過盈量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)墊片對應(yīng)的紅套環(huán)的過盈量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：

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

過盈量δ_i對應(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：

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)算測點(diǎn)徑向位移u_i：