[發明專利]識別渦輪機中的輪葉變形

在審

• 申請號: 201610844270.X
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106949826A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 崔巖;馮干江;S.C.科蒂林加姆;林德超;B.L.托利森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;F01D5/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,肖日松

技術領域

本公開大體上涉及渦輪機，并且更具體地涉及可用于識別輪葉變形的渦輪輪葉和渦輪機。本公開的實施例還包括用于識別渦輪機中的輪葉變形的方法。

背景技術

渦輪機如渦輪系統可發電，用于例如發電機。工作流體如熱氣體或蒸汽可流過機械地聯接于渦輪系統的轉子的成組渦輪葉片(大體上在本領域中稱為"輪葉")。葉片上的工作流體的力引起那些葉片(和轉子的聯接本體)旋轉。轉子本體可聯接于電動機器如發電機的傳動軸。使渦輪轉子的旋轉開始還可使發電機中的傳動軸旋轉，以生成電流和特定功率輸出。

輪葉可在它們的壽命和渦輪機系統的操作內經受機械應力。在一些情況中，應力可引起渦輪輪葉或其它構件的大小隨著時間的過去改變。在一個實例中，稱為"蠕變"的現象可表示在隨著時間的過去經受沿特定方向的材料應力時的構件的逐漸延長變形。渦輪輪葉可在經受特定操作環境和/或操作時間時遭受蠕變和/或其它類型的變形。用于識別變形如蠕變的常規方法可包括從渦輪機的結構除去渦輪輪葉以執行診斷測試。

發明內容

本公開的第一方面提供了一種渦輪輪葉，其包括：關于渦輪機的轉子軸線從基部沿徑向延伸的翼型件；以及在其徑向外端部近側聯接于翼型件的磁化材料。

本公開的第二方面提供了一種渦輪機，其包括：聯接于轉子的轉子輪；渦輪輪葉，其包括：機械地聯接于轉子輪的基部、關于渦輪機的轉子軸線從基部沿徑向延伸的翼型件、聯接于翼型件的輪葉末端，以及聯接于輪葉末端的磁化材料；在渦輪輪葉的輪葉末端的徑向遠側的靜止構件；以及聯接于靜止構件的磁性傳感器，其中磁性傳感器測量磁化材料的磁場強度。

本發明的第三方面提供了一種用于識別渦輪機中的輪葉變形的方法。根據本公開的方法可包括：測量定位在渦輪輪葉內的磁化材料的磁場強度；計算磁場強度與基準場強度之間的差異；以及基于計算的差異將渦輪輪葉識別為變形和未變形中的一種。

技術方案1. 一種渦輪輪葉，包括：

翼型件，其關于渦輪機的轉子軸線從基部沿徑向延伸；以及

磁化材料，所述磁化材料聯接于所述翼型件并且在其徑向外端部近側。

技術方案2. 根據技術方案1所述的渦輪輪葉，其特征在于，所述磁化材料包括經由真空硬釬焊和焊接中的一種連結于所述翼型件的磁性硬釬焊合金。

技術方案3. 根據技術方案1所述的渦輪輪葉，其特征在于，所述翼型件還包括其中的凹口，其中所述磁化材料收納在所述凹口內。

技術方案4. 根據技術方案3所述的渦輪輪葉，其特征在于，所述磁化材料的表面與所述翼型件的外表面大致成平面。

技術方案5. 根據技術方案1所述的渦輪輪葉，其特征在于，所述渦輪輪葉還包括：

磁性傳感器，其構造成測量所述磁化材料的磁場強度；以及

與所述磁性傳感器通信的計算裝置，其中所述計算裝置基于所述磁化材料的所述磁場強度將所述渦輪輪葉識別為變形和未變形中的一種。

技術方案6. 根據技術方案5所述的渦輪輪葉，其特征在于，所述計算裝置進一步構造成基于所述磁化材料的所述磁場強度計算所述渦輪輪葉的長度。

技術方案7. 根據技術方案5所述的渦輪輪葉，其特征在于，所述渦輪輪葉還包括所述翼型件徑向遠側的護罩，其中所述磁性傳感器聯接于所述護罩。

技術方案8. 一種渦輪機，包括：

轉子輪，其聯接于轉子；

渦輪輪葉，其包括：

基部，其機械地聯接于所述轉子輪，

翼型件，其關于所述渦輪機的轉子軸線從所述基部沿徑向延伸，其中所述翼型件包括其徑向外端部近側的輪葉末端，以及

磁化材料，其聯接于所述輪葉末端；

靜止構件，其在所述輪葉末端的徑向遠側；以及

磁性傳感器，其聯接于所述靜止構件，其中所述磁性傳感器測量所述磁化材料的磁場強度。

技術方案9. 根據技術方案8所述的渦輪機，其特征在于，所述渦輪機還包括與所述磁性傳感器通信的計算裝置，其中所述計算裝置基于所述磁化材料的所述磁場強度將所述渦輪輪葉識別為變形和未變形中的一種。

技術方案10. 根據技術方案8所述的渦輪機，其特征在于，所述渦輪機包括燃氣渦輪，并且其中所述渦輪輪葉定位在所述燃氣渦輪的熱氣體路徑(HGP)區段內。

技術方案11. 根據技術方案8所述的渦輪機，其特征在于，所述計算裝置進一步構造成基于所述磁化材料的所述磁場強度計算所述渦輪輪葉的長度。