[發明專利]超期服役水輪發電機組剩余壽命的綜合評估方法

有效

• 申請號: 202011334002.6
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112417733B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 章勛;桂紹波;胡定輝;鄭濤平;楊家勝;劉景旺;鄒海青
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

1.一種超期服役水輪發電機組剩余壽命的綜合評估方法，其特征在于包括以下步驟：

a.根據水輪發電機組的外觀狀態確定其關鍵部件，并根據水輪發電機組的外觀狀態賦予現場外觀檢查評估系數S₁數值；

b.針對水輪發電機組的關鍵部件進行試驗檢測，并根據檢測結果賦予試驗檢測系數S₂數值；

c.通過關鍵部件疲勞數值計算分析獲得各個關鍵部件的疲勞計算壽命，通過對各關鍵部件進行權重分配并加權求和后得到超期服役水輪發電機組的疲勞計算壽命

d.獲取超期服役水輪發電機組的投產年限N₂；

f.根據以下公式計算超期服役水輪發電機組的剩余壽命N：

所述步驟b中，水輪機機組的水輪發電機組水輪機部分試驗檢測分為水輪機開停機狀態性能檢測、水輪機能量特性檢測、水輪機穩定性試驗檢測、水輪機關鍵部件應力檢測與分析、水輪機關鍵部件無損探傷檢測與分析；發電機部分試驗檢測分為發電機主要參數檢測分析、發電機通風試驗、發電機溫升試驗、發電機關鍵部件應力檢測與分析、發電機關鍵部件無損探傷檢測與分析；針對每一個分項進行評價，分為優秀、良好、合格、不合格四個等級；根據每一分項的評價結果賦予試驗檢測系數S₂數值；

所述關鍵部件包括步驟a中無法對其性能狀況進行掌握的或已出現缺陷的設備，以及對水輪發電機組壽命有重要影響的設備；其中水輪發電機組壽命有重要影響的設備及其對應檢測內容包括：水輪機根據其轉輪和導葉的空蝕，轉輪、頂蓋、大軸的應力分布及裂紋情況進行評估，發電機依據繞組絕緣老化，定子、轉子、支架的應力分布及裂紋情況進行評估。

2.根據權利要求1所述的超期服役水輪發電機組剩余壽命的綜合評估方法，其特征在于所述步驟a和步驟b中，現場外觀檢查評估系數S₁和試驗檢測系數S₂數值均按照優秀、良好、合格、不合格四個等級賦予對應的評估系數范圍。

3.根據權利要求2所述的超期服役水輪發電機組剩余壽命的綜合評估方法，其特征在于所述步驟a中，通過對水輪發電機組的設備的現場檢查和查閱資料評估水輪發電機組的外觀狀態；需要查閱的資料主要包括設備設施設計制造和安裝資料、運行記錄、檢修維護記錄、試驗及分析報告、大修報告、設備檢修臺帳、定期工作記錄、運行報表、設備缺陷記錄、故障事故記錄、技改資料；其中，對存在問題的設備設施給出問題描述及處理建議，對缺少相關試驗、檢測數據，不能說明現狀的設備設施進行相關的專項檢測；對其它狀況較好的設備進行現狀描述。

4.根據權利要求3所述的超期服役水輪發電機組剩余壽命的綜合評估方法，其特征在于所述步驟a中，水輪機部分外觀檢查主要包括水輪機轉輪、水輪機導軸承、接力器、頂蓋、底環和導葉、主軸、受油器、蝸殼及尾水管進人門、調速器、頂蓋排水裝置以及機組運行工況分布、水輪機磨蝕情況；發電機主要部件外觀檢查主要包括發電機上機架及機座、發電機轉子支架、推力支架、發電機各軸承油槽、發電機制動器、發電機防飛逸保護裝置、發電機勵磁系統、發電機消防系統；針對上述每一個分項進行按照優秀、良好、合格、不合格四個等級評價，根據每一分項的評價結果賦予現場外觀檢查評估系數S₁數值。

5.根據權利要求1所述的超期服役水輪發電機組剩余壽命的綜合評估方法，其特征在于所述步驟c中具體包括以下步驟：通過調研水電站水輪發電機組開停機規律、運行工況、各關鍵部件的結構和材料，并采用有限元方法結合水輪發電機組關鍵部件及邊界條件構建數學模型，通過數值模擬計算分析水輪機和發電機關鍵部件的應力和變形情況、剛度和強度，并預估水輪發電機組各關鍵部件的疲勞計算壽命。