專利名稱：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控裝置及方法，屬于汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是尺寸大、高速旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)、停機(jī)和超速試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生大的主應(yīng)力。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在鍛造和加工過(guò)程中產(chǎn)生的探傷檢查不能發(fā)現(xiàn)裂紋，在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在大的主應(yīng)力的作用下，將有可能擴(kuò)展為探傷檢查可見裂紋。 在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在大的主應(yīng)力的作用下，轉(zhuǎn)子探傷檢查可見裂紋不斷擴(kuò)展。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋擴(kuò)展至轉(zhuǎn)子裂紋部位的臨界裂紋尺寸時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子就有可能發(fā)生脆性斷裂，導(dǎo)致汽輪機(jī)損壞事故?，F(xiàn)有的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子壽命監(jiān)控技術(shù)，給出了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋萌生壽命的監(jiān)控方法，而在役汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控，還沒(méi)有合適的裝置與方法可供使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控裝置及方法，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的定期監(jiān)控。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀、計(jì)算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器和用戶端瀏覽器組成，超聲波探傷儀與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接，計(jì)算服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器連接，網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器分別與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器和用戶端瀏覽器連接。本發(fā)明還提供了上述裝置所采用的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控方法，其特征在于，采用C語(yǔ)言編寫的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的計(jì)算機(jī)軟件，運(yùn)行在計(jì)算服務(wù)器上，應(yīng)用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控，具體步驟為
第一步探傷確定汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋尺寸
在汽輪機(jī)開缸的檢修期間，采用超聲波探傷儀確定裂紋的所在部位和裂紋尺寸，裂紋所在部位指的是轉(zhuǎn)子橢圓形裂紋中心位置的三個(gè)坐標(biāo)數(shù)值，裂紋尺寸指的是轉(zhuǎn)子內(nèi)部橢圓形裂紋和轉(zhuǎn)子表面半橢圓形裂紋的短軸半徑a和長(zhǎng)軸半徑C ； 第二步計(jì)算裂紋所在部位的最大主應(yīng)力 對(duì)于轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋，計(jì)算冷態(tài)啟動(dòng)、溫態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)啟動(dòng)、極熱態(tài)啟動(dòng)和110%額定工作轉(zhuǎn)速超速試驗(yàn)共五種瞬態(tài)過(guò)程的最大主應(yīng)力，分別用符號(hào) ^k、crIw、^lh、和 CTlfe 表示；
第三步計(jì)算汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界裂紋尺寸
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子第i種瞬態(tài)工況的臨界裂紋尺寸Ai的計(jì)算公式為式中
巧——第i種瞬態(tài)工況的最大主應(yīng)力
——橢圓形裂紋短軸半徑 M——與裂紋形狀參數(shù)Q有關(guān)的常數(shù)，
對(duì)于內(nèi)部裂紋，
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀、計(jì)算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器和用戶端瀏覽器組成，超聲波探傷儀與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接，計(jì)算服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器連接，網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器分別與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器和用戶端瀏覽器連接。
2.權(quán)利要求1所述的裝置所采用的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控方法，其特征在于，采用C語(yǔ)言編寫的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的計(jì)算機(jī)軟件，運(yùn)行在計(jì)算服務(wù)器上，應(yīng)用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控，具體步驟為第一步探傷確定汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋尺寸在汽輪機(jī)開缸的檢修期間，采用超聲波探傷儀確定裂紋的所在部位和裂紋尺寸，裂紋尺寸指的是轉(zhuǎn)子內(nèi)部橢圓形裂紋和轉(zhuǎn)子表面半橢圓形裂紋的短軸半徑a和長(zhǎng)軸半徑c ； 第二步計(jì)算裂紋所在部位的最大主應(yīng)力 對(duì)于內(nèi)部裂紋，計(jì)算冷態(tài)啟動(dòng)、溫態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)啟動(dòng)、極熱態(tài)啟動(dòng)和110%額定工作轉(zhuǎn)速超速試驗(yàn)共五種瞬態(tài)過(guò)程的最大主應(yīng)力，分別用符號(hào)
3.如權(quán)利要求2所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控方法，其特征在于，所述第二步的具體步驟為建立汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸對(duì)稱有限元計(jì)算的力學(xué)模型，采用現(xiàn)有的有限元分析技術(shù)，計(jì)算冷態(tài)啟動(dòng)、溫態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)啟動(dòng)、極熱態(tài)啟動(dòng)和110%額定工作轉(zhuǎn)速超速試驗(yàn)共五種瞬態(tài)過(guò)程的最大主應(yīng)力；對(duì)于外部裂紋，計(jì)算滑參數(shù)停機(jī)、正常停機(jī)、事故停機(jī)和110% 額定工作轉(zhuǎn)速超速試驗(yàn)共四種瞬態(tài)過(guò)程的最大主應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋擴(kuò)展壽命的監(jiān)控裝置及方法，所述的裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀、計(jì)算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器和用戶端瀏覽器組成，超聲波探傷儀與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接，計(jì)算服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器連接，網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器分別與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器和用戶端瀏覽器連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展剩余壽命的在線計(jì)算和定期監(jiān)控；如果汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋擴(kuò)展剩余壽命偏短時(shí)，通過(guò)及時(shí)安排計(jì)劃大修(A級(jí)檢修)來(lái)合理使用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裂紋擴(kuò)展剩余壽命，達(dá)到了定期監(jiān)控汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋擴(kuò)展剩余壽命的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)F01D21/00GK102505970SQ20111041391
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者劉傳亮, 史進(jìn)淵, 楊宇, 汪勇, 鄧志成 申請(qǐng)人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院