蒸汽涡轮性能测试装备和蒸汽涡轮的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体涉及对功率装置的控制，并且更特别地，涉及即使在存在湿蒸汽时确 定蒸汽涡轮的性能特性。
【背景技术】
[0002] 在功率生产中，在功率系统中使用蒸汽涡轮和/或联合循环功率装置来产生电是 普遍的。这样的功率装置例如典型地确定蒸汽涡轮的性能特性，以监测故障，以及/或者提 高功率生产。但是，一些运行状况无益于直接确定蒸汽涡轮性能特性。特别地，在某些构造 内的蒸汽涡轮区段（诸如在核装备和聚集太阳能装备中使用的那些）可引起低于饱和线 的排气口状况，从而在排气口处产生湿蒸汽。在存在湿蒸汽时测量区段性能是非常困难和 /或昂贵的，因为在历史上，使用放射示踪剂注射和取样系统来确定具有湿排气的涡轮区段 的性能。除了昂贵之外，现有技术的不确定性高，而且可能有危险。
[0003] 如在图1中看到的那样，典型的蒸汽涡轮区段可包括具有入口 120和排气口 130 的涡轮110。当不存在湿排气时，可基于涡轮入口 120和排气口 130或蒸汽涡轮区段100的 冷再加热部分135处的压力和温度的测量结果来确定蒸汽涡轮110的性能。例如，可采用 包括一个或多个传感器142的入口测量站140和/或包括一个或多个传感器152的排气口 测量站150来测量压力和温度。通过使用这样的测量结果，例如可通过使用美国机械工程 师协会（ASME)提供的众所周知的蒸汽表和/或公式和/或函数来确定特定的入口压力和 入口温度下的入口洽（enthalpy) hInlet，使得 hInlet= f(P Inlet，Tiniet )，并且其中，Plnlet是入口 120处的蒸汽的压力，而Tlnlet是排气口 130处的蒸汽的温度。另外，可根据这样的测量结 果，基于ASME蒸汽表/函数来确定排气口焓hExhaust，使得h Exhaust= f (P Exhaust，TExhaust) ? 其中， PExhaust是排气口 150处的蒸汽的压力，而T ^3_是排气口 150处的蒸汽的温度。然后可使 用以下公式来确定蒸汽涡轮110的效率
[0004]
【主权项】
1. 一种用于蒸汽涡轮的蒸汽涡轮区段的蒸汽涡轮性能测试装备，包括： 布置成与所述蒸汽涡轮的排气口处于选择性流体连通的排气口旁通管道，所述排气口 旁通管道布置成接收所述蒸汽涡轮的排气的一部分，作为排气口旁通流； 布置成与所述蒸汽涡轮的入口处于选择性流体连通的入口旁通管道，所述入口旁通管 道布置成接收所述蒸汽涡轮的入口蒸汽流的一部分，作为入口旁通流； 混合流管道，其在一端处具有与所述排气口旁通管道和所述入口旁通管道处于流体连 通的混合点，所述混合点和所述混合流管道布置成响应于所述排气口旁通流和所述入口旁 通流通过混合点进入混合流管道而形成混合流； 旁通测量站（270)，其沿着所述入口旁通管道（262)布置，以测量所述入口旁通流的特 性；以及 混合流测量站（280)，其沿着所述混合流管道（266)布置，以测量所述混合流的特性。
2. 根据权利要求1所述的蒸汽涡轮性能测试装备，其特征在于，进一步包括： 入口测量站（240)，其用以测量通过所述入口（210)的蒸汽流的特性； 排气口测量站（250)，其用以测量通过排气口的蒸汽流的特性； 部署在所述入口测量站（240)、排气口测量站（250)、旁通测量站（270)和混合流测量 站（280)中的传感器，其用以测量所述排气口旁通流、所述入口旁通流和混合流中的各个 的至少一个特性；以及 其中，使用来自所述传感器的至少一个测量值而至少部分地基于混合点上的热平衡来 确定所述蒸汽涡轮的排气口焓，所述热平衡的第一侧包括所述入口旁通流和所述排气口 旁通流，而所述热平衡的第二侧包括所述混合流。
3. -种具有蒸汽涡轮性能测试装备的蒸汽涡轮，包括： 具有入口和排气口的涡轮，所述入口布置成连接到蒸汽供应上； 布置成测量所述入口中的特性的入口测量站； 布置成测量所述排气口中的特性的排气口测量站； 在所述涡轮的入口端处的入口旁通端口； 入口旁通管道，其与所述入口旁通端口处于流体连通，并且布置成选择性地允许入口 蒸汽进入所述入口旁通管道而形成入口旁通流； 布置成测量所述入口旁通管道中的特性的入口旁通测量站； 在所述涡轮的排气口端处的排气口旁通端口； 排气口旁通管道，其与所述排气口旁通端口处于选择性流体连通，并且布置成选择性 地允许排气口蒸汽从所述排气口传送到所述排气口旁通管道中而形成排气口旁通流； 混合流管道，其在所述混合流管道的混合点处与所述入口旁通管道和所述排气口旁通 管道处于流体连通，所述混合流管道因此布置成接收入口旁通流和排气口旁通流，以及允 许入口旁通流和排气口旁通流混合而形成混合流； 布置成测量所述混合流管道中的特性的混合流测量站；以及 其中，使用至少来自所述入口旁通测量站和所述混合流测量站的测量结果，以至少部 分地基于接收自所述测量站的测量结果来确定所述蒸汽涡轮的排气口焓。
4. 根据权利要求3所述的蒸汽涡轮，其特征在于，蒸汽选择性地传送通过所述入口旁 通端口或所述排气口旁通端口中的至少一个至少部分地由相应的阀控制。
【专利摘要】本实用新型涉及蒸汽涡轮性能测试装备和蒸汽涡轮。一种旁通组件使用入口蒸汽或供应蒸汽来使蒸汽涡轮功率装置中的排气口湿蒸汽过热。然后使用旁通蒸汽、涡轮入口和涡轮排气口状况的测量结果来确定涡轮的排气口焓，然后可使用排气口焓来确定蒸汽涡轮的性能特性，诸如效率。
【IPC分类】G01M15-00
【公开号】CN204314072
【申请号】CN201320603100
【发明人】M. 托马索 C.
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年9月27日
【公告号】EP2717033A2, US20140095111