涡轮机械及其间隙调整系统及调整方法_2

文档序号:8393447阅读:来源:国知局
在所述定子内,其中所述现场间隙传感器系统包括:在间隙测量点处插入到定子下壳或定子上壳的一个中的至少一个的电压降传感器(voltage drop sensor),所述电压降传感器用于测量跨越电压降传感器的尖端与转子叶片尖端之间的间隙的电压降;以及与所述电压降传感器信号通信的计算装置。所述计算装置包括处理器和存储器,所述存储器包括指令,当计算装置执行所述指令时,使所述计算装置基于表示电压降的信号确定转子与定子之间的间隙。所述系统进一步包括沿定子设置的位移调整装置,所述位移调整装置用于相对于底座并基于转子与定子之间确定的间隙使定子上壳或定子下壳中的一个的位置移位,从而将转子与定子之间的冷态间隙调整为期望的距离。
[0022]其中,所述现场间隙传感器系统进一步包括激光测量装置,其中,所述激光测量装置可移除地附接至最终级叶片中的转子叶片,所述激光测量装置配置用于在所述定子上壳、所述转子和所述定子下壳组装在一起时测量所述转子叶片的尖端与所述定子上壳或所述定子下壳的内表面之间的有盖间隙;或者所述激光测量装置可移除地附接至喷嘴环或喷嘴盖,所述激光测量装置用于测量喷嘴的径向向内尖端与所述转子之间的有盖间隙,其中所述激光测量装置与所述计算装置信号通信。
[0023]其中,所述多个间隙测量点进一步包括两个到五个轴向间隔开的间隙测量点。
[0024]其中,所述位移调整装置包括以下中的一个:顶起螺丝、固定螺丝、固定器、液压缸或气压缸,并且其中所述位移调整装置包括锁定件,所述锁定件用于在完成调整之后固定所述位移调整装置的位置。从结合附图的以下详细描述将明白本发明的这些及其他方面、优势和显著特征,其中贯穿本发明的附图、公开的实施例中,相同的参考字符表示相同的部件。
【附图说明】
[0025]图1示出定子的上壳和下壳的分解透视图。
[0026]图2示出润轮机械的截面示意图。
[0027]图3示出蒸汽涡轮机的部分剖开透视图。
[0028]图4示出根据本发明的一个实施例处于无盖条件下的涡轮机械的透视图。
[0029]图5示出根据本发明的一个实施例处于有盖条件下的涡轮机械的透视图。
[0030]图6示出根据本发明的一个实施例用于调整涡轮机械中的转子对定子间隙的系统的示意图。
[0031]图7示出根据本发明的一个实施例的涡轮机械的部分剖开透视图。
[0032]图8示出根据本发明的一个实施例的涡轮机械的截面图。
[0033]图9为根据本发明的一个实施例的包括位移调整装置的涡轮机械的截面图,所取得截面图垂直于转子的旋转轴。
[0034]图10为根据本发明的一个实施例的位移调整装置的部分剖视图。
[0035]图11至图12示出根据本发明的一个实施例的电压降传感器和间隙传感器保持构件的截面图。
[0036]图13为根据本发明的一个实施例的激光测量装置的透视图。
[0037]图14为描绘根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]下文参考其结合蒸汽涡轮机形式的涡轮机械的运行的应用描述本发明的至少一个实施例。虽然以蒸汽涡轮机形式说明了本发明的一些实施例,但是应理解,本教义同样适用于包括但不限于燃气涡轮机的其他涡轮机械。另外,下文参考标称大小并包括一组标称尺寸来描述本发明的至少一个实施例。所属领域的技术人员应明白,本发明同样适用于任何合适的涡轮机和/或发电机。另外,所属领域的技术人员应明白,本发明同样适用于标称大小和/或标称尺寸的各种比例。
[0039]如上文所指出,图1至图14描绘并且本发明的多个方面提供一种用于调整转子对定子间隙的系统和方法以及一种体现这种系统的多个方面的涡轮机械。
[0040]图1至图3示出根据本发明的实施例的涡轮机100 (在图2中标记)的不同方面。图1示出定子200的外壳的分解透视图,所述外壳包括定子上壳220和定子下壳240。定子上壳220包括定子上壳臂222 ;定子下壳240同样地包括定子下壳臂242。如图2中所示,定子200围绕转子120,所述转子120环绕定子200内的纵轴线250旋转。如所属领域已知,转子120可携带多个叶片140级(图3)。如图2中进一步示出,涡轮机100可进一步组装至底座110。
[0041 ] 可通过首先组装定子下壳240 (图2至图5)和底座110 (图2和图4至图5),随后组装转子120(图2至图5)来组装涡轮机100。这称为图4中所示的“无盖”条件,在所述条件下,定子下壳240和转子120已组装,但是定子上壳220尚未组装。此时,可测量转子120对定子下壳240的间隙,但是这些值并不直接表示完全组装的涡轮机(也就是在“有盖”条件下,参见图5)的值。定子上壳220可接着组装至定子下壳240 (也就是“有盖”条件,参见图5)。在一些涡轮机设计中,特别是在一些高中压涡轮机中,当在组装期间从无盖条件过渡到有盖条件时,用于涡轮机100的结构支撑从下壳臂242 (图1)转移至上壳臂222 (图I),并且定子的上壳220的重量增加。在更普遍情况下,当定子上壳220和定子下壳240在水平接缝230(图5)处通过螺栓连接在一起时,整个定子200结构(图1)变得坚固。归因于这些变化和其他变化,在有盖条件和无盖条件下,转子对定子间隙可因可能轻易不可预见的因素而不同。
[0042]如图6中所示,可提供现场间隙传感器系统270来用于在多个间隙测量点260或262 (图8)的每一个处确定转子120与定子200的内表面210之间的冷态间隙310。可在间隙测量点260处测量叶片140的尖端处或在间隙测量点262处测量喷嘴180的根部处的冷态间隙310。多个间隙测量点260、262中的每一个可设置在与每个其他间隙测量点260、262轴向间隔开的位置处。在各种实施例中,可提供两个到五个轴向间隔开的间隙测量点260、262。例如,在图8中所示的实施例中,提供三个轴向间隔开的间隙测量点260和一个间隙测量点262。
[0043]提供多个位移调整装置280 (图7、图9)来用于基于图6中所示且由现场间隙传感器系统270 (图6)确定的间隙310,使定子上壳220或定子下壳240中的一个的位置相对于底座110移位。在一些实施例中,多个位移调整装置280可设置在定子上壳220与定子下壳240 (图9)之间的水平接缝230处。具体而言,位移调整装置280可提供用于定子上壳220或定子下壳240的垂直移动。在定子上壳220或定子下壳240垂直地移位时,定子上壳220或定子下壳240可弹性变形以匹配转子120的安装位置。位移调整装置280可基本上与间隙测量点260、262轴向对准,但是在各种实施例中可能是不对准的。在例如间隙测量点260、262轴向定位在两个位移调整装置280之间的实施例中,可调整位移调整装置280,从而改变间隙测量点260、262处的间隙310 (图6)。在一些实施例中,位移调整装置280可为顶起螺丝(图10)、固定螺丝、固定器、液压缸或气压缸中的一个。在其他实施例中,位移调整装置280—旦处于其最终位置就可由例如环氧树脂(epoxy)或接合剂(cement)锁定,或在液压缸或气压缸的情况下,使用阀门来锁定位移调整装置280的位置。
[0044]返回参考图6,现场间隙传感器系统270可包括位于或靠近间隙测量点260、262(图8)中每一个的感测或测量装置。感测或测量装置的类型可部分取决于涡轮机100内靠近特定间隙测量点260、262的环境。
[0045]至少一个间隙传感器可插入到定子下壳240 (如图6中)或定子上壳220中,这样使得所述间隙传感器基本上与间隙测量点260(图8)轴向对准。在一个实施例中,电压降传感器300可用于测量跨越(across)电压降传感器300 (图11)的尖端302与转子叶片140(图3)的尖端之间的整个间隙310(图6)上的电压降。如图11中所
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