涡轮机械及其间隙调整系统及调整方法_4

文档序号:8393447阅读:来源:国知局
当计算装置350包括多个计算装置时,每个计算装置上可能仅固定程序362的一部分(例如,一个或多个模块364、366)。然而,应理解,计算装置350和程序362仅表示可执行本说明书所描述的过程的各种可能的等效计算机系统。在此程度上,在其他实施例中,由计算装置350和程序362提供的功能可至少部分地由一个或多个计算装置实施,所述一个或多个计算装置包括具有或不具有程序代码的通用和/或专用硬件的任意组合,所述硬件包括但不限于用于定子对转子间隙的手持式测量装置。在每个实施例中,硬件和程序代码(如果包括)可分别使用标准工程设计技术和编程技术来创建。
[0059]当计算装置350包括多个计算装置时,所述计算装置可在任何类型的通信链路上通信。另外,当执行本说明书所描述的过程时,计算装置350可使用任何类型的通信链路与一个或多个其他计算机系统通信。在任一种情况下,通信链路可包括各种类型的有线和/或无线链路的任意组合;包括一个或多个类型网络的任意组合;和/或利用各种类型传输技术和协议的任意组合。
[0060]如所指出,计算装置350包括用于分析信号的间隙计算器模块364,所述信号由电压降传感器300和/或激光测量装置290提供。使用来自电压降传感器300的表示电压降的信号,或使用来自激光测量装置290的间隙310测量,间隙计算器模块364可计算冷态间隙 310。
[0061]冷态间隙310可在涡轮机100关机并冷却时测量。在其他实施例中,在间隙310的测量期间,转子120可例如使用风动发动机缓慢地旋转。这允许冷态间隙310将与转子120 (图3)上的各个径向延伸的叶片140的长度变化相关的任何间隙变化考虑在内。例如,转子120可以每分钟约0.25转至约8转(RPM)的速度旋转。
[0062]参考图14,还提供一种用于测量和调整完全组装的涡轮机中的转子对定子间隙的方法。
[0063]在步骤SI中,如上文参考图4所描述,可通过首先将定子下壳组装至底座,随后组装转子来组装所述涡轮机。定子上壳可接着附接至定子下壳,这样使得转子设置在定子内,并且环绕所述定子的纵轴线(图5)旋转。
[0064]在步骤S2中,如图14中所示,可使用现场间隙传感器系统在多个间隙测量点的每一个处确定转子上径向最外侧点与定子的内表面之间的冷态间隙。转子可使用风动发动机或其他装置例如以每分钟约0.25转至约8转(RPM)的速度缓慢地旋转,同时在多个间隙测量点处确定冷态间隙。间隙测量点的每一个可与每个其他间隙测量点轴向间隔开。如上文所讨论,在一些实施例中,涡轮机可包括例如两个到五个间隙测量点。
[0065]现场间隙传感器系统可包括插入到定子上壳或定子下壳中的至少一个电压降传感器,所述电压降传感器基本上与叶片的干燥或上游级以及间隙测量点对准。可定位电压降传感器,这样使得它们在涡轮机的最终运行期间可保持在适当的位置。现场间隙传感器系统可进一步包括激光测量装置,所述激光测量装置在另一个间隙测量点处可移除地附接至转子叶片的径向向外末端。具体而言,激光测量装置可附接至转子叶片,所述转子叶片为叶片的最终、潮湿级的一部分。激光测量装置可用于在定子上壳、转子和定子下壳组装在一起时测量转子叶片尖端与定子的内表面之间的有盖间隙。电压降传感器和激光测量装置可分别将电压降和测量数据传达给计算装置350,所述计算装置350包括如上所述的间隙计算器模块364。计算装置350可计算并且在一些实施例中可在显示器上显示所确定的冷态间隙。激光测量装置可以无线方式运行,并且可经由无线通信协议与如上文所讨论的计算装置通信。
[0066]在步骤S3中,可基于所述位置处先前确定的冷态间隙在多个间隙测量点的每一个处调整转子与定子之间的冷态间隙。在一些实施例中,可使用位移调整装置,使定子上壳或定子下壳相对于底座移位来执行调整。具体而言,定子外壳的相关部分可相对于底座垂直地移位。由于底座基本上是固定的,所以定子外壳的垂直位移导致定子外壳的弹性变形或扭曲,因为位移已被传递至所述定子外壳。实现定子上壳和/或定子下壳的形状的变化,以适应定子内转子的位置。
[0067]在调整转子与定子之间的冷态间隙之后,在步骤S4中,可在多个间隙测量点的每一个处重新确定冷态间隙,以确认所述冷态间隙是否在可接受的界限内。如果重新确定指示(indicate)冷态间隙不符合预先确定的阈值,那么可在多个间隙测量点的每一个处重新调整转子与定子之间的冷态间隙。可使用如先前所描述的位移调整装置执行重新调整,以使定子上壳或定子下壳中的一个或两者相对于底座移位。
[0068]在步骤S5中,在调整位移调整装置并且认为冷态间隙是可接受的之后,可锁定位移调整装置。在一些实施例中,位移调整装置可为顶起螺丝、固定螺丝或固定器中的一个,并且可应用环氧树脂或接合剂来锁定位移调整装置的位置。在其他实施例中,位移调整装置可为液压缸或气压缸,并且可关闭阀门来将位移调整装置锁定在适当的位置,从而防止任何其他、无意的位移调整。在步骤S6中,对冷态间隙进行最终调整之后可移除激光测量
>j-U ρ?α装直。
[0069]如先前所提及以及在本说明书中进一步讨论,用于调整涡轮机械冷态间隙的系统和方法具有使得能够测量和调整涡轮机械100中的转子120与定子200之间的冷态间隙310的技术效果。使用在多个间隙测量点260、262的每一个处确定的冷态间隙310,可识别对定子上壳220和/或定子下壳240的垂直位移的调整。对定子上壳220或定子下壳240上的点的垂直位移调整允许定子200外壳弹性变形和扭曲,以适应转子120的安装位置。这些测量和调整可在定子下壳240、转子120和定子上壳220的组装之后进行,从而避免对耗费时间和劳力的反复调整和重新安装的需要。应理解,图6中所示的各种部件的一些可独立、组合实施,和/或存储在存储器中以用于包括在计算装置350中的一个或多个单独计算
>j-U ρ?α装直。
[0070]如本说明书所使用,术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个元素与另一个元素区分开,并且术语“一个”和“一种”在本说明书中不表示数量的限制,而是表示存在至少一个参考项目。与数量结合使用的修饰语“约”包括规定值并且具有上下文所指定的含义(例如,包括与特定数量的测量相关联的误差度)。如本说明书所使用的后缀“(S) ”意图包括其所修饰的术语的单数形式和复数形式,从而包括一个或多个所述术语(例如,金属(S)包括一种或多种金属)。本说明书公开的范围具有包括性并且可独立组合(例如,“至多约6个或更具体而言约3个至约6个传感器”的范围包括端点值以及“约3个至约6个”范围的所有中间值等)。
[0071]虽然本说明书已描述各种实施例,但是根据说明书将了解,其中各种元件、变化或改进的组合可由所属领域的技术人员作出,并且在本发明的范围内。此外,可进行许多修改,以在不脱离本发明的基本范围的情况下使特定情况或材料适合于本发明的教义。因此,本发明并不意图受限于公开作为设想用于实施本发明的最佳模式的特定实施例,而是本发明将包括属于所附权利要求范围内的所有实施例。
【主权项】
1.一种涡轮机械,其特征在于,所述涡轮机械包括: 具有多个叶片级的转子; 围绕所述转子的定子,所述定子包括定子下壳和定子上壳; 现场间隙传感器系统,所述现场间隙传感器系统用于在多个间隙测量点中的每一个处确定所述转子与所述定子之间的冷态间隙,其中所述多个间隙测量点中的每一个设置在与每个其他间隙测量点轴向间隔开的位置处;以及 彼此轴向间隔开的多个位移调整装置,所述位移调整装置用于相对于底座并基于由所述现场间隙传感器系统确定的所述间隙使所述定子上壳或所述定子下壳中的一个的位置移位,从而调整所述转子与所述定子之间的所述冷态间隙。
2.根据权利要求1所述的涡轮机械,其特征在于,所述现场间隙传感器系统包括: 电压降传感器,所述电压降传感器在间隙测量点处插入
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