专利名称：用于发电系统内的故障检测的热测量系统的制作方法
技术领域：
本发明公开的主题涉及用于发电系统内的故障检测的热测量系统。
背景技术：
某些发电系统包括燃气涡轮发动机，其构造成燃烧燃料与压缩空气的混合物以产生热的燃烧气体。燃烧气体可流经涡轮以产生用于负载(例如发电机)的功率。为了提高效率，某些发电系统采用热回收蒸汽发生器(HRSG)来从涡轮排出的热的燃烧气体中捕获能量。通常，HRSG在与废气的流交叉(例如大致垂直)的方向上使流体(诸如水)输送通过多个管道。随着废气流过管道，热从废气传到水，从而产生蒸汽。蒸汽然后被引导通过蒸汽涡轮以产生旋转运动，从而驱动负载(例如发电机)。某些HRSG包括具有翼片(fin)的管道，翼片构造成增加废气与通过管道的水流之间的传热。令人遗憾的是，翼片与管道的分离可降低HRSG效率。另外，如果排出流的一部分比预期的更热，则某些管道可能经历过度的蒸汽压力，从而导致某些HRSG构件的过早磨损。此外，某些发电系统包括开关设备，其构造成调节各电气系统的操作，例如来自燃气涡轮发动机的发电机和/或电起动马达的电输出。由于经过开关设备的高电压和安培数，典型地在启动发电系统之前利用红外摄像机扫描开关设备。例如，技术员可打开开关设备的每个电气罩壳，并且然后将红外相机对准每个罩壳的内部以确保温度在预期限度内。 因为过度的温度可指示开关设备内的电短路或松动连接，所以，如果检测到过度的温度可采取校正措施。令人遗憾的是，手动扫描开关设备的过程昂贵并且耗时，从而增加了发电系统的操作成本。另外，某些发电系统包括发电机升压变压器(GSU)以使发电机电压增大到对于电力传输的预期水平。GSU经由电连接(例如分相母线)而电联接至发电机。通常，分相母线包括三个电气管道，其构造成将由发电机输出的三相功率的每个相单独地传输至GSU。分相母线的每个电气管道典型地包括布置在罩壳内的电导体组件。电导体组件通过一系列绝缘体与罩壳电绝缘，一系列绝缘体还用于支撑罩壳内的电导体组件。例如，电导体组件包括由紧固件彼此联接的一系列导体。应当理解，电导体可随着时间彼此分离，从而在导体之间的接合处发热。因此，可显著降低分相母线的功率传输效率，从而降低发电系统的效率。
发明内容
下面概述与最初要求保护的发明的范围一致的某些实施例。这些实施例不意图限制所要求保护的发明的范围，相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。 实际上，本发明可包括可类似于或不同于下面所述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括辐射传感器，其构造成使视场朝向热回收蒸汽发生器内的管道，并且输出指示该管道的温度的信号。该系统还包括控制器，其可通信地联接至辐射传感器。控制器构造成基于该信号确定温度，并将该温度与阈值进行比较。在第二实施例中，一种系统包括辐射传感器，其构造成使视场朝向包含多个构件的电气罩壳的内部，并且输出指示电气罩壳的内部的温度的信号。该系统还包括控制器，其可通信地联接至辐射传感器。控制器构造成基于该信号检测构件中的电气故障。在第三实施例中，一种系统包括辐射传感器，其构造成使视场朝向包括多个电导体之间的至少一个接合处的区域，并且输出指示该区域的温度的信号。该系统还包括控制器，其可通信地联接至辐射传感器。该控制器构造成基于该信号检测在该至少一个接合处的电导体的分离。
当参考附图来阅读下述详细描述时，本发明的这些与其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中图1是联合循环发电系统的一个实施例的示意图，该系统具有燃气涡轮、HRSG、开关设备、分相母线和热测量系统，热测量系统构造成检测HRSG、开关设备和分相母线内的温度；图2是朝向HRSG内的流体管道的热测量系统的一个实施例的示意图；图3是朝向HRSG的在流体管道上游的截面的热测量系统的一个实施例的示意图；图4是朝向开关设备内部的热测量系统的实施例的示意图；以及，图5是朝向分相母线的管道内的两个电导体之间的接合处的热测量系统的一个实施例的示意图。项目清单
10发电系统12燃气涡轮发动机14燃烧器16涡轮18轴20压缩机22发电机24开关设备26分相母线28发电机升压变压器30配电网
权利要求
1.一种系统(10)，包括辐射传感器(66)，所述辐射传感器(66)构造成使视场(90)朝向热回收蒸汽发生器 (HRSG) (34)内的管道(74)，并且输出指示所述管道(74)的温度的信号；以及控制器(68)，所述控制器(68)可通信地联接至所述辐射传感器(66)，其中，所述控制器(6 构造成基于所述信号确定温度，并且将所述温度与阈值进行比较。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述辐射传感器(66)包括热电堆。
3.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述阈值指示所述管道(74)的最大预期操作温度。
4.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述阈值指示所述管道(74)内的流体泄漏。
5.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述系统(10)包括联接至所述管道 (74)的多个翼片(76)。
6.根据权利要求5所述的系统(10)，其特征在于，所述阈值指示至少一个翼片(76)与所述管道(74)的至少部分分离。
7.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述辐射传感器(66)构造成检测具有红外光谱内的波长的热辐射。
8.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述视场(90)朝向到所述HRSG(34) 中的观察口(82)，并且所述观察口(8 对于由所述辐射传感器(66)测量的波长基本上透明。
9.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述辐射传感器(66)包括多个热电堆元件(114)，并且所述辐射传感器(66)构造成输出指示所述管道(74)的多维温度分布的信号。
10.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述系统(10)包括光学聚焦装置 (86，88)，所述光学聚焦装置(86，88)构造成将由所述管道(74)发出的热辐射聚焦到所述辐射传感器(66)上。
全文摘要
本发明涉及一种用于发电系统内的故障检测的热测量系统。具体而言，一种系统(10)包括辐射传感器(66)，该辐射传感器(66)构造成使视场(90)朝向热回收蒸汽发生器(34)内的管道(74)，并且输出指示该管道(74)的温度的信号。该系统(10)还包括控制器(68)，该控制器(68)可通信地联接至辐射传感器(66)。该控制器(68)构造成基于该信号确定温度，并将该温度与阈值进行比较。
文档编号G01J5/12GK102419210SQ201110230190
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者A·安萨里, E·J·考夫曼, R·J·奇拉 申请人:通用电气公司