一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置，利用应变片感知主汽阀壳外壁的应变变化，并将应变值传输到应变计进行观测，用数据记录仪进行记录存储，寿命评估服务器对测量的应变信息进行实时处理，转换成主汽阀壳关键部位的应力信息。利用温度传感器和压力传感器感知主汽阀壳温度和压力的变化信息，并提供给寿命评估服务器进行实时计算主汽阀壳的温度场和应力场。综合主汽阀壳各应变片测量得到应力分布和计算得到应力场分布，并根据主汽阀壳材料的蠕变曲线和疲劳曲线得到频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳实时的寿命消耗率，以及主汽阀壳总体累积寿命消耗实时监控曲线。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种主汽阀壳寿命监控装置，特别涉及一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置。
技术介绍
：主汽阀是汽轮机的重要部件，是控制汽轮机进汽的重要开关。对于频繁启停联合循环汽轮机，主汽阀壳寿命管理关系机组安全性和经济性的关键技术之一。国内燃气轮机联合循环调峰机组，启停频繁，影响联合循环机组的服役寿命。调峰机组的可靠性要求更高，对机组配套的相关阀门的安全性要求也更高。金属因温度化不能自由伸缩而产生的应力，或金属本身温度不均匀使伸缩受制约而产生的应力，称为热应力。由于热应力是温度变化而产生的，所以也称温度应力或温差应力。部件工作时，它的尺寸将因温度变化而伸缩。若部件的伸缩不受任何限制，温度变化只能使其变形，而不致产生应力。若部件不能自由伸缩，将会在其内部产生应力。部件在受热或冷却时，若各部分温度不一致，变形将受制约。温度高的部分要膨胀伸长，温度低的部分则限制它的膨胀，结果在高温部位产生压应力。低温部位产生拉应力。随着汽轮机不断向大功率、高效率方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置，其特征在于，主汽阀包括主汽阀壳(1)，设置在主汽阀壳(1)上方的主汽阀盖(2)，通过阀座(7)和阀蝶(8)设置在主汽阀壳(1)内的阀杆(4)，焊接在主汽阀壳(1)侧壁上的主蒸汽进汽短接管(5)、主蒸汽出汽短接管(6)、阀座前疏水管(19)、阀座后输水管(20)和阀杆漏气短接管(21)，以及通过连接汽封管道(24)与阀杆漏气短接管(21)相连通的防止回流阀(25)；其中，主蒸汽进汽短接管(5)、主蒸汽出汽短接管(6)、阀座前疏水管(19)、阀座后输水管(20)以及连接汽封管道(24)上均设置有温度传感器(9)和压力传感器(10)，主汽阀壳(...

【技术特征摘要】
1.一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置，其特征
在于，主汽阀包括主汽阀壳(1)，设置在主汽阀壳(1)上方的主汽阀盖(2)，
通过阀座(7)和阀蝶(8)设置在主汽阀壳(1)内的阀杆(4)，焊接在主汽
阀壳(1)侧壁上的主蒸汽进汽短接管(5)、主蒸汽出汽短接管(6)、阀座前
疏水管(19)、阀座后输水管(20)和阀杆漏气短接管(21)，以及通过连接
汽封管道(24)与阀杆漏气短接管(21)相连通的防止回流阀(25)；其中，
主蒸汽进汽短接管(5)、主蒸汽出汽短接管(6)、阀座前疏水管(19)、
阀座后输水管(20)以及连接汽封管道(24)上均设置有温度传感器(9)和压
力传感器(10)，主汽阀壳(1)、主蒸汽进汽短接管(5)以及主蒸汽出汽短
接管(6)上均设置有耐高温应变片(11)，多个温度传感器(9)通过多通道
温度计(16)与多通道数据记录仪(17)的输入端相连，多个压力传感器(10)
通过多通道压力仪(14)与多通道数据记录仪(17)的输入端相连，多个耐高
温应变片(11)通过多通道应变计(15)与多通道数据记录仪(17)的输入端
相连，多通道数据记录仪(17)的输出端与主汽阀壳寿命监控系统(18)的输
入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于，主汽阀盖(2)通过阀盖螺栓(3)设置在主汽阀
壳(1)的上方。
3.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于，主蒸汽进汽短接管(5)焊接在主汽阀壳(1)侧
壁的上半部分，主蒸汽出汽短接管焊接(6)焊接在主汽阀壳(1)另一侧侧壁
的下半部分。
4.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于，在主汽阀壳(1)外壁上接近主蒸汽进汽短接管(5)
的附近设置耐高温应变片(11)，用于实时测量该部位的应变；在主汽阀壳(1)
外壁上接近主蒸汽出汽短接管(6)的附近设置耐高温应变片(1)，用于实时
测量该部位的应变；在主汽阀壳(1)外壁上接近阀座前疏水管(19)的附近设
置耐高温应变片(11)，用于实时测量该部位的应变；在主汽阀壳(1)外壁上
接近阀座后疏水管(20)的附近设置耐高温应变片(11)，用于实时测量该部
位的应变。
5.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于，在主汽阀壳(1)底部周向均布设置四个阀杆漏气
短接管(21)和四个连接汽封管道(24)，在主汽阀壳(1)外壁上接近阀杆漏
气短接管(21)的附近设置耐高温应变片(1)，用于实时测量该部位的应变。
6.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于：主汽阀壳(1)上的各个耐高温应变片(1)采用
耐高温导线(12)分别与多通道应变计(15)连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于，多通道数据记录仪(17)存储的数据传送到主汽
阀壳寿命监控系统(18)，进行处理并实时显示主汽阀壳(1)外部各个部位的
应变变化，应变变化率，各个部位的温度变化，压力变化，并绘制各部位应力
变化曲线进行直观展现。
8.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳
寿命监控装置，其特征在于，根据实时监测的主汽阀温度压力测点数据(27)，
并根据热传导方程 ρ c ∂ t ∂ τ = ∂ ∂ x ( λ ∂ t ∂ x ) + ∂ ∂ y ( λ ∂ t ∂ y ) + ∂ ∂ z ( λ ∂ t ∂ z ) + q , ]]>其中，x、y、z为空

\t间三维坐标，t是温度，τ为时间，ρ为密度，c为比热容，λ为导热系数，q热
源的发热率密度，采用有限元法计算主汽阀壳温度场(35)，进而根据热弹性
力学方程主汽阀壳应力场(36)，获得主汽阀壳应力的随时间的变化曲线；
其中，热弹性力学方程为：
ϵ x = 1 E [ σ x - v ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄叶明，肖俊峰，郑天艳，吴耀松，周玉宏，上官博，高松，于飞龙，
申请(专利权)人：浙江国华余姚燃气发电有限责任公司，西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33