用于将传感器组件可移除地插入压缩机壳体中的系统和方法技术方案

本发明专利技术题为“用于将传感器组件可移除地插入压缩机壳体中的系统和方法”。本文提供了一种用于气体涡轮引擎(11)的测量系统(13)。该测量系统(13)包括传感器组件(48)。该测量系统(13)还包括联接到传感器组件(48)的多个传感器(64)。该传感器组件(48)被配置为可移除地插入由嵌入在气体涡轮引擎(11)的压缩机壳体(42)的内径内的周向轨道(44、52、54)限定的空间内，而不必拆卸压缩机壳体(42)。

【技术实现步骤摘要】
用于将传感器组件可移除地插入压缩机壳体中的系统和方法
技术介绍
本文所公开的主题涉及气体涡轮系统，并且更具体地涉及用于将传感器组件可移除地插入气体涡轮系统的壳体中的系统和方法。气体涡轮用于为各种应用发电。通常，在利用这些气体涡轮(例如，在发电站中)之前对其进行测试和验证。有效的测试和验证可以提高气体涡轮以及发电站的效率和生产率。有时，测量系统可以侵入性地联接到气体涡轮，这需要拆卸涡轮以联接测量系统和/或在壳体中引入孔以用于传感器。此外，移除测量系统还可能需要拆卸壳体和/或关闭气体涡轮。因此，对气体涡轮的测试和验证可能是耗时且昂贵的，并且可能有损坏气体涡轮引擎的风险。
技术实现思路
下面概述了与最初要求保护的主题的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施方案仅旨在提供主题的可能形式的简要概述。实际上，主题可以包括可以与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。在一个实施方案中，提供了一种用于气体涡轮引擎的测量系统。该测量系统包括传感器组件。该测量系统还包括联接到传感器组件的多个传感器。该传感器组件被配置为可移除地插入由嵌入气体涡轮引擎的壳体的内径内的周向轨道限定的空间内，而不必拆卸壳体。在另一个实施方案中，提供了一种系统。该系统包括气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括压缩机，该压缩机包括具有内径的压缩机壳体、在压缩机下游的燃烧器以及在燃烧器下游的涡轮。该气体涡轮引擎还包括嵌入在压缩机壳体的内径内的周向轨道，其中该周向轨道相对于气体涡轮引擎的纵向轴线在周向方向上围绕压缩机壳体的内径的至少一部分延伸。该系统还包括测量系统。该测量系统包括传感器组件，该传感器组件包括联接到传感器组件的多个传感器。传感器组件被配置为可移除地插入周向轨道内，而不必拆卸压缩机壳体。在另一个实施方案中，提供了一种方法。该方法包括将具有多个传感器的传感器组件插入由嵌入气体涡轮引擎的压缩机壳体的内径内的周向轨道形成的腔体中，而不必拆卸压缩机壳体。该方法还包括经由多个传感器获取基线数据以用于独立于用于气体涡轮引擎的控制系统来验证气体涡轮引擎的操作。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本主题的这些和其他特征、方面和优点，其中在整个附图中相同的字符表示相同的部分，其中：图1是具有可移除空气力学测量系统的涡轮系统的实施方案的框图；图2是具有可移除空气力学测量系统的如图1所示的涡轮系统的实施方案的横截面侧视图；图3是具有多个周向轨道的用于气体涡轮引擎的壳体(例如，压缩机壳体)的一部分的内表面的实施方案的透视图；图4是在图3的线4-4内截取的嵌入壳体内表面的周向轨道的一部分的实施方案的透视图；图5是设置在由周向轨道限定的腔体内的传感器组件的实施方案的顶部示意图；图6是图1的测量系统的实施方案的示意图，该测量系统被插入由周向轨道和壳体的内表面限定的腔体中；图7是联接到由周向轨道和壳体的内表面限定的腔体的端口的实施方案的示意图；图8是利用图1的测量系统的方法的实施方案的流程图；图9是联接到导向管的传感器插座的实施方案的示意图；图10是联接到电缆的一部分的传感器的实施方案的示意图；图11是联接到电缆的图10的传感器的实施方案的示意图；图12是联接在图9的传感器插座内的图10中的传感器的示意图；图13是用于传感器的导向管的实施方案的示意图，该导向管从端口延伸到周向轨道与壳体的内表面之间的腔体中；并且图14是从端口延伸的图13的导向管的实施方案的示意图。具体实施方式下面将描述一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。当介绍本公开的各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。本公开的实施方案包括用于验证气体涡轮引擎的操作的测量系统(例如，空气力学测量系统)。测量系统可包括传感器组件(例如，线绳、管或链)，多个传感器联接到该传感器组件。传感器组件被配置为插入嵌入在气体涡轮引擎的壳体(例如，压缩机壳体)的内径内的周向轨道内。具体地，传感器组件被插入限定在壳体的内径和周向轨道之间的空间或腔体内。该周向轨道相对于气体涡轮引擎的纵向轴线在周向方向上延伸。传感器组件被配置为在无需拆卸壳体和/或停机的情况下经由单个端口插入和/或移除，该单个端口联接到由周向轨道形成的空间或腔体并与该空间或腔体连通。测量系统可独立于用于气体涡轮引擎的控制系统来采集验证数据(例如，与气体涡轮引擎的一个或多个操作参数相关联的数据)。此外，由测量系统采集的数据可以在从壳体移除传感器组件之后采集，从而避免使用滑环或遥测。该测量系统可快速地进行部署。此外，测量系统被配置为与不同尺寸和来自不同制造商的气体涡轮引擎一起使用。转到附图，图1是具有气体涡轮引擎11的涡轮系统10的实施方案的框图。作为参考，气体涡轮引擎11可在轴向方向30(例如，相对于气体涡轮引擎11的纵向轴线36，参见图2)、朝向或远离纵向轴线36的径向方向32以及围绕纵向轴线36的周向方向34上延伸。如下文所详述，所公开的涡轮系统10采用可移除测量系统13(例如，空气动力学测量系统)。测量系统13可包括传感器组件(线绳或管或链)，多个传感器联接到该传感器组件，该传感器测量用于在验证气体涡轮引擎11的操作中提供基线数据的各种操作参数。测量系统13独立于用于气体涡轮引擎11的控制系统操作。在某些实施方案中，测量系统11可联接到气体涡轮引擎11的控制系统，以实现实时监测和/或控制。传感器组件可以可移除地且快速地插入由嵌入气体涡轮引擎11的壳体(例如，压缩机壳体)的内表面或直径内的周向轨道限定的空间或腔体内。周向轨道相对于气体涡轮引擎11的纵向轴线36在周向方向34上延伸。在某些实施方案中(如图3所示)，壳体可包括在轴向方向30上彼此间隔开的多个周向轨道。传感器组件可在周向轨道中的任一个中利用。在某些实施方案中，测量系统13可包括各自具有多个传感器的多个传感器组件，其中传感器组件可插入到多个周向轨道中。传感器的数目可在数十至数百至数千个传感器的范围内。传感器中的至少一些可采用光学器件和/或光纤。由传感器测量的操作参数可包括叶尖定时(例如，针对位移、应力、频率等)、叶尖间隙、温度、动压、静压、转子振动、失速检测和转子速度。传感器可以获取数据，并且一旦从周向轨道移除传感器组件，就可以从传感器采集数据，从而避免需要滑环或遥测。在某本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气体涡轮引擎(11)的测量系统(13)，包括：/n传感器组件(48)；和/n多个传感器(64)，所述多个传感器联接到所述传感器组件(48)，其中所述传感器组件(48)被配置为可移除地插入由嵌入在所述气体涡轮引擎(11)的壳体(42)的内径内的周向轨道(52、54)限定的空间内，而不必拆卸所述壳体(42)。/n

【技术特征摘要】
20191030 US 16/668,6021.一种用于气体涡轮引擎(11)的测量系统(13)，包括：
传感器组件(48)；和
多个传感器(64)，所述多个传感器联接到所述传感器组件(48)，其中所述传感器组件(48)被配置为可移除地插入由嵌入在所述气体涡轮引擎(11)的壳体(42)的内径内的周向轨道(52、54)限定的空间内，而不必拆卸所述壳体(42)。


2.根据权利要求1所述的测量系统(13)，其中所述传感器组件(48)被配置为经由联接到所述周向轨道(44、52、54)的单个端口(72)插入所述壳体(42)中和从所述壳体(42)移除。


3.根据权利要求1所述的测量系统(13)，其中所述测量系统(13)被配置为获取基线数据以用于验证所述气体涡轮引擎(11)的操作。


4.根据权利要求3所述的测量系统(13)，其中所述测量系统(13)被配置为使得在从所述壳体(42)移除所述传感器组件(48)之后从所述多个传感器(64)采集所述基线数据。


5.根据权利要求1所述的测量系统(13)，其中所述测量系统(13)被配置为独立于所述气体涡轮引擎(11)的控制系统操作。


6.根据权利要求1所述的测量系统(13)，其中所述传感器组件(48)被配置为相对于所述气体涡轮引擎(11)的纵向轴线(36)在由所述周向轨道(44、52、54)限定的所述空间内沿所述壳体(42)的至少一部分周向(34)延伸。


7.根据权利要求1所述的测量系统(13)，其中所述多个传感器(64)中的每个传感器(64)在空间上被布置成使得每个传感器(64)被配置为当所述传感器组件(48)插入所述空间内时与所述周向轨道(44、52、54)上面向由所述壳体(42)限定的内部的多个开口(56)中的相应开口(56)对准。


8.根据权利要求1所述的测量系统(13)，其中所述壳体(42)包括压缩机壳体。


9.一种系统，包括：
气体涡轮引擎(11)，所述气体涡轮引擎包括：
压缩机(24)，所述压缩机包括具有内径的压缩机壳体(42)；
燃烧器(16)，所述燃烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·克莱默·施莱夫，安德鲁·大卫·埃利斯，罗伯特·大卫·琼斯，斯蒂芬·保罗·瓦辛格，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US