CN103382861A - 用于蒸汽涡轮的连续吹扫系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于蒸汽涡轮的连续吹扫系统。本申请提供了一种用于与蒸汽涡轮一起使用的连续吹扫系统。该连续吹扫系统可包括:定位在蒸汽涡轮周围的一个或多个压力传感器、与该一个或多个压力传感器连通的一个或多个压力线路,以及临界流喷嘴系统。该临界流喷嘴系统可包括与该一个或多个压力线路连通的一个或多个临界流喷嘴。

Description

用于蒸汽涡轮的连续吹扫系统
技术领域
本申请和所得的专利大体上涉及涡轮机,例如蒸汽涡轮,并且更具体而言涉及一种连续吹扫系统,其用以使水保持在定位于蒸汽涡轮等周围的压力传感器线路之外。
背景技术
压力损失可通过测量在负载条件下操作的蒸汽涡轮的各个级的压力而确定。这些压力损失可确定涡轮效率、指示压缩机叶片端部侵蚀,和/或与其他类型的操作参数相关。考虑到这种情况,多个压力传感器可定位在蒸汽涡轮的级周围以向操作者提供足够的反馈以便做出相应的反应。
然而,蒸汽可凝结成水并聚集在与压力传感器相关联的压力线路内。由于压力波动,由于线路中的泄漏,和/或由于其他原因,蒸汽可经由管开口处的蒸汽和空气的扩散进入线路内。压力线路中的水可导致压力读数不准确。因而,可使用吹扫空气来吹扫压力线路。这样的吹扫可花费大量时间并可需要大量气流。然而,使用过多空气可使冷凝器的操作不稳定。此外,必须在压力测量期间和所分配的校正时间内关闭吹扫空气。
因此,需要改进的空气吹扫系统以用于与诸如蒸汽涡轮等这样的涡轮机一起使用。这样的改进的空气吹扫系统可在相当长时间内充分保持蒸汽涡轮的压力线路没有水,以用于使压力传感器以可重复的方式提供精确的压力测量。
发明内容
本申请和所得的专利因此提供了一种用于与蒸汽涡轮一起使用的连续吹扫系统。该连续吹扫系统可包括:定位在蒸汽涡轮周围的一个或多个压力传感器、与该一个或多个压力传感器连通的一个或多个压力线路,以及临界流喷嘴系统。该临界流喷嘴系统可包括与该一个或多个压力线路连通的一个或多个临界流喷嘴。
本申请和所得的专利还可提供了一种防止水进入定位在蒸汽涡轮周围的多个压力线路以及压力传感器的方法。该方法可包括下列步骤:利用吹扫空气源吹扫压力线路,停止该吹扫空气源,利用压力传感器测量蒸汽涡轮内的压力,以及,在进行测量步骤时使连续吹扫空气流流过。该流过步骤可包括使该连续吹扫空气流过临界流喷嘴。
本申请和所得的专利还提供了一种用于与蒸汽涡轮一起使用的连续吹扫系统。该连续吹扫系统可包括定位在蒸汽涡轮周围的多个压力传感器以及多个临界流喷嘴。压力传感器可与压力线路连通。临界流喷嘴可与连续吹扫空气流和压力线路连通。
一种用于与蒸汽涡轮一起使用的连续吹扫系统,包括:
定位在所述蒸汽涡轮周围的一个或多个压力传感器;
与所述一个或多个压力传感器连通的一个或多个压力线路;和
临界流喷嘴系统;
所述临界流喷嘴系统包括与所述一个或多个压力线路连通的一个或多个临界流喷嘴。
在另一个实施例中,还包括与所述一个或多个压力线路连通的吹扫和测量系统。
在另一个实施例中,所述吹扫和测量系统包括带有与所述一个或多个压力线路连通的吹扫空气流的吹扫源。
在另一个实施例中,所述吹扫和测量系统包括机柜。
在另一个实施例中,还包括与所述一个或多个压力传感器连通的一个或多个压力换能器。
在另一个实施例中,所述一个或多个临界流喷嘴在其中包括孔。
在另一个实施例中,所述孔包括大约两(2)微米至大约十(10)微米的直径。
在另一个实施例中,所述临界流喷嘴系统包括一个或多个喷嘴线路,所述一个或多个喷嘴线路与所述一个或多个临界流喷嘴和所述一个或多个压力线路连通。
在另一个实施例中,所述一个或多个喷嘴线路和所述一个或多个压力线路在T形接头处相交。
在另一个实施例中,所述一个或多个喷嘴线路在其上包括流量控制阀。
在另一个实施例中,所述临界流喷嘴系统在其中包括带有与所述一个或多个临界流喷嘴连通的连续吹扫空气流的连续吹扫源。
在另一个实施例中,所述临界流喷嘴系统包括喷嘴块,所述喷嘴块在其中带有所述一个或多个临界流喷嘴。
在另一个实施例中,所述一个或多个压力线路定位在所述蒸汽涡轮的多个级周围。
一种防止水进入定位在蒸汽涡轮周围的多个压力线路和压力传感器的方法,包括:
利用吹扫空气源吹扫所述压力线路;
停止所述吹扫空气源;
利用所述压力传感器测量所述蒸汽涡轮内的压力;以及
在进行所述测量步骤时使连续吹扫空气流流过。
在另一个实施例中,所述流过步骤包括使连续吹扫空气流过临界流喷嘴。
一种用于与蒸汽涡轮一起使用的连续吹扫系统,包括:
定位在所述蒸汽涡轮周围的多个压力传感器;
所述多个压力传感器与多个压力线路连通;
多个临界流喷嘴;
所述多个临界流喷嘴与连续吹扫空气流以及所述多个压力线路连通。
在另一个实施例中,所述多个压力传感器与多个压力换能器连通。
在另一个实施例中,所述多个临界流喷嘴各自在其中包括孔。
在另一个实施例中,所述孔包括大约两(2)微米至大约十(10)微米的直径。
在另一个实施例中,所述多个临界流喷嘴与所述多个喷嘴线路连通,所述多个喷嘴线路又与所述多个压力线路连通。
对本领域普通技术人员而言,当结合若干附图和所附权利要求来回顾下面的详细描述时,本申请和所得的专利的这些与其他特征和改进将变得显而易见。
附图说明
图1是蒸汽涡轮的示意图。
图2是可如本文中所述的一种连续吹扫系统的示意图。
图3是可与图2的连续吹扫系统一起使用的临界流喷嘴的示意图。
图4是可如本文中所述的连续吹扫系统的一个备选实施例的示意图。
项目清单
10蒸汽涡轮
15第一区段
20第二区段
25壳体
30上半部
35下半部
40转子
45轴承
50密封件
55中间区段
60蒸汽入口
65分流器
70蒸汽
100连续吹扫系统
110蒸汽涡轮
120吹扫和测量系统
130压力传感器
140压力线路
150机柜
160压力换能器
170吹扫源
180吹扫空气
200临界流喷嘴系统
210临界流喷嘴
215喷嘴线路
220T形接头
230流量控制阀
240喷嘴块
250连续吹扫源
260连续吹扫空气
270孔
300连续吹扫系统。
具体实施方式
现在参照附图,其中相同标号表示贯穿多个视图的相同元件,图1是蒸汽涡轮10的一个示例的示意图。该蒸汽涡轮10可包括第一区段15和第二区段20。区段15、20可为高压区段、中压区段和/或低压区段。每个区段15、20可在其中具有多个级。可将外壳或壳体25沿轴向分别分成上半区段30和下半区段35。转子40可延伸穿过壳体25,并且可由多个轴颈轴承45支撑。多个密封件50还可在端部周围或其他地方围绕转子40。中间区段55可包括一个或多个蒸汽入口60。分流器65可在区段15、20之间延伸以便分开通过其中的进入的蒸汽流70。
在使用中,蒸汽流70通过蒸汽入口60并进入区段15、20,使得可通过其中的级从蒸汽获取机械功以便使转子40旋转。蒸汽流70然后可离开区段15、20以用于进一步处理,等等。本文所描述的蒸汽涡轮10仅仅用于示例的目的。也可在本文中使用成许多其它配置和带有许多其他或不同的构件的蒸汽涡轮和/或其它类型的涡轮机。
图2显示了可如本文中所述的一种连续吹扫系统100的示例。该连续吹扫系统100可与蒸汽涡轮110一起使用。蒸汽涡轮110可为类似于上面描述的蒸汽涡轮10和/或可包括其它类型的涡轮机,等等。本文中可使用任何类型的蒸汽涡轮110。还可在本文中使用成不同配置的多个蒸汽涡轮110。
连续吹扫系统100可包括与蒸汽涡轮110连通的吹扫和测量系统120。该吹扫和测量系统120可包括多个压力传感器130,压力传感器130定位在蒸汽涡轮110周围以用于测量其中不同位置处的压力。压力传感器130可为压阻式传感器等。本文中可使用其他类型的传感器。压力传感器130可通过多个压力线路140连接。压力线路140可为具有任何长度或直径的任何类型的标准空气管,等等。
压力线路140可通向一个或多个吹扫和测量机柜150。该吹扫和测量机柜150可具有任何大小、形状或配置。该吹扫和测量机柜150可在其中包括与压力传感器130连通的一个或多个压力换能器160。本文中可使用其它类型的测量系统。该吹扫和测量机柜150还可与吹扫源170连通。吹扫源170提供吹扫空气流180至压力线路140。吹扫空气180可包括空气、氮气等。本文中可使用其他构件和其他配置。
因此,吹扫和测量系统120经由压力传感器130和压力换能器160测量蒸汽涡轮110内的压力。该压力和测量系统120还提供吹扫空气流180至压力线路140以清除压力线路140中的水。该吹扫和测量系统120可被固定就位或可移动。吹扫和测量系统120的一个示例由华盛顿州利伯蒂湖的Scanivalve公司销售,包括但不限于DSA3218型等。本文中可使用其它类型的吹扫和测量系统。
连续吹扫系统100还可包括带有多个临界流喷嘴210的临界流喷嘴系统200。如图2和图3中示出的那样,临界流喷嘴210可经由在T形接头220处相交的喷嘴线路215而定位在每个压力线路140上。喷嘴线路215可具有任何长度或直径。同样,T形接头220可具有任何配置,并且本文中可使用其它类型的连接。流量控制阀230可定位在每个喷嘴线路215上。流量控制阀230可为任何类型的开/关喷嘴。(流量控制阀230仅仅在需要能使连续吹扫系统100开启和关闭时是必需的。)临界流喷嘴210可被定位在喷嘴块240或其他类型的支撑结构内。喷嘴块240可具有任何大小、形状或配置。喷嘴块240内的临界流喷嘴200可与带有连续吹扫空气流260的连续吹扫源250连通。连续吹扫源250可与吹扫源170相同或不同。此外,如果涡轮压力远低于大气,也可使用周围空气。还可使用一个或多个过滤器以确保清洁的吹扫源。本文中可使用其他构件和其他配置。
图3示出连续流喷嘴200的一个示例。该连续流喷嘴200可具有定位在其中的内部孔270。孔270可在直径上成形为大小近似为大约两(2)微米到大约十(10)微米左右,但是,本文中可使用任何大小。给定更大的上游压力,连续流喷嘴200可穿过内部孔270提供基本恒定的流。因此,只需要连续吹扫空气260的质量流率相对较小以确保水不会聚集在压力线路140内。因此,连续吹扫空气流180对蒸汽涡轮110的操作可具有可忽略的影响。本文中也可使用其它构件和其他配置。
在使用中,连续吹扫系统100可以普通方式使用吹扫和测量系统120以吹扫压力线路140。在吹扫和测量系统120在使用中时,连续吹扫系统100可保持临界流喷嘴系统200的流量控制阀230关闭。然后可停止吹扫空气流180,并且压力测量可从压力传感器130和压力换能器160或其他类型的数据收集装置开始。在一定量的时间过去之后并且仍在收集数据时,可打开临界流喷嘴系统200的流量控制阀230。临界流喷嘴200可提供连续吹扫空气流260至压力线路140,以便在测量工作仍在进行时防止水进入其中。临界流喷嘴系统200的流量控制阀230可在测试完成时或在完成之前的某一点关闭。临界流喷嘴系统200也可间歇地操作。可在本文中提供在任何其他方面带有不同的方法步骤的其它方法。
因此,由压力传感器130测得的压力将包括实际涡轮压力加上驱动该连续吹扫空气流260的微小质量流所需的压位差。因为该质量流率可相对较小并且恒定,所以该压位差可忽略不计和/或可校正。换言之,可使用恰好足够的连续吹扫空气流260以在测量期间保持水在压力线路140之外,但不足以对测量具有影响和/或影响可为已知和可适应的。
因此,该连续吹扫系统100提高整体涡轮机操作稳定性。该连续吹扫系统100提供经由吹扫和测量系统120的常规吹扫和/或经由临界流喷嘴系统200的连续吹扫的使用。此外,可更快速和更精确地得到压力测量。因此,可大大缩短公知的冗长的吹扫周期。特别而言,可在本文中提供更快的测试运行、不那么复杂的仪器设置,以及改善的数据品质。
图4显示了可如本文中所述的连续吹扫系统300的又一个示例。在该示例中,移除了吹扫和测量系统120,并且可仅使用临界流喷嘴系统200。考虑到这种情况,可将压力换能器160移动至喷嘴块240或其他地方。因此,连续吹扫系统300可连续地提供吹扫空气流260至压力线路140。本文中可使用其他构件和其他配置。
应当显而易见的是,上述内容仅涉及该申请和所得的专利的某些实施例。在不脱离由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的大体精神和范围的情形下,许多修改和变型可由本领域普通技术人员在其中做出。

Claims (10)

1.一种用于与蒸汽涡轮一起使用的连续吹扫系统,包括:
定位在所述蒸汽涡轮周围的一个或多个压力传感器;
与所述一个或多个压力传感器连通的一个或多个压力线路;和
临界流喷嘴系统;
所述临界流喷嘴系统包括与所述一个或多个压力线路连通的一个或多个临界流喷嘴。
2.根据权利要求1所述的连续吹扫系统,其特征在于,还包括与所述一个或多个压力线路连通的吹扫和测量系统。
3.根据权利要求2所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述吹扫和测量系统包括带有与所述一个或多个压力线路连通的吹扫空气流的吹扫源。
4.根据权利要求2所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述吹扫和测量系统包括机柜。
5.根据权利要求1所述的连续吹扫系统,其特征在于,还包括与所述一个或多个压力传感器连通的一个或多个压力换能器。
6.根据权利要求1所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述一个或多个临界流喷嘴在其中包括孔。
7.根据权利要求6所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述孔包括大约两(2)微米至大约十(10)微米的直径。
8.根据权利要求1所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述临界流喷嘴系统包括一个或多个喷嘴线路,所述一个或多个喷嘴线路与所述一个或多个临界流喷嘴和所述一个或多个压力线路连通。
9.根据权利要求8所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述一个或多个喷嘴线路和所述一个或多个压力线路在T形接头处相交。
10.根据权利要求8所述的连续吹扫系统,其特征在于,所述一个或多个喷嘴线路在其上包括流量控制阀。
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