CN111059976A - 一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法 - Google Patents

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李祥奎
刘竹鹏
于新娜
杨淦
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童益华
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Abstract

本发明涉及核电厂汽轮机技术领域，具体公开了一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，包括以下步骤：步骤1：测量汽轮机初始状态值；步骤2：操作汽轮机使其温度发生改变；步骤3：测量汽轮机当前状态值；步骤4：计算汽轮机胀差变化值；步骤5：计算不同测量点之间胀差差异值；步骤6：计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值；步骤7：比较汽轮机胀差传感器测量点处的胀差变化值与汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值，判断汽轮机胀差测量值是否存在误差。本发明方法不受汽轮机运行状态影响，可在汽轮机启停机、升降功率等多种工况下，进行胀差值的误差判断。

Description

一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法
技术领域
本发明属于核电厂汽轮机技术领域，具体涉及一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法。
背景技术
当汽轮机启动加热或停运冷却或负荷发生变化时，汽缸和转子都会产生热膨胀或冷却收缩。由于汽缸和转子受热表面积、质量、传热系数有差异，故汽缸与转子之间存在膨胀差，简称为胀差。一般规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。无论是正胀差还是负胀差，当胀差超过规定值时，就会使汽轮机动静部件的轴向间隙消失，发生动静摩擦，引起汽轮机组振动增大，甚至叶片断裂、大轴弯曲等严重事故。
某核电厂每台汽轮机设计一个胀差传感器，每次汽轮机大修后，都直接将汽轮机胀差传感器初始值设置为“0”。但因该类型汽轮机高中压缸重量较重，且采用上猫爪结构支撑在轴承箱上，缸体膨胀或收缩过程因与轴承箱摩擦力较大容易卡涩，故直接将缸体冷态下胀差传感器初始值定为“0”并不准确。另外，由于胀差传感器安装在前轴承箱盖顶部，润滑油主油泵设计在前轴承箱里面，机组运行过程时前轴承箱盖会随着主油泵的运转而振动，从而带动胀差传感器振动，使胀差测量值波动甚至失真。由于传统的胀差传感器零点标定及测量方法准确度不足，导致汽轮机在运行过程中，多次产生胀差大报警故障，降低了汽轮机的可靠性，影响了系统和机组的安全可靠运行。
因此，设计一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，对设备和机组的安全、可靠运行至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，能够准确判断汽轮机胀差传感器测量所带来的误差。
本发明的技术方案如下：
一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，包括以下步骤：
步骤1：测量汽轮机初始状态值；
步骤2：操作汽轮机使其温度发生改变；
步骤3：测量汽轮机当前状态值；
步骤4：计算汽轮机胀差变化值；
步骤5：计算不同测量点之间胀差差异值；
步骤6：计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值；
步骤7：比较汽轮机胀差传感器测量点处的胀差变化值与汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值，判断汽轮机胀差测量值是否存在误差。
步骤1中，在汽轮机的前端分别选取两个不同位置，作为汽轮机胀差机械测量点和汽轮机胀差传感器测量点，用于测量不同位置处转子凸肩凸出汽缸端面的宽度值；其中，汽轮机胀差机械测量点与汽轮机胀差传感器测量点之间沿轴向存在位置差；
通过平直尺测量汽轮机胀差机械测量点处的宽度值，作为汽轮机胀差机械初始值，记为a0；通过读取位于汽轮机胀差传感器测量点处的胀差传感器数值，作为汽轮机胀差传感器初始值，记为b0；记录汽轮机汽缸温度传感器初始值，记为T0。
步骤2中，对汽轮机进行的操作包括会使汽轮机汽缸温度变化的各种操作。
步骤2中，对汽轮机进行的操作为汽轮机启停、汽轮机升降功率。
步骤3中，在汽轮机温度发生变化后，通过平直尺测量当前状态下汽轮机机械胀差值，记为an；读取当前状态下汽轮机胀差传感器测量值，记为bn；读取当前状态下汽轮机汽缸温度传感器测量值，记为Tn。
步骤4中，计算汽轮机胀差机械测量点处的胀差变化值Δa，Δa＝an-a0；
计算汽轮机胀差传感器测量点处的胀差变化值ΔX，ΔX＝bn-b0。
步骤5中，计算汽轮机汽缸温度传感器变化值ΔT，ΔT＝Tn-T0；
计算汽轮机胀差机械测量点与汽轮机胀差传感器测量点处因位置不同所带来的胀差差异值Δc，Δc＝S×λ×ΔT；
其中，S为不同测点处的轴向距离；λ为汽缸材料的线性膨胀系数。
步骤6中，根据汽轮机胀差机械测量点处的胀差变化值，计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值ΔY，ΔY＝Δa+Δc＝(an-a0)+(S×λ×ΔT)。
步骤7中，机械工具测量采用普通的平直尺，测量精度为1mm；
如|ΔY-ΔX|≥1，超过测量工具的误差范围，则对汽轮机胀差测量值进行修正；
如|ΔY-ΔX|＜1，则表示胀差传感器测量值与机械测量值在误差范围内，无需修正。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明方法不受汽轮机运行状态影响，可在汽轮机启停机、升降功率等多种工况下，进行胀差值的误差判断。
(2)本发明方法能够避免胀差传感器现有标定方法准确度低而导致测量值不准确的问题。
(3)本发明方法能够避免胀差传感器振动而导致测量值失真的问题。
(4)本发明方法彻底解决了某核电厂汽轮机胀差大频繁报警故障，消除停机风险，具有良好的经济效益；
附图说明
图1为修正方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，包括以下步骤：
步骤1：测量汽轮机初始状态值
在汽轮机的前端分别选取两个不同位置，作为汽轮机胀差机械测量点和汽轮机胀差传感器测量点，用于测量不同位置处转子凸肩凸出汽缸端面的宽度值；其中，汽轮机胀差机械测量点与汽轮机胀差传感器测量点之间沿轴向存在位置差；
通过平直尺测量汽轮机胀差机械测量点处的宽度值，作为汽轮机胀差机械初始值，记为a0；通过读取位于汽轮机胀差传感器测量点处的胀差传感器数值，作为汽轮机胀差传感器初始值，记为b0；记录汽轮机汽缸温度传感器初始值，记为T0；
步骤2：操作汽轮机使其温度发生改变
对汽轮机进行操作，包括但不限于汽轮机启停、汽轮机升降功率等会使汽轮机汽缸温度变化的各种操作；
步骤3：测量汽轮机当前状态值
在汽轮机温度发生变化后，通过平直尺测量当前状态下汽轮机机械胀差值，记为an；读取当前状态下汽轮机胀差传感器测量值，记为bn；读取当前状态下汽轮机汽缸温度传感器测量值，记为Tn；
步骤4：计算汽轮机胀差变化值
计算汽轮机胀差机械测量点处的胀差变化值Δa，Δa＝an-a0；
计算汽轮机胀差传感器测量点处的胀差变化值ΔX，ΔX＝bn-b0；
步骤5：计算不同测量点之间胀差差异值
计算汽轮机汽缸温度传感器变化值ΔT，ΔT＝Tn-T0；
计算汽轮机胀差机械测量点与汽轮机胀差传感器测量点处因位置不同所带来的胀差差异值Δc，Δc＝S×λ×ΔT；
其中，S为不同测点处的轴向距离，为800mm；λ为汽缸材料的线性膨胀系数，汽缸材料为G18CrMo2-6，查询Cr和Mo线膨胀系数分别为0.6×10-5/℃和0.55×10-5/℃，λ取为0.6×10-5/℃；
步骤6：计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值
根据汽轮机胀差机械测量点处的胀差变化值，计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值ΔY，ΔY＝Δa+Δc＝(an-a0)+(S×λ×ΔT)；
步骤7：比较ΔX与ΔY，判断汽轮机胀差测量值是否存在误差
由于机械工具测量采用普通的平直尺，测量精度为1mm；
如|ΔY-ΔX|≥1，超过测量工具的误差范围，则对汽轮机胀差测量值进行修正；
如|ΔY-ΔX|＜1，则表示胀差传感器测量值与机械测量值在误差范围内，无需修正。

Claims (9)

1.一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：测量汽轮机初始状态值；
步骤2：操作汽轮机使其温度发生改变；
步骤3：测量汽轮机当前状态值；
步骤4：计算汽轮机胀差变化值；
步骤5：计算不同测量点之间胀差差异值；
步骤6：计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值；
步骤7：比较汽轮机胀差传感器测量点处的胀差变化值与汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值，判断汽轮机胀差测量值是否存在误差。
2.如权利要求1所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤1中，在汽轮机的前端分别选取两个不同位置，作为汽轮机胀差机械测量点和汽轮机胀差传感器测量点，用于测量不同位置处转子凸肩凸出汽缸端面的宽度值；其中，汽轮机胀差机械测量点与汽轮机胀差传感器测量点之间沿轴向存在位置差；
通过平直尺测量汽轮机胀差机械测量点处的宽度值，作为汽轮机胀差机械初始值，记为a0；通过读取位于汽轮机胀差传感器测量点处的胀差传感器数值，作为汽轮机胀差传感器初始值，记为b0；记录汽轮机汽缸温度传感器初始值，记为T0。
3.如权利要求2所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤2中，对汽轮机进行的操作包括会使汽轮机汽缸温度变化的各种操作。
4.如权利要求3所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤2中，对汽轮机进行的操作为汽轮机启停、汽轮机升降功率。
5.如权利要求3所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤3中，在汽轮机温度发生变化后，通过平直尺测量当前状态下汽轮机机械胀差值，记为an；读取当前状态下汽轮机胀差传感器测量值，记为bn；读取当前状态下汽轮机汽缸温度传感器测量值，记为Tn。
6.如权利要求5所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤4中，计算汽轮机胀差机械测量点处的胀差变化值Δa，Δa＝an-a0；
计算汽轮机胀差传感器测量点处的胀差变化值ΔX，ΔX＝bn-b0。
7.如权利要求6所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤5中，计算汽轮机汽缸温度传感器变化值ΔT，ΔT＝Tn-T0；
计算汽轮机胀差机械测量点与汽轮机胀差传感器测量点处因位置不同所带来的胀差差异值Δc，Δc＝S×λ×ΔT；
其中，S为不同测点处的轴向距离；λ为汽缸材料的线性膨胀系数。
8.如权利要求7所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤6中，根据汽轮机胀差机械测量点处的胀差变化值，计算汽轮机胀差传感器测量点处的预期胀差变化值ΔY，ΔY＝Δa+Δc＝(an-a0)+(S×λ×ΔT)。
9.如权利要求8所述的一种核电厂汽轮机胀差传感器测量误差修正方法，其特征在于：步骤7中，机械工具测量采用普通的平直尺，测量精度为1mm；
如|ΔY-ΔX|≥1，超过测量工具的误差范围，则对汽轮机胀差测量值进行修正；
如|ΔY-ΔX|＜1，则表示胀差传感器测量值与机械测量值在误差范围内，无需修正。
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