CN204314072U - 蒸汽涡轮性能测试装备和蒸汽涡轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蒸汽涡轮性能测试装备和蒸汽涡轮。一种旁通组件使用入口蒸汽或供应蒸汽来使蒸汽涡轮功率装置中的排气口湿蒸汽过热。然后使用旁通蒸汽、涡轮入口和涡轮排气口状况的测量结果来确定涡轮的排气口焓，然后可使用排气口焓来确定蒸汽涡轮的性能特性，诸如效率。

Description

蒸汽涡轮性能测试装备和蒸汽涡轮

技术领域

本公开大体涉及对功率装置的控制，并且更特别地，涉及即使在存在湿蒸汽时确定蒸汽涡轮的性能特性。

背景技术

在功率生产中，在功率系统中使用蒸汽涡轮和/或联合循环功率装置来产生电是普遍的。这样的功率装置例如典型地确定蒸汽涡轮的性能特性，以监测故障，以及/或者提高功率生产。但是，一些运行状况无益于直接确定蒸汽涡轮性能特性。特别地，在某些构造内的蒸汽涡轮区段(诸如在核装备和聚集太阳能装备中使用的那些)可引起低于饱和线的排气口状况，从而在排气口处产生湿蒸汽。在存在湿蒸汽时测量区段性能是非常困难和/或昂贵的，因为在历史上，使用放射示踪剂注射和取样系统来确定具有湿排气的涡轮区段的性能。除了昂贵之外，现有技术的不确定性高，而且可能有危险。

如在图1中看到的那样，典型的蒸汽涡轮区段可包括具有入口120和排气口130的涡轮110。当不存在湿排气时，可基于涡轮入口120和排气口130或蒸汽涡轮区段100的冷再加热部分135处的压力和温度的测量结果来确定蒸汽涡轮110的性能。例如，可采用包括一个或多个传感器142的入口测量站140和/或包括一个或多个传感器152的排气口测量站150来测量压力和温度。通过使用这样的测量结果，例如可通过使用美国机械工程师协会(ASME)提供的众所周知的蒸汽表和/或公式和/或函数来确定特定的入口压力和入口温度下的入口焓(enthalpy)h_Inlet，使得h_Inlet＝f(P_Inlet,T_Inlet)，并且其中，P_Inlet是入口120处的蒸汽的压力，而T_Inlet是排气口130处的蒸汽的温度。另外，可根据这样的测量结果，基于ASME蒸汽表/函数来确定排气口焓h_Exhaust，使得h_Exhaust＝f(P_Exhaust,T_Exhaust)，其中，P_Exhaust是排气口150处的蒸汽的压力， 而T_Exhaust是排气口150处的蒸汽的温度。然后可使用以下公式来确定蒸汽涡轮110的效率

$\mathrm{\η}=\frac{h_{\mathrm{Inlet}}-h_{\mathrm{Exhaust}}}{h_{\mathrm{Inlet}}-h_{\mathrm{ps}}(P_{\mathrm{Exhaust}},s_{\mathrm{Inlet}}(P_{\mathrm{Inlet}},h_{\mathrm{Inlet}}))},$

其中，h_ps表示处于特定的压力和熵(enthalpy)的焓，在这种情况下为排气口压力P_Exhaust和入口熵s_Inlet，而入口熵s_Inlet表示处于特定的压力和焓的熵，在这种情况下为入口压力P_Inlet和入口焓h_Inlet。再次，可使用ASME蒸汽表/函数，但在湿蒸汽中的温度测量不可靠时，将怀疑基于这种测量所确定的任何参数，而且焓和效率的公式不可用于湿蒸汽。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是在存在湿蒸汽时确定蒸汽涡轮的性能特性。

本文公开的实用新型的实施例可采取蒸汽涡轮性能测试装备的形式，其具有排气口旁通管道，排气口旁通管道布置成与蒸汽涡轮的排气口处于选择性流体连通，使得排气口可接收蒸汽涡轮的排气口的一部分，作为排气口旁通流。另外，入口旁通管道可布置成与蒸汽涡轮的入口处于选择性流体连通，使得入口旁通管道可接收蒸汽涡轮的入口蒸汽流的一部分，作为入口旁通流。混合流管道可在一端处具有与排气口旁通管道和入口旁通管道处于流体连通的混合点。混合点和混合流管道可布置成响应于排气口旁通流和入口旁通流通过混合点进入混合流管道而形成混合流。

本实用新型的实施例也可采取蒸汽涡轮的形式，蒸汽涡轮包括具有入口和排气口的涡轮，入口布置成连接到蒸汽供应上。入口测量站可布置成测量入口中的特性，而排气口测量站可布置成测量排气口中的特性。另外，入口旁通端口可设置在涡轮的入口端处，并且入口旁通管道可与入口旁通端口处于流体连通。入口旁通管道可布置成选择性地允许入口蒸汽进入入口旁通管道而形成入口旁通流。入口旁通测 量站可布置成测量入口旁通管道中的特性，而排气口旁通端口可设置在涡轮的排气口端处。排气口旁通管道可与排气口旁通端口处于流体连通，并且布置成选择性地允许排气口蒸汽进入排气口旁通管道而形成排气口旁通流。与入口旁通管道和排气口旁通管道处于流体连通的混合流管道可布置成接收入口旁通流和排气口旁通流，以及允许入口旁通流和排气口旁通流在混合点处混合而形成混合流。混合流测量站可布置成测量混合流管道中的特性，并且计算装置可与入口测量站、排气口测量站、入口旁通测量站和混合流测量站通信，以及接收来自入口测量站、排气口测量站、入口旁通测量站和混合流测量站的测量结果。计算装置可进一步布置成至少部分地基于接收自测量站的测量结果而确定蒸汽涡轮的排气口焓。

另一个实施例可包括一种用于使得能够对蒸汽涡轮进行性能测试的计算机程序产品，蒸汽涡轮具有入口和排气口，计算机程序产品包括呈计算机可执行代码的形式的指令，当执行时，指令使计算装置配置成至少确定由于在混合点处用来自入口的入口蒸汽的一部分加热来自排气口的排气口蒸汽的一部分而形成的混合流的焓h_Mix。计算装置也可配置成至少确定入口蒸汽的所述部分的焓h_Inlet，以及在混合点的一侧的混合流和在混合点的另一侧的排气口蒸汽的所述部分和入口蒸汽的所述部分之间建立热平衡。计算装置然后可配置成至少部分地基于热平衡来确定排气口蒸汽的排气口焓h_Exhaust。

一种使得能够对蒸汽涡轮进行性能测试的计算机程序产品，所述蒸汽涡轮具有入口和排气口，所述计算机程序产品包括呈计算机可执行代码的形式的指令，当执行时，所述指令将计算装置配置成：

至少确定由于在混合点处用来自所述入口的入口蒸汽的一部分加热来自所述排气口的排气口蒸汽的一部分而形成的混合流的焓h_Mix；

至少确定所述入口蒸汽的所述部分的焓h_Inlet；

在所述混合点的一侧的所述混合流和在所述混合点的另一侧的 排气口蒸汽的所述部分和入口蒸汽的所述部分之间建立热平衡；以及

至少部分地基于所述热平衡来确定所述排气口蒸汽的排气口焓h_Exhaust。

在另一个实施例中，为了建立所述热平衡，所述计算装置进一步配置成：

确定入口蒸汽的所述部分的入口旁通流焓h_Bypass；

确定入口蒸汽的所述部分的入口旁通流率Q_Bypass；

确定所述混合流的流率Q_Mix；以及

使用以下关系来确定所述排气口焓h_Exhaust

$h_{\mathrm{Exhaust}}=\frac{(Q_{\mathrm{Mix}}*h_{\mathrm{Mix}})-(Q_{\mathrm{Bypass}}*h_{\mathrm{Bypass}})}{Q_{\mathrm{Mix}}-Q_{\mathrm{Bypass}}}.$

在另一个实施例中，为了确定所述入口旁通流焓或所述混合流焓中的至少一个，所述计算装置进一步配置成测量相应的流的温度和压力。

在另一个实施例中，为了确定所述入口旁通流率或所述混合流率中的至少一个，所述计算装置进一步配置成测量相应的流的温度T_Bypass或T_Mix和压力P_Bypass或P_Mix，以及使用压力、温度和流率之间的关系。

在另一个实施例中，所述计算装置进一步配置成使用所述排气口焓来确定所述蒸汽涡轮的性能特性。

在另一个实施例中，所述性能特性是效率η，并且所述计算装置进一步配置成根据以下关系来确定效率

$\mathrm{\η}=\frac{h_{\mathrm{Inlet}}-h_{\mathrm{Exhaust}}}{h_{\mathrm{Inlet}}-h_{\mathrm{ps}}(P_{\mathrm{Exhaust}},s_{\mathrm{Inlet}}(P_{\mathrm{Inlet}},h_{\mathrm{Inlet}}))},$

其中，h_ps表示处于特定的压力和熵的焓，而s_Inlet表示处于入口压力P_Inlet和入口焓h_Inlet的熵。

在另一个实施例中，所述计算机程序产品配置成接收来自性能测试装备的信息，所述信息包括所述混合流和所述入口蒸汽的所述部分中的各个中的至少一个特性，所述性能测试装备布置成选择性地安装 在所述蒸汽涡轮上，并且包括：

入口旁通管道，其布置成从所述入口选择性地转移所述入口蒸汽的所述部分而形成入口旁通流；

排气口旁通管道，其布置成从所述排气口选择性地转移所述排气口蒸汽的所述部分而形成排气口旁通流；

混合流管道，其包括与所述入口旁通管道和所述排气口旁通管道处于流体连通的混合点，使得所述入口旁通流和所述排气口旁通流混合而形成所述混合流，以及用所述入口旁通流加热所述排气口旁通流；以及

部署成测量所述入口旁通流和所述混合流中的各个的相应的特性的传感器，各个相应的传感器布置成与所述计算装置通信，以将测量到的特性发送给所述计算装置。

本实用新型的其它方面提供方法、系统、程序产品，以及使用和产生它们的方法，且包括和/或实现本文描述的一些或所有动作。本实用新型的说明性方面设计成解决本文描述的一个或多个问题和/或未论述的一个或多个其它问题。

本实用新型的有益效果是较廉价地对蒸汽涡轮区段进行性能测试。

附图说明

根据结合附图得到的本实用新型的各方面的以下详细描述，将更容易地理解本公开的这些和其它特征，附图描绘了本实用新型的多方面。

图1显示可应用本文公开的实用新型的实施例的传统蒸汽涡轮区段的示意图。

图2显示根据本文的公开的实用新型的实施例的、包括蒸汽涡轮性能测试装备的蒸汽涡轮区段的示意图。

图3显示根据本文的公开的实用新型实施例的蒸汽涡轮性能测试方法的示意性流程图。

图4显示根据本文公开的实用新型的实施例的运行蒸汽涡轮性能确定系统的方法的示意性流程图。

图5显示根据本文公开的实用新型的实施例的、用于实现蒸汽涡轮性能确定的计算环境的示意性框图。

注意，可能未按比例制图。图仅意于描绘本实用新型的典型方面，并且因此不应认为是限制本实用新型的范围。在图中，相同标号在各图之间表示相同元件。

详细描述参照附图以示例的方式阐明本实用新型的实施例，以及优点和特征。

部件列表：

100蒸汽涡轮区段 

110涡轮

120涡轮入口

130涡轮排气口 

135冷再加热部分 

140入口测量站 

142入口传感器 

150排气口测量站 

152排气口传感器 

200蒸汽涡轮区段 

210涡轮

220涡轮入口

230涡轮排气口 

235冷再加热区段 

240入口测量站 

242入口传感器 

250排气口测量站 

252排气口传感器 

260性能测试装备/系统

261入口旁通阀 

262入口旁通管道 

263入口旁通端口 

264排气口旁通管道

265排气口旁通端口

266混合流管道 

267混合点

270旁通测量站 

272旁通传感器 

280混合流测量站 

282混合流传感器 

300蒸汽涡轮性能测试方法

框301用入口蒸汽样本/供应蒸汽样本加热排气口蒸汽样本

框302将入口旁通流从入口转移到入口旁通管道

框303收集/确定多个点处的流属性/特性

框304将排气口旁通流和入口旁通流转移到混合流管道

框305在混合点上获得热平衡以确定排气口焓

框306确定入口特性

框307确定蒸汽涡轮区段的估计效率

框308确定排气口特性

框310确定入口旁通管道中的特性

框312确定混合流管道中的特性

框314对于混合流压力P_Mix，混合流温度T_Mix>饱和温度T_Sat？

框316确定入口焓h_Inlet

框318确定入口旁通流焓h_Bypass

框320确定混合流焓h_Mix

400性能测试装备260的运行方法 

框401准备涡轮和/或测试装备

框402使待测试的涡轮停机

框403用入口蒸汽样本/供应蒸汽样本加热排气口蒸汽样本

框404附连性能测试装备260

框405收集流属性和/或特性

框406接合涡轮

框407在混合点上获得热平衡

框408测量入口特性

框409对于混合流压力P_Mix，混合流温度T_Mix>饱和温度T_Sat？

框410测量入口旁通管道的特性

框412测量涡轮排气口的特性

框414测量混合流管道的特性

框416确定入口焓h_Inlet

框418确定入口旁通焓h_Bypass

框420确定混合流焓h_Mix

框422确定排气口焓h_Exhaust

框424确定涡轮的估计效率η

框426使涡轮停机

框428移除性能测试装备260

500说明性环境 

510计算机系统 

512处理构件或单元(PU)

514输入/输出(I/O)构件

516存储构件

517通信路径

518蒸汽涡轮性能测试数据

520蒸汽涡轮性能测试程序

522模块。

具体实施方式

本实用新型的各方面提供一种蒸汽涡轮性能确定系统，其使得能够用湿排气较廉价地对蒸汽涡轮区段进行性能测试。通过用已知流率、压力和温度的入口蒸汽的样本加热排气口湿蒸汽的样本而形成混合流，可在入口蒸汽和排气口蒸汽的相交部上获得热平衡，以提供对排气口焓的估计。只要混合流中的温度在混合流的压力下高于饱和温度，则可使用此估计来确定蒸汽涡轮区段的估计效率。

参照图2，蒸汽涡轮区段200可包括具有入口220和排气口230的涡轮210，以及再热区段235，如在典型的蒸汽区段中那样。入口测量站240可用诸如一个或多个入口传感器242来测量通过入口220的蒸汽流的特性，而排气口测量站250可用诸如一个或多个排气口传感器252来测量通过涡轮区段排气口230的蒸汽流的特性。在实施例中，入口测量站240和排气口测量站250可构造成测量在它们的相应的位置处的压力和温度，以获得入口压力P_Inlet、入口温度T_Inlet、排气口压力P_Exhaust和排气口温度T_Exhaust，它们的值可用来使用众所周知的热力学关系(诸如美国机械工程师协会(ASME)提供的蒸汽表和/或函数和/或公式)而确定流的属性(诸如焓、热含量、熵)，以及/或者其它属性和/或参数，如可能期望和/或合适的那样。虽然诸如ASME提供的那些的传统热力学关系可用来确定这些属性和/或数量中的许多，但当在排气中存在湿蒸汽时，对于排气口焓，这样的关系被打破。实施例提供一种即使在排气口处存在湿蒸汽时也确定排气口焓的方法，如将在下面描述的那样。

另外，实施例可包括性能测试装备260，其可包括入口旁通管道262，入口旁通管道262可从入口220抽取蒸汽而形成入口旁通流。性能测试装备260另外可包括排气口旁通管道264，排气口旁通管道264可从排气口230抽取蒸汽而形成排气口旁通流。在实施例中，入口旁通管道262和排气口旁通管道264可相交而形成混合流管道266，入口旁通流和排气口旁通流在其中混合而形成混合流。入口旁通管道 262、排气口旁通管道264和混合流管道266的相交部可被认为是混合点267，在此处，入口旁通流和排气口旁通流可开始混合而形成混合流。应当理解，入口旁通流表示在入口220处或附近进入涡轮210的入口蒸汽流的一部分或样本，排气口旁通流则表示在排气口230处离开蒸汽涡轮210的排气口蒸汽的一部分或样本。

旁通测量站270可沿着入口旁通管道262而布置，以用诸如一个或多个旁通传感器272来测量入口旁通流的特性，而混合流测量站280可沿着混合流管道266而布置，以用诸如一个或多个混合流传感器282来测量混合流的特性。在实施例中，旁通测量站270可测量旁通流压力P_Bypass、温度T_Bypass和流率Q_Bypass，而混合流测量站280可测量混合流压力P_Mix、温度T_Mix和流率Q_Mix。

在实施例中,性能测试装备260可临时添加到蒸汽涡轮区段200。例如，在正常运行期间的蒸汽涡轮区段200可类似于图1中显示的那个，没有包括旁通管道262-266和测量站270、280的测试装备260，但可包括入口旁通端口263和排气口旁通端口265，以有利于附连测试装备260。在其中测试装备260是临时的且包括旁通端口263、265的实施例中，蒸汽涡轮区段200的正常运行期间，可用诸如螺栓、盖和/或其它适当的密封装置来密封旁通端口263、265。当需要性能测试时，可打开旁通端口263、265，并且可附连相应的旁通管道262、264。实施例还可包括入口旁通阀261和排气口旁通阀269，它们可选择性地允许蒸汽分别通过入口旁通端口263和排气口旁通端口265而传送到和/或通过入口旁通管道262和排气口旁通管道264。然后可运行蒸汽涡轮区段200，可使用测试装备260来确定蒸汽涡轮区段200的性能，可使蒸汽涡轮区段200停机，并且可移除测试装备260。在实施例中，入口测量站240和/或排气口测量站250可为测试装备260的一部分，而在其它实施例中，入口测量站240和/或排气口测量站250可能已经存在，作为蒸汽涡轮区段200的一部分。

不管性能测试装备260是否是临时的，用户都可使用测量站240、 250、270、280收集到的信息来确定相应的位置处的流的特性，但在实施例中，可提供计算装置290，并且其布置成接收分别来自测量站240、250、270、280的任何和/或所有传感器242、252、272、282的信息，以更快速地确定期望特性。虽然可使用已知关系来确定区段200的不可直接测量的许多特性，但是实施例提供用以在涡轮排气中存在湿蒸汽时确定区段200的效率的新颖方式。更特别地，在运行期间，入口旁通管道262可提供过热蒸汽的入口旁通流，其加热来自排气口旁通管道264的湿排气的排气口旁通流，以在混合流管道266中形成加热湿蒸汽的混合流。然后即使在蒸汽涡轮的排气口处存在湿蒸汽，可基于来自测量站240、250、270、280的测量结果，使用关于混合点(即，在那里，入口旁通流和排气口旁通流混合而形成混合旁通流，诸如在入口旁通管道262和排气口旁通管道264的相交部处的混合点267处)的热平衡来确定排气口焓。但是，为了确保热平衡的有效性，对于混合流压力P_Mix，混合流温度T_Mix应当高于混合流的饱和温度。然后可使用区段排气口焓h_Exhaust，使用以下公式来来确定表示区段性能的特性，诸如效率

$\mathrm{\η}=\frac{h_{\mathrm{Inlet}}-h_{\mathrm{Exhaust}}}{h_{\mathrm{Inlet}}-h_{\mathrm{ps}}(P_{\mathrm{Exhaust}},s_{\mathrm{Inlet}}(P_{\mathrm{Inlet}},h_{\mathrm{Inlet}}))},$

其中h_Inlet＝f(P_Inlet,T_Inlet)，诸如根据ASME关系，但其中，根据以下来确定h_Exhaust

$h_{\mathrm{Exhaust}}=\frac{(Q_{\mathrm{Mix}}*h_{\mathrm{Mix}})-(Q_{\mathrm{Bypass}}*h_{\mathrm{Bypass}})}{Q_{\mathrm{Mix}}-Q_{\mathrm{Bypass}}},$

其中，h_Bypass＝f(P_Bypass,T_Bypass)是例如使用ASME关系所确定的入口旁通流焓，h_Mix＝f(P_Mix,T_Mix)是例如使用ASME关系所确定的混合流焓，Q_Mix是混合流的流率，而Q_Bypass是入口旁通流的流率。因而即使在排气中存在湿蒸汽时，实施例也能够提供对蒸汽涡轮性能的测量。虽然在一些实施例中，可直接测量流率Q，但其它实施例可确定流率Q，作为压力、温度、流测量装置的几何结构和/或期望了解其中的流率的 区域(诸如流测量装置)上的压差的函数。无论如何，应当调节入口旁通流率和排气口旁通流率，使得对于混合流压力P_Mix，混合流温度T_Mix高于混合流的饱和温度，以确保有效地确定排气口焓h_Exhaust。

如在图3中看到的那样，例如，可用蒸汽涡轮性能测试装备260进行的蒸汽涡轮性能测试方法300可宽泛地包括用入口蒸汽样本和/或供应蒸汽样本加热排气口蒸汽样本(框301)，收集和/或确定蒸汽涡轮中的多点处的流属性和/或特性(框303)，以及获得排气口样本和入口样本/供应样本的混合点上的热平衡，以确定排气口焓(框305)，然后可使用排气口焓来确定蒸汽涡轮区段的估计效率(框307)。为了用入口蒸汽样本/供应蒸汽样本加热排气口蒸汽样本(框301)，例如，实施例可使入口旁通流从入口转移到入口旁通管道(框302)，诸如入口旁通管道262，以及使排气口旁通流和入口旁通流转移到混合流管道(框304)，入口流和排气口流的相交部包括混合点。混合流可在混合流管道中形成，并且包括经加热的排气口蒸汽样本。

为了收集和/或确定流属性和/或特性(框303)，实施例可采用一个或多个测量站240、250、270、280，它们各自包括一个或多个传感器242、252、272、282，如图2中示出以及上面论述的那样。可测量的特性包括压力、温度和/或流率，但可包括测量任何期望和/或合适的特性的传感器。因而，实施例例如可通过测量和/或以别的方式获得入口压力P_Inlet和/或入口温度T_Inlet来确定一个或多个入口特性(框306)，以及例如通过测量和/或以别的方式获得排气口压力P_Exhaust来确定一个或多个排气口特性(框308)。实施例可进一步确定入口旁通管道中的一个或多个特性(框310)和混合流管道中的一个或多个特性(框312)，当涡轮运行时，入口旁通流应当传送通过入口旁通管道，当涡轮运行时，混合流应当传送通过混合流管道，因为排气口旁通流和入口旁通流会汇合和/或混合。可测量入口旁通特性的示例包括例如上面提议的压力P_Bypass、P_Mix、温度T_Bypass、T_Mix和流率Q_Bypass、Q_Mix。

为了确保框305的热平衡有效，实施例检查混合流的温度T_Mix对 于混合流压力P_Mix是否大于饱和温度T_Sat(框314)。如果T_Mix大于T_Sat，则可获得热平衡(框305)。但是，如果T_Mix小于或等于T_Sat，则必须例如通过调节入口旁通流(框302)和/或调节排气口旁通流(框304)，来调节对排气口蒸汽样本的加热(框301)。

可使用收集到的一些或所有流属性和/或特性来获得热平衡，以确定排气口焓(框305)。例如，实施例可确定入口焓h_Inlet(框316)，以及确定入口旁通流焓h_Bypass(框318)，作为热平衡的第一侧的部分，以及/或者可确定混合流焓h_Mix(框320)，作为热平衡的第二侧的部分。例如，可根据ASME关系，使用收集/确定的属性(诸如温度、压力、流率和熵)，来确定这些焓。实施例然后例如可通过使用以下关系来解决排气口焓h_Exhaust的热平衡，

$h_{\mathrm{Exhaust}}=\frac{(Q_{\mathrm{Mix}}*h_{\mathrm{Mix}})-(Q_{\mathrm{Bypass}}*h_{\mathrm{Bypass}})}{Q_{\mathrm{Mix}}-Q_{\mathrm{Bypass}}}.$

即使在排气中存在湿蒸汽时，诸如在与核功率装置、聚焦太阳能功率装置和/或其它低温蒸汽发生设施相关联的蒸汽涡轮中，根据实施例来确定排气口焓会提供基本准确的值。一旦确定了排气口焓h_Exhaust，可针对涡轮，使用上面描述的关系来确定性能特性，诸如效率(框307)。

如在图4中看到的那样，实施例可包括性能测试装备260的运行方法400，方法可包括准备涡轮和/或测试装置(框401)以进行性能测试，使得可用入口蒸汽样本和/或供应蒸汽样本来加热排气口蒸汽样本(框403)。在测试期间，可收集流属性和/或特性(框405)，使得可在排气口蒸汽样本和入口/供应蒸汽样本的混合点上获得热平衡(框407)，以得到排气口焓h_Exhaust。实施例可使用排气口焓和其它属性(诸如通过使用上面描述的关系)来确定蒸汽涡轮(区段)的估计效率。为了确保框407的热平衡有效，实施例可检查对于混合流压力P_Mix，混合流的温度T_Mix是否大于饱和温度T_Sat(框409)。如果T_Mix大于T_Sat，则可获得热平衡(框407)。但是，如果T_Mix小于或等于T_Sat，则必须例如通过调节入口旁通流和/或调节排气口旁通流，来调节对排气口蒸汽样本的加 热(框403)。

在实施例中，准备涡轮和/或测试装备(框401)可包括使待测试的涡轮停机(框402)，使得可附连性能测试装备260(框404)。然后可接合涡轮(框406)，以及可用入口蒸汽样本/供应蒸汽样本加热排气口蒸汽样本(框403)。另外，为了收集和/或确定流属性和/或特性(框405)，可通过诸如测量入口压力P_Inlet和/或入口温度T_Inlet来测量入口状况和/或特性(框408)。实施例可进一步测量入口旁通管道262的特性(框410)，以及涡轮排气口(框412)和混合流管道266(框414)的特性，当涡轮运行时，入口旁通流应当传送通过入口旁通管道262。例如可使用上面描述的一个或多个测量站240、250、270、280的一个或多个传感器242、252、272、282来获得这样的测量结果。可测量的特性包括压力、温度和/或流率，但可包括测量任何期望和/或合适的特性的传感器。一些或所有测量结果可用来获得热平衡(框407)，诸如以确定入口焓h_Inlet(框416)、入口旁通焓h_Bypass(框418)，和/或混合流焓h_Mix(框420)，即使在排气中存在湿蒸汽的情况下，诸如通过使用上面描述的关系，也可使用它们来确定排气口焓h_Exhaust(框422)。一旦确定了排气口焓，诸如通过使用上面描述的关系，可针对涡轮来确定性能特性，诸如效率(框424)，可使涡轮停机(框426)，并且可移除性能测试装备260(框428)。

转到图5，示意性地示出了根据本实用新型的实施例的、用于蒸汽涡轮性能测试计算机程序产品的说明性环境500。在此程度上，环境500包括计算机系统510，诸如图2中看到的计算装置290和/或可为蒸汽涡轮和/或用于蒸汽涡轮的控制系统的一部分的其它计算装置，计算机系统510可执行本文描述的过程，以执行根据实施例的蒸汽涡轮性能测试方法(诸如图3中显示的方法300)，以及/或者蒸汽涡轮性能测试装备运行方法，诸如图4中显示的方法400。特别地，显示了计算机系统510包括蒸汽涡轮性能测试程序520，蒸汽涡轮性能测试程序520使计算机系统510能够运行来通过执行本文描述的过程(诸如 方法300和/或上面论述的方法400的实施例)，来管理蒸汽涡轮性能测试控制系统或控制器中的数据。

显示了计算机系统510包括处理构件或单元(PU)512(例如，一个或多个处理器)、输入/输出(I/O)构件514(例如，一个或多个I/O接口和/或装置)、存储构件516(例如存储体系)和通信路径517。大体上，处理构件512执行程序代码，诸如蒸汽涡轮性能测试程序520，程序代码至少部分地固定在存储构件516中，存储构件516可包括一个或多个计算机可读存储介质或装置。在执行程序代码时，处理构件512可处理数据，这可使得对存储构件516和/或I/O构件514写入经转换的数据，或从存储构件516和/或I/O构件514读取数据，以进行进一步的处理。路径517在计算机系统510中的各个构件之间提供通信链路。I/O构件514可包括一个或多个人机I/O装置，人机I/O装置使得人类用户能够与计算机系统510和/或一个或多个通信装置交互，以使得系统用户能够使用任何类型的通信链路来与计算机系统510通信。另外，I/O构件514可包括一个或多个传感器，诸如上面论述的任何或所有传感器242、252、272、282。在实施例中，诸如网络硬件/软件的通信组件530使得计算装置510能够与安装计算装置510的节点中或外部的其它装置通信。在此程度上，蒸汽涡轮性能测试程序520可管理使得人类用户和/或系统用户能够与蒸汽涡轮性能测试程序520交互的一组接口(例如，图形用户接口、应用程序接口等等)。另外，蒸汽涡轮性能测试程序520可使用任何解决办法来管理(例如存储、读取、创建、操纵、组织、呈现等)数据，诸如蒸汽涡轮性能测试数据518。在实施例中，数据可接收自一个或多个传感器，诸如上面论述的任何或所有测量站240、250、270、280和/或一个或多个传感器242、252、272、282。

计算机系统510可包括能够执行安装在其上的程序代码(诸如蒸汽涡轮性能测试程序520)的一个或多个通用计算制品(例如，计算装置)。如本文所用，要理解的是，“程序代码”表示以任何语言、代码 或符号编写的任何指令集，指令使具有信息处理能力的计算装置直接或在以下的任何组合之后执行特定的动作：(a)转换成另一种语言、代码或符号；(b)以不同的材料形式复制；和/或(c)解压缩。另外，计算机代码可包括目标代码、源代码和/或可执行代码，并且可在至少一个计算机可读介质上时，形成计算机程序产品的一部分。要理解的是，用语“计算机可读介质”可包括一个或多个任何现在知道的或今后开发出来的类型的有形表达介质，计算装置可从该介质中感知、复制或以别的方式传递程序代码的副本。例如，计算机可读介质可包括：一个或多个便携式存储制品，包括存储装置；计算装置的一个或多个存储器/存储构件；纸张等等。存储器/存储构件和/或存储装置的示例包括磁介质(软盘、硬盘驱动器、磁带等)、光学介质(致密盘、数字多功能/视频盘、光磁盘等)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速ROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)，或者现在知道的和/或今后开发出来的和/或发现其上存储有计算机程序代码存储以及计算机程序代码可加载到其中且由计算机执行的任何其它有形计算机可读存储介质。当计算机执行计算机程序代码时，它成为用于实践本实用新型的设备，而且在通用微处理器上，通过使微处理器配置有计算机代码片段来创建特定的逻辑电路。

可执行指令的技术效果是实现使用性能测试装备来监测和测量可在其排气中形成的湿蒸汽的蒸汽涡轮的性能特性的蒸汽涡轮性能测试方法和/或系统和/或计算机程序产品。蒸汽涡轮性能测试装备可基于在涡轮入口、涡轮排气口处得到的测量结果、在入口处或在入口前面从主蒸汽或入口蒸汽中抽取的入口旁通流的测量结果，以及通过混合旁通流与在涡轮排气口处或涡轮排气口后面不远处抽取的排气口旁通流而产生的混合流的测量结果，来确定涡轮的排气口焓。通过照这样用入口旁通流加热排气口旁通流，湿蒸汽可转变成干蒸汽，然后可容易得多地测量和/或确定干蒸汽的属性。

计算机程序代码可被编写成可由控制器执行的计算机指令，诸 如呈以任何编程语言编码的软件的形式。适当的计算机指令和/或编程语言的示例包括(但不限于)汇编语言、Verilog、Verilog HDL(Verilog硬件描述语言)、超高速IC硬件描述语言(VHSIC HDL或VHDL)、FORTRAN(公式转换)、C、C++、C#、Java、ALGOL(算法语言)、BASIC(初学者通用符合指令代码)、APL(编程语言)、ActiveX、Python、Perl、php、Tcl(工具命令语言)、HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)，以及这些和/或现在知道和/或今后开发出来的和/或发现的其它语言中的一个或多个的任何组合或衍生物。在此程度上，蒸汽涡轮性能测试程序520可体现为系统软件和/或应用软件的任何组合。

另外，可使用一组模块522来实现蒸汽涡轮性能测试程序520。在这种情况下，模块522可使得计算机系统510能够执行由蒸汽涡轮性能测试程序520使用的一组任务，并且模块522可与蒸汽涡轮性能测试程序520的其它部分分开来形成和/或实现。如本文所用，用语“构件”表示有或没有软件的任何构造的硬件，软件使用任何解决办法来实现与其一起描述的功能性，而用语“模块”则表示使得计算机系统510能够使用任何解决办法来实现与其一起描述的动作的程序代码。当固定在包括处理构件512的计算机系统510的存储构件516中时，模块是实现动作的构件的主要部分。尽管如此，要理解的是，两个或更多个构件、模块和/或系统可共用一些/所有它们的相应的硬件和/或软件。另外，要理解的是，可不实现本文论述的一些功能性，或者可包括额外的功能性，作为计算机系统510的一部分。

当计算机系统510包括多个计算装置时，各个计算装置仅可使蒸汽涡轮性能测试程序520的一部分(例如，一个或多个模块522)固定在其上。但要理解的是，计算机系统510和蒸汽涡轮性能测试程序520仅表示可执行本文描述的过程的各种可行的等效计算机系统。在此程度上，在其它实施例中，由计算机系统510和蒸汽涡轮性能测试程序520提供的功能性可至少部分地由包括有或没有程序代码的通用和/或专用硬件的任何组合的一个或多个计算装置实现。在各个实施例中， 分别可使用标准工程和编程技术来创建硬件和程序代码(如果包括的话)。

尽管如此，当计算机系统510包括多个计算装置时，计算装置可在任何类型的通信链路上通信。另外，在执行本文描述的过程时，计算机系统510可使用任何类型的通信链路来与一个或多个其它计算机系统通信。在任一种情况下，通信链路可包括各种类型的有线和/或无线链路的任何组合；包括一种或多种类型的网络的任何组合；以及/或者利用现在知道的和/或今后开发出来的和/或发现的各种类型传输技术和协议的任何组合。

如本文论述的那样，蒸汽涡轮性能测试程序520使得计算机系统510能够实现蒸汽涡轮性能测试产品和/或方法(诸如图3中示意性地显示的那样)，以及/或者蒸汽涡轮性能测试装备运行产品和/或方法，诸如图4中示意性地显示的那个。计算机系统510可使用任何解决办法来获得蒸汽涡轮性能测试数据518。例如，计算机系统510可产生和/或可用来产生蒸汽涡轮性能测试数据518，从一个或多个数据存储器中取回蒸汽涡轮性能测试数据518，接收来自蒸汽涡轮性能测试装备等中或其外部的另一个系统或装置(诸如一个或多个传感器242、252、272、282)的蒸汽涡轮性能测试数据518。

在另一个实施例中，本实用新型提供一种提供程序代码(诸如蒸汽涡轮性能测试程序520(图5))的副本的方法，该程序代码实现本文描述的一些或所有过程，诸如图3和4中示意性地显示以及参照图3和4描述的那些。在这种情况下，计算机系统可处理程序代码的副本，程序代码实现本文描述的一些或所有过程，以产生和传输在第二不同的位置处接收的一组数据信号，该组数据信号设定和/或改变其特性中的一个或多个，使得将程序代码的副本编码到该组数据信号中。类似地，本实用新型的实施例提供一种获取实现本文描述的一些或所有过程的程序代码的副本的方法，方法包括：计算机系统接收本文描述的那组数据信号，以及将该组数据信号转化成固定在至少一个有形计算 机可读介质中的计算机程序的副本。在任一种情况下，可使用任何类型的通信链路来传输/接收该组数据信号。

在又一个实施例中，本实用新型提供一种产生用于实现蒸汽涡轮性能测试产品和/或方法和/或蒸汽涡轮性能测试装备运行产品和/或方法的系统的方法。在这种情况下，可获得(例如创建、保持、得到等)计算机系统，诸如计算机系统510(图5)，并且可获得(例如创建、购买、使用、修改等)用于执行本文描述的过程的一个或多个构件，以及将其部署到计算机系统上。在此程度上，部署可包括下者中的一个或多个：(1)将程序代码安装在计算装置上；(2)将一个或多个计算和/或I/O装置添加到计算机系统；(3)结合和/或修改计算机系统，以使其能够执行本文描述的过程等等。

虽然已经结合仅有限数量的实施例来详细描述本实用新型，但是应当容易地理解，本实用新型不限于这样的公开的实施例。相反，可修改本实用新型，以结合此前未描述但与本实用新型的精神和范围相当的任何数量的变型、更改、替换或等效布置。另外，虽然已经描述了本实用新型的多种实施例，但要理解的是，本实用新型的各方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此，本实用新型不应视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (4)

1.一种用于蒸汽涡轮的蒸汽涡轮区段的蒸汽涡轮性能测试装备，包括：

布置成与所述蒸汽涡轮的排气口处于选择性流体连通的排气口旁通管道，所述排气口旁通管道布置成接收所述蒸汽涡轮的排气的一部分，作为排气口旁通流；

布置成与所述蒸汽涡轮的入口处于选择性流体连通的入口旁通管道，所述入口旁通管道布置成接收所述蒸汽涡轮的入口蒸汽流的一部分，作为入口旁通流；

混合流管道，其在一端处具有与所述排气口旁通管道和所述入口旁通管道处于流体连通的混合点，所述混合点和所述混合流管道布置成响应于所述排气口旁通流和所述入口旁通流通过混合点进入混合流管道而形成混合流；

旁通测量站(270)，其沿着所述入口旁通管道(262)布置，以测量所述入口旁通流的特性；以及

混合流测量站(280)，其沿着所述混合流管道(266)布置，以测量所述混合流的特性。

2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮性能测试装备，其特征在于，进一步包括：

入口测量站(240)，其用以测量通过所述入口(210)的蒸汽流的特性；

排气口测量站(250)，其用以测量通过排气口的蒸汽流的特性；

部署在所述入口测量站(240)、排气口测量站(250)、旁通测量站(270)和混合流测量站(280)中的传感器，其用以测量所述排气口旁通流、所述入口旁通流和混合流中的各个的至少一个特性；以及

其中，使用来自所述传感器的至少一个测量值而至少部分地基于混合点上的热平衡来确定所述蒸汽涡轮的排气口焓，所述热平衡的第 一侧包括所述入口旁通流和所述排气口旁通流，而所述热平衡的第二侧包括所述混合流。

3.一种具有蒸汽涡轮性能测试装备的蒸汽涡轮，包括：

具有入口和排气口的涡轮，所述入口布置成连接到蒸汽供应上；

布置成测量所述入口中的特性的入口测量站；

布置成测量所述排气口中的特性的排气口测量站；

在所述涡轮的入口端处的入口旁通端口；

入口旁通管道，其与所述入口旁通端口处于流体连通，并且布置成选择性地允许入口蒸汽进入所述入口旁通管道而形成入口旁通流；

布置成测量所述入口旁通管道中的特性的入口旁通测量站；

在所述涡轮的排气口端处的排气口旁通端口；

排气口旁通管道，其与所述排气口旁通端口处于选择性流体连通，并且布置成选择性地允许排气口蒸汽从所述排气口传送到所述排气口旁通管道中而形成排气口旁通流；

混合流管道，其在所述混合流管道的混合点处与所述入口旁通管道和所述排气口旁通管道处于流体连通，所述混合流管道因此布置成接收入口旁通流和排气口旁通流，以及允许入口旁通流和排气口旁通流混合而形成混合流；

布置成测量所述混合流管道中的特性的混合流测量站；以及

其中，使用至少来自所述入口旁通测量站和所述混合流测量站的测量结果，以至少部分地基于接收自所述测量站的测量结果来确定所述蒸汽涡轮的排气口焓。

4.根据权利要求3所述的蒸汽涡轮，其特征在于，蒸汽选择性地传送通过所述入口旁通端口或所述排气口旁通端口中的至少一个至少部分地由相应的阀控制。