FR2982952A1

FR2982952A1 - Dispositif et procede pour mesurer la teneur en humidite d'un flux de vapeur

Info

Publication number: FR2982952A1
Application number: FR1260452A
Authority: FR
Inventors: Anurag Singh; Michael Joseph Boss
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-05-24
Anticipated expiration: 2032-11-02
Also published as: RU2012148607A; US8908031B2; FR2982952B1; US20130128031A1; RU2605790C2; DE102012110918A1

Abstract

Un dispositif et un procédé pour estimer le taux d'humidité dans un flux de vapeur dans une turbine à vapeur sont proposés. Au moins une partie d'une veine de vapeur dans une turbine est éclairée à l'aide d'au moins un laser (102) et une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur sont obtenues. Les images numériques sont analysées afin de mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique, et cette analyse de chaque image numérique est comparée afin d'estimer un taux d'humidité du flux de vapeur.

Description

Dispositif et procédé pour mesurer la teneur en humidité d'un flux de vapeur La présente invention concerne de façon générale des turbomachines telles qu'une turbine à vapeur et, plus particulièrement, un dispositif et un procédé pour mesurer le taux d'humidité d'un flux de vapeur dans la turbomachine. Une mesure de la qualité de la vapeur dans une turbine à vapeur est souvent souhaitable afin d'élaborer de meilleurs modèles et de meilleures techniques de validation, de mener des essais, d'améliorer des méthodes de calcul dans des outils internes ou externes, d'améliorer l'estimation des performances d'une turbine, d'améliorer la régulation d'une turbine et la gestion d'une installation (notamment l'ajustement des performances du condenseur, les réglages du générateur de vapeur à récupération de vapeur (GVRC)) et d'autres équipements connexes qui peuvent bénéficier d'une mesure précise de ce paramètre. Cependant, les procédés existants pour mesurer la qualité de la vapeur dans une turbine à vapeur n'offrent pas de moyens précis, non invasifs et/ou rentables pour mesurer la qualité de la vapeur pendant le fonctionnement normal de la turbine. Les dispositifs et procédés décrits ici proposent une solution pour un procédé non invasif de mesure de la qualité de la vapeur dans une turbine à vapeur. En particulier, au moins une partie d'une veine de vapeur dans une turbine est éclairée à l'aide d'au moins un laser et une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur sont obtenues, p.ex. à des instants séparés. Les images numériques sont analysées pour mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique et cette analyse de chaque image numérique est comparée afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur. Un premier aspect de l'invention propose un système pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur dans une turbine à vapeur, le système comportant : au moins un laser conçu pour éclairer au moins une partie du flux de vapeur ; au moins un capteur d'images conçu pour obtenir une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur ; et un dispositif informatique coopérant avec le/les capteur(s) d'images, le dispositif informatique étant conçu pour : analyser la pluralité d'images numériques afin de mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique, et comparer l'analyse de la pluralité d'images numériques afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur.

Un deuxième aspect de l'invention propose un procédé pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur dans une turbine à vapeur , le procédé comportant : un éclairement d'au moins une partie du flux de vapeur à l'aide d'un laser ; une obtention d'une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur à l'aide d'au moins un capteur d'images ; une analyse de la pluralité d'images numériques afin de mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique ; et une comparaison de l'analyse de la pluralité d'images numériques afin d'estimer le taux humidité du flux de vapeur.

L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 représente une illustration écorchée partielle en perspective d'une turbine à vapeur ; - la Figure 2 représente une vue partielle d'une turbine à vapeur comportant un système pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur selon une première forme de réalisation de l'invention proposée ici ; - la Figure 3 représente une vue partielle d'une turbine à vapeur comportant un système pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention proposée ici ; - la Figure 4 représente une illustration schématique de connexions extérieures au moins partiellement à l'extérieur d'une turbine à vapeur, qui se connectent aux systèmes décrits ici ; - la Figure 5 représente un organigramme illustrant un procédé pour estimer la teneur en vapeur d'un flux de vapeur selon des formes de réalisation de l'invention décrites ici ; - la Figure 6 représente un tracé typique d'intensité en fonction du nombre de pixels d'une analyse d'image numérique prise dans un état sec, selon des formes de réalisation de l'invention décrites ici ; et - la Figure 7 représente un tracé typique d'intensité en fonction du nombre de pixels d'une analyse d'image numérique prise dans un état humide, selon des formes de réalisation de l'invention décrites ici. On notera que les dessins illustrant l'invention ne sont pas forcément à l'échelle. Les dessins ne sont destinés qu'à présenter des aspects typiques de l'invention et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme limitant la portée de l'invention. Sur les dessins, les mêmes repères désignent des éléments identiques d'un dessin à l'autre. Considérant les dessins, la Figure 1 représente une illustration écorchée partielle en perspective d'une turbine à vapeur 10. La turbine à vapeur 10 comporte un rotor 12 qui comprend un arbre 14 et une pluralité de roues 18 de rotor à espacement radial. Une pluralité d'aubes mobiles 20 sont montées mécaniquement sur chaque roue 18 de rotor. Plus particulièrement, les aubes 20 sont disposées en rangées qui s'étendent sur le pourtour de chaque roue 18 de rotor. Une pluralité d'aubes fixes 22 s'étendent sur le pourtour de l'arbre 14 et sont placées axialement entre des rangées adjacentes d'aubes mobiles 20. Les aubes fixes 22 coopèrent avec les aubes mobiles 20 pour former un étage de turbine et définir une partie d'une veine de vapeur dans la turbine 10. En fonctionnement, la vapeur 24 pénètre par une entrée 26 dans la turbine 10 et est amenée à passer par les aubes fixes 22. Les aubes fixes 22 guident la vapeur 24 vers l'aval contre les aubes mobiles 20. La vapeur 24 passe par une pluralité d'étages en communiquant aux aubes mobiles 20 une force qui fait tourner l'arbre 14. Au moins une extrémité de la turbine 10 peut s'étendre axialement depuis le rotor 12 et peut être fixée à une charge ou une machine (non représentée) telle que, entre autres, un alternateur et/ou une autre turbine. De la sorte, un grand système de turbine à vapeur peut en réalité comporter plusieurs turbines toutes montées coaxialement sur le même arbre 14. Un tel système peut, par exemple, comporter une turbine haute pression accouplée avec une turbine moyenne pression, laquelle est accouplée avec une turbine basse pression.

Comme représenté sur la Figure 1, la turbine 10 peut comporter de multiples étages, par exemple les cinq étages désignés par LO, L1, L2, L3 et L4 sur la Figure 1. L'étage L4 est le premier étage et est le plus petit (dans une direction radiale) des cinq étages. L'étage L3 est le deuxième étage et est l'étage suivant dans une direction axiale. L'étage L2 est le troisième étage et est représenté au milieu des cinq étages. L'étage Ll est le quatrième et avant-dernier étage. L'étage LO est le dernier étage et est le plus grand (dans une direction radiale). Les cinq étages ne sont représentés qu'à titre d'exemple, et une turbine peut avoir plus ou moins de cinq étages. Avant ou tout près de la mise en marche de la turbine, il n'y a sensiblement pas de vapeur qui s'écoule dans la machine. C'est ce qu'on appellera un état "sec" ou "inactif". Une fois que la turbine est opérationnelle et en marche, lorsque la vapeur circule dans la turbine à vapeur 10, la condensation peut débuter, et de l'humidité (p. ex. de l'eau, de la vapeur ou un mélange d'eau et de vapeur) peut se former. C'est ce qu'on appellera un état "humide" ou "actif". Il est souvent souhaitable de mesurer la quantité d'humidité présente dans le flux de vapeur à un instant donné pendant le fonctionnement de la turbine. A cette fin est prévu un système 100 (Figure 2) qui propose un procédé non invasif pour mesurer avec précision la qualité de la vapeur dans une turbine à vapeur. Considérant la figure 2, il y est représenté un système 100 pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur dans une turbine à vapeur. Le système 100 utilise les techniques de vélocimétrie à résolution temporelle d'images numériques de particules et le fait que les propriétés de diffusion de lumière de la vapeur dépendent en partie du taux d'humidité de la vapeur. En particulier, la vapeur humide diffuse davantage la lumière que la vapeur sèche. Par conséquent, des formes de réalisation de l'invention décrites ici éclairent le flux de vapeur à l'aide d'un laser, puis prennent des images numériques du flux de vapeur éclairé. Les images numériques peuvent être analysées et comparées afin d'estimer la qualité de l'humidité du flux de vapeur. A l'aide des dispositifs et procédés décrits ici, le taux d'humidité du flux de vapeur est analysé sans interrompre l'écoulement naturel de la vapeur, c'est-à-dire sans que rien ne soit ajouté dans le flux de vapeur, comme dans des procédés selon la technique antérieure pour contrôler le taux d'humidité.

Le système 100 comporte au moins un laser 102 conçu pour éclairer au moins une partie de la veine de vapeur dans la turbine à vapeur. Le laser 102 peut comprendre n'importe quels organes capables d'éclairer le flux de vapeur dans une turbine, par exemple un câble 103 à fibres optiques et un ensemble de lentilles cylindriques et convexes, le câble 103 à fibres optiques pouvant être accessible de l'extérieur de la turbine (par exemple par connexion à une source laser 108, présentée ici) de façon qu'un faisceau laser puisse être orienté afin d'éclairer le flux de vapeur. Un ou plusieurs lasers 102 peuvent être prévus et placés de la manière souhaitable afin d'éclairer une partie du flux de vapeur, par exemple un premier laser 102 pourrait être inclus à une première extrémité de la veine de vapeur et un second à l'autre extrémité de la veine de vapeur de façon que la totalité de la veine de vapeur puisse être éclairée par les deux lasers. Par exemple, comme représenté sur la Figure 2, un seul laser 102 peut être placé sur une pièce rotative de la turbine à vapeur, tandis que sur la Figure 3 sont utilisés deux lasers 102, par exemple un premier laser 102 placé sur la pièce rotative et un second laser 102 placé sur une pièce fixe. Comme représenté sur les figures 2 et 3, quel que soit l'endroit où il est placé, le laser 102 est conçu pour éclairer une partie du flux de vapeur dans la turbine à vapeur. Par exemple, le laser 102 émet un faisceau laser qui crée une nappe de lumière laser, illustrée sur les figures 2 et 3 par l'ombrage, IF, qui éclaire une partie du flux de vapeur. Le flux éclairé, IF, peut être toute partie du flux de vapeur dans la turbine à vapeur qu'un utilisateur désire mesurer. Le système 100 comporte en outre au moins un capteur 104 d'images conçu pour obtenir à différents instants une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur, IF. N'importe quel nombre d'images prises au cours d'un laps de temps peuvent être utilisés, par exemple 1000 images/seconde, 1000 images/30 seconde, 600 images/seconde, etc. Le capteur 104 d'image peut consister en n'importe quel capteur connu actuellement ou mis au point à l'avenir, capable de prendre une image numérique. Par exemple, le capteur peut consister en un capteur réalisé par un procédé semi-conducteur de type CMOS (capteur CMOS), c'est-à-dire un capteur d'image à pixels actifs, ou un capteur d'images à transfert de charges (CCD). Les capteurs 104 d'images peuvent être placés de la manière souhaitée, par exemple sur une pièce rotative ou une pièce fixe de la turbine à vapeur, et on peut utiliser n'importe quel nombre de capteurs 104. Par exemple, comme représenté sur la Figure 2, on peut utiliser trois capteurs 104 d'images placés chacun sur une aube mobile. Dans le présent exemple, les capteurs 104 d'images sont placés à peu près perpendiculairement au faisceau laser éclairant le flux de vapeur, et le champ de vision (représenté par les lignes en pointillé sur la figure 2) de chaque capteur 104 d'image se trouve dans le flux éclairé, IF. Dans un autre exemple, représenté sur la figure 3, les capteurs 104 d'images peuvent être placés sensiblement parallèlement au flux éclairé, IF, par exemple sur la pièce fixe et/ou sur la pièce rotative. Quel que soit le nombre ou la disposition des capteurs 104 d'images, les capteurs 104 d'images sont conçus pour prendre une image numérique d'une partie du flux éclairé. Par conséquent, les capteurs 104 d'images peuvent être disposés de n'importe quelle manière de façon que le champ de vision du capteur d'image se trouve dans le flux éclairé. En particulier, les capteurs 104 d'images peuvent être placés de façon qu'un objectif d'un capteur 104 d'image soit réglé précisément sur un endroit voulu dans le champ du flux éclairé. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le système 100 comporte en outre des connexions extérieures pour fournir le faisceau laser et pour traiter les images numériques prises par les capteurs 104 d'images. La Figure 4 représente à titre illustratif un agencement de connexions extérieures au moins partiellement l'extérieur d'une turbine à vapeur, qui se connectent au système 100. Par exemple, une commande 106 d'appareil photographique peut être prévue, coopérant avec au moins un capteur 104 d'image.

La commande 106 d'appareil photographique est conçue pour traiter la pluralité d'images numériques prises par les capteurs 104 d'images. De plus, au moins une source 108 laser (p. ex. un laser à grande vitesse) peut coopérer (p.ex. en étant connectée à au moins un laser 102 par un câble optique 103 représenté sur la figure 3). La source 108 laser et la commande 106 d'appareil photographique peuvent être synchronisées l'une avec l'autre pour déclencher le laser et prendre une image à l'aide d'un boîtier de synchronisation et de déclenchement 110, par exemple un connecteur BNC (à baïonnette Neill-Concelman). Les connexions externes peuvent comprendre en outre un régulateur 112 de laser et un oscilloscope 114 couplé à la source 108 laser et au connecteur BNC 110 pour synchroniser le déclenchement du laser et la prise de l'image numérique. Au moins un dispositif informatique 116 coopère avec les capteurs 104 d'images (par l'intermédiaire de la commande 106 d'appareil photographique ou par connexion directe) pour encore traiter les images numériques prises par les capteurs 104 d'images. Le dispositif informatique 116 peut également coopérer avec le laser 102 (par l'intermédiaire du câble optique 103 et de la source 108 laser/du régulateur 112 de laser). Les images prises par les capteurs 104 d'images peuvent être analysés par le processeur 106 d'appareil photographique ou par le dispositif informatique 116. Quoi qu'il en soit, les images numériques sont analysées pour mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique. Ensuite, les images analysées sont comparées pour estimer le taux d'humidité du flux de vapeur, comme expliqué ici. Un procédé pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur à l'aide du système 100 est représenté sur la Figure 5. Pour commencer, comme représenté lors de l'étape Si, au moins un laser est utilisé pour éclairer au moins une partie du flux de vapeur dans une turbine. Ensuite, comme représenté lors des étapes S2 et S3, une pluralité d'images numériques sont obtenues à différents instants à l'aide d'au moins un capteur d'images. Dans une forme de réalisation, une première image numérique est prise à un premier instant où la turbine est dans un état sec et une deuxième image numérique est prise à un deuxième instant, ultérieur, où la turbine à vapeur est dans un état humide. Cependant, la pluralité d'images peuvent être toutes prises dans un état sec, ou toutes dans un état humide, ou dans n'importe quelle combinaison de ceux-ci. Ensuite, comme représenté lors de l'étape S4, les images numériques sont analysées, par exemple, afin de déterminer une quantité de lumière diffusée lorsque le faisceau laser éclaire le flux de vapeur. Lors de l'étape S5, les résultats de l'analyse des images numériques sont comparés afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur. Dans une forme de réalisation, une deuxième image numérique prise dans l'état humide est comparée avec une première image numérique prise dans l'état sec, afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur au deuxième instant. De la sorte, la première image numérique prise pendant l'état sec sert d'image d'étalonnage (à savoir une image d'un flux à taux d'humidité connu), et toutes les images numériques ultérieures peuvent être comparées avec l'image d'étalonnage afin d'estimer le taux d'humidité à ces instants ultérieurs. Dans une autre forme de réalisation, une pluralité d'images sont toutes prises dans un état humide et, au lieu d'être comparées avec une image d'étalonnage dans l'état sec, la pluralité d'images sont comparées les unes avec les autres afin de déterminer la manière donc le taux d'humidité a évolué avec le temps. En outre, au lieu qu'une première image soit prise par un capteur d'image pour servir d'image d'étalonnage, l'image d'étalonnage pourrait être obtenue à l'occasion d'un essai en laboratoire ou à l'aide d'une autre source. De plus, une image d'étalonnage pourrait être une image instantanée ou une image résultant d'un calcul de moyenne pour lequel le taux d'humidité est connu (p. ex. une image dans l'état sec à 100 % ou une image dans l'état humide à 100 % ou quelque chose d'intermédiaire avec un taux d'humidité connu). Quelle que soit la manière dont est obtenue une image d'étalonnage ou de base avec un taux d'humidité connu, elle peut être comparée, au cours d'un laps de temps, avec une seule image instantanée ou résultant d'un calcul de moyenne. Les comparaisons peuvent servir à étudier et produire toutes sortes de statistiques ainsi qu'à donner un meilleur aperçu du taux d'humidité du flux. Bien que cela facilite l'illustration, le procédé présenté ci- dessus est décrit dans le cadre où l'on prend une image numérique d'étalonnage puis une image numérique, mais il est possible de prendre n'importe quel nombre d'images. Par exemple, une pluralité d'images d'étalonnage peuvent être prises dans un état sec, et l'analyse (p. ex. une distribution d'intensité) pour chaque image numérique peut faire l'objet d'un calcul de moyenne des images les unes avec les autres pour déterminer une quantité moyenne de lumière diffusée sur chaque image numérique. De même, une pluralité d'images numériques peuvent être prises dans un état humide. Par exemple, des images peuvent être prises presque en continu ou a intervalles donnés. La pluralité d'images numériques prises dans l'état humide peuvent être analysées et l'analyse (p. ex. la distribution d'intensité) pour chaque image numérique peut faire l'objet d'un calcul de moyenne des images les unes avec les autres pour déterminer une quantité moyenne de lumière diffusée. De la sorte, il est possible de calculer la moyenne d'une série d'images prises dans l'état humide au cours d'un laps de temps donné, et la moyenne peut être comparée avec l'image d'étalonnage afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur pendant le laps de temps donné. Les images numériques peuvent être analysées et comparées de n'importe quelle manière afin d'estimer le taux d'humidité. Dans une forme de réalisation, chaque image numérique est analysée afin de déterminer une distribution d'intensité, et les distributions d'intensité pour chaque image numérique sont comparées. La distribution d'intensité peut être exprimée sous la forme d'un tracé d'intensité par rapport au nombre de pixels, comme représenté sur les figures 6 et 7. Un capteur d'images numériques est divisé en pixels et chaque pixel correspond sensiblement à un nombre entier représentant la luminosité qu'il a enregistrée. Suivant la sensibilité des pixels/capteurs d'images (p. ex. la largeur binaire), ce nombre pourrait aller de 0 à 2n, n étant la largeur binaire. Par exemple, pour un pixel de 8 bits, ce nombre est ordinairement de 0 à 255. Par conséquent, compte tenu du capteur d'images utilisé, l'intensité sera un nombre entier. Le nombre peut être reporté par rapport au nombre de pixels, aussi un profil de distribution sur tout le capteur peut-il être tracé. La zone sous la courbe représente la lumière totale détectée par le capteur d'image. La Figure 6 représente une distribution d'intensité typique pour un état sec, montrant une courbe relativement plate (avec une zone Ao sous la courbe) parce qu'il y a généralement moins de variation d'intensité entre pixels lorsqu'il y a moins d'humidité présente. En revanche, la Figure 7 représente une distribution d'intensité typique dans un état humide, montant une courbe relativement plus haute (avec une zone Al sous la courbe) parce qu'il y a généralement plus de variation d'intensité entre pixels lorsque davantage d'humidité est présente. En effet, la vapeur humide réfracte davantage la lumière que la vapeur sèche, aussi y a-t-il une plus grande réfraction de lumière quand il y a plus d'humidité dans le flux de vapeur. Comme le flux de vapeur a été éclairé par le faisceau laser, l'image numérique montre alors la quantité de lumière laser réfractée par l'humidité présente dans le flux de vapeur. On peut utiliser divers algorithmes pour comparer la quantité de lumière réfractée sur chaque image numérique. Dans une forme de réalisation, en utilisant l'exemple illustré sur les figures 6 et 7, on peut utiliser l'algorithme suivant, qui s'attache surtout à la différence, AArea, entre les deux zones, Ao et A1, pour mesurer la qualité Q de la vapeur : Q = 3,Area / Ao = ((Al - A0)/A0) x 100% Cet algorithme et cette approche pour la comparaison ne sont nullement limitatifs et il existe de nombreuses manières d'analyser et de comparer les données des images. Par exemple, les intensités pourraient être normalisées puis comparées pour ainsi créer des "cartes d'humidité" ou des tableaux faciles à lire pour un rapport d'intensités donné. Pour l'essentiel, une fois que les données d'intensité sont obtenues de la manière considérée ici, on peut procéder à n'importe quel nombre d'analyses statistiques pour se faire une idée du champ du flux. Par exemple, en calculant leur moyenne au cours d'un certain laps de temps, par exemple 1000 images, 100 images, etc. prises en 1 min, 5 min, 2 s, etc. (n'importe quelle combinaison est possible), une fréquence appropriée de calcul de moyenne peut être déterminée pour analyser correctement les données. De plus, il est également possible de corréler des parties des images au lieu de l'image entière. Par ailleurs, les sections de turbine indiquées ici ne constituent que des exemples de la manière dont le système 100 pourrait être disposé et utilisé dans une turbine à vapeur. Par exemple, les aubes représentées sur les figures 2 et 3 pourraient comprendre des aubes mobiles (tournant comme illustré par la flèche R sur la Figure 2), ou peuvent comprendre des distributeurs fixes. Les figures 2 et 3 utilisent le flux de vapeur passant par des aubes mobiles pour illustrer le système 100, mais le système 100 peut servir à estimer l'humidité n'importe où dans ou autour d'une turbine à vapeur. Pour l'essentiel, chaque fois qu'existe un flux de vapeur, une source de lumière, p. ex. un laser, peut servir à éclairer le flux et des images numériques de ce flux éclairé peuvent être prises, et ces images peuvent être analysées afin d'estimer le taux d'humidité. Le dispositif informatique 116 peut comprendre un ou plusieurs équipements informatiques d'usage général aptes à exécuter un code de programme installé dans celui-ci/ceux-ci, par exemple un code de programme conçu pour analyser et comparer les images numériques de la manière expliquée ici. Au sens de la présente description, on désigne par "code de programme" n'importe quelle collection d'instructions, dans n'importe quel langage, code ou notation, qui amènent un dispositif informatique ayant des moyens de traitement d'informations pour réaliser une action particulière directement ou après n'importe quelle combinaison des actions suivantes : (a) conversion en un autre langage, code ou notation ; (b) reproduction sous une autre forme matérielle ; et/ou (c) décompression. En ce sens, le code de programme se présenter sous la forme de n'importe quelle combinaison de logiciel de système et/ou de logiciel d'application. Par ailleurs, le code de programme évoqué ici peut être mis en oeuvre à l'aide d'un module ou d'une série de modules. Au sens de la présente description, on entend par "composant" toute configuration de matériel, avec ou sans logiciel, qui remplit la fonction décrite en référence à celui-ci à l'aide de toute solution, tandis que le terme "module" désigne un code de programme qui permet à un dispositif informatique 116 d'exécuter les actions décrites en référence à celui-ci à l'aide de toute solution. Lorsqu'il est installé dans une mémoire ou une unité de mémoire d'un dispositif informatique 116 qui comprend un processeur, un module est une partie importante d'un composant qui exécute les actions. Quoi qu'il en soit, deux ou plus de deux composants, modules et/ou systèmes peuvent partager une partie/la totalité de leur matériel et/ou logiciel respectif. En outre, certaines des fonctions évoquées ici peuvent ne pas être mises en oeuvre ou des fonctions supplémentaires peuvent être incluses dans le dispositif informatique 116.

Lorsque le dispositif informatique 116 comporte de multiples dispositifs informatiques, dans chaque dispositif informatique peut n'être installée qu'une partie de programme (p. ex. un ou plusieurs modules). Cependant, le dispositif informatique 116 et le code de programme présentés ici ne présentent que divers systèmes informatiques équivalents possibles susceptibles d'exécuter un processus décrit ici. En ce sens, dans d'autres formes de réalisation, les fonctions assurées par le dispositif informatique 116 et le code de programme présentés ici peuvent être au moins partiellement mises en oeuvre par un ou plusieurs dispositifs informatiques qui comprennent n'importe quelle combinaison de matériel général et/ou spécifique avec ou sans code de programme, notamment mais pas exclusivement un dispositif portatif de mesure de l'espace entre le stator et le rotor. Dans chaque forme de réalisation, le matériel et le code de programme, s'ils sont inclus, peuvent être créés respectivement à l'aide de techniques d'ingénierie et de programmation courantes. Lorsque le dispositif informatique 116 comporte de multiples dispositifs informatiques, les dispositifs informatiques peuvent communiquer via n'importe quel type de liaison de communications. En outre, en exécutant un processus décrit ici, le dispositif informatique 116 peut communiquer avec un ou plusieurs autres systèmes informatiques à l'aide de n'importe quel type de liaison de communications. Quel que soit le cas, la liaison de communications peut comprendre toute combinaison de divers types de liaisons filaires et/ou radioélectriques ; comprendre toute combinaison d'un ou de plusieurs types de réseaux ; et/ou utiliser toute combinaison de divers types de techniques et protocoles de transmissions.

Comme indiqué plus haut et présenté plus en détail ici, les dispositifs et procédés décrits ici ont pour effet technique de permettre une estimation du taux d'humidité d'un flux de vapeur. En utilisant un laser 102 pour éclairer une veine de vapeur dans une turbine à vapeur, des images numériques sont prises à l'aide d'au moins un capteur 104 d'images. Les images numériques sont ensuite comparées afin d'estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur à un instant donné.

Liste des repères 10 Turbine à vapeur 12 Rotor 14 Arbre 18 Roues de rotor 20 Aubes mobiles 22 Aubes fixes 24 Vapeur 26 Entrée 100 Système 102 Laser 103 Câble à fibres optiques 104 Capteur d'images 106 Commande d'appareil photographique 108 Source laser 110 Boîtier de synchronisation et de déclenchement 112 Régulateur de laser 114 Oscilloscope 116 Dispositif informatique

Claims

REVENDICATIONS1. Système (100) pour estimer le taux d'humidité d'un flux de vapeur dans une turbine (10) à vapeur, le système (100) comportant : au moins un laser (102) conçu pour éclairer au moins une partie du flux de vapeur ; au moins un capteur (104) d'images conçu pour obtenir une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur ; et un dispositif informatique (116) coopérant avec le/les capteur(s) d'images, le dispositif informatique étant conçu pour : analyser la pluralité d'images numériques afin de mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique ; et comparer l'analyse de la pluralité d'images numériques afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur.
2. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel le/les laser(s) (102) comprend/comprennent un câble (103) à fibres optiques et un ensemble de lentilles.
3. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel le/les capteur(s) (104) d'images comprend/comprennent un capteur semi- conducteur de type CMOS ou un capteur d'image à transfert de charges (CCD).
4. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel une première image numérique est prise à un premier instant où la turbine (10) à vapeur est dans un état sec et une deuxième image numérique est prise à un deuxième instant, ultérieur et la deuxième image est comparée avec la première image numérique afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur au deuxième instant.
5. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel le/les capteurs (104) d'images est/sont placé(s) sur une pièce mobile (20) ou une pièce fixe (22) de la turbine (10) à vapeur.
6. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel l'analyse comprend l'analyse d'une série d'images numériques prises au cours d'un laps de temps et le calcul de la moyenne de l'analyse de chaque image numérique les unes avec les autres afin de déterminer une moyenne de la quantité de lumière diffusée ; et dans lequel la comparaison comprend la comparaison de la moyenne de l'analyse de chaque image numérique afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur pendant le laps de temps.
7. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel l'analyse comprend l'analyse de chaque image numérique afin de déterminer une distribution d'intensité ; et la comparaison comprend la comparaison des distributions d'intensité pour chaque image numérique.
8. Procédé d'estimation du taux d'humidité dans un flux de vapeur dans une turbine (10) à vapeur, le procédé comportant : un éclairement d'au moins une partie du flux de vapeur à l'aide d'un laser (102) ; une obtention d'une pluralité d'images numériques de la partie éclairée du flux de vapeur à l'aide d'au moins un capteur (104) d'images ; une analyse de la pluralité d'images numériques afin de mesurer une quantité de lumière diffusée sur chaque image numérique ; et une comparaison de l'analyse de la pluralité d'images numériques afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le/les laser(s) (102) comprend/comprennent un câble (103) à fibres optiques et un ensemble de lentilles.
10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le/les capteur(s) (104) d'images comprend/comprennent un capteur semi- conducteur de type CMOS ou un capteur d'image à transfert de charges (CCD).
11. Procédé selon la revendication 8, dans lequel une première image numérique est prise à un premier instant où la turbine (10) à vapeur est dans un état sec et une deuxième image numérique est prise à un deuxième instant, ultérieur, et la deuxième image est comparée avec la première image numérique afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur au deuxième instant.
12. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le/les capteurs (104) d'images est/sont placé(s) sur une pièce mobile (20) ou une pièce fixe (22) de la turbine (10) à vapeur.
13. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'analyse comprend l'analyse d'une série d'images numériques prises au cours d'un laps de temps et le calcul de la moyenne de l'analyse de chaque image numérique les unes avec les autres afin de déterminer une moyenne de la quantité de lumière diffusée ; et dans lequel la comparaison comprend la comparaison de la moyenne de l'analyse de chaque image numérique afin d'estimer le taux d'humidité du flux de vapeur pendant le laps de temps.
14. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'analyse comprend l'analyse de chaque image numérique afin de déterminer une distribution d'intensité ; et la comparaison comprend la comparaison des distributions d'intensité pour chaque image numérique.