KR0121796B1 - 터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템 - Google Patents

터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템

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KR0121796B1
KR0121796B1 KR1019890007112A KR890007112A KR0121796B1 KR 0121796 B1 KR0121796 B1 KR 0121796B1 KR 1019890007112 A KR1019890007112 A KR 1019890007112A KR 890007112 A KR890007112 A KR 890007112A KR 0121796 B1 KR0121796 B1 KR 0121796B1
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리 오스버언 로버트
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지.에이치.텔퍼
웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
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Abstract

내용 없슴.

Description

터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템
제1도는 종래기술의 시라우드 터어빈 블레이드 로우를 도시한 도면.
제2도는 본 발명의 방법 및 장치가 사용된 것과 관련해서 시라우드 터어빈 블레이드 로우를 도시한 도면.
제3도는 본 발명의 방법 및 장치가 사용된 것과 관련해서 도시된 증기 터어빈의 단면도.
제4도는 제2도의 터어빈 블레이드 로우 장치를 도시한 단면도.
제5도는 본 발명의 기술에 따라 제조된 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정 시스템을 도시한 도면.
제6도는 제5도에 도시된 터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템의 마이크로프로세서에 의해 실행된 단계를 도시한 순서도.
제7도는 제5도에 도시된 터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템의 마이크로프로세서에 의해 실행된 단계를 도시한 순서도.
제8도는 제5도에 도시된 터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템의 마이크로프로세서에 의해 실행된 단계의 다른 실시예를 도시한 순서도.
제9도는 제2도의 터어빈 블레이드 로우 장치의 다른 실시예를 도시한 단면도.
제10도는 제9도에 도시된 터어빈 블레이드 로우 장치와 관련해서 제5도에 도시된 터어빈 블레이드 시라우드의 틈새 측정 시스템의 마이크로프로세서에 의해 실행된 단계를 도시한 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 로우 11 : 회전자 디스크
12 : 터어빈 블레이드 13 : 시라우드 세그먼트
14 : 테논 15 : 시일
16 : 회전자 18 : 터어빈
19, 21 : 감지기 31 : 마이크로프로세서
33 : A/D 변환기
본 발명은 중기 터어빈 발전기내의 작동변수를 측정하는 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 말하자면 터어빈 시라우드와 터어빈 시일간의 틈새를 측정하는 시스템에 관한 것이다.
종래에 중기 터어빈 발전기에서 여러 작동 변수를 측정하는 장치가 사용되었다. 복수의 근접 감지기는 흐름 가이드 주변의 여러점에 있어서, 증기 흐름 가이드에서 터어빈 블레이팁까지의 거리를 측정하는 장치가 미합중국 특허 제4,644,270호에 기재되어 있다. 그러나 이러한 장치는 시라우드 터어빈 블레이드 장치에 용이하게 이용될 수는 없었다.
통상적으로 종래기술의 시라우드 터어빈 블레이드 로우(10)(제1도)는 회전자 디스크(11), 블레이드(12), 시라우드 세그먼트(13), 테논(14) 및 시일(15)로 구성한다. 이런 테논(14)은 시라우드 세그먼트(13)를 블레이드(12)에 고착시키는 블레이드(12)의 통합부품이나, 시일(15)은 터어빈 블레이드(12)를 통하는 대신 주변을 통과하는 증기의 양을 감소시킨다.
시일(15)과 시라우드 세그먼트(13)간의 틈새는 과다한 증기의 양이 그들 사이를 관통하지 못하도록 하여 터어빈의 증기양을 감소시키게 한다. 한편, 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15) 사이를 소정치로 접촉시킬 경우, 증기 터어빈의 본래 동력과 힘이 있기 때문에 이들 두 부품들은 파괴하게 되어, 작동시 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15)간의 틈새가 변화한다. 그러므로 회전기구에 대해 손상을 방지하기 위해 실시간시 이전틈새를 측정하는 것이 바람직하다.
증기 터어빈 발전기 시스템내의 일정하지 않은 다수의 남은 연로를 감소시키고 터어빈 발전기의 통합부품을 보호하고자 할 경우, 비정상 작동조건의 작동자를 검출 및 변경하는데 측정 시스템이 사용된다. 시라우드 및 언시라우드 터어빈 블레이드간의 물리적인 차이점이 있기 때문에 후자에 사용된 측정 시스템은 전자에 용이하게 사용할 수 없다. 따라서 장치는 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15)간의 틈새가 위험한 접촉으로 인해 설정된 최소한계치에 도달할 경우를 지시할 필요가 있다. 본 발명은 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정 시스템에 대해 필요조건을 갖고 있다.
본 발명은 동력조건하의 각 시라우드 세그먼트에 따라 여러 차례로 각 터어빈 블레이드 로우내의 터어빈의 고정자부와 시라우드 세그먼트간의 틈새를 측정하는 수단으로 구성된 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정 시스템에 관한 것이다. 틈새 측정 수단은 바람직하게도 복수의 감지기로 구성한다. 또 이런 시스템은 각 시라우드 세그먼트에 대해 평균 틈새값을 산출하기 위해 이런 측정치를 평균화하는 수단과, 터어빈의 시라우드 세그먼트와 고정자부간의 틈새값이 임계값에 근접할 경우를 판단하기 위해 각 시라우드 세그먼트에 대해 평균 틈새값을 분석하는 수단과, 분석용 수단에 응답하는 출력수단을 포함한다.
본 발명에 있어서, 터어빈의 로우와 고정부에 형성된 복수의 터어빈 블레이드 시라우드 세그먼트간의 틈새를 측정하기 위한 방법 및 장치는 동력조건하의 각 시라우드 세그먼트에 따라 여러 차례로 터어빈의 고정부와 각 시라우드 세그먼트간의 틈새를 측정하는 수단과, 각 시라우드 세그먼트에 대해 측정된 틈새의 평균치를 산출하기 위해 상기 측정치를 평균화하는 수단과, 시라우드 세그먼트와 터어빈의 대응 고정부와의 간격이 임계값에 접근할 경우를 판단하기 위해 각 시라우드 세그먼트에 대해 상기 평균 틈새값을 분석하는 수단과, 임계 상태 조건을 표시하고 필요한 고정작동을 지시하기 위해 상기 분석 수단에 응답하는 출력수단을 구비한다.
본 발명의 일실시예는 분석하는 수단이 각 세그먼트의 평균 틈새값을 같은 로우내에 있는 두 인접 시라우드의 평균 틈새값과 비교 판단하는 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정 시스템에 관한 것이다. 따라서 소정의 하나의 시라우드 세그먼트의 틈새값에서 변화율이 측정된다.
본 발명의 다른 실시예는 분석하는 수단이 특별한 로우내에 있는 각 시라우드 세그먼트에 대해 평균 틈새값을 평균화하여 평균 로우 틈새값을 산출하는 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정 시스템에 관한 것이다. 각 시라우드 세그먼트에 대한 평균 틈새값은 특별한 시라우드 세그먼트의 틈새에 있는 여유도를 측정하기 위해 평균 로우 틈새값과 비교한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정 시스템의 분석수단은 각 시라우드 세그먼트의 평균 틈새값을 소정의 임계 틈새값과 비교한다. 이런 임계값에 대한 소정의 하나의 시라우드 세그먼트의 평균 틈새값의 접근치가 측정된다.
본 발명은 또한 동력조건하의 각 시라우드 세그먼트에 따라 여러 차레로 각 터어빈 블레이드 로우내에 있는 터어빈의 고정부와 시라우드 세그먼트간의 틈새를 측정하여 터어빈 블레이드 시라우드 틈새를 측정하는 방법에 관한 것이다. 이런 방법은 시라우드 세그먼트와 터어빈의 고정부간의 틈새값이 임계값에 접근될 경우를 판단하기 위해 각 시라우드 세그먼트에 대해 틈새값을 분석하고 그 분석에 따라 산출하는 각 시라우드 세그먼트에 대해 평균 틈새값을 산출하기 위해 이들 측정치를 평균화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 터어빈 블레이드 시라우드 틈새 측정장치는 시라우드 터어빈 블레이드를 이용하는 소정의 증기 터어빈에 이용되어질 수 있다. 통상적으로 증기 터어빈은 고, 중, 및 저압 블레이드의 로우를 구비하는데, 저압 터어빈에 있는 최종 로우를 제외하면 모든 회전 로우는 그의 외측에 대해 수직인 시라우드를 구비한다. 터어빈의 고정부에 있는 시라우드 세그먼트와 시일간의 적절한 틈새를 유지하는 것이 매우 중요하기 때문에 이런 시스템이 필요하다. 이런 틈새의 여유도는 시라우드와 시일간을 출돌시키면 이런 시라우드와 시일이 파괴하게 된다. 터어빈 시라우드 틈새 측정 시스템은 시라우드 시일간의 틈새에서 임계 상태의 작동자를 변경시켜 터어빈 부품의 파괴를 방지한다.
이하, 첨부한 도면을 참조해서 바람직한 실시예의 다음 기술을 이해할 수 있다.
제2도에는 터어빈 시라우드 틈새를 감시하는 본 발명의 방법 및 장치를 이용한 시라우드 터어빈 블레이드 로우(10)가 도시되어 있다. 유사한 부품에 동일한 참조부호가 붙여진다.
제1도에 예시되어진 바와 같이, 터어빈 블레이드(12)는 회전자 디스크(11)에 의해 회전자(16)에 연결된다. 테논(14)은 블레이드(12)의 통합 부품으로서 시라우드 세그먼트(13)를 블레이드(12)에 고착시킨다. 시일(15)은 증기가 터어빈 블레이드(12)를 통과하는 대신 주위에 통과하도록 증기의 양을 감소시킨다. 제2도의 감지기(21)가 도시되어진 바와 같이, 감지기(21)는 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15) 사이의 틈새를 측정하는 수단이다. 감지기(21)는 가변 자기저항 감지기로서 거리를 감지하는 소정의 방법과 관련이 있지만 마이크로 웨이브 또는 광학적인 방법으로는 제한되지 않는다. 증기 터어빈의 내면을 지탱하는 감지기는 미합중국 특허 제4,644,270호에 기재되어 있다. 제2도에는 도시되어진 바와 같이, 참고용 감지기(19)가 구비되어 있다.
회전자(16)상의 인디시아(20)와 함께 이런 감지기(19)는 회전자(16)가 매 회전당 출력신호를 제공하기 위해 작동하고 특별한 시라우드 세그먼트(13)를 식별하기 위한 수단이 기도한다. 이런 참고용 감지기는 터어빈 기술분야에 공지되었다.
제3도에 도시되어진 바와 같이, 증기 터어빈의 각 터어빈 블레이드 로우(10)에는 감지(21)가 있다. 회전자(16)는 터어빈(18)의 고, 중, 저압에 대응하는 여러 크기의 블레이드로 구성되는 복수의 터어빈 블레이드 로우(10)를 이동시킨다. 터어빈 시일(15)은 모든 터어빈 로우(10)를 에워싼다. 제4도에는 제2도의 터어빈 블레이드 로우(10)의 일부분에 대한 단면도가 도시되어 있다.
감지기(21)는 블레이드 로우(10)의 내부와 시라우드 세그먼트(13) 및 테논면 상에 배치된다. 터어빈 블레이드(12)를 통과하는 증기의 흐름 통로 외측에 감지기(21)가 배치될 경우, 감지기(21)의 부식을 방지한다. 감지기(21)는 변화되지 않고 에지에서 시라우드 세그먼트(13)까지의 거리를 측정한다. 시라우드 세그먼트(13) 대 시일(15)의 틈새가 측정될 수 있다.
제5도에는 본 발명의 터어빈 시라우드 틈새 감시 시스템(30)이 도시되어 있다. 제2도에 감지기(21)에 의해 측정된 바와 같이 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15)간의 틈새는 A/D 변환기(33)에 의해 디지털 신호로 변환되는데 이런 A/D 변환기(33)는 그후 마이크로프로세서(31)에 의해 샘플된다. 마이크로프로세서(31)는 이들 측정치를 평균 및 분석하는 수단으로서 개개의 작동에 대해 시라우드 틈새 데이타를 표시하고 출력 인터페이스(30)에 터어빈 보호작동을 초기치 설정할 수 있다.
제5도에 도시된 시스템의 작동은 제6도의 순서도에 도시한 바와 같이 실행된다.
공지된 데이타 포착 기법을 통해 제5도의 마이크로프로세서(31)는 제2도의 감지기(21)를 통해 활동조건하의 각 시라우드 세그먼트에 따라 원주방향으로 여러 차례로 시라우드 틈새 측정치를 샘플하는 단계(40)에서 순서도가 개시한다. 샘플된 측정치는 시라우드-테논-시라우드테논-시라우드갭 패턴을 나타내는데, 이런 캡패턴은 제2도의 시라우드 세그먼트(13)면 지표이다.
테논(14)의 높이가 시라우드 세그먼트(13)의 높이보다 높고, 시라우드 세그먼트(13)는 테논(14)보다 높지않고 시일(15)를 충분히 접촉하기 위해 변형하기 때문에, 측정된 최소한 틈새는 시라우드 세그먼트(13)면과 시일(15)간의 실제 틈새를 나타내진 못한다. 따라서, 매 시라우드 세그먼트(13)당 다수의 측정치가 설정되어 평균 틈새값(LN)은 시라우드 세그먼트(13) 면과 시일(15)간의 거리를 나타내는데, 이러한 평균 틈새값(LN)은 제6도의 순서도의 단계(41)에서 마이크로프로세서(31)로 계산된다.
측정치 샘플링율은 테논(14)의 에지를 명확하게 나타내고 시일(15) 거리에 대한 시라우드 세그먼트(13)면의 표시 평균치를 얻기 위해 매우 충분하므로(테논(14)간의 3개 또는 4개 샘플) 이런 측정치는 평균 틈새(LN)을 계산하는데 사용되지 않는다.
평균 틈새값(LN)은 시라우드 세그먼트(13)가 일정하지 않게 변형되는 상황에서 시라우드 세그먼트(13)가 일정하게 변형하고 시라우드 세그먼트의 양측면의 거리 A가 일정한 조건이 예시되어지만 제11B도에는 시라우드 세그먼트(13)가 일정하지 않게 변형하고 시라우드 세그먼트의 일단부 상의 거리 B는 시라우드 세크먼트(13)의 타단부상의 거리 A보다 작은 조건이 예시되어 있다. 시라우드 세그먼트(13)가 일정하지 않게 변형될 경우, 시라우드 세그먼트(13)상의 특정 두 테논(14)간의 시일(15) 거리에 대한 최소한 시라우드 세그먼트(13)면이 이런 시라우드 세그먼트(13)에 대한 평균 틈새값(LN)으로 사용될 수 있다. 마이크로프로세서(31)는 각 시라우드 세그먼트(13)면 대 시일(15) 거리 측정치가 일정하지 않은 시라우드 세그먼트(13) 변형을 나타내어 최소한 시라우드 세그먼트(13)면을 평균 틈새값(LN)에 대한 시일(15) 거리로 대체되는가를 제6도의 순서도의 단계(41)에서 측정한다.
시라우드 세그먼트(13)에 시일(15)의 틈새에서 변화 또는 터어빈 회전자(16)부의 변화 때문에 평균 틈새값(LN)의 변화들을 구별하기 위해 마이크로프로세서(31)는 두 인접 시라우드 세그먼트(13)에 대해 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN) 및 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN-1, LN+1)간의 차이(△LN-1, △LN+1)를 단계(42)에서 계산한다. 단계(43)에서는 두 인접 시라우드 세그먼트(13)에 대해 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)과 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN-1, LN+1)간의 변화율(LR)이 계산된다. 단계(44)에서는 방정식 TD=1/LR×LN을 사용하여 마이크로프로세서(31)로 손상 시간(TD)이 측정된다. 여기서 LR은 변화율이고 LN은 평균 시라우드 세그먼트 틈새값이다. LR은 평균 시라우드 세그먼트 틈새값의 감소에 대응하는 (-)값이다. 틈새 차동값(△LN-1, △LN+1)의 절대값에서 변화율(LR)과 측정된 손상시간(TD)은 두 인접 시라우드 세그먼트(13)의 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)과 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN-1, LN+1)간의 차동값에서 소정의 변화로 작동자를 변환시키기 위해 단계(45)에서 표시하기 위한 출력이다. 이런 마이크로프로세서(31)는 단계(46)에서 틈새 차동값(△LN-1, △LN+1)의 절대값을 임계 틈새 차동값(△LCR)과 비교 판단하는데 이런 임계 틈새 차동값(△LCR)은 시라우드 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15)간에 상당한 위험성이 있는 두 인접 시라우드 세그먼트(13)에 대해 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN-1, LN+1)으로부터 나온 계산된 평균 시라우드 세그먼트 틈새(LN)의 함수에 해당한다.
초기에, 임계 틈새 차동값(△LCR)은 0.75에서 1mm로 세트한다. 마이크로프로세서(31)는 단계(46)에서 측정된 손상시간(TD)을 임계 손상시간(TCR)과 비교하는데, 이런 임계 손상시간(TCR)은 터어빈(18)은 손상을 방지할 때 보호작용이 유효하도록 보호작용이 초기 설정되기전 손상될 때까지 최소시간에 해당된다. 임계 틈새 차동값(△LCR)과 임계 손상 시간(TCR)이 데이타 베이스에 기억된다. 이들 비교치가 임계 틈새 차동값(ΔLCR)보다 큰 시라우드 틈새 차동값(△LN-1, △LN+1)이거나 임계 손상시간(TCR)과 같거나 2미만인 측정 손상시간(TD)을 나타낼 경우, 마이크로프로세서(31)는 단계(47)에서 작동자 경보를 발생시켜 보호작동을 개시하고, 프로그램 제어부가 단계(40)로 직접 귀환한다. 이들 과정은 각 터어빈 블레이드 로우(10)의 각 시라우드 세그먼트(13)에 대해 실행된다.
제7도와 제8도의 순서도에는 제2도의 시라우드 세그먼트(13)내 시일(15) 거리에서 임계 변화율의 측정에 대한 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 제7도의 단계(50,51)와 제8도의 단계(60,61)는 제6도의 단계(40,41)와 동일하다.
제7도의 단계(52)에서 제5도의 마이크로프로세서(31)는 평균 로우 틈새값(LA)을 계산한다. 평균 로우 틈새값(LA)과 평균 시라우드 세크먼트 틈새값(LN)간의 차동값(△L)은 단계(53)에서 계산된다. 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)과 평균 로우 틈새값(LA)간의 변화율(LR)은 단계(54)에서 계산된다.
단계(55)에서, 손상시간(TD)은 제6도와 관련해서 상술한 바와 같이 마이크로프로세서(31)에 의해 측정된다. 시라우드 틈새 차동값(△L)의 절치치에 있어서, 변화율(LR)과 측정된 손상시간(TD)은 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)과 평균 로우 틈새값(LA)간의 차동치로 소정의 변화의 작동자를 변화시키기 위해 단계(56)에서 표시하기 위한 출력이다.
마이크로프로세서(31)는 단계(57)에서 시라우드 틈새 차동치(△L)의 절대치를 제6도와 관련해 상술되어진 임계 틈새 차동치(⌒LCR)와 비교 판단하다. 또한 마이크로프로세서(31)는 단계(57)에서 측정된 손상시간(TD)을 제6도와 관련해서 기술된 임계 손상시간(TCR)과 비교 판단하다. 이들 비교치가 임계 틈새 차동값(△LCR)보다 큰 시라우드 틈새 차동값(△L)이나 또는 임계 손상시간(TCR)과 같거나 미만인 측정 손상시간(TD)을 나타낸 경우, 마이크로프로세서(31)는 작동자 경보를 발생시켜 단계(58)의 보호 작동을 개시하여 프로그램 제어부가 단계(50)으로 직접 귀환한다. 이런 과정은 각 터어빈 블레이드 로우(10)의 각 시라우드 세그먼트(13)에 대해 실행된다. 제8도의 순서도를 참조하면, 제5도의 마이크로프로세서(31)는 단계(62)에서 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)과 소정의 최소 임계 틈새값(TCR)간의 변화율(LR)을 계산한다. 이러한 최소 임계 틈새값(LMIN)은 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15)간의 접촉 위험성이 상당한 시라우드 세그먼트(13) 대 시일(15)틈새값에 해당한다.
최소 임계 틈새값(LMIN)은 데이타 베이스에 기억된다. 단계(63)에서 손상시간(TD)은 제6도에 관련해 기술된 바와 같이 마이크로프로세서(31)에 의해 측정된다. 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN), 변화율(LR) 및 측정된 손상시간(TD)은 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)과 소정의 최소 임계 틈새값(LMIN)간의 차동값에서 변화의 작동자를 변경하기 위해 단계(64)에서 표시하기 위한 출력이 있다.
마이크로프로세서(31)는 단계(65)에서 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)을 최소 임계 틈새값(LMIN)과 비교 판단되고 또 단계(65)에서 제6도와 관련해 기술되어진 바와 같이 측정된 손상시간(TD)을 임계 손상시간(TCR)과 비교 판단된다. 이들의 비교치가 최소 임계 틈새값(LMIN) 이하의 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)이거나 임계 손상시간(TCR)과 같거나 그 이하의 측정된 손상시간(TD)을 나타낼 경우, 마이크로프로세서(31)는 작동자 경보를 발생시켜 단계(66)에서 보호작동을 개시하고 그후 프로그램 제어부가 단계(60)로 직접 귀환된다. 이런 과정은 각 터어빈 블레이드 로우(10)의 각 시라우드 세그먼트(13)에 대해 실행된다.
상기 언급한 두 실시예중 최종 실시예에 있어서, 마이크로프로세서(31)가 회전자(16)의 중심선이 터어빈시일(15)의 중심선으로 이동되어진 경우를 식별하기 위해 서로 대향하게 위치한 제2감지기(21)를 제1감지기(21)에 제공할 필요가 있다.
시라우드 세그먼트(13)에 대향한 시라우드 세그먼트(13)의 평균 시라우드 세그먼트내의 증가치가 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)내의 감소치과 대응할 경우, 개개의 시라우드 세그먼트(13)와 시일(15)간의 틈새의 여유도 보다 큰 회전자(16)의 중심선 운동을 나타낸다. 시일(15) 원주 주변 90°차이로 간격진 4개의 감지기(21)는 회전자의 수명 및 수직운동을 검출한다.
차동 신장 즉 터어빈 시일(15)에 대해 터어빈 회전자(16)의 신장으로 인해 그의 축을 따른 제3도의 증기터어빈(18)의 시프텅은 본 발명의 시스템(30) 응용에 대해서 문제점을 야기시킬 수 있다. 시라우드 세그먼트(13)는 감지기(21)에 따라 외측으로 이동된다.
제9도에 도시된 본 발명의 또다른 실시예는 차동 신장으로 인한 문제점을 보상하도록 설계되어 있다. 제9도에는 제4도에 도시된 장치와 유사한 터어빈 블레이드 로우(10) 장치의 단면도가 도시되어 있다. 그러나 본 발명의 이런 실시예는 두 감지기를 이용하는데 각 감지기는 터어빈 블레이드 로우(10)의 평판에 있는 시일(15) 내부에 위치 설정된다. 시일(15)내에 감지기(21)를 위치 설정시킬 경우, 적어도 하나의 감지기(21)는 차동신장이 대부분 일어날 경우라도 시라우드 세그먼트(13)의 부분상에 항상 위치 설정된다. 두 감지기(21)에는 증기터어빈(19)의 각 터어빈 블레이드 로우(10)가 있다.
제9도에 기술된 바와 같이 본 발명의 실시예와 관련해서 제5도에 도시된 시스템(30)이 작동이 제10도의 순서도에 예시된 바와 같이 실행되어질 수 있다. 공지된 데이타 포착 기법을 통해 제5도의 마이크로프로세서(31)가 제9도의 각 감지기(21)를 통해 활동 조건하의 각 시라우드 세그먼트(13)에 따라 여러 차례 시라우드 틈새 측정치를 샘플하는 단계(70)에서 순서도가 개시한다. 단계(71)에서 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)은 각 감지기(21)에 의해 샘플되어진 시라우드 틈새 측정치를 계산한다. 단계(72)에서, 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)은 터어빈 블레이드(12)와 시라우드 세그먼트(13)의 최소한 외측 차원에 따라 최소 틈새 판독치에 해당하는 틈새값(LV)을 비교 판단한다. 틈새값(LV)은 데이타 베이스에 기억된다.
틈새값(LV)보다 큰 평균 시라우드 세그먼트값(LN1,LN2)은 터어빈 블레이드 로우(10)가 감지기(21) 밑으로부터 외측으로 이동되어 이런 감지기(21)에 해당하는 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)이 불확실하게 판독하는가를 지시한다.
이런 비교치가 확실한 틈새값(LV)보다 큰 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)을 지시할 경우 단계(73)에서 프로그램 제어부는 확실한 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)을 선택한다. 그후 프로그램 제어부는 각 제6도, 제7도 및 제8도의 순서도의 하나의 단계(42,52,62)로 진행한다.
평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)이 단계(32)의 비교치에서 불확실하다고 판단되지 않을 경우, 프로그램 제어부는 마이크로프로세서(31)가 이들 값에서 동시에 변화율을 검출하기 위해 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)을 분석하는 단계(74)로 진행한다. 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)에서 동시변화율은 터어빈 블레이드 로우(10)가 시일(15)의 평판에 대해 수직인 평판내의 두 감지기(21)에 이동되는 것을 나타낸다.
이에 따라, 제9도에는 본 발명의 실시예가 도시되어 시일의 평판에 대해 수직인 평판내에 시라우드 세그먼트(13)는 시라우드 세그먼트(13)의 외측부에 감지기(21)를 배치하기 때문에 실제 시라우드 세그먼트(13)면 대 시일(15)보다 큰 틈새값을 검출하는 하나의 감지기(21)를 이동시킨다. 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)내의 동시 변화율이 발생되어질 경우 단계(75)에서 마이크로프로세서(31)는 실제 시라우드 세그먼트(13)면 대 시일(15) 틈새값을 나타내는 보다 작은 두 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)을 선택한다. 그후 프로그램 제어부는 각 제6도 제7도 및 제8도의 순서도의 하나의 단계(42,52,62)로 진행한다. 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)내의 동시 변화율이 발생되지 않을 경우, 단계(76)에서, 마이크로프로세서(31)는 단하나의 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN)을 얻기 위해 평균 시라우드 세그먼트 틈새값(LN1,LN2)을 평균화한다.
그후 프로그램 제어부는 각 제6도, 제7도 및 제8도의 순서도의 하나의 단계(42,52,62)로 진행한다.
본 발명은 기본적인 실시예와 관련해서 기술되어질 동안, 본 기술분야에 능통한 자라면 많은 변경과 수정을 이해할 것이다.
본 발명의 명세서와 특허청구의 범위는 이런 많은 변경과 수정을 포함한다.

Claims (25)

  1. 회전자상의 원주의 로우에 자착된 복수의 반경 블레이드를 가진 터어빈에서, 적어도 각 원주의 로우에 있는 특정의 블레이드가 적어도 하나의 원주의 시라우드 세그먼트에 의해 유지되어 터어빈의 로우와 고정부에 형성된 복수의 터어빈 블레이드 시라우드 세그먼트들 사이의 틈새를 측정하는 시스템에 있어서, 동력상태 조건하의 각 시라우드 세그먼트를 따라 여러 차례 터어빈의 고정부와 각 시라우드 세그먼트 사이의 틈새를 측정하는 수단(21)과; 각 시라우드 세그먼트에 대해 측정된 틈새의 평균치를 산출하기 위해 상기 측정치를 평균화하는 수단(31)과; 터어빈의 시라우드 세그먼트와 대응 고정부 사이의 틈새값이 임계값에 접근할 경우를 판단하기 위해 각 시라우드 세그먼트에 대해 상기 평균 틈새값을 분석하는 수단과; 임계상태 조건을 표시하고 필요한 교정 작동을 지시하는 상기 분석 수단에 응답하는 출력 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 복수의 터어빈 블레이드 시라우드 세그먼트들 사이의 틈새를 측정하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평균수단(31)은 각 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값을 로우내의 두인접 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과 비교하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분석 수단은 터어빈의 시라우드 세그먼트와 고정부 사이에 접촉이 발생할 때까지 대응시간을 측정하여 각 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과, 로우내의 두 인접 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값간의 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분석 수단은 각 시라우드 세그먼트에 대해 상기 평균 틈새값과 비교되는 평균 로우 틈새값을 산출하기 위해 상기 로우에 대해 상기 모든 틈새값을 평균화하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 분석 수단은 터어빈의 시라우드 세그먼트와 고정부 사이에 접촉이 발생할 때까지의 대응 시간을 측정하여 각 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과 상기 평균 로우 틈새값간의 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 분석 수단은 각 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과 비교되는 소정의 임계 틈새값을 기억하는 기억 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 분석 수단을 터어빈의 시라우드 세그먼트와 고정부 사이에 접촉이 발생할 때까지 대응시간을 측정하여 각 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과 상기 소정의 임계 틈새값간의 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 틈새를 측정하는 상기 수단의 상기 터어빈의 회전축과 평행한 라인을 따라 로우의 평판에 위치 설정된 감지기를 감지기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 시라우드 세그먼트는 표면 지표를 구비하고 상기 평균 수단은 여러 터어빈 블레이드 시라우드 표면 지표에 대응하는 측정치간을 식별하여 각 시라우드 세그먼트에 대해 상기 평균 틈새값을 계산하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시라우드 세그먼트는 그의 표면상에 있는 복수의 터어빈 블레이드 테논을 이동시키고 상기 시라우드 세그먼트 면 지표는 터어빈 시라우드 영역과 터어빈 블레이드 테논을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 틈새를 측정하는 상기 수단은 터어빈의 회전축과 평행한 라인을 따라 터어빈의 고정부내의 위치 설정된 상기 로우에 대해 두 감지기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 터어빈은 터어빈 블레이드 회전자를 구비하고 상기 시스템은 상기 터어빈 블레이드 회전자가 축방향으로 신장하는가를 판단하기 위한 수단을 추가로 구비하며, 상기 다른 감지기가 상기 시스템에 의해 사용된 측정치를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 최소 측정치가 상기 시스템에 의해 사용되도록 상기 시라우드 세그먼트는 터어빈의 고정부의 평면과 수직인 평면내에 상기 두 감지기를 회전시켜 이동되는가를 판단하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 틈새를 측정하는 상기 수단은 터어빈의 고정부의 원주 주변의 90°간격으로 터어빈의 회전축에 평행한 라인을 따라 로우의 평면이 위치 설정되어 로우에 대해 4개의 감지기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 복수의 터어빈 블레이드 로우와 회전 시라우드를 에워싸는 터어빈 시일을 추가로 구비하고, 상기 틈새를 측정하는 상기 수단은 터어빈의 회전축과 평행한 라인을 따라 로우의 평판에 위치 설정된 각 로우에 대해 감지기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 분석 수단에 따라 터어빈 보호 작동을 개시하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 터어빈 보호작동을 개시하는 상기 수단을 상기 분석 수단에 따라 작동 경보를 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 회전자상의 원주의 로우에 장착된 복수의 반경 블레이드를 가진 터어빈에서, 적어도 각 원주의 로우에 있는 특정의 블레이드가 적어도 하나의 원주의 시라우드 세그먼트에 의해 유지되어 터어빈의 로우와 고정부에 형성된 복수의 터어빈 블레이드 시라우드 세그먼트들 사이의 틈새를 측정하는 방법에 있어서, 동력 상태 조건하의 각 시라우드 세그먼트를 따라 여러 차례 터어빈의 고정부와 각 시라우드 세그먼트 사이의 틈새를 측정하는 단계와; 각 시라우드 세그먼트에 대해 평균 틈새값을 산출하기 위해 상기 측정치를 평균화하는 단계와; 터어빈의 시라우드 세그먼트와 고정부 사이의 틈새값이 임계값에 접근할 경우를 판단하기 위해 각 시라우드 세그먼트에 대해 상기 평균 틈새값을 분석하는 단계와; 필요한 교정 작동을 지시하는 소정의 임계 상태 조건을 판별하기 위해 상기 분석 단계에 따라 산출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 복수의 터어빈 블레이드 시라우드 세그먼트들 사이의 틈새를 측정하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상길 분석 단계는 상기 각 평균 틈새값을 로우내의 두 인접 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과 비교하는 단계를 구비하는 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 분석 단계는 각 시라우드 세그먼트에 대한 상기 평균 틈새값과 비교되는 평균 로우 틈새값을 산출하기 위해 각 로우에 대해 상기 모든 틈새값을 평균화하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 분석 단계는 상기 평균 틈새값을 소정의 임계 틈새값과 비교하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 평균화 하는 단계는 여러 시라우드 면 지표에 해당하는 측정치들을 식별하여 각 시라우드 세그먼트에 대해 상기 평균 틈새값을 계산하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 로우가 축방향으로 이동되는가를 판단하는 단계를 추가로 구비하는 것으로 특징으로 하는 방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 분석 단계에 응답하는 터어빈 보호 작동을 개시하는 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 터어빈 보호 작동을 개시하는 단계는 분석 단계에 응답하여 작동기 경보를 발생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법
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