RU2624380C1 - Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин - Google Patents
Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624380C1 RU2624380C1 RU2016129883A RU2016129883A RU2624380C1 RU 2624380 C1 RU2624380 C1 RU 2624380C1 RU 2016129883 A RU2016129883 A RU 2016129883A RU 2016129883 A RU2016129883 A RU 2016129883A RU 2624380 C1 RU2624380 C1 RU 2624380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- turbines
- turbine
- steam
- video probes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе индикации и может быть использовано для диагностики состояния элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей на закрытой турбине, как на валоповороте, так и на полном останове турбин. Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин состоит из шлюзов для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, видеозондов, входящих в эндоскопический узел с регистратором, блока создания светового потока различной направленности. Все действия по определению места положения эндоскопического узла относительно получения данных с видеозондов согласуются с калиброванным синхродатчиком, размещенным стационарно на валу паровой турбины, который по обратной связи через центр обработки контролирует местоположение видеозондов относительно лопаточного аппарата и элементов проточной части. Изобретение позволяет проводить визуальную диагностику в автоматическом режиме элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей паровых турбин без вскрытия в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин. 6 ил.
Description
Изобретение относится к системе индикации и может быть использовано для диагностики состояния элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей на закрытой турбине, как на валоповороте, так и на полном останове турбин.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является устройство для измерения эрозионного износа рабочих лопаток паровой турбины (патент РФ №2020411, МПК G01B 21/20, опубл. 30.09.1994), которое было принято за прототип. Устройство содержит эндоскоп с регистратором, импульсный источник света с узлом формирования световой или теневой полосы и систему синхронизации, входы которой подключены к датчику положения лопатки относительно эндоскопа, устанавливаемому в проточной части турбины, и к датчику задаваемого положения ротора относительно эндоскопа. В устройстве установлены система обработки информации, подключенная к выходам системы синхронизации и регистратора, и подключенный к выходу системы синхронизации блок задержки, выход которого подключен к импульсному источнику света. Датчик положения лопаток относительно эндоскопа выполнен в виде источника и приемника светового излучения, механически связанных с эндоскопом и располагаемых по одну или обе стороны рабочих лопаток турбины.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности проведения визуальной диагностики в автоматическом режиме элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей паровых турбин без вскрытия в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, отсутствие осмотра внутри турбинных устройств всех ступеней турбины.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является достижение следующего технического результата - проведение визуальной диагностики в автоматическом режиме элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей паровых турбин без вскрытия в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, и, как следствие, повышение надежности проточных частей паровых турбин, продление их срока службы, увеличение межремонтного периода и планирования необходимого объема ремонтных работ с последующим прогнозом остаточного срока службы элементов проточных частей по их фактическому состоянию.
Предлагаемое техническое решение: для индикации повреждений и износа внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин эндоскопирование выполняется по карте осмотра, определенной заводом-изготовителем, с фиксацией видео и фото внутри турбинных узлов и деталей для последующего накопления информации и ведения сравнительного анализа.
Указанная задача решается за счет того, что в устройстве функции индикации повреждений и износа системы могут выполняться как на полном останове паровой турбины, так и на валоповороте.
Проточные части паровых турбин оснащаются специальными входными штуцерами с заглушками, которые снимаются в период проведения индикации повреждений и износа внутри турбинных узлов и деталей.
Каждый канал устроен таким образом, что позволяет производить установку оборудования эндоскопирования (гибкие, полужесткие, жесткие зонды) в створе сечения ступеней паровой турбины и проводить эндоскопирование всех доступных внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин как на полном останове, так и на валоповороте.
Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин (комплексная система эндоскопирования) состоит из специальных каналов (шлюзов), предназначенных для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, специальных видеозондов, входящих в эндоскопический узел с регистратором, и блока создания светового потока различной направленности.
Команды управления видеозондами, которые выполняются с пульта управления, поступают через блок согласования коммутатора, где происходит обработка и усиление цифровых сигналов, в центральный компьютерный блок и запоминающее устройство.
Все действия по определению места положения эндоскопического узла относительно получения данных с видеозондов согласуются с калиброванным синхродатчиком, размещенным стационарно на валу паровой турбины и по обратной связи через центр обработки контролирущим местоположение видеозондов относительно лопаточного аппарата и элементов проточной части.
Для получения данных, объективно оценивающих состояние внутри турбинных узлов и деталей паровой турбины, в базу данных вносится паспорт первоначальных данных внутри турбинных узлов и деталей, параметров лопаточного аппарата по ступеням, их предельные критерии износа и повреждений.
Это позволяет при проведении эндоскопирования проводить сравнительный анализ состояния узлов, деталей, лопаточного аппарата проточных частей паровой турбины.
Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин имеет возможность при компоновке в определенном сочетание гибких, полужестких и жестких зондов производить эндоскопирование лопаточного аппарата на валоповороте, таким образом, что происходит видеосъемка каждой лопатки ступени в отдельности в объеме, определяемом техническими возможностями видеокамер и координатами расположения их вдоль пера лопатки.
Эти возможности могут достигаться несколькими камерами, которые захватывают всю длину лопатки при установке составного зонда эндоскопирования (фиг. 6).
Для определения координат места осмотра лопаточного аппарата ступеней паровой турбины при валоповороте на ось вала паровой турбины закрепляется жестко датчик синхронизации системы, который калибруется с контрольной меткой на валу таким образом, чтобы электронная схема полного оборота вокруг оси контрольной метки могла пересчитываться на все ступени.
Положение контрольной метки №1 на оси вала пересчитывается на положение №1 лопаточного аппарата, перемещаясь по длине лопатки по входной и выходной кромкам по всей высоте рабочей части, начиная от места установки ступени.
Датчик системы синхронизации выполнен в виде источника и приемника видеосигнала от видеокамеры эндоскопа с теневой подсветкой, механически связанных с эндоскопом и расположенных со стороны входных или выходных кромок рабочих лопаток турбины, и по обратной связи через центр обработки контролирует местоположение видеозондов относительно лопаточного аппарата и элементов проточной части.
Система содержит сложные оптические и электронные компоненты, поэтому предусмотрено само диагностирование измерительного комплекса, которое выполняется в два этапа: перед введением измерительных зондов в проточную часть паровой турбины и после установки их в рабочем состоянии.
На первом этапе тестируются все компоненты, функционирование которых можно оценить визуально: работа источника светового излучения видеоканала в непрерывном и импульсном режимах, работа источников излучения лучевого канала, работа видеокамеры в непрерывном режиме и др.
На втором этапе - правильность установки синхродатчика и юстировки зондов в различных сечениях по высоте лопатки. Если тестовый блок системы обнаруживает неисправность или ненадлежащую настройку какого-нибудь из узлов, он указывает оператору, какие необходимо принять меры для приведения комплекса в нормальное состояние.
Блок-схема устройства мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин (КСЭ) показана на фиг. 1 и состоит из пульта управления работой эндоскопами; центра обработки и накопления данных; коммутатора, блока согласования и усиления цифровых сигналов; запоминающего устройства; видеозондов эндоскопов 1-n; источников света 1-n; синхродатчика.
Схема расположения зон осмотра в проточной части ЦВД в патрубках №1-№10 показана на фиг. 2, где указаны места оснащения специальными каналами (шлюзами) для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, специальными видеозондами, входящими в эндоскопический узел с регистратором, блоком создания светового потока различной направленности.
На фиг. 3 показан пример схемы расположения осмотра в проточной части ЦВД в патрубках №4 и №9.
Осмотр выполняется через штуцеры в верхней половине цилиндра.
Визуальный контроль выходных кромок рабочих лопаток выполняется:
- при включенном/выключенном ВПУ - по всей высоте лопатки (точка 1) и торцевая поверхность бандажей (точка 3);
- при включенном/выключенном ВПУ - корневая часть лопатки (точка 4) в видимой части.
Визуальный контроль входных кромок направляющих лопаток выполняется при включенном/выключенном ВПУ в видимой части (точка 2).
Визуальный осмотр места установки обоймы в ЦВД - наружный в видимой части (точка 5).
Осмотр выполняется гибким эндоскопом с поворотной головкой ∅8÷10 мм, установленным в направляющих.
Направляющие имеют предохраняющие элементы, исключающие выпадение внутрь проточной части как эндоскопа, так и самих направляющих
Схема расположения зон осмотра в проточной части ЦНД в патрубках №1-№16 показана на фиг. 4, где указаны места оснащения специальными каналами (шлюзами) для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, специальными видеозондами, входящими в эндоскопический узел с регистратором, блоком создания светового потока различной направленности.
На фиг. 5 показан пример схемы расположения осмотра в проточной части ЦНД в патрубках №5 и №13, №6 и №14.
Для доставки эндоскопа к точкам осмотра выполняется прокладка стационарных каналов в крышках ЦНД над фланцем горизонтального разъема.
Визуальный осмотр в патрубке №5 и №13 величины износа верхней половины входных кромок рабочих лопаток и бандажей выполняется при включенном/выключенном ВПУ (точка 1).
Визуальный осмотр в патрубке №6 и №14 величины износа выходных кромок рабочих лопаток и бандажей - при включенном/выключенном ВПУ (точка 3).
Визуальный контроль в патрубке №5 и №13 - при выключенном ВПУ выходных кромок направляющих лопаток в видимой части (точка 2).
Осмотр в патрубке №5 и №13 выполняется:
- при включенном ВПУ - жестким эндоскопом с боковым адаптером ∅8÷14 мм;
- при выключенном ВПУ - гибким эндоскопом с поворотной головкой ∅8÷14 мм.
Гибкие и жесткие зонды в проточную часть заводятся по направляющим с защитой от выпадения в проточную часть.
Визуальный контроль в патрубке №6 и №14 выполняется при выключенном/выключенном ВПУ:
- входных кромок направляющих лопаток 5 ст. ЦНД (точка 4) в видимой части,
- хвостовиков рабочей лопатки (точка 5),
- состояние поверхности направляющего кольца (точка 7) в видимой части,
- места установки диафрагм в крышку (точка 8) в видимой части,
- входных козырьков диафрагм (точка 9) в видимой части.
Осмотр в патрубке №6 и №14 выполняется:
- при включенном ВПУ - жестким эндоскопом с боковым адаптером ∅8÷14 мм;
- при выключенном ВПУ - гибким эндоскопом с поворотной головкой ∅8÷14 мм.
Гибкие и жесткие зонды в проточную часть заводятся по направляющим с защитой от выпадения в проточную часть.
Следует учесть, что расположения зон осмотра в проточной части паровых турбин и проведения в них эндоскопирования отличаются конструктивными особенностями самих зон осмотра.
Для индикации повреждений и износа внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин эндоскопирование выполняется по карте осмотра, определенной заводом-изготовителем, с фиксацией видео и фото внутри турбинных узлов и деталей для последующего накопления информации и ведения сравнительного анализа.
Цель изобретения - создание устройства мониторинга для диагностики состояния элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей, обеспечивающего возможность без вскрытия паровой турбины проводить в процессе эксплуатации при полном останове или на валоповороте индикацию повреждений внутри турбинных узлов и деталей, в том числе лопаточного аппарата, что повышает надежность паровой турбины, увеличивает срок ее службы и межремонтный период.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов - системы обработки информации и блока задержки и связей между элементами, а также выполнением датчика синхронизации механически закрепленным на валу ротора турбины с установкой на нем нулевой точки и калибровкой сектора поворота вала относительно нулевых точек ступеней турбины.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что оно явным образом не следует из известного уровня техники, несмотря на то что признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, порознь известны.
Только в заявляемом комплексной системе впервые появляется возможность автоматической индикации в процессе эксплуатации всех ступеней проточных частей, внутри турбинных узлов и деталей, в том числе лопаточного аппарата, что повышает надежность паровой турбины, увеличивает срок ее службы и межремонтный период.
Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям охраноспособности "Новизна" и "Изобретательский уровень".
Фиг. 1 - блок-схема комплексной системы мониторинга и диагностики состояния элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей ЦВД и ЦНД.
Фиг. 2 - схема расположения зон осмотра в проточной части ЦВД паровой турбины в патрубках №1-№10.
Фиг. 3 - схема расположения осмотра в патрубках №4 и №9 проточных частей ЦВД паровой турбины.
Фиг. 4 - схема расположения зон осмотра в проточной части ЦНД в патрубках №1-№16.
Фиг. 5 - схема расположения осмотра в проточной части ЦНД в патрубках №5 и №13, №6 и №14.
Фиг. 6 - положение эндоскопа с видеозондами на последней ступени ЦНД.
Claims (1)
- Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин состоит из шлюзов для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, видеозондов, входящих в эндоскопический узел с регистратором, блока создания светового потока различной направленности, причем управляемые с пульта управления сигналы с видеозондов поступают через блок согласования коммутатора, в котором происходит усиление цифровых сигналов, поступающих в центральный компьютерный блок обработки и накопления данных, в запоминающее устройство, при этом все действия по определению места положения эндоскопического узла относительно получения данных с видеозондов согласуются с калиброванным синхродатчиком, размещенным стационарно на валу паровой турбины, который по обратной связи через центр обработки контролирует местоположение видеозондов относительно лопаточного аппарата и элементов проточной части.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129883A RU2624380C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129883A RU2624380C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2624380C1 true RU2624380C1 (ru) | 2017-07-03 |
Family
ID=59312738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016129883A RU2624380C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2624380C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762269C1 (ru) * | 2021-08-16 | 2021-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии" | Система и способ мониторинга элементов проточной части турбин |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020411C1 (ru) * | 1992-08-18 | 1994-09-30 | Вячеслав Аркадьевич Хаимов | Устройство для измерения эрозионного износа рабочих лопаток паровой турбины |
| RU2415273C2 (ru) * | 2007-11-20 | 2011-03-27 | Михаил Борисович Явельский | Способ и система осмотра рабочих лопаток турбины и корпус турбины |
| RU2415379C1 (ru) * | 2009-11-13 | 2011-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
| WO2013045108A1 (de) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Lufthansa Technik Ag | Endoskopiesystem und korrespondierendes verfahren zur untersuchung von gasturbinen |
| JP2014139444A (ja) * | 2014-04-02 | 2014-07-31 | Olympus Corp | 画像処理装置 |
-
2016
- 2016-07-20 RU RU2016129883A patent/RU2624380C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020411C1 (ru) * | 1992-08-18 | 1994-09-30 | Вячеслав Аркадьевич Хаимов | Устройство для измерения эрозионного износа рабочих лопаток паровой турбины |
| RU2415273C2 (ru) * | 2007-11-20 | 2011-03-27 | Михаил Борисович Явельский | Способ и система осмотра рабочих лопаток турбины и корпус турбины |
| RU2415379C1 (ru) * | 2009-11-13 | 2011-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
| WO2013045108A1 (de) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Lufthansa Technik Ag | Endoskopiesystem und korrespondierendes verfahren zur untersuchung von gasturbinen |
| JP2014139444A (ja) * | 2014-04-02 | 2014-07-31 | Olympus Corp | 画像処理装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762269C1 (ru) * | 2021-08-16 | 2021-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии" | Система и способ мониторинга элементов проточной части турбин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2610973C2 (ru) | Эндоскопическая система и способ для обследования газовых турбин | |
| JP6335252B2 (ja) | ガスタービンエンジン内のプローブの位置を標定するためのシステムおよび方法 | |
| US9708934B2 (en) | System and method for inspecting turbomachines | |
| US8570505B2 (en) | One-dimensional coherent fiber array for inspecting components in a gas turbine engine | |
| EP3757696A1 (en) | Control of power generation system by visually monitoring valve during operation | |
| US10488349B2 (en) | Automated borescope insertion system | |
| JP2006125393A (ja) | 地上試験にためにターボ機械のブレードの先端の軸方向変位量を測定する装置および装置の使用方法 | |
| CN106286082B (zh) | 一种模型混流式水轮机转轮内部叶道涡测试的系统 | |
| EP3757356A1 (en) | Control of power generation system by visually monitoring gauge during operation | |
| US10196922B2 (en) | System and method for locating a probe within a gas turbine engine | |
| JP4966056B2 (ja) | タービン内部構造物の検査装置及びこの装置を用いた検査方法 | |
| RU2624380C1 (ru) | Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин | |
| US20200049564A1 (en) | Systems and methods for thermal imaging systems | |
| EP3757357A1 (en) | Control of power generation system by visually monitoring component during operation | |
| RU2415273C2 (ru) | Способ и система осмотра рабочих лопаток турбины и корпус турбины | |
| KR101578688B1 (ko) | 가스 터빈 회전자의 자동 위치설정 방법 | |
| RU2762269C1 (ru) | Система и способ мониторинга элементов проточной части турбин | |
| US8532956B2 (en) | Method and system for rotation tracking of a turbomachine component | |
| CN219552234U (zh) | 一种多探头探杆装置 | |
| US20230132178A1 (en) | State monitoring system having a borescope device for a gas turbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180721 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191204 |