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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105466687A(43)申请公布日2016.04.06(21)申请号201510915673.4(22)申请日2015.12.10(71)申请人浙江国华余姚燃气发电有限责任公司地址315499浙江省宁波市余姚市丰山西路588号申请人西安热工研究院有限公司(72)发明人李志刚肖俊峰王伟华范清亮上官博李园圆南晴段静瑶(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人闵岳峰(51)Int.Cl.G01M15/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图7页(54)发明名称一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置(57)摘要本发明公开了一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置,利用应变片感知高中压汽缸的应变变化,并将应变值传输到应变计进行观测,用数据记录仪进行记录存储,寿命评估服务器对测量的应变信息进行实时处理,转换成高中压汽缸关键部位的应力信息。利用温度传感器和压力传感器感知高中压汽缸温度和压力的变化信息,并提供给寿命评估服务器进行实时计算高中压汽缸的温度场和应力场。综合高中压汽缸各应变片测量得到应力分布和数值计算得到应力场分布,并根据高中压汽缸材料的蠕变寿命曲线和疲劳寿命曲线得到频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸实时的寿命消耗率,以及高中压汽缸总体累积寿命消耗实时监控曲线。CN105466687ACN105466687A权利要求书1/2页1.一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置,其特征在于,高中压汽缸(1)包括高中压汽缸上缸(2)和高中压汽缸下缸(3),上下缸之间用汽缸螺栓固定连接,高中压汽缸上缸(2)上设置有中压出汽管(8),高中压汽缸下缸(3)上设置有高压进汽管(4)、高压出汽管(5)、中压进汽管(6)和补汽管(7);其中,高中压汽缸上缸(2)和高中压汽缸下缸(3)上设置多个应变测点,每个测点设置一个耐高温应变片(11)用于实时测量各部位的应变变化;在高压进汽管(3)、高压出汽管(4)、中压进汽管(5)、补汽管(6)和中压出汽管(7)上打孔安装温度传感器(8)和压力传感器(9),用于实时测量各部位的温度和压力;在高中压汽缸(1)上各级隔板处打孔安装温度传感器(9)和压力传感器(10),用于实时测量各级的温度和压力;高中压汽缸(1)的各个耐高温应变片(11)采用引线(12)分别与应变计(14)连接,各个测点的温度传感器(9)连接温度计(15),各个测点的压力传感器(10)连接压力计(16),各路测点数据均连接到多通道数据记录仪(17)进行存储;将多通道数据记录仪(17)存储的数据传送到高中压汽缸寿命监控系统(18),进行处理并实时显示高中压汽缸(1)外部各个部位的应变变化,应变变化率,各个部位的温度变化,压力变化,并绘制各部位应力变化曲线进行直观展现。2.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置,其特征在于,采用排线器(13)将多路数据引线(12)编排布置,对号连接。3.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置,其特征在于:利用实时监测的高中压汽缸(1)各进出口温度压力测点数据,以及高中压汽缸各级的温度压力测点数据,并根据热传导方程其中,x、y、z为空间三维坐标,t是温度,τ为时间,ρ为密度,c为比热容,λ为导热系数,q热源的发热率密度,通过有限元法计算高中压汽缸温度场、压力场分布,进而根据热弹性力学方程计算得到高中压汽缸应力的随时间的变化曲线;热弹性力学方程:其中:ε为应变,σ为应力,E为弹性模量,v为泊松比,α为膨胀系数,T为温度。2CN105466687A权利要求书2/2页4.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置,其特征在于:综合高中压汽缸各应变片测量得到高中压缸关键部位应力分布(25)和用有限元方法计算得到应力场分布(31),并根据高中压汽缸材料的蠕变曲线和疲劳曲线(32)得到频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸实时的寿命消耗率(33),以及高中压汽缸总体累积寿命消耗实时监控曲线(34)。5.根据权利要求1所述的一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机高中压汽缸寿命监控装置,其特征在于:高中压汽缸寿命监控工作站(35)包括寿命计算评估服务器(36)、数据库(37)和Web服务器(38);其中,寿命计算评估服务器(36)从多通道数据记录仪(17)采集数据并进行计算分析,然后安装一定格式存储到数据库(37),Web服务器(38)读取数据库(37)里的数据,并通过用户局域网(39)提供给各终端浏览器(40)进行访问。3CN105466687A说明书1/5页一种用于频繁快