[实用新型]一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种主汽阀壳寿命监控装置，特别涉及一种用于频繁快速 启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置。

背景技术：

主汽阀是汽轮机的重要部件，是控制汽轮机进汽的重要开关。对于频繁启 停联合循环汽轮机，主汽阀壳寿命管理关系机组安全性和经济性的关键技术之 一。国内燃气轮机联合循环调峰机组，启停频繁，影响联合循环机组的服役寿 命。调峰机组的可靠性要求更高，对机组配套的相关阀门的安全性要求也更高。

金属因温度化不能自由伸缩而产生的应力，或金属本身温度不均匀使伸缩 受制约而产生的应力，称为热应力。由于热应力是温度变化而产生的，所以也 称温度应力或温差应力。部件工作时，它的尺寸将因温度变化而伸缩。若部件 的伸缩不受任何限制，温度变化只能使其变形，而不致产生应力。若部件不能 自由伸缩，将会在其内部产生应力。部件在受热或冷却时，若各部分温度不一 致，变形将受制约。温度高的部分要膨胀伸长，温度低的部分则限制它的膨胀， 结果在高温部位产生压应力。低温部位产生拉应力。

随着汽轮机不断向大功率、高效率方向发展，进气温度、压力不断增加， 对主汽阀的安全性和服役寿命要求也不断提高。目前汽轮机寿命管理多采用数 值计算的方法，实时寿命监控管理系统应用在实际机组上的不多，而且传统数 值计算结果误差较大，准确性不高，需要通过实际机组阀门的定期检修检测进 行修正，不能达到实时监控的目的。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种用于频繁快 速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现的：

一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置，主汽阀包 括主汽阀壳，设置在主汽阀壳上方的主汽阀盖，通过阀座和阀蝶设置在主汽阀 壳内的阀杆，焊接在主汽阀壳侧壁上的主蒸汽进汽短接管、主蒸汽出汽短接管、 阀座前疏水管、阀座后输水管和阀杆漏气短接管，以及通过连接汽封管道与阀 杆漏气短接管相连通的防止回流阀；其中，

主蒸汽进汽短接管、主蒸汽出汽短接管、阀座前疏水管、阀座后输水管以 及连接汽封管道上均设置有温度传感器和压力传感器，主汽阀壳、主蒸汽进汽 短接管以及主蒸汽出汽短接管上均设置有耐高温应变片，多个温度传感器通过 多通道温度计与多通道数据记录仪的输入端相连，多个压力传感器通过多通道 压力仪与多通道数据记录仪的输入端相连，多个耐高温应变片通过多通道应变 计与多通道数据记录仪的输入端相连，多通道数据记录仪的输出端与主汽阀壳 寿命监控系统的输入端相连。

本实用新型进一步的改进在于，主汽阀盖通过阀盖螺栓设置在主汽阀壳的 上方。

本实用新型进一步的改进在于，主蒸汽进汽短接管焊接在主汽阀壳侧壁的 上半部分，主蒸汽出汽短接管焊接焊接在主汽阀壳另一侧侧壁的下半部分。

本实用新型进一步的改进在于，在主汽阀壳外壁上接近主蒸汽进汽短接管 的附近设置耐高温应变片，用于实时测量该部位的应变；在主汽阀壳外壁上接 近主蒸汽出汽短接管的附近设置耐高温应变片，用于实时测量该部位的应变； 在主汽阀壳外壁上接近阀座前疏水管的附近设置耐高温应变片，用于实时测量 该部位的应变；在主汽阀壳外壁上接近阀座后疏水管的附近设置耐高温应变片， 用于实时测量该部位的应变。

本实用新型进一步的改进在于，在主汽阀壳底部周向均布设置四个阀杆漏 气短接管和四个连接汽封管道，在主汽阀壳外壁上接近阀杆漏气短接管的附近 设置耐高温应变片，用于实时测量该部位的应变。

本实用新型进一步的改进在于，主汽阀壳上的各个耐高温应变片采用耐高 温导线分别与多通道应变计连接。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的技术效果：

本实用新型一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装 置，利用耐高温应变片感知主汽阀壳外部的应变，利用温度传感器和压力传感 器实时测量主汽阀壳各关键部位的温度和压力，用于实时计算主汽阀壳体的应 力场分布。根据主汽阀壳的材料的弹性模量将测量应变值换算成应力，结合实 时计算的主汽阀壳体的应力场，依据主汽阀壳材料的疲劳曲线和蠕变曲线，获 得主汽阀壳实时的疲劳寿命消耗率和蠕变寿命消耗率，最终获得主汽阀的总体 实时寿命消耗曲线。