[发明专利]用于监测涡轮机中的构件的系统及方法

说明书

技术领域

本公开大体上涉及用于监测构件的系统和方法，并且更具体而言，涉及使数据采集装置与表面特征对准用于监测涡轮机中的构件的系统和方法。

背景技术

一些构件可需要在包括升高温度和/或腐蚀性条件的环境中操作。例如，涡轮机在如发电和飞行器发动机的领域中广泛地利用。取决于涡轮机的整体构造(即，燃气涡轮、蒸汽涡轮和/或发生器的并入)，此类涡轮机系统可包括一个或更多个压缩机区段、燃烧器区段、涡轮区段、蒸汽路径区段和/或发生器区段。压缩机区段构造成在空气流动穿过压缩机区段时压缩空气。空气接着从压缩机区段流动至燃烧器区段，其中空气与燃料混合并且燃烧，生成热气体流。热气体流提供至涡轮区段，该涡轮区段通过从热气体流抽取能量来利用热气体流以向压缩机、发电机，以及其它各种负载供能。蒸汽路径区段可利用涡轮机系统中的任何蒸汽流(如由余热回收蒸汽发生器产生的蒸汽流)，以从其抽取能量用于发电。同样地，发生器区段可将来自涡轮区段(例如，燃气或蒸汽涡轮区段)的旋转移动转换成电。

在涡轮机的操作期间，在涡轮机内以及特别是在涡轮机的涡轮区段或发生器区段内的各种构件(共同称为涡轮构件)，如涡轮叶片，可由于高温和应力而经受蠕变。对于涡轮叶片而言，蠕变可引起整个叶片的部分或整个叶片伸长，以使在操作期间，叶片末端接触静止结构(例如涡轮壳体)，并且潜在地引起不需要的振动和/或降低的性能。

因此，构件可针对蠕变监测。一种用以监测构件的蠕变的途径为在构件上构造应变传感器，并且以各种间隔分析应变传感器以监测与蠕变应变相关联的变形。然而，此类方法可需要从涡轮机除去构件，或者另外需要涡轮机的延长停工。

因此，用于监测涡轮机中的构件的备选系统和方法将在本领域中受欢迎。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

根据本公开的一个实施例，公开一种用于监测涡轮机中的构件的系统。系统可包括应变传感器，其包括设置在构件的表面上的至少两个参考点，以及数据采集装置，其连接于涡轮机，包括视场，其中视场定位成至少定期地捕获构件上的应变传感器。

根据本公开的另一个实施例，公开一种用于监测涡轮机中的一组构件的系统。系统可包括成组构件、多个应变传感器，以及数据采集装置，该多个应变传感器包括至少两个参考点，其中至少一个应变传感器设置在成组构件中的至少两个构件的表面上，该数据采集装置连接于涡轮机，包括视场，其中视场定位成至少定期地捕获成组构件中的至少两个构件上的应变传感器。

技术方案1. 一种用于监测涡轮机中的构件的系统，所述系统包括：

应变传感器，其包括设置在所述构件的表面上的至少两个参考点；以及

数据采集装置，其连接于所述涡轮机，包括视场,，其中所述视场定位成至少定期地捕获所述构件上的所述应变传感器。

技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述构件包括旋转涡轮构件。

技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述构件包括静止涡轮构件。

技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述构件包括发生器构件。

技术方案5. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置包括光源。

技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置连接于所述涡轮机的壳体的内表面。

技术方案7. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置连接于所述涡轮机的壳体中的端口。

技术方案8. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置连接于静止构件，设置成邻近包括所述应变传感器的所述构件。

技术方案9. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置在所述涡轮机操作时连接于所述涡轮机。

技术方案10. 根据技术方案9所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置至少在所述涡轮机操作时定期地捕获所述应变传感器。

技术方案11. 根据技术方案10所述的系统，其特征在于，所述构件包括旋转构件，并且其中所述数据采集装置在所述构件旋转到所述视场中时定期地捕获所述应变传感器。

技术方案12. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述视场定期地捕获整个构件。

技术方案13. 一种用于监测涡轮机中的一组构件的系统，所述系统包括：

一组构件；