[发明专利]一种汽轮机高温承压部件缺陷在线评定的系统及方法

说明书

本发明提供了一种汽轮机高温承压部件缺陷在线评定的系统及方法，首先确定汽轮机高温承压部件的裂纹部位及深度比，建立裂纹所在部位的最大主应力与热力参数的映射关系，然后在线实时计算裂纹所在部位的最大主应力，并判断是否需要进行裂纹扩展寿命计算，若需要则实时计算得出承压部件裂纹扩展深度，并根据不同的裂纹深度比，推荐运行和检修建议。本发明考虑了裂纹部位的具体结构，实现了承压部件缺陷的在线评定，可以实时准确掌握汽轮机高温承压部件的运行状态，为汽轮机高温承压部件的状态检修提供了依据。如果裂纹深度过大，通过及时安排计划大修或者中修来消除汽轮机的安全隐患，达到了防止机组非停、保障机组运行安全的效果。

技术领域

本发明涉及一种汽轮机高温承压部件缺陷在线评定的系统及方法，属于汽轮机技术领域。

背景技术

汽轮机高温承压部件包括高压和中压阀壳、高压和中压内缸等，这些部件承受高温高压，工作条件极其恶劣。高温承压部件一般为铸件，制造缺陷比较多，常常投运就发现裂纹等缺陷。另外，近年来电厂由于盲目追求经济性，在机组启停过程中蒸汽温度变化过快，阀壳和内缸等高温承压部件常因寿命损耗过大而产生裂纹。

汽轮机高温承压部件的上述这些裂纹缺陷是否需要立即停机处理，还是可以带缺陷运行一段时间，带缺陷到底可以运行多久，一直是困扰电厂工作人员的难题。

现有的承压部件寿命监控技术，给出了汽轮机高温承压部件的裂纹扩展寿命的监控方法，但这些技术大部分采用参数修正的方法，裂纹扩展寿命计算精度较差，无法满足在线评定承压部件缺陷的需要，也无法指导检修人员准确地进行缺陷处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何实现汽轮机高温承压部件缺陷的在线评定，以实时准确地掌握汽轮机高温承压部件的运行状态，为汽轮机高温承压部件的状态检修提供依据。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种汽轮机高温承压部件缺陷在线评定的系统，其特征在于：由数据库服务器、人工智能应力计算服务器、寿命计算服务器、缺陷评定服务器和检修管理服务器组成，数据库服务器的数据来源于金属监督数据库与在线测点数据库，数据库服务器与人工智能应力计算服务器以及缺陷评定服务器连接，人工智能应力计算服务器、寿命计算服务器、缺陷评定服务器、检修管理服务器依次连接。

本发明还提供了一种汽轮机高温承压部件缺陷在线评定的方法，其特征在于，步骤为：

第一步：确定汽轮机高温承压部件的裂纹部位及深度比L₁；

利用汽轮机开缸的检修期间进行金属监督，确定汽轮机高温承压部件产生裂纹的部位和裂纹深度a₁，计算裂纹深度比L₁，L₁的计算公式为；

a₁——裂纹深度；

h_c——裂纹部位的壁厚；

若L₁≥2％，需要立刻对裂纹进行处理，或年内安排大修或者中修对裂纹进行处理；

若L₁2％，将a₁录入数据库服务器；

第二步：建立裂纹所在部位的最大主应力σ₁与热力参数的映射关系；

利用制造厂提供的启停曲线以及电厂实际启停曲线，计算不同启停过程中裂纹所在部位的最大主应力σ₁随时间和热力参数的变化曲线，建立裂纹所在部位的最大主应力σ₁与热力参数的映射关系；

第三步：在线计算裂纹所在部位的最大主应力σ₁；