[发明专利]用于估计旋转组件的消耗的寿命的方法

说明书

用于估计旋转组件的消耗的寿命的方法包括：提供组件使用寿命；提供在组件的多个位置处测量的局部蠕变伸长与组合蠕变伸长之间的第一关系，所述组合蠕变伸长基本上与操作条件无关地指示局部蠕变伸长；在组件的多个位置处测量局部蠕变伸长；基于测量的局部蠕变伸长来计算组合蠕变伸长；提供组合蠕变伸长与消耗的寿命之间的第二关系；基于第二关系和计算的组合蠕变伸长来估计消耗的寿命。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求来自2020年12月11日提交的编号为20213606.5的欧洲专利申请的优先权，其整个公开通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于估计旋转组件的消耗的寿命（life）的方法。

旋转组件是旋转机器（尤其是诸如燃气涡轮、蒸汽涡轮、涡轮式发电机、水力发电机或类似物之类的大型旋转机器）的一部分。

背景技术

在下文中，特别参考诸如燃气涡轮之类的旋转机器；类似考虑无论如何都可应用于其它种类的旋转机器，诸如蒸汽涡轮、涡轮式发电机或水力发电机等。

燃气涡轮具有压缩机、燃烧室和涡轮；压缩机和涡轮具有多个级，每个级包括桨叶（vane）和转子叶片。转子叶片连接到转子并且由转子支撑。燃气涡轮常常具有从压缩机延伸到涡轮的一个转子，具有对于压缩机和涡轮的单独转子的其它配置无论如何都是可能的。

在操作期间，由于热应力和机械应力，转子经历退化（degradation）。为了监测这个退化，通常定义对于转子的使用寿命（lifetime）（即，转子能够操作的最大寿命）并且计算由于操作而消耗的转子寿命。当转子使用寿命完全被消耗时，转子被废除并且被替换。

消耗的转子寿命取决于多个因素，主要是转子温度和负载。作为对于转子温度的参考，可采取循环通过燃气涡轮的气体（压缩空气或者热气体）的温度和/或周围温度。

传统地，为了计算在操作期间消耗的转子寿命，测量循环通过燃气涡轮的气体的温度（压缩空气和/或热气体温度），从而基于气体温度，计算转子金属温度；然后基于假定的材料性质，计算消耗的寿命。

然而，这个传统的方法依赖于关于气体（压缩空气或者热气体）温度和转子温度之间的关系的假定，并且依赖于关于转子温度和消耗的转子寿命之间的关系的假定。还要求关于转子材料性质的附加假定。必须考虑到最坏的条件来作出所有那些假定，因此，根据这些传统的方法估计的消耗的转子寿命经证明是非常保守的。

发明内容

本发明的方面包括提供用于估计旋转组件的消耗的寿命的方法，所述方法不依赖于例如关于气体温度与转子温度之间的关系或者转子温度与消耗的转子寿命之间的关系的假定，或者也不依赖于关于转子材料性质的假定，但是所述方法基于局部蠕变伸长（local creep elongation）的多次测量。

有利地，局部蠕变伸长可提供包括热应力（被关联（link）到周围温度和负载，其转而被关联到压缩空气温度和热气体温度）的关于转子操作的历史的信息和/或关于转子机械应力（离心力和转矩）的信息和/或关于材料性质的信息，而无需任何假定，其可能是不正确的。

有利地，相比于传统方法，本发明的方法更加精确。这些和另外的方面通过提供根据所附权利要求的方法来实现。

附图说明

根据通过附图中非限制性示例的方式图示的方法的优选的但是非排他性的实施例的描述，另外的特性和优点将更加明白，其中：

图1示出实现本发明的方法的燃气涡轮的示例；

图2是将组合蠕变伸长关联到转子消耗的寿命的第二关系的图形表示。

具体实施方式

组件优选地是旋转机器的转子，并且旋转机器是例如燃气涡轮和/或蒸汽涡轮和/或涡轮式发电机和/或水力发电机。在下文中，参考燃气涡轮。