[发明专利]汽轮机冲击级温度测量方法及测量装置

说明书

本发明涉及到高压汽轮机，特别是涉及到测量高压汽轮机的冲击级或第一级出口温度的方法。

多级高压汽轮机在运转时，转子表面温度接近蒸汽温度，而转子内部及镗孔的温度响应很慢，这样就产生了热应力，结果出现了低周期热疲劳。因此，在负荷变化很大的情况下（如启动时），第一级出口蒸汽温度值应予以控制，以减小其应力。

一般说来，在起动时汽轮机升速，发电机同步，并由全开启进气操作带上5%负荷。随着负荷的增长，全开启进气操作转变为局部开启进气操作，导致了第一级蒸汽出口温度的阶跃变化。这种温度变化对50%的最小进气开度是20℃，对25%的最小进气开度是38℃。

在这一过程中，蒸汽温度的急剧变化，增大了这种热应力。

人们试图利用例如逐步转化的方法去减小热应力。在这个方法中，打开对应于最小进气的那些阀，关闭其余的阀。第一级蒸汽温度的变化率通过调整阀门运动速率来控制。因此这一方法取决于蒸汽温度的精确测量。通常，将热电偶装在管壁或冲击级其他地方，以测定蒸汽温度。

然而，在变化的状态下，由于其固有的响应很慢，用热电偶测量的是金属温度而不是蒸汽温度，金属温度低于蒸汽温度，在过渡过程尤其如此。

由于高压力，金属管壁很厚，而且热电偶的响应慢，很难精确地测量第一级的蒸汽温度，以前，这样用途的热电偶埋在管壁里或埋置在下一级静止叶片的基面上。可是，精确地测到的是金属温度不是蒸汽温度，利用套管仲到蒸汽通道，可以准确地测出温度，但是套管有折断并进入蒸汽通道危险。

汽轮机也经受温度的变化，在由于锅炉的汽轮机固有的流体温度特性所引起的负荷变动期间，该变化在第一级出口具有特别意义，迅速及时地测量这些温度变化，能得到最佳负荷变化率，改善汽轮机的寿命。

在欧洲专利申请0186609号公开了一种用于汽轮机的温度测量探测器，它安装在叶片进气缘上，探测器的入口伸到进气缘之外，进入待测蒸汽流这种探测器比较适用于流向变化的情况。

所以，本发明的主要目的是提出一种确定汽轮机冲击级测量蒸汽温度的方法和装置，对这一点温度精确、快速响应的直接测量是不现实，但是通过测量若干点的温度的压力，就可以将其精确地定出来。

从这个目的来说，本发明属于一种方法和装置。

汽轮机冲击级的蒸汽的测定方法，其特征为以下各步骤：

a）测量上述的排气段蒸汽压力P_EX;

b）测量上述的排气段蒸汽温度T_EX;

c）测量上述的第一级出口蒸汽压力P_IMP;

d）测定和提供叶片组的效率测量;

e）提供一些表：蒸汽的焓h、比容V、熵S限定为压力P和温度T的函数的表、限定T、V、S作为P、h的函数的表和限定V、h和T作为P、S的函数表。

f）计算焓h_EX，特定比容V_EX，以及上述表中排气段处的熵S_EX;

g）用上述的表和计算得到的h_EX值计算上述冲击级处焓h_IMP的第一试算值;

h）由计算值h_EX和h′_IMP计算等熵的焓△h′_I值变化的第一试算值;

i）用效率系统η由△h′_I计算叶片组损耗△h_L的第一试算值;

j）由h_EX减去△h_L计算排气段处等熵的焓值h_IS的第一迭代值;

k）由表和h_IS计算V_EX和S_IS的第二试算值;

l）用P_IMP、h_IS、S_EX和表计算h_IMP、T_IMP、△h_L的第二试算值;m）重复步骤j-1，直到得出的△h_L的逐次值小于预定的误差。

测定汽轮机冲击级内的蒸汽温度的装置，其特征是：

第一蒸汽压力测量设备用来产生代表上述冲击级内蒸汽压力的第一数字电讯号;

第二蒸汽压力测量设备用来产生汽轮机排气段的蒸汽压力的第二数字电讯号;

第一蒸汽温度测量设备用来产生代表汽轮机排气段的蒸汽温度的第三数字电讯号;