阅读说明：本技术 一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置及方法 (Device and method for measuring expansion amount of low-pressure rotor of steam turbine relative to cylinder body ) 是由 张宇 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置及方法,所述装置包括沿汽轮机低压转子的膨胀方向上设置的第一电涡流探头和第二电涡流探头且所述第一电涡流探头和所述第二电涡流探头分别位于汽轮机低压转子两侧,所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头,所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量小的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头,所述第一电涡流探头与所述汽轮机低压转子探头之间的距离大于所述第二电涡流探头与所述汽轮机低压转子探头之间的距离。(The invention discloses a device and a method for measuring the expansion amount of a low-pressure rotor of a steam turbine relative to a cylinder body, wherein the device comprises a first eddy current probe and a second eddy current probe which are arranged along the expansion direction of the low-pressure rotor of the steam turbine, the first eddy current probe and the second eddy current probe are respectively positioned at two sides of the low-pressure rotor of the steam turbine, the eddy current probe arranged at one side of the low-pressure rotor of the steam turbine, which has a large expansion amount relative to the cylinder body, is a first eddy current probe, the eddy current probe arranged at one side of the low-pressure rotor of the steam turbine, which has a small expansion amount relative to the cylinder body, is a second eddy current probe, and the distance between the first eddy current probe and the low-pressure rotor probe of the steam turbine is larger than the distance between the second eddy current probe.)

一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置及方法

技术领域

本发明属于半导体激光器封装技术领域，具体涉及一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置及方法。

背景技术

汽轮机在启、停过程中，由于转子与汽缸的热交换条件不同，使得它们在膨胀或收缩时出现差别，转子与汽缸比较，转子的质量小，参加热交换的面积大，即质面比小；而汽缸的质量大，参加热交换的面积小，质面比大。在加热和冷却过程中，转子温度的升高或降低比汽缸来得快，也就是说，在加热时转子的膨胀值大于汽缸，在冷却时转子的收缩值也大于汽缸。监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。为避免轴向间隙变化到危险程度使动静部分发生摩擦，就需要对相对膨胀值进行监视，使此值通过调整汽轮机运行方式处于合理范围内，所以相对膨胀值测量的准确性显得尤为重要。特别是低压缸转子相对于缸体的膨胀，因为此值相对较大最大可达20mm左右，给测量带来了一定难度。

目前主要采用的低压转子膨胀测量技术主要有两种方式：

1、LVDT式，就是差动线性传感器的测量方式，其测量方式为接触式测量，测量端采用两个耐磨头夹紧转子凸肩，当转子膨胀时耐磨头随凸肩移动，达到测量的目的。此种测量方式最大的缺点在于，耐磨头的磨损，因为转子以3000转每分钟左右高速旋转必然耐磨头与转子产生摩擦，长时间运行耐磨头磨损后测量产生影响。

2、电涡流式，就是采用电涡流探头进行测量，此种方式电涡流探头监测距离必须在线性区间内，但电涡流探头采用目前最大的50mm探头，线性区间最大能达到18mm左右，满足不了测量要求，超过测量区间的检测不准确。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置及方法，采用两个电涡流传感器互相补偿的测量方法，较好地解决了磨损及测量线性区间不够的问题。

本发明的技术方案为：提供一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置，沿汽轮机低压转子的膨胀方向上设置有第一电涡流探头和第二电涡流探头，所述汽轮机低压转子上设有凸肩，所述第一电涡流探头和所述第二电涡流探头分别位于所述凸肩两侧，所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量小的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头，所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头，所述第一电涡流探头与所述凸肩之间的距离小于所述第二电涡流探头与所述凸肩之间的距离。

优选地，所述第一电涡流探头和第二电涡流探头的量程相同。

优选地，所述第一电涡流探头和第二电涡流探头之间的距离为两倍的电涡流探头量程。

优选地，所述凸肩为薄片结构。

本发明还提供了另一个技术方案：提供一种测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的方法，包括以下步骤：

S1：沿汽轮机低压转子的膨胀方向上设置第一电涡流探头和第二电涡流探头且所述第一电涡流探头和所述第二电涡流探头分别位于汽轮机低压转子上的凸肩两侧，所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量小的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头，所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头，所述第一电涡流探头与所述凸肩之间的距离小于所述第二电涡流探头与所述凸肩之间的距离；

S2：汽轮机低压转子未工作前，定义第一电涡流探头的测距面所在竖直面与靠近所述第一电涡流探头一侧的凸肩表面所在竖直面之间的距离为L_A1，定义第二电涡流探头的测距面所在竖直面与靠近所述第二电涡流探头一侧的凸肩表面所在竖直面之间的距离为L_B1，第一电涡流探头和第二电涡流探头的量程均为Z，L_A1小于Z，即L_A1的值被第一电涡流探头测得；

S3：定义汽轮机低压转子的相对膨胀量为P，由于所述汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头，汽轮机低压转子工作后，凸肩逐渐趋向于第二电涡流探头，所以L_A2大于L_A1，若第一电涡流探头仍能测量其与所述凸肩表面的距离，则说明L_A2小于Z，P＝L_A2-L_A1；若第一电涡流探头未能测量其与所述凸肩表面的距离，则说明L_A2大于Z，此时，第二电涡流探头测量得到第二电涡流探头与凸肩表面间的距离为L_B2，L_B2小于L_B1，P＝2Z-L_A1-L_B2。

优选地，选择使用的所述第一电涡流探头和第二电涡流探头的量程相同。

优选地，所述第一电涡流探头和第二电涡流探头之间的距离设置为两倍的电涡流探头量程距离。

优选地，所述凸肩为薄片结构。

优选地，所述第一电涡流探头与所述第二电涡流探头均选用50mm规格的电涡流探头。

优选地，所述第一电涡流探头与所述第二电涡流探头的量程均为18mm。

本发明的有益效果在于：

1、可以实现不接触测量，所述汽轮机低压转子膨胀量相对大的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头，所述汽轮机低压转子膨胀量相对小的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头，所述第一电涡流探头与所述汽轮机低压转子探头之间的距离大于所述第二电涡流探头与所述汽轮机低压转子探头之间的距离，膨胀量相对较大的一侧设置的电涡流探头距离汽轮机低压转子相对较远，保证正常运行时或达到跳机值时不磨损探头。

2、当汽轮机低压转子相对膨胀量较大时，即使超过某一个电涡流探头的测量线性区外，另一个电涡流探头能够进行测量。

3、汽轮机低压转子的相对膨胀量测量值通过精确的公式进行计算，测量准确性大大提高。

附图说明

图1是本发明测量汽轮机低压转子相对于缸体膨胀量的装置。

图2是本发明步骤2的计算简图。

图3是本发明步骤3的计算简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

请参阅图1所示，本发明提供了一种测量汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量的装置，沿汽轮机低压转子3的膨胀方向上设置有第一电涡流探头1和第二电涡流探头2，所述汽轮机低压转子3上设有凸肩4，所述第一电涡流探头1和所述第二电涡流探头2分别位于所述凸肩4两侧，所述汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量小的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头1，所述汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头2，所述第一电涡流探头1与所述汽轮机低压转子3探头之间的距离小于所述第二电涡流探头2与所述汽轮机低压转子3探头之间的距离，所述第一电涡流探头1和第二电涡流探头2的量程相同，所述第一电涡流探头1和第二电涡流探头2之间的距离为两倍的电涡流探头量程。

本发明还提供了一种测量汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量的方法，包括以下步骤：

S1：沿汽轮机低压转子3的膨胀方向上设置第一电涡流探头1和第二电涡流探头2且所述第一电涡流探头1和所述第二电涡流探头2分别位于汽轮机低压转子3上的凸肩4两侧，所述汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量小的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头1，所述汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头2，所述第一电涡流探头1与所述汽轮机低压转子3探头之间的距离小于所述第二电涡流探头2与所述汽轮机低压转子3探头之间的距离，所述第一电涡流探头1和第二电涡流探头2的量程相同，所述第一电涡流探头1和第二电涡流探头2之间的距离为两倍的电涡流探头量程；

S2：请参阅图2所示，汽轮机低压转子3未工作前，定义第一电涡流探头1的测距面所在竖直面与靠近所述第一电涡流探头1一侧的凸肩4表面所在竖直面之间的距离为L_A1，定义第二电涡流探头2的测距面所在竖直面与靠近所述第二电涡流探头2一侧的凸肩4表面所在竖直面之间的距离为L_B1，第一电涡流探头1和第二电涡流探头2的量程均为Z，L_A1小于Z，即L_A1的值被第一电涡流探头1测得；

S3：请参阅图3所示，定义汽轮机低压转子3的相对膨胀量为P，由于所述汽轮机低压转子3相对于缸体膨胀量大的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头2，汽轮机低压转子3工作后，凸肩4逐渐趋向于第二电涡流探头2，所以L_A2大于L_A1，若第一电涡流探头1仍能测量其与所述凸肩4表面的距离，则说明L_A2小于Z，P＝L_A2-L_A1；若第一电涡流探头1未能测量其与所述凸肩4表面的距离，则说明L_A2大于Z，此时，第二电涡流探头2测量得到第二电涡流探头2与凸肩表面间的距离为L_B2，L_B2小于L_B1，P＝2Z-L_A1-L_B2。

本发明中的装置实现了免接触测量，所述汽轮机低压转子3膨胀量相对大的一侧设置的电涡流探头为第一电涡流探头1，所述汽轮机低压转子3膨胀量相对小的一侧设置的电涡流探头为第二电涡流探头2，所述第一电涡流探头1与所述汽轮机低压转子3探头之间的距离大于所述第二电涡流探头2与所述汽轮机低压转子3探头之间的距离，膨胀量相对较大的一侧设置的电涡流探头距离汽轮机低压转子3相对较远，保证正常运行时或达到跳机值时不磨损探头。

当汽轮机低压转子3相对膨胀量较大时，即使超过某一个电涡流探头的测量线性区外，另一个电涡流探头能够进行测量。

汽轮机低压转子3的相对膨胀量测量值通过精确的公式进行计算，测量准确性大大提高。

凸肩4为汽轮机低压转子上凸起的厚度可忽略不计的凸片。

第一电涡流探头和第二电涡流探头采用50mm规格的电涡流探头，其量程为18mm。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。