JP2017106408A - Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine - Google Patents

Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine Download PDF

Info

Publication number
JP2017106408A
JP2017106408A JP2015242120A JP2015242120A JP2017106408A JP 2017106408 A JP2017106408 A JP 2017106408A JP 2015242120 A JP2015242120 A JP 2015242120A JP 2015242120 A JP2015242120 A JP 2015242120A JP 2017106408 A JP2017106408 A JP 2017106408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
turbine
sensing
blade
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015242120A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
智美 田中
Tomomi Tanaka
智美 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to JP2015242120A priority Critical patent/JP2017106408A/en
Publication of JP2017106408A publication Critical patent/JP2017106408A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine and a rotor blade vibration monitoring method for a turbine which are capable of quantitatively evaluating vibrational response of a rotor blade detected by a sensor regardless of presence or absence of a cover at a tip of the rotor blade.SOLUTION: A turbine includes a rotor 1 having a plurality of rotor blades 4 arranged in a circumferential direction, a stationary body 2 surrounding the rotor 1, and a first sensor 21 disposed on the stationary body 2 for measuring vibrational response of the rotor blades 4. The turbine further includes a sensor body 40 disposed on a tip portion of at least one rotor blade 4 among te plurality of rotor blades 4 and extended within at least a prescribed range in an axial direction X of the rotor 1, a second sensor 21 disposed on a part opposed to a passing region of the sensor body 40 of the stationary body 2, and a vibration monitoring unit 31 for operating a measurement position in the axial direction X to the rotor blade 4, of the first sensor 21 on the basis of a signal at least detecting the sensor body 40 among output signals from the second sensor 21.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ガスタービンや蒸気タービン等の動翼を有するタービン及びそのタービンの動翼振動監視方法に関する。   The present invention relates to a turbine having moving blades such as a gas turbine and a steam turbine, and a moving blade vibration monitoring method for the turbine.

蒸気タービンやガスタービン等のタービンは、ケーシング内に、動翼が組み込まれたロータを備えている。タービンでは、ロータの周方向に配列された複数の動翼とケーシングの周方向に配列された複数の静翼とで段落が構成されており、複数の段落がロータの軸方向に並設されている。   A turbine such as a steam turbine or a gas turbine includes a rotor in which a moving blade is incorporated in a casing. In the turbine, a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction of the rotor and a plurality of stationary blades arranged in the circumferential direction of the casing constitute a paragraph, and the plurality of paragraphs are arranged in parallel in the axial direction of the rotor. Yes.

蒸気タービンの場合、複数の段落の動翼のうち、下流側・低圧側に位置する段落群（以下、最終翼群という）は、タービン全体の出力に与える影響が大きいので、健全に動作するよう管理される必要がある。最終翼群の動翼は、上流側・高圧側に位置する段落群よりも翼長が長く、翼の剛性が低いので、励振されると、その分、振動変位が大きくなりやすい。また、最終翼群の動翼は、その下流側に設けられた排気室の真空度や圧力等の変化を受けて、流れの乱れが生じると、翼が励振されやすい性質がある。   In the case of a steam turbine, among the blades of a plurality of paragraphs, the group of paragraphs located on the downstream side and the low pressure side (hereinafter referred to as the final blade group) has a large effect on the output of the entire turbine, so that it operates soundly. Need to be managed. The moving blades of the final blade group have a longer blade length and lower blade rigidity than the paragraph groups located on the upstream side and the high pressure side, so that when excited, vibration displacement tends to increase accordingly. Further, the moving blades of the final blade group have a property that the blades are easily excited when a disturbance in the flow occurs due to a change in the degree of vacuum or pressure in an exhaust chamber provided downstream thereof.

以上のことから、最終翼群の動翼に対して運転中の振動特性をモニタリングし、動翼の余寿命評価や危険の感知を行う場合がある。このモニタリングでは、特に長期監視の場合、動翼近傍のケーシングやダイヤフラム等の静止体に非接触センサ（以下、センサという）を設置する手法がとられる場合がある。このセンサは、動翼がセンサ前を通過する際に動翼とセンサの間に生じる光の反射率や磁場等の変化を感知することで、動翼の通過タイミングや動翼とセンサ間のクリアランス、動翼の振動変位等（以下、まとめて応答という）を計測するものである。   From the above, vibration characteristics during operation of the moving blades of the final blade group may be monitored to evaluate the remaining life of the moving blades and detect danger. In this monitoring, particularly in the case of long-term monitoring, there is a case in which a non-contact sensor (hereinafter referred to as a sensor) is installed on a stationary body such as a casing or a diaphragm near the moving blade. This sensor senses changes in the light reflectance and magnetic field generated between the moving blade and the sensor when the moving blade passes in front of the sensor. The vibration displacement of the moving blades (hereinafter collectively referred to as response) is measured.

このセンサは、動翼の半径方向外側に配置されることが多い。この場合、センサは動翼先端部の通過を感知することで応答を得る。前記配置のセンサによる計測では、動翼が隣接する動翼間で連結されない翼構造の場合に、動翼通過の感知が容易になる。しかし、蒸気タービンの最終翼群では、動翼の剛性確保や性能向上のために、翼先端に備えたカバーによって隣接する動翼同士を連結するものもある。その中でも、特に、全動翼が一体連結される全周連結翼構造の場合には、全翼のカバーが周方向に連なるので、センサによる動翼通過の感知が難しくなりやすい。センサは、各カバーの一部突出した端部や、隣接するカバー間に存在する微小な間隙を感知することで、各動翼の通過を計測できるが、この感知可能な範囲は、翼先端部の断面形状全体で感知可能な翼構造に比べると狭くなる。   This sensor is often arranged radially outside the rotor blade. In this case, the sensor obtains a response by sensing the passage of the blade tip. In the measurement by the sensor having the above arrangement, in the case of a blade structure in which a moving blade is not connected between adjacent moving blades, it is easy to detect the passage of the moving blade. However, in the last blade group of the steam turbine, there are some in which adjacent blades are connected to each other by a cover provided at the blade tip in order to ensure rigidity and improve performance of the blade. Among them, especially in the case of an all-circumferentially connected blade structure in which all the moving blades are integrally connected, the cover of all the blades is continuous in the circumferential direction, so that it is difficult for the sensor to detect the passage of the moving blades. The sensor can measure the passage of each moving blade by sensing a part of each cover that protrudes partially or a small gap between adjacent covers. Compared to the wing structure that can be sensed across the entire cross-sectional shape, the width is narrower.

単独翼構造の動翼の振動応答を監視する方法として、動翼振動量の検出精度を向上させるために、動翼の半径方向外側に位置するケーシングに設置されたセンサが動翼の反射光を受光した際の出力に基づき、センサと動翼との相対的な位置関係を検出すると共に、そのセンサの出力値に基づき動翼の振動量を検出し、検出された振動量が、検出されたセンサと動翼との相対的な位置関係に応じて予め設定された翼振動制限値を超えているか否かを判定することで、翼振動応答を監視するものが提案されている（特許文献１参照）。   As a method of monitoring the vibration response of a blade with a single blade structure, in order to improve the accuracy of detecting the amount of vibration of the blade, a sensor installed in the casing located radially outside the blade will reflect the reflected light of the blade. Based on the output when the light is received, the relative positional relationship between the sensor and the moving blade is detected, and the vibration amount of the moving blade is detected based on the output value of the sensor, and the detected vibration amount is detected. There has been proposed one that monitors blade vibration response by determining whether or not a predetermined blade vibration limit value is exceeded in accordance with the relative positional relationship between the sensor and the moving blade (Patent Document 1). reference).

カバーを備えた動翼の振動応答を監視する方法として、動翼の振動モードを特定するために、動翼のカバーの外側表面に近接するようにセンサを設置すると共にカバーの外側表面に複数のトリガーパターンを配置し、それらのトリガーパターンをセンサに感知させるものが提案されている（特許文献２参照）。   As a method of monitoring the vibration response of a blade with a cover, in order to identify the vibration mode of the blade, a sensor is installed close to the outer surface of the cover of the blade and a plurality of There has been proposed a technique in which trigger patterns are arranged and a sensor senses the trigger patterns (see Patent Document 2).

特開２０１４−１３７０１８号公報JP 2014-137018 A ＵＳ２０１３／００７８０９４ Ａ１US2013 / 0078094 A1

上記センサは、単独翼構造の動翼が同じ振動モードで励振されていても、動翼に対する軸方向の計測位置、例えば、動翼の前縁部や後縁部、軸方向中央部に応じて異なる応答を検出する。また、動翼が隣接する動翼同士を連結するカバーを備える場合、カバーの外形が複雑なので、動翼が同じ振動モードで励振されていても、センサはカバーに対する軸方向の計測位置に応じて異なる応答を検出する。このため、動翼の振動応答のモニタリングでは、センサの計測位置毎に対応した異なる評価基準を適用しなくては、動翼の振動応答の定量的な評価を高精度に行うことはできない。   Even if a single-bladed rotor blade is excited in the same vibration mode, the above sensor can be used according to the axial measurement position relative to the rotor blade, for example, the leading and trailing edges of the rotor blade, and the axial center. Detect different responses. In addition, when a moving blade is provided with a cover that connects adjacent moving blades, the outer shape of the cover is complicated, so even if the moving blade is excited in the same vibration mode, the sensor is in accordance with the axial measurement position relative to the cover. Detect different responses. For this reason, in monitoring the vibration response of the moving blade, quantitative evaluation of the vibration response of the moving blade cannot be performed with high accuracy unless a different evaluation standard corresponding to each measurement position of the sensor is applied.

ところで、蒸気タービンの運転中には、動翼が組み込まれたロータとセンサが設置された静止体との間に熱伸び差が生じるので、センサと動翼とのロータ軸方向における相対的な位置関係（以下、センサと動翼の相対位置という）が変化する。このことによりセンサの動翼に対する計測位置が不明となると、動翼の振動応答の定量的な評価を行うことができなくなる。   By the way, during the operation of the steam turbine, a difference in thermal expansion occurs between the rotor in which the rotor blade is incorporated and the stationary body in which the sensor is installed. The relationship (hereinafter referred to as the relative position between the sensor and the moving blade) changes. As a result, if the measurement position of the sensor with respect to the moving blade becomes unknown, it becomes impossible to quantitatively evaluate the vibration response of the moving blade.

上記した特許文献１に記載の動翼の振動応答の監視方法においては、単独翼構造、つまりカバーを有さない動翼を対象としており、動翼先端部の周方向の厚みの軸方向における変化をセンサが感知することで、センサと動翼との相対位置を計測している。しかし、カバーを備えた全周連結翼構造の動翼を対象とした場合には、センサはカバーの存在により動翼先端部の周方向の厚みを感知できない。また、カバーを有さない動翼を対象としても、翼先端部の周方向の厚みの変化が乏しい場合には、センサと動翼の相対位置が変化してもセンサの応答の変化が乏しいので、前記相対位置を計測することは難しい。   In the method for monitoring the vibration response of the moving blade described in Patent Document 1 described above, a single blade structure, that is, a moving blade having no cover, is targeted, and the change in the thickness in the circumferential direction of the moving blade tip is in the axial direction. By sensing the sensor, the relative position between the sensor and the moving blade is measured. However, in the case of a moving blade having an all-around linked blade structure with a cover, the sensor cannot sense the thickness in the circumferential direction of the moving blade tip due to the presence of the cover. Also, even if the target blade is not equipped with a cover, if the change in the circumferential thickness of the tip of the blade is small, the change in the sensor response will be small even if the relative position of the sensor and blade is changed. It is difficult to measure the relative position.

また、上記した特許文献２に記載の動翼の振動応答の監視方法においては、カバーを備えた全周連結翼構造の動翼を対象として振動モードを特定することを目的としている。しかし、ロータと静止体の間に生じた熱伸び差等の影響によるセンサと動翼の相対位置の変化を計測することについての言及はない。つまり、この監視方法では、センサの動翼に対する計測位置のずれを想定しておらず、動翼の振動応答の定量的な評価を行うことは困難であると考えられる。   Further, in the method for monitoring the vibration response of the moving blade described in Patent Document 2 described above, the object is to specify the vibration mode for the moving blade of the all-around linked blade structure provided with the cover. However, there is no mention of measuring a change in the relative position of the sensor and the moving blade due to the influence of a difference in thermal expansion generated between the rotor and the stationary body. That is, in this monitoring method, it is considered that it is difficult to quantitatively evaluate the vibration response of the moving blade because the measurement position of the sensor with respect to the moving blade is not assumed to be shifted.

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、動翼先端のカバーの有無に関係なく、センサにより計測された動翼の振動応答の定量的な評価が可能なタービン及びタービンの動翼振動監視方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to quantitatively evaluate the vibration response of the moving blade measured by the sensor regardless of the presence or absence of the cover at the tip of the moving blade. It is an object of the present invention to provide a possible turbine and turbine blade vibration monitoring method.

上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、周方向に配列された複数の動翼を有する回転体と、前記回転体を内包する静止体と、前記静止体に設置されて前記複数の動翼の振動応答を計測するための第１のセンサとを備えたタービンにおいて、前記複数の動翼のうち少なくとも１つの動翼の先端部に設けられ、前記回転体の軸方向の少なくとも所定の範囲に延在するセンサ感知体と、前記静止体における前記センサ感知体の通過領域に対向する部分に配置された第２のセンサと、前記第２のセンサからの出力信号のうち少なくとも前記センサ感知体を検出した信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する振動監視ユニットとを更に備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. To give an example, a rotating body having a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction, a stationary body containing the rotating body, and the stationary A turbine provided with a first sensor for measuring vibration responses of the plurality of blades installed on a body, provided at a tip of at least one blade among the plurality of blades, and the rotation A sensor sensing body extending at least in a predetermined range in the axial direction of the body, a second sensor disposed in a portion of the stationary body facing a passage region of the sensor sensing body, and from the second sensor And a vibration monitoring unit that calculates a measurement position of the first sensor with respect to the moving blade based on at least a signal detected by the sensor sensing element among output signals.

本発明によれば、動翼の先端部において軸方向の所定の範囲に延在するセンサ感知体を設けると共にこのセンサ感知体を検出する第２のセンサを静止体に設置したので、動翼先端のカバーの有無に関係なく、センサ感知体を検出した第２のセンサの出力信号に基づいて、動翼の振動応答を計測する第１のセンサの動翼に対する軸方向の計測位置を特定できる。そのため、計測された動翼の振動応答の評価の際に、特定した第１のセンサの計測位置を考慮することで、動翼の振動応答の定量的な評価が可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the tip of the moving blade is provided with the sensor sensing body extending in a predetermined range in the axial direction and the second sensor for detecting the sensor sensing body is installed on the stationary body. Regardless of the presence or absence of the cover, the measurement position in the axial direction with respect to the moving blade of the first sensor that measures the vibration response of the moving blade can be specified based on the output signal of the second sensor that has detected the sensor sensing element. Therefore, when evaluating the measured vibration response of the moving blade, it is possible to quantitatively evaluate the vibration response of the moving blade by considering the specified measurement position of the first sensor.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the principal part structure of the steam turbine to which 1st Embodiment of the turbine of this invention and the moving blade vibration monitoring method of a turbine is applied. 本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼列の全周連結構造の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of whole circumference connection structure of the moving blade row | line | column which comprises a part of 1st Embodiment of the turbine of this invention. 本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成するセンサの設置位置を示す概略図である。It is the schematic which shows the installation position of the sensor which comprises a part of 1st Embodiment of the turbine of this invention. 本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図である。It is a top view which shows the cover of the moving blade and sensor sensor which comprise a part of 1st Embodiment of the turbine of this invention. 本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼振動監視システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the moving blade vibration monitoring system which comprises a part of 1st Embodiment of the turbine of this invention. 図４に示す本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体をセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the response waveform when a sensor detects the cover of a moving blade and the sensor sensing element which comprise a part of 1st Embodiment of the turbine of this invention shown in FIG. 本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship of the time width defined according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the axial direction of the sensor in 1st Embodiment of the turbine of this invention, and the moving blade vibration monitoring method of a turbine. 本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼振動監視システムの演算方法の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the calculating method of the moving blade vibration monitoring system which comprises a part of 1st Embodiment of the turbine of this invention. 本発明のタービンの第２の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図である。It is a top view which shows the cover of a moving blade and a sensor sensing element which comprise a part of 2nd Embodiment of the turbine of this invention. 図９に示す本発明のタービンの第２の実施の形態の一部を構成するカバーの突起部を第１のセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a response waveform when the 1st sensor detects the projection part of the cover which comprises some 2nd Embodiment of the turbine of this invention shown in FIG. 本発明のタービンの第３の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図である。It is a top view which shows the cover of a moving blade and sensor sensor which comprise a part of 3rd Embodiment of the turbine of this invention. 図１１に示す本発明のタービンの第３の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体をセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the response waveform when a sensor detects the cover of a moving blade and a sensor sensing element which comprise a part of 3rd Embodiment of the turbine of this invention shown in FIG. 本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第３の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship of the time width decided according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the axial direction of the sensor in 3rd Embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of this invention. 本発明のタービンの第４の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図である。It is a top view which shows the cover of a moving blade and a sensor sensing element which comprise a part of 4th Embodiment of the turbine of this invention. 本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第４の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship of the time width defined according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the axial direction of the sensor in 4th Embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of this invention. 本発明のタービンの第５の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図であり、動翼の捩れ時におけるセンサの通過ラインに対するセンサ感知体の相対位置の変位を示す説明図である。It is a top view which shows the cover and sensor sensor of a moving blade which comprise a part of 5th Embodiment of the turbine of this invention, and is the relative position of the sensor sensor with respect to the passage line of the sensor at the time of a twist of a moving blade It is explanatory drawing which shows a displacement. 本発明のタービンの第６の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図であり、動翼の捩れ時におけるセンサの通過ラインに対するセンサ感知体の相対位置の変位を示す説明図である。It is a top view which shows the cover and sensor sensor of a moving blade which comprise a part of 6th Embodiment of the turbine of this invention, and is the relative position of the sensor sensor with respect to the passage line of the sensor at the time of a twist of a moving blade It is explanatory drawing which shows a displacement. 本発明のタービンの第７の実施の形態の一部を構成する動翼及びセンサ感知体を示す平面図である。It is a top view which shows the moving blade and sensor sensing element which comprise a part of 7th Embodiment of the turbine of this invention. 図１８に示す本発明のタービンの第７の実施の形態の一部を構成する動翼及びセンサ感知体をセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a response waveform when a sensor detects the moving blade and sensor sensor which comprise a part of 7th Embodiment of the turbine of this invention shown in FIG. 本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第７の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship of the time width decided according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the axial direction of the sensor in 7th Embodiment of the turbine of this invention, and the moving blade vibration monitoring method of a turbine.

以下、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、ここでは、本発明を蒸気タービンに適用した例を説明するが、本発明はガスタービン等の各種タービンに適用可能である。
［第１の実施の形態］
まず、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１の実施の形態を適用した蒸気タービンの主要構成を図１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造を示す概略縦断面図、図２は本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼列の全周連結構造の一部を示す斜視図、図３は本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成するセンサの設置位置を示す概略図である。図１乃至３中、矢印Ｘ、矢印Ｒ、矢印Ｃは、それぞれ回転体の軸方向、半径方向、回転方向又は周方向を示している。なお、図３以降の図中に示す矢印Ｘ、矢印Ｒ、矢印Ｃもそれぞれ、図１乃至図３に示す方向と同じ方向を示すものである。 Embodiments of a turbine and a turbine blade vibration monitoring method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, although the example which applied this invention to the steam turbine is demonstrated here, this invention is applicable to various turbines, such as a gas turbine.
[First Embodiment]
First, the main configuration of a steam turbine to which the first embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a main structure of a steam turbine to which a first embodiment of a turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention is applied, and FIG. 2 is a first embodiment of the turbine of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing a part of a whole circumferential connection structure of a moving blade row constituting a part of the embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows an installation position of a sensor constituting a part of the first embodiment of the turbine of the present invention. FIG. 1 to 3, arrows X, R, and C indicate the axial direction, radial direction, rotational direction, and circumferential direction of the rotating body, respectively. Note that the arrows X, R, and C shown in the drawings after FIG. 3 also indicate the same directions as those shown in FIGS.

図１において、蒸気タービンは、回転体１と、回転体１を内包する静止体２とで構成されている。回転体１は、タービンロータ３と、タービンロータ３の外周に周方向Ｃに配列された複数の動翼４とを備えている。静止体２は、タービンロータ３を内包すると共に作動流体である蒸気の流路を画成するケーシング５と、蒸気流れＡの上流側で動翼４に対向するようにケーシング５の内周側に周方向Ｃに配列された複数のノズル６とを備えている。ケーシング５の内周には、環状のノズルダイヤフラム外輪７が固定されており、このノズルダイヤフラム外輪７を介してノズル６がケーシング５に保持されている。複数のノズル６の内周側先端には、環状のノズルダイヤフラム内輪８が設けられており、ノズルダイヤフラム内輪８は蒸気の流路の内周壁の一部を形成している。ノズルダイヤフラム外輪７及びノズルダイヤフラム内輪８も静止体２の構成の一部である。   In FIG. 1, the steam turbine includes a rotating body 1 and a stationary body 2 that contains the rotating body 1. The rotating body 1 includes a turbine rotor 3 and a plurality of moving blades 4 arranged in the circumferential direction C on the outer periphery of the turbine rotor 3. The stationary body 2 includes a casing 5 that encloses the turbine rotor 3 and defines a flow path of steam that is a working fluid, and an inner peripheral side of the casing 5 that faces the moving blade 4 on the upstream side of the steam flow A. And a plurality of nozzles 6 arranged in the circumferential direction C. An annular nozzle diaphragm outer ring 7 is fixed to the inner periphery of the casing 5, and the nozzle 6 is held by the casing 5 via the nozzle diaphragm outer ring 7. An annular nozzle diaphragm inner ring 8 is provided at the inner circumferential end of the plurality of nozzles 6, and the nozzle diaphragm inner ring 8 forms part of the inner circumferential wall of the steam flow path. The nozzle diaphragm outer ring 7 and the nozzle diaphragm inner ring 8 are also part of the structure of the stationary body 2.

各動翼４は、図１及び図２に示すように、半径方向Ｒに延在する翼部１１と、翼部１１の半径方向Ｒの外側端部（先端部）に翼部１１と一体に形成されたカバー１２とを有している。各カバー１２は、例えば、幅（軸方向の長さ）が略一定の本体部１３と、本体部１３の回転方向Ｃの前側端部（図２の上側端部）に設けられた、接触面１４ａを含む凸状の第１連結部１４とを有している。本体部１３の回転方向Ｃの後側端部（図２の下側端部）には、接触面１５ａを含む凹状の第２連結部１５が形成されている。これらのカバー１２は、接触面１４ａ、１５ａを介して隣接するカバー１２と接触することで互いが連結されるように構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, each rotor blade 4 is integrally formed with the blade portion 11 at the outer end portion (tip portion) in the radial direction R of the blade portion 11 extending in the radial direction R. And a cover 12 formed. Each cover 12 has, for example, a contact surface provided at the main body 13 having a substantially constant width (length in the axial direction) and the front end in the rotation direction C of the main body 13 (upper end in FIG. 2). It has the convex 1st connection part 14 containing 14a. A concave second connection portion 15 including a contact surface 15a is formed at a rear end portion (lower end portion in FIG. 2) of the main body portion 13 in the rotation direction C. These covers 12 are configured to be connected to each other by contacting the adjacent covers 12 via the contact surfaces 14a and 15a.

つまり、これら複数の動翼４に対しては、周方向Ｃに隣接する動翼同士を連結する構造、いわゆる全周連結翼構造が採用されている。全周連結翼構造では、回転体１の回転数上昇に伴う動翼４の翼部１１の捩り戻りやカバー１２の強制的な捩りにより、隣接するカバー１２の第１連結部１４の接触面１４ａと第２連結部１５の接触面１５ａとが接触することで、隣接する動翼同士が連結される。動翼４を強制的に捩って連結する方法では、タービンの組立直後から運転時までの全ての状態において、カバー１２の接触面１４ａ、１５ａが接触状態にある。一方、動翼４の捩り戻りにより連結する方法において、定格回転時には接触面１４ａ、１５ａが接触状態にあるが、静止時には接触面１４ａ、１５ａ間に微小な間隙がある。なお、隣接するカバー１２の第１連結部１４と第２連結部１５の嵌合部分における所定部分には、動翼４の連結手法の違いによらず、定格回転時においてギャップ部１６が存在している。   In other words, for the plurality of moving blades 4, a structure in which moving blades adjacent to each other in the circumferential direction C are connected, that is, a so-called all-round connecting blade structure is employed. In the all-circumferentially connected blade structure, the contact surface 14a of the first connecting portion 14 of the adjacent cover 12 is caused by twisting back of the blade portion 11 of the moving blade 4 or forced twisting of the cover 12 as the rotational speed of the rotating body 1 increases. And the contact surface 15a of the 2nd connection part 15 contact, and adjacent rotor blades are connected. In the method in which the rotor blades 4 are forcibly twisted and connected, the contact surfaces 14a and 15a of the cover 12 are in contact in all states from immediately after assembly of the turbine to operation. On the other hand, in the method of connecting the rotor blades 4 by twisting back, the contact surfaces 14a and 15a are in contact with each other during rated rotation, but there is a minute gap between the contact surfaces 14a and 15a when stationary. Note that the gap portion 16 exists at the rated rotation at a predetermined portion of the fitting portion between the first connecting portion 14 and the second connecting portion 15 of the adjacent cover 12 regardless of the connecting method of the moving blades 4. ing.

また、図３に示すように、動翼４のカバー１２の外側表面に対向するケーシング５（図１参照）やノズルダイヤフラム外輪７（図１参照）等の静止体２の部分には、複数のセンサ２１（図３では１つのみ図示）が周方向に間隔をあけて配置されている。各センサ２１は、各動翼４の通過、動翼４とセンサ２１の間のクリアランス、動翼４の振動変位等（以下、まとめて応答という）を非接触で検出する非接触センサであり、その応答に対応した信号を出力する。詳細は後述するが、各センサ２１の出力信号に基づいて、各動翼４の振動特性が演算される。センサ２１として、例えば、光学式や磁気式等の各種非接触センサを用いることができる。   Further, as shown in FIG. 3, the stationary body 2 such as the casing 5 (see FIG. 1) and the nozzle diaphragm outer ring 7 (see FIG. 1) facing the outer surface of the cover 12 of the moving blade 4 includes a plurality of parts. Sensors 21 (only one is shown in FIG. 3) are arranged at intervals in the circumferential direction. Each sensor 21 is a non-contact sensor that detects the passage of each rotor blade 4, the clearance between the rotor blade 4 and the sensor 21, the vibration displacement of the rotor blade 4 (hereinafter collectively referred to as a response) in a non-contact manner, A signal corresponding to the response is output. Although details will be described later, the vibration characteristics of the moving blades 4 are calculated based on the output signals of the sensors 21. As the sensor 21, for example, various non-contact sensors such as an optical type and a magnetic type can be used.

ところで、蒸気タービンの運転中、回転するタービンロータ３（図１参照）と静止しているケーシング５の間には、それらの材質等の違いにより熱伸び差が生じることがある。この場合、各センサ２１の各動翼４に対する軸方向Ｘの計測位置（以下、センサ２１の計測位置という）が変位するので、センサ２１の設置位置によっては、動翼４の検出が不可能となる場合がある。したがって、運転中のタービンロータ３とケーシング５の熱伸び差を考慮して、センサ２１の設置位置が決定されている。   By the way, during the operation of the steam turbine, there may be a difference in thermal expansion between the rotating turbine rotor 3 (see FIG. 1) and the stationary casing 5 due to the difference in materials and the like. In this case, since the measurement position in the axial direction X of each sensor 21 with respect to each moving blade 4 (hereinafter referred to as the measurement position of the sensor 21) is displaced, it may be impossible to detect the moving blade 4 depending on the installation position of the sensor 21. There is a case. Therefore, the installation position of the sensor 21 is determined in consideration of the difference in thermal expansion between the turbine rotor 3 and the casing 5 during operation.

また、動翼４が同じ振動モードで励振されている場合であっても、センサ２１の計測位置に応じて異なる応答が検出される。このため、動翼４の振動応答を定量的に評価するには、センサ２１の計測位置に応じて異なる基準を適用する必要がある。つまり、タービン運転中のセンサ２１の計測位置を把握しておく必要がある。しかし、上述したように、センサ２１の計測位置は熱伸び差により運転前の位置からずれてしまう。   Even when the moving blade 4 is excited in the same vibration mode, different responses are detected depending on the measurement position of the sensor 21. For this reason, in order to quantitatively evaluate the vibration response of the moving blade 4, it is necessary to apply different criteria depending on the measurement position of the sensor 21. That is, it is necessary to grasp the measurement position of the sensor 21 during turbine operation. However, as described above, the measurement position of the sensor 21 is shifted from the position before the operation due to the difference in thermal expansion.

そこで、本実施の形態は、動翼４の振動応答を計測するための複数のセンサ２１で、後述のセンサ感知体４０（図４参照）を検出させることにより、センサ２１の計測位置を特定できるように構成されている。   Therefore, in the present embodiment, the measurement position of the sensor 21 can be specified by causing the plurality of sensors 21 for measuring the vibration response of the moving blade 4 to detect a sensor sensing body 40 (see FIG. 4) described later. It is configured as follows.

次に、本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成するセンサ感知体の構造を図４を用いて説明する。
図４は本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図である。なお、図４において、図１乃至図３に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, the structure of the sensor sensing element constituting a part of the first embodiment of the turbine of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a cover of a moving blade and a sensor sensing element constituting a part of the first embodiment of the turbine of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 3 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.

各カバー１２の外側表面には、それぞれセンサ感知体４０が設けられている。各センサ感知体４０は、例えば、カバー１２の軸方向Ｘの上流端から下流端（図４の左端から右端）に亘って軸方向Ｘ及び周方向Ｃに対して斜めに延在する１つの感知部、例えば溝幅が略一定の溝部で構成されている。センサ感知体４０は、軸方向Ｘ及び周方向Ｃに対して斜めに延在する第１側面４１と、第１側面４１の回転方向Ｃの後側（図４の下側）に位置し、第１側面４１に対向する第２側面４２とを有しており、カバー１２の周方向Ｃの外縁（図４の上端縁又は下端縁）からセンサ感知体４０の第１側面４１又は第２側面４２までの周方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘの位置に応じて変化するように形成されている。   A sensor sensing body 40 is provided on the outer surface of each cover 12. Each sensor sensing body 40 is, for example, one sensor that extends obliquely with respect to the axial direction X and the circumferential direction C from the upstream end to the downstream end (the left end to the right end in FIG. 4) of the cover 12 in the axial direction X. Part, for example, a groove part having a substantially constant groove width. The sensor sensing body 40 is located on the first side surface 41 extending obliquely with respect to the axial direction X and the circumferential direction C, and on the rear side in the rotation direction C of the first side surface 41 (lower side in FIG. 4). A first side surface 41 or a second side surface 42 of the sensor sensing body 40 from an outer edge (upper edge or lower edge in FIG. 4) of the cover 12 in the circumferential direction C. Is formed so that the distance in the circumferential direction C changes according to the position in the axial direction X.

センサ感知体４０は、動翼４の回転に伴い回転することで、各センサ２１により検出される。これら複数のセンサ感知体４０及び複数のセンサ２１は、動翼４の振動応答を監視する後述の動翼振動監視システム２０（図５参照）の一部を構成するものである。   The sensor sensing body 40 is detected by each sensor 21 by rotating with the rotation of the moving blade 4. The plurality of sensor sensing bodies 40 and the plurality of sensors 21 constitute a part of a later-described moving blade vibration monitoring system 20 (see FIG. 5) that monitors the vibration response of the moving blade 4.

次に、本発明のタービンの第１の実施の形態の動翼振動監視システムの構成を図５を用いて説明する。
図５は本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼振動監視システムを示すブロック図である。なお、図５において、図１乃至図４に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, the configuration of the moving blade vibration monitoring system according to the first embodiment of the turbine of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a moving blade vibration monitoring system constituting a part of the first embodiment of the turbine of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 4 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.

図５において、動翼振動監視システム２０は、前述したセンサ２１とセンサ感知体４０とで構成される計測体に加えて、センサ２１からの出力信号が入力される振動監視ユニット３１を備えており、動翼４の振動応答を定量的に評価できる監視システムである。振動監視ユニット３１は、所定の特性図等のデータ及び設定値を予め記憶する記憶部３２と、センサ２１からの出力信号に基づき、動翼４の定常状態の振動特性（例えば、振動変位、固有振動数、減衰比等）及びセンサ２１の計測位置を演算する演算器３３と、演算器３３の２つの演算結果及び記憶部３２に記憶されている所定のデータに基づいて、動翼４に作用する振動応力を演算する応答出力器３４と、応答出力器３４の演算結果と記憶部３２に記憶されている設定値との比較判断を行うアラーム・トリップ出力器３５とで構成されている。   In FIG. 5, the moving blade vibration monitoring system 20 includes a vibration monitoring unit 31 to which an output signal from the sensor 21 is input in addition to the measuring body constituted by the sensor 21 and the sensor sensing body 40 described above. This is a monitoring system that can quantitatively evaluate the vibration response of the rotor blade 4. The vibration monitoring unit 31 is based on a storage unit 32 that stores data such as a predetermined characteristic diagram and setting values in advance, and an output signal from the sensor 21. Frequency, damping ratio, etc.) and the calculation position of the sensor 21, and the action on the moving blade 4 based on the two calculation results of the calculator 33 and the predetermined data stored in the storage unit 32. A response output unit 34 for calculating the vibration stress to be generated, and an alarm trip output unit 35 for comparing and calculating the calculation result of the response output unit 34 and the set value stored in the storage unit 32.

記憶部３２には、演算器３３がセンサ２１の計測位置を演算するために、カバー１２の周方向Ｃの外縁形状とセンサ感知体４０の構成・形状により定まる、時間幅Ｔ１とセンサ２１の軸方向Ｘの計測位置の関係（図４参照）を示す特性図（後述の図７参照）等のデータが記憶されている。また、応答出力器３４が動翼４の振動応力を演算するために、動翼４の軸方向Ｘの計測位置毎に対応付けられた振動変位と振動応力との関係を示すデータが記憶されている。この振動変位と振動応力との関係は有限要素法（ＦＥＭ）等で予め得られたものである。さらに、動翼４の振動応答が許容範囲内か否かをアラーム・トリップ出力器３５が判断するための設定値が記憶されている。   In the storage unit 32, the time width T <b> 1 and the axis of the sensor 21 are determined by the outer edge shape of the cover 12 in the circumferential direction C and the configuration / shape of the sensor sensing body 40 so that the calculator 33 calculates the measurement position of the sensor 21. Data such as a characteristic diagram (see FIG. 7 described later) indicating the relationship between the measurement positions in the direction X (see FIG. 4) is stored. In addition, in order for the response output unit 34 to calculate the vibration stress of the moving blade 4, data indicating the relationship between the vibration displacement and the vibration stress associated with each measurement position in the axial direction X of the moving blade 4 is stored. Yes. The relationship between the vibration displacement and the vibration stress is obtained in advance by a finite element method (FEM) or the like. Further, a set value for the alarm / trip output device 35 to determine whether or not the vibration response of the moving blade 4 is within an allowable range is stored.

演算器３３は、詳細は後述するが、センサ２１の出力信号を取り込み、出力信号に基づき動翼４の振動特性を演算し、演算結果を応答出力器３４へ出力する。さらに、センサ２１の出力信号に基づきセンサ２１の計測位置を演算し、演算結果を応答出力器３４へ出力する。   As will be described in detail later, the calculator 33 takes in the output signal of the sensor 21, calculates the vibration characteristics of the moving blade 4 based on the output signal, and outputs the calculation result to the response output unit 34. Further, the measurement position of the sensor 21 is calculated based on the output signal of the sensor 21, and the calculation result is output to the response output device 34.

応答出力器３４は、記憶部３２に予め記憶されたセンサ２１の計測位置毎に対応付けられた振動変位と振動応力との関係を示すデータを参照し、演算器３３で演算された各動翼４の振動変位及びセンサ２１の計測位置に基づき、動翼４の振動応力を演算し、演算結果をアラーム・トリップ出力器３５へ出力する。   The response output unit 34 refers to data indicating the relationship between the vibration displacement and the vibration stress associated with each measurement position of the sensor 21 stored in advance in the storage unit 32, and each moving blade calculated by the calculator 33. 4, the vibration stress of the moving blade 4 is calculated based on the vibration displacement of 4 and the measurement position of the sensor 21, and the calculation result is output to the alarm trip output device 35.

アラーム・トリップ出力器３５は、応答出力器３４で演算された動翼４の振動応力と記憶部３２に予め記憶した設定値とを比較することで、動翼４の振動応答が許容範囲内か否かを判断する。動翼４の振動応答が許容範囲を超えていると判断した場合には、アラーム信号又はトリップ信号をタービン制御装置（図示せず）へ出力する。   The alarm trip output unit 35 compares the vibration stress of the moving blade 4 calculated by the response output unit 34 with the set value stored in advance in the storage unit 32, so that the vibration response of the moving blade 4 is within an allowable range. Judge whether or not. When it is determined that the vibration response of the moving blade 4 exceeds the allowable range, an alarm signal or a trip signal is output to a turbine control device (not shown).

次に、本発明のタービンの第１の実施の形態におけるセンサの計測位置の特定方法を図４、図６及び図７を用いて説明する。
図６は図４に示す本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体をセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図、図７は本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。図６中、縦軸Ｖ１はセンサ応答を、横軸ｔは時間を示している。また、図７中、縦軸Ｔ１は図６に示すセンサ応答の所定の時間幅又は図４に示すカバーの回転方向の前端縁とセンサ感知体の第１側面との間の回転方向の距離に応じて定まる時間幅を、横軸はカバーの軸方向長さに対するセンサの軸方向の計測位置を示している。なお、図６及び図７において、図１乃至図５に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, a method for specifying the measurement position of the sensor in the first embodiment of the turbine of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 6, and 7.
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a response waveform when the sensor detects the cover of the moving blade and the sensor sensing element constituting a part of the first embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the time width determined according to the configuration and shape of the sensor sensing body with respect to the measurement position in the axial direction of the sensor in the first embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention. . In FIG. 6, the vertical axis V1 represents the sensor response, and the horizontal axis t represents time. In FIG. 7, the vertical axis T1 represents a predetermined time width of the sensor response shown in FIG. 6 or a distance in the rotational direction between the front edge of the cover rotational direction and the first side surface of the sensor sensing body shown in FIG. The horizontal axis indicates the measurement position in the axial direction of the sensor with respect to the axial length of the cover. 6 and 7, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 are the same parts, and the detailed description thereof will be omitted.

図４に示すセンサ２１が例えばラインＬ１上に沿って計測する場合、図６に示すように、動翼４のカバー１２を検出したときの波形Ｂと、検出対象物が存在しないとき、つまり隣接するカバー１２の境界部分であるギャップ部１６を検出したときの波形Ｎと、センサ感知体４０を検出したときの波形Ｍとで構成されたセンサ応答Ｖ１の波形が出力される。このセンサ応答Ｖ１のうち、波形Ｎから波形Ｂに切り換わるとき、つまり各カバー１２の回転方向Ｃの前端縁を検出したときと、波形Ｍの前端、つまり感知体４０の第１側面４１を検出したときの間の時間幅をＴ１とする。この時間幅Ｔ１は、図４に示すカバー１２の回転方向Ｃの前端縁からセンサ感知体４０の第１側面４１までの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものであり、センサ２１の軸方向Ｘの変位、例えば、ラインＬ２やＬ３上への変位に応じて変化する。なぜなら、図４に示すように、カバー１２の回転方向Ｃの前端縁形状が複雑で、かつ、センサ感知体４０が軸方向Ｘ及び周方向Ｃに対して斜めに延在するので、カバー１２の回転方向Ｃの前端縁からセンサ感知体４０の第１側面４１までの回転方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘの位置に応じて変化するからである。なお、図４において、カバー１２の回転方向Ｃの前端縁からセンサ感知体４０の第１側面４１までの回転方向Ｃにおける距離が図６に示す応答波形の時間幅Ｔ１と対応関係にあることを表すために、便宜上、この距離をＴ１で表している。   When the sensor 21 shown in FIG. 4 measures along the line L1, for example, as shown in FIG. 6, the waveform B when the cover 12 of the moving blade 4 is detected, and when the detection target does not exist, that is, adjacent A waveform of the sensor response V1 is output that is composed of a waveform N when the gap portion 16 that is a boundary portion of the cover 12 to be detected is detected and a waveform M when the sensor sensing body 40 is detected. Among the sensor responses V1, when the waveform N is switched to the waveform B, that is, when the front edge of the rotation direction C of each cover 12 is detected, the front end of the waveform M, that is, the first side surface 41 of the sensing body 40 is detected. Let T1 be the time width between the two times. This time width T1 is determined according to the distance in the rotational direction C from the front end edge in the rotational direction C of the cover 12 shown in FIG. 4 to the first side surface 41 of the sensor sensing body 40, and the axial direction X of the sensor 21 Change, for example, on the lines L2 and L3. This is because, as shown in FIG. 4, the front edge shape of the cover 12 in the rotation direction C is complicated, and the sensor sensing body 40 extends obliquely with respect to the axial direction X and the circumferential direction C. This is because the distance in the rotational direction C from the front end edge in the rotational direction C to the first side surface 41 of the sensor sensing body 40 changes according to the position in the axial direction X. In FIG. 4, the distance in the rotation direction C from the front edge in the rotation direction C of the cover 12 to the first side surface 41 of the sensor sensing body 40 is in correspondence with the time width T <b> 1 of the response waveform shown in FIG. 6. For the sake of convenience, this distance is represented by T1 for convenience.

したがって、図６に示すセンサ応答Ｖ１の時間幅Ｔ１は、センサ２１の計測位置に応じて、図７に示す特性図のように変化する。例えば、静止時に図４に示すラインＬ１上に位置していたセンサ２１が、過渡時に生じた回転体１と静止体２間の熱伸び差により、ラインＬ１より軸方向Ｘの上流側のラインＬ２上に変位した場合、検出される時間幅Ｔ１は、図７に示す特性図の点αから左側の点βまで変化し、ラインＬ１上の時間幅Ｔ１よりも大きくなる。また、過渡時にラインＬ２上に変位していたセンサ２１が定常運転時に、図４に示すラインＬ２より下流側でラインＬ１より上流側のラインＬ３上に変位した場合、検出される時間幅Ｔ１は、図７に示す特性図の点βから右側の点γまで変化し、ラインＬ２上の時間幅Ｔ１よりも大きくなる。つまり、時間幅Ｔ１を検出することで、センサ２１の計測位置を特定することができる。   Therefore, the time width T1 of the sensor response V1 shown in FIG. 6 changes as shown in the characteristic diagram of FIG. 7 according to the measurement position of the sensor 21. For example, the sensor 21 located on the line L1 shown in FIG. 4 at the time of stationary may cause the line L2 on the upstream side in the axial direction X from the line L1 due to a difference in thermal expansion between the rotating body 1 and the stationary body 2 generated during the transition. When displaced upward, the detected time width T1 changes from the point α in the characteristic diagram shown in FIG. 7 to the left point β, and is larger than the time width T1 on the line L1. Further, when the sensor 21 that has been displaced on the line L2 at the time of transition is displaced on the line L3 on the downstream side of the line L1 and on the upstream side of the line L1 in the steady operation, the detected time width T1 is 7 changes from the point β to the right point γ in the characteristic diagram shown in FIG. That is, the measurement position of the sensor 21 can be specified by detecting the time width T1.

そこで、カバー１２の回転方向Ｃの前端縁からセンサ感知体４０までの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる、時間幅Ｔ１とセンサ２１の軸方向Ｘの計測位置との関係を示すデータ、例えば、図７に示す特性図を記憶部３２に予め記憶しておく。センサ２１が検出した応答波形の時間幅Ｔ１に対して予め記憶した図７に示す特性図を参照することで、センサ２１の計測位置の特定が可能となる。この特性図は、例えば、カバー１２及びセンサ感知体４０の設計形状から設定することができる。   Therefore, data indicating the relationship between the time width T1 and the measurement position of the sensor 21 in the axial direction X, which is determined according to the distance in the rotational direction C from the front edge of the rotational direction C of the cover 12 to the sensor sensing body 40, for example, The characteristic diagram shown in FIG. 7 is stored in the storage unit 32 in advance. By referring to the characteristic diagram shown in FIG. 7 stored in advance with respect to the time width T1 of the response waveform detected by the sensor 21, the measurement position of the sensor 21 can be specified. This characteristic diagram can be set from the design shape of the cover 12 and the sensor sensing body 40, for example.

なお、図６に示す時間幅Ｔ１は計測時の回転数に応じて変化するので、センサ２１の計測時の回転数に応じて検出された時間幅Ｔ１を補正する。また、本実施の形態においては、検出された時間幅Ｔ１に対して、センサ２１の計測位置として、複数の候補が存在する場合がある。そのため、センサ２１の応答波形の時間幅Ｔ１を計測開始時から継続的に検出しておき、時間幅Ｔ１の変動を追跡することで、センサ２１の計測位置を複数の候補から確実に特定する。   Since the time width T1 shown in FIG. 6 changes according to the rotation speed at the time of measurement, the time width T1 detected according to the rotation speed at the time of measurement by the sensor 21 is corrected. In the present embodiment, there may be a plurality of candidates as the measurement position of the sensor 21 for the detected time width T1. Therefore, the time width T1 of the response waveform of the sensor 21 is continuously detected from the start of measurement, and the variation of the time width T1 is tracked, so that the measurement position of the sensor 21 is reliably specified from a plurality of candidates.

次に、本発明のタービンの第１の実施の形態における動翼振動監視方法を図４乃至図７及び図８に示すフローチャート図を用いて説明する。
図８は本発明のタービンの第１の実施の形態の一部を構成する動翼振動監視システムの演算方法の一例を示すフローチャート図である。なお、図８において、図１乃至図７に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, the blade vibration monitoring method according to the first embodiment of the turbine of the present invention will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a calculation method of the moving blade vibration monitoring system constituting a part of the first embodiment of the turbine of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 7 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.

先ず、蒸気タービンの静止時において、各センサ２１の動翼４に対する軸方向Ｘの相対的な位置を予め把握しておく。センサ２１は、例えば、初期時に図４に示すラインＬ１上に配置されている。蒸気タービンが稼動すると、各センサ２１はそれぞれ、回転する動翼４及びセンサ感知体４０を検出し、その検出信号を動翼振動監視システム２０の振動監視ユニット３１（図５参照）へ出力する。センサ２１の検出信号は、蒸気タービンの運転中、振動監視ユニット３１へ常時出力される。   First, when the steam turbine is stationary, the relative positions of the sensors 21 in the axial direction X with respect to the moving blades 4 are grasped in advance. For example, the sensor 21 is arranged on a line L1 shown in FIG. When the steam turbine operates, each sensor 21 detects the rotating moving blade 4 and the sensor sensing body 40 and outputs the detection signal to the vibration monitoring unit 31 (see FIG. 5) of the moving blade vibration monitoring system 20. The detection signal of the sensor 21 is constantly output to the vibration monitoring unit 31 during operation of the steam turbine.

このとき、振動監視ユニット３１では、図８に示すように、演算器３３（図５参照）が各センサ２１からの出力信号（図６参照）を取り込む（ステップＳ１０）。演算器３３は、取り込んだ出力信号に基づいて、各動翼４の振動特性を演算し（ステップＳ２０）、演算結果を応答出力器３４（図５参照）へ出力する。   At this time, in the vibration monitoring unit 31, as shown in FIG. 8, the computing unit 33 (see FIG. 5) takes in an output signal (see FIG. 6) from each sensor 21 (step S10). The calculator 33 calculates the vibration characteristics of each blade 4 based on the acquired output signal (step S20), and outputs the calculation result to the response output unit 34 (see FIG. 5).

動翼４の振動特性の算出方法の一例として、従来技術と同様な手法を用いることが可能である。具体的には、先ず、振動が発生せず動翼４が正規位置にあるとみなせる基準回転数での回転中に、動翼４の通過をセンサ２１で検出する。次に、計測回転数での回転中に、振動により変位した動翼４の通過をセンサ２１で検出する。次いで、ある基準点を始点として、基準回転数での検出波形と計測回転数での検出波形を比較する。ただし、基準回転数と計測回転数の差分を補正した状態で比較する。比較した検出波形のずれに基づいて、動翼４の振動変位や振動振幅、振動周波数、減衰比等の振動特性を得ることができる。   As an example of a method for calculating the vibration characteristics of the moving blade 4, it is possible to use a method similar to the conventional technique. Specifically, first, the passage of the moving blade 4 is detected by the sensor 21 during rotation at the reference rotation speed at which the moving blade 4 can be regarded as being in a normal position without vibration. Next, the passage of the moving blade 4 displaced by vibration is detected by the sensor 21 during rotation at the measured rotation speed. Next, starting from a certain reference point, the detected waveform at the reference rotational speed is compared with the detected waveform at the measured rotational speed. However, the comparison is performed with the difference between the reference rotational speed and the measured rotational speed corrected. Based on the detected shift of the detected waveform, vibration characteristics such as vibration displacement, vibration amplitude, vibration frequency, and damping ratio of the rotor blade 4 can be obtained.

また、演算器３３は、動翼４の振動特性の演算と同時に又はその演算の前後に、センサ２１からの出力信号に基づいてセンサ２１の計測位置を演算し（ステップＳ３０）、演算結果を応答出力器３４へ出力する。具体的には、先ず、センサ２１が出力した応答波形（図６参照）から時間幅Ｔ１を求める。次に、記憶部３２（図５参照）に予め記憶した図７に示す特性図を参照して、応答波形の時間幅Ｔ１に対応するセンサ２１の計測位置を特定する。   The computing unit 33 computes the measurement position of the sensor 21 based on the output signal from the sensor 21 simultaneously with or before or after the computation of the vibration characteristics of the moving blade 4 (step S30), and returns the computation result as a response. Output to the output unit 34. Specifically, first, the time width T1 is obtained from the response waveform output from the sensor 21 (see FIG. 6). Next, the measurement position of the sensor 21 corresponding to the time width T1 of the response waveform is specified with reference to the characteristic diagram shown in FIG. 7 stored in advance in the storage unit 32 (see FIG. 5).

なお、センサ２１の応答波形の時間幅Ｔ１は計測時の回転数によっても変化するので、計測時の計測回転数に応じて時間幅Ｔ１を補正してセンサ２１の計測位置を特定する。また、本実施の形態において、図７に示す特性図は、時間幅Ｔ１に対して、センサ２１の計測位置として複数の候補が存在する場合がある。そのため、振動監視ユニット３１は、始動時から継続的に時間幅Ｔ１を計測し、時間幅Ｔ１の変動を追跡することで、センサ２１の計測位置を特定する。   Since the time width T1 of the response waveform of the sensor 21 also changes depending on the rotation speed at the time of measurement, the measurement position of the sensor 21 is specified by correcting the time width T1 according to the measurement rotation speed at the time of measurement. In the present embodiment, the characteristic diagram shown in FIG. 7 may include a plurality of candidates as the measurement position of the sensor 21 with respect to the time width T1. Therefore, the vibration monitoring unit 31 specifies the measurement position of the sensor 21 by continuously measuring the time width T1 from the start and tracking the fluctuation of the time width T1.

次に、振動監視ユニット３１の応答出力器３４は、記憶部３２に予め記憶された計測位置毎に対応付けられた振動変位と振動応力との関係を参照し、演算器３３で演算された動翼４の振動変位及びセンサ２１の計測位置に基づき、動翼４に生じる振動応力を演算する（ステップＳ４０）。その演算結果をアラーム・トリップ出力器３５（図５参照）へ出力する。   Next, the response output unit 34 of the vibration monitoring unit 31 refers to the relationship between the vibration displacement and the vibration stress associated with each measurement position stored in advance in the storage unit 32, and calculates the motion calculated by the calculator 33. Based on the vibration displacement of the blade 4 and the measurement position of the sensor 21, the vibration stress generated in the moving blade 4 is calculated (step S40). The calculation result is output to the alarm trip output device 35 (see FIG. 5).

アラーム・トリップ出力器３５は、応答出力器３４の演算結果に基づいて、動翼４の振動応答が許容範囲内か否かを判断する（ステップＳ５０）。具体的には、応答出力器３４で演算した動翼４の振動応力が記憶部３２に予め記憶した設定値を下回っているか否かで判断する。   The alarm trip output unit 35 determines whether or not the vibration response of the moving blade 4 is within an allowable range based on the calculation result of the response output unit 34 (step S50). Specifically, the determination is made based on whether or not the vibration stress of the moving blade 4 calculated by the response output device 34 is lower than a preset value stored in the storage unit 32.

ステップＳ５０において、少なくとも１つの動翼４の振動応力が設定値以上であると判断した場合（ＮＯの場合）には、アラーム信号又はトリップ信号をタービン制御装置（図示せず）へ出力する（ステップＳ６０）。これにより、タービン制御装置が警報器（図示せず）に警報を出力させるか、又は、タービンを緊急停止させる。一方、ステップＳ５０において、すべての動翼４の振動応力が設定値を下回ったと判断した場合（ＹＥＳの場合）には、リターンしてステップＳ１０からステップＳ５０の手順を順に継続する。つまり、動翼振動監視システム２０（図５参照）は、動翼４の振動応答の監視を継続する。   If it is determined in step S50 that the vibration stress of at least one blade 4 is greater than or equal to the set value (NO), an alarm signal or trip signal is output to a turbine control device (not shown) (step). S60). As a result, the turbine control device causes an alarm (not shown) to output an alarm or causes the turbine to stop urgently. On the other hand, when it is determined in step S50 that the vibration stress of all the moving blades 4 has fallen below the set value (in the case of YES), the process returns and the procedure from step S10 to step S50 is continued in order. That is, the moving blade vibration monitoring system 20 (see FIG. 5) continues to monitor the vibration response of the moving blade 4.

このように、動翼振動監視システム２０は、動翼４のカバー１２の外側表面に設けたセンサ感知体４０を静止体２に設置したセンサ２１で検出することで、センサ２１の計測位置を特定している。また、特定したセンサ２１の計測位置に基づき動翼４の振動応答の高精度の定量的な評価を行い、動翼振動を監視している。したがって、動翼４の破損を防止でき、蒸気タービンの運転安全性の向上を図ることができる。   As described above, the moving blade vibration monitoring system 20 identifies the measurement position of the sensor 21 by detecting the sensor sensing body 40 provided on the outer surface of the cover 12 of the moving blade 4 with the sensor 21 installed on the stationary body 2. doing. Further, the vibration response of the moving blade 4 is quantitatively evaluated with high accuracy based on the specified measurement position of the sensor 21 to monitor the vibration of the moving blade. Therefore, damage to the moving blade 4 can be prevented, and the operational safety of the steam turbine can be improved.

上述したように、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１の実施の形態によれば、動翼４のカバー１２の外側表面に軸方向Ｘの所定の範囲に延在するセンサ感知体４０を設けると共にそのセンサ感知体４０を検出するセンサ２１を静止体２に設置したので、翼部１１の先端にカバー１２を備えている場合でも、センサ感知体４０を検出したセンサ２１の出力信号に基づいて、センサ２１の動翼４に対する軸方向Ｘの計測位置を特定できる。そのため、計測された動翼４の振動応答の評価の際に、特定されたセンサ２１の計測位置を考慮することで、動翼４の振動応答の高精度の定量的な評価が可能となる。   As described above, according to the first embodiment of the turbine and the turbine blade vibration monitoring method of the present invention, the sensor extending in a predetermined range in the axial direction X on the outer surface of the cover 12 of the blade 4. Since the sensing body 40 is provided and the sensor 21 for detecting the sensor sensing body 40 is installed in the stationary body 2, even when the cover 12 is provided at the tip of the wing part 11, the sensor 21 that detects the sensor sensing body 40 is provided. Based on the output signal, the measurement position of the sensor 21 in the axial direction X with respect to the moving blade 4 can be specified. For this reason, in the evaluation of the measured vibration response of the moving blade 4, it is possible to perform a highly accurate quantitative evaluation of the vibration response of the moving blade 4 by considering the specified measurement position of the sensor 21.

また、本実施の形態によれば、センサ感知体４０を、動翼４の先端部における周方向Ｃの外縁からの周方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘの位置に応じて変化するように延在する１つの感知部で構成しているので、センサ感知体の構成が簡易である。   Further, according to the present embodiment, the sensor sensing body 40 is extended so that the distance in the circumferential direction C from the outer edge in the circumferential direction C at the tip of the moving blade 4 changes according to the position in the axial direction X. Therefore, the structure of the sensor sensing element is simple.

さらに、本実施の形態によれば、動翼４の振動応答を計測するためのセンサ２１がセンサ感知体４０を検出するためのセンサを兼ねているので、これら２種類のセンサを別個に設置する場合よりも部品点数を削減することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, since the sensor 21 for measuring the vibration response of the moving blade 4 also serves as a sensor for detecting the sensor sensing body 40, these two types of sensors are installed separately. The number of parts can be reduced more than the case.

［第２の実施の形態］
次に、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第２の実施の形態を図９及び図１０を用いて説明する。
図９は本発明のタービンの第２の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図、図１０は図９に示す本発明のタービンの第２の実施の形態の一部を構成するカバーの突起部を第１のセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図である。図１０中、縦軸Ｖ２はセンサ応答を、横軸ｔは時間を示している。なお、図９及び図１０において、図１乃至図８に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a plan view showing a cover of a moving blade and a sensor sensing element constituting a part of the second embodiment of the turbine of the present invention, and FIG. 10 is a second embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. It is explanatory drawing which shows an example of a response waveform when a 1st sensor detects the projection part of the cover which comprises a part of form. In FIG. 10, the vertical axis V2 indicates sensor response, and the horizontal axis t indicates time. 9 and 10, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 8 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図９に示す本発明のタービンの第２の実施の形態は、第１の実施の形態が軸方向Ｘの長さ（幅）が略一定のカバー１２を備えた動翼４の振動応答を監視するものであるのに対して（図４参照）、軸方向Ｘに突出する突起部１８を有するカバー１２Ａを備えた動翼４Ａの振動応答を監視するものである。   In the second embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. 9, the vibration response of the moving blade 4 provided with the cover 12 whose length (width) in the axial direction X is substantially constant is monitored in the first embodiment. On the other hand, the vibration response of the moving blade 4A provided with the cover 12A having the projection 18 projecting in the axial direction X is monitored (see FIG. 4).

具体的には、各動翼４Ａのカバー１２Ａは、幅（軸方向Ｘの長さ）が周方向Ｃで異なる本体部１３Ａと、本体部１３Ａの周方向Ｃの他方側端部（図９の下側端部）に設けられ、接触面１５ｂを含む凸状の第２連結部１５Ａと、本体部１３Ａの周方向Ｃの他方側端部から軸方向Ｘに突出する突起部１８とを備えている。本体部１３Ａの周方向Ｃの一方側端部（図９の上側端部）には、接触面１４ｂを含む凹状の第１連結部１４Ａが形成されている。これらのカバー１２Ａは、第１の実施の形態のカバー１２と同様に、接触面１４ｂ、１５ｂを介して隣接するカバー１２Ａと接触することで互いが連結されるように構成されている。カバー１２Ａの本体部１３Ａには、第１の実施の形態と同様に、センサ感知体４０が設けられている。   Specifically, the cover 12A of each rotor blade 4A has a main body portion 13A having a different width (length in the axial direction X) in the circumferential direction C, and the other end portion in the circumferential direction C of the main body portion 13A (in FIG. 9). A convex second connecting portion 15A including a contact surface 15b and a protruding portion 18 protruding in the axial direction X from the other end portion in the circumferential direction C of the main body portion 13A. Yes. A concave first connecting portion 14A including a contact surface 14b is formed at one end portion (upper end portion in FIG. 9) in the circumferential direction C of the main body portion 13A. Similar to the cover 12 of the first embodiment, these covers 12A are configured to be connected to each other by contacting the adjacent cover 12A via the contact surfaces 14b and 15b. As in the first embodiment, the sensor body 40 is provided on the main body 13A of the cover 12A.

本実施の形態においては、第１の実施の形態とは異なり、第１のセンサ２１Ａと第２のセンサ２２の２種類のセンサが配置されている。第１のセンサ２１Ａは、カバー１２Ａの突起部１８の通過領域に対向する静止体２の部分、例えばラインＬ４上に複数配置されており、各動翼４Ａ（各カバー１２Ａ）の通過を検出するものである。ラインＬ４は、カバー１２Ａの本体部１３Ａが存在しないラインである。一方、第２のセンサ２２は、センサ感知体４０の通過領域に対向する静止体２の部分、例えばラインＬ５上に少なくとも１つ配置されており、センサ感知体４０を検出するものである。つまり、動翼４Ａの振動応答を計測するための第１のセンサ２１Ａと、第１のセンサ２１Ａの計測位置を特定するための第２のセンサ２２とを別個に設けるものである。なお、第１のセンサ２１Ａの計測位置を特定するために、第１のセンサ２１Ａと第２のセンサ２２の軸方向Ｘの相対的な位置関係、つまり、図９に示すセンサ間隔Ｄを予め把握し、このセンサ間隔Ｄを記憶部３２（図５参照）に予め記憶させておく。   In the present embodiment, unlike the first embodiment, two types of sensors, a first sensor 21A and a second sensor 22, are arranged. A plurality of first sensors 21A are arranged on a portion of the stationary body 2 that faces the passage area of the protrusion 18 of the cover 12A, for example, on the line L4, and detects the passage of each moving blade 4A (each cover 12A). Is. The line L4 is a line where the main body 13A of the cover 12A does not exist. On the other hand, at least one second sensor 22 is disposed on the portion of the stationary body 2 facing the passage area of the sensor sensing body 40, for example, on the line L5, and detects the sensor sensing body 40. That is, the first sensor 21A for measuring the vibration response of the moving blade 4A and the second sensor 22 for specifying the measurement position of the first sensor 21A are separately provided. In order to specify the measurement position of the first sensor 21A, the relative positional relationship in the axial direction X of the first sensor 21A and the second sensor 22, that is, the sensor interval D shown in FIG. The sensor interval D is stored in advance in the storage unit 32 (see FIG. 5).

このように配置された第１のセンサ２１Ａのセンサ応答Ｖ２は、図１０に示すように、カバー１２Ａの突起部１８を検出したときの波形Ｂ１と、検出対象物が存在しないときの波形Ｎ１とで構成される。本実施の形態においては、突起部１８を利用して各動翼４Ａの通過を検出するので、第１の実施の形態のように隣接するカバー１２のギャップ部１６等の小さい間隙を利用して各動翼４Ａの通過を検出する場合と比べて、各動翼４Ａの通過の検出が容易となる。一方、第２のセンサ２２のセンサ応答は、第１の実施形態のセンサ２１のセンサ応答Ｖ１（図６参照）と同様なものとなる。   As shown in FIG. 10, the sensor response V2 of the first sensor 21A arranged in this way includes a waveform B1 when the protrusion 18 of the cover 12A is detected, and a waveform N1 when the detection target does not exist. Consists of. In the present embodiment, since the projections 18 are used to detect the passage of the moving blades 4A, a small gap such as the gap portion 16 of the adjacent cover 12 is used as in the first embodiment. Compared with the case where the passage of each moving blade 4A is detected, the passage of each moving blade 4A can be easily detected. On the other hand, the sensor response of the second sensor 22 is the same as the sensor response V1 (see FIG. 6) of the sensor 21 of the first embodiment.

本実施の形態において、振動監視ユニット３１（図５参照）は、第１のセンサ２１Ａからの出力信号（図１０参照）を取り込み、この出力信号に基づいて動翼４Ａの振動特性を演算する（図８のステップＳ２０）。上述したように、第１のセンサ２１Ａの出力信号から動翼４Ａの通過を容易に検出できるので、動翼４Ａの通過の検出困難による振動特性の演算不能を回避することができる。   In the present embodiment, the vibration monitoring unit 31 (see FIG. 5) takes in the output signal (see FIG. 10) from the first sensor 21A and calculates the vibration characteristics of the moving blade 4A based on this output signal (see FIG. 10). Step S20 in FIG. As described above, since the passage of the moving blade 4A can be easily detected from the output signal of the first sensor 21A, it is possible to avoid the inability to calculate the vibration characteristics due to the difficulty in detecting the passage of the moving blade 4A.

また、振動監視ユニット３１は、第２のセンサ２２からの出力信号を取り込み、この出力信号に基づいて第１のセンサ２１Ａの計測位置を演算する（図８のステップＳ３０）。具体的には、第１の実施の形態の特定方法と同様に、第２のセンサ２２からの出力信号に基づき、第２のセンサ２２の動翼４Ａに対する軸方向Ｘの相対的な位置を演算する。この演算結果に対して、記憶部３２に予め記憶されていたセンサ間隔Ｄを考慮して、第１のセンサ２１Ａの計測位置を特定する。   Further, the vibration monitoring unit 31 takes in an output signal from the second sensor 22 and calculates the measurement position of the first sensor 21A based on this output signal (step S30 in FIG. 8). Specifically, the relative position of the second sensor 22 in the axial direction X with respect to the moving blade 4A is calculated based on the output signal from the second sensor 22 in the same manner as the identification method of the first embodiment. To do. The measurement position of the first sensor 21A is specified in consideration of the sensor interval D stored in advance in the storage unit 32 for this calculation result.

その後の振動監視ユニット３１の演算手順は、第１の実施の形態の監視方法の場合と同様である。すなわち、振動監視ユニット３１は、演算結果の動翼４Ａの振動特性及び第１のセンサ２１Ａの計測位置に基づいて動翼４Ａの振動応答を定量的に評価して動翼振動の監視を行う（図８のステップＳ４０〜ステップＳ６０）。   The subsequent calculation procedure of the vibration monitoring unit 31 is the same as that of the monitoring method of the first embodiment. That is, the vibration monitoring unit 31 monitors the vibration of the moving blade by quantitatively evaluating the vibration response of the moving blade 4A based on the vibration characteristics of the moving blade 4A and the measurement position of the first sensor 21A. Steps S40 to S60 in FIG.

上述した本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態の動翼４のカバー１２と形状が異なるカバー１２Ａを備える動翼４Ａの振動応答を監視する場合でも、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。   According to the second embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention described above, the blade including the cover 12A having a shape different from that of the cover 12 of the blade 4 of the first embodiment described above. Even when the vibration response of 4A is monitored, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

［第３の実施の形態］
次に、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第３の実施の形態を図１１乃至図１３を用いて説明する。
図１１は本発明のタービンの第３の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図、図１２は図１１に示す本発明のタービンの第３の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体をセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図、図１３は本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第３の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。図１２中、縦軸Ｖ３はセンサ応答を、横軸ｔは時間を示している。また、図１３中、縦軸Ｔ２は図１２に示すセンサ応答における所定の時間幅又は図１１に示すセンサ感知体の２つの感知部間の回転方向の距離に応じて定まる時間幅を、横軸はカバーの軸方向長さに対するセンサの軸方向の計測位置を示している。なお、図１１乃至図１３において、図１乃至図１０に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 is a plan view showing a moving blade cover and a sensor sensing element constituting a part of the third embodiment of the turbine of the present invention, and FIG. 12 is a third embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. FIG. 13 is an explanatory view showing an example of a response waveform when a sensor detects a moving blade cover and a sensor sensing element that constitute a part of the configuration, and FIG. 13 shows a third aspect of the turbine and turbine moving blade vibration monitoring method of the present invention It is a characteristic view which shows the relationship of the time width defined according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the axial direction of the sensor in embodiment. In FIG. 12, the vertical axis V3 indicates sensor response, and the horizontal axis t indicates time. In FIG. 13, the vertical axis T2 represents the predetermined time width in the sensor response shown in FIG. 12 or the time width determined according to the distance in the rotational direction between the two sensing parts of the sensor sensing body shown in FIG. Indicates the measurement position in the axial direction of the sensor with respect to the axial length of the cover. In FIG. 11 to FIG. 13, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG.

図１１に示す本発明のタービンの第３の実施の形態は、以下の点において第１の実施の形態と異なる。第１の実施の形態はセンサ感知体４０を１つの感知部（溝部）で構成し、カバー１２の外縁を検出した信号とセンサ感知体４０を検出した信号とに基づいてセンサ２１の計測位置を演算するものである。それに対して、本実施の形態は、センサ感知体４０Ｂを２つの感知部４４、４５で構成し、センサ感知体４０Ｂ（２つの感知部４４、４５）を検出した信号のみに基づいて、センサ２１の計測位置の演算を可能とするものである。   The third embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. 11 is different from the first embodiment in the following points. In the first embodiment, the sensor sensing body 40 is configured by a single sensing portion (groove), and the measurement position of the sensor 21 is determined based on the signal detected from the outer edge of the cover 12 and the signal detected from the sensor sensing body 40. It is to calculate. On the other hand, in the present embodiment, the sensor sensing body 40B is composed of two sensing units 44 and 45, and the sensor 21 is based only on signals detected by the sensor sensing body 40B (two sensing units 44 and 45). The measurement position can be calculated.

具体的には、センサ感知体４０Ｂは、カバー１２の軸方向Ｘの上流端から下流端（図１１の左端から右端）に亘って軸方向Ｘに対して平行に延在する第１の感知部４４と、第１の感知部４４より回転方向Ｃの後側（図１１の下側）に配置され、第１の感知部４４に対して斜めに延在する第２の感知部４５とで構成されている。第１の感知部４４及び第２の感知部４５は、例えば、それぞれ溝幅が略一定の溝部であり、第１側面４４ａ、４５ａと、第１側面４４ａ、４５ａの回転方向Ｃの後側に位置し、第１側面４４ａ、４５ａに対向する第２側面４４ｂ、４５ｂとを有している。つまり、センサ感知体４０Ｂは、第１の感知部４４の第１側面４４ａ又は第２側面４４ｂから第２の感知部４５の第１側面４５ａ又は第２側面４５ｂまでの回転方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘに沿って単調に増加又は減少するように形成されている。   Specifically, the sensor sensing body 40B is a first sensing unit that extends in parallel with the axial direction X from the upstream end to the downstream end (left end to right end in FIG. 11) of the cover 12 in the axial direction X. 44 and a second sensing unit 45 disposed behind the first sensing unit 44 in the rotational direction C (lower side in FIG. 11) and extending obliquely with respect to the first sensing unit 44. Has been. The first sensing unit 44 and the second sensing unit 45 are, for example, groove portions having a substantially constant groove width, and are located on the rear side in the rotation direction C of the first side surfaces 44a and 45a and the first side surfaces 44a and 45a. It has 2nd side surface 44b, 45b which is located and opposes 1st side surface 44a, 45a. That is, in the sensor sensing body 40B, the distance in the rotation direction C from the first side surface 44a or the second side surface 44b of the first sensing unit 44 to the first side surface 45a or the second side surface 45b of the second sensing unit 45 is an axis. It is formed so as to increase or decrease monotonously along the direction X.

動翼４のカバー１２及びセンサ感知体４０Ｂをセンサ２１が検出する場合、センサ応答Ｖ３は、図１２に示すように、カバー１２を検出したときの波形Ｂと、ギャップ部１６等の隣接するカバー１２の境界部分の波形Ｎと、センサ感知体４０Ｂの第１の感知部４４を検出したときの波形Ｍ１と、第２の感知部４５を検出したときの波形Ｍ２とで構成される。このセンサ応答Ｖ３のうち、第１の感知部４４の第１側面４４ａを検出した波形Ｍ１の前端と第２の感知部４５の第１側面４５ａを検出した波形Ｍ２の前端の間の時間幅をＴ２とする。   When the sensor 21 detects the cover 12 of the moving blade 4 and the sensor sensing body 40B, the sensor response V3 is, as shown in FIG. 12, the waveform B when the cover 12 is detected and the adjacent cover such as the gap portion 16 and the like. 12 is composed of a waveform N at the boundary portion, a waveform M1 when the first sensing unit 44 of the sensor sensing body 40B is detected, and a waveform M2 when the second sensing unit 45 is detected. Of this sensor response V3, the time width between the front end of the waveform M1 detecting the first side surface 44a of the first sensing unit 44 and the front end of the waveform M2 detecting the first side surface 45a of the second sensing unit 45 is shown. Let T2.

この時間幅Ｔ２は、図１１に示す第１の感知部４４の第１側面４４ａから第２の感知部４５の第１側面４５ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものである。第１の感知部４４に対して第２の感知部４５が斜めに延在しているので、時間幅Ｔ２は、図１３に示す特性図のように、カバー１２の軸方向Ｘの上流側から下流側（図１１の左側から右側）に向かって単調に減少する。つまり、時間幅Ｔ２がセンサ２１の軸方向Ｘの計測位置毎に１対１に対応して異なる値となる。したがって、センサ２１の出力波形から得られる時間幅Ｔ２に基づきセンサ２１の計測位置を確実に特定することができる。例えば、静止時に図１１に示すラインＬ１上に位置していたセンサ２１が、過渡時にラインＬ２上に変位し、その後、定常運転時にラインＬ３に変位した場合、検出される時間幅Ｔ２のうち、過渡時の時間幅Ｔ２（図１３の点β）が最も長くなり、定常運転時の時間幅Ｔ２（図１３の点γ）は、運転開始直後（静止時と略同じ）の時間幅Ｔ２（図１３の点α）よりも長く、過渡時の時間幅Ｔ２よりも短くなる。なお、図１１において、第１の感知部４４の第１側面４４ａから第２の感知部４５の第１側面４５ａまでの回転方向Ｃにおける距離が図１２に示す応答波形の時間幅Ｔ２と対応関係にあることを表すために、便宜上、この距離をＴ２で表している。   This time width T2 is determined according to the distance in the rotation direction C from the first side surface 44a of the first sensing unit 44 shown in FIG. 11 to the first side surface 45a of the second sensing unit 45. Since the second sensing part 45 extends obliquely with respect to the first sensing part 44, the time width T2 is from the upstream side in the axial direction X of the cover 12 as shown in the characteristic diagram of FIG. It decreases monotonously toward the downstream side (from the left side to the right side in FIG. 11). That is, the time width T2 becomes a different value corresponding to one to one for each measurement position of the sensor 21 in the axial direction X. Therefore, the measurement position of the sensor 21 can be reliably specified based on the time width T2 obtained from the output waveform of the sensor 21. For example, when the sensor 21 located on the line L1 shown in FIG. 11 when stationary is displaced on the line L2 during the transient state and then displaced on the line L3 during steady operation, the detected time width T2 is: The time width T2 during transition (point β in FIG. 13) is the longest, and the time width T2 during steady operation (point γ in FIG. 13) is the time width T2 immediately after start of operation (substantially the same as when stationary) (see FIG. 13). It is longer than the point 13) and shorter than the time width T2 at the time of transition. In FIG. 11, the distance in the rotational direction C from the first side surface 44a of the first sensing unit 44 to the first side surface 45a of the second sensing unit 45 corresponds to the time width T2 of the response waveform shown in FIG. For the sake of convenience, this distance is represented by T2.

本実施の形態においては、感知体４０Ｂの第１の感知部４４から第２の感知部４５までの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる、時間幅Ｔ２とセンサ２１の軸方向Ｘの計測位置との関係、例えば、図１３に示す特性図を予め記憶部３２に記憶しておく。センサ２１の計測位置の演算は、センサ２１が検出した応答波形の時間幅Ｔ２に対して、記憶部３２に記憶された上記特性図等の時間幅Ｔ２とセンサの軸方向の計測位置との関係を参照することで行われる。なお、センサ２１の計測位置の特定方法以外の監視方法については、上述した第１の実施の形態の場合と同様である。   In the present embodiment, the time width T2 and the measurement position of the sensor 21 in the axial direction X are determined according to the distance in the rotational direction C from the first sensing unit 44 to the second sensing unit 45 of the sensing body 40B. For example, the characteristic diagram shown in FIG. 13 is stored in the storage unit 32 in advance. The calculation of the measurement position of the sensor 21 is performed with respect to the time width T2 of the response waveform detected by the sensor 21 and the relationship between the time width T2 such as the above characteristic diagram stored in the storage unit 32 and the measurement position in the axial direction of the sensor. This is done by referring to. The monitoring method other than the method for specifying the measurement position of the sensor 21 is the same as that in the first embodiment described above.

本実施の形態においては、センサ２１の出力波形のうち、センサ感知体４０Ｂを検出した信号Ｍ１及びＭ２のみに基づいて時間幅Ｔ２が規定されている。したがって、振動監視ユニット３１（図５参照）は、第１の実施の形態の場合と異なり、カバー１２の外縁を検出した信号を用いることなく、センサ感知体４０Ｂを検出した信号のみに基づいてセンサ２１の計測位置の演算が可能となる。センサ２１によるカバー１２の外縁の検出は、ギャップ部１６や接触面等の隣接するカバー１２の境界部分の小さな形状変化を利用するものなので、困難な場合がある。それに対して、センサ感知体４０Ｂの第１の感知部４４及び第２の感知部４５がそれぞれセンサ２１に感知可能に形成された溝部であるので、センサ感知体４０Ｂの検出は、カバー１２の外縁の場合よりも容易である。したがって、第１の実施の形態の場合よりも、センサ２１の計測位置を確実に演算できる。   In the present embodiment, the time width T2 is defined based on only the signals M1 and M2 detected from the sensor sensing body 40B in the output waveform of the sensor 21. Therefore, unlike the case of the first embodiment, the vibration monitoring unit 31 (see FIG. 5) does not use a signal for detecting the outer edge of the cover 12 and uses only a signal for detecting the sensor sensor 40B. 21 measurement positions can be calculated. The detection of the outer edge of the cover 12 by the sensor 21 may be difficult because it utilizes a small change in shape of the boundary portion of the adjacent cover 12 such as the gap portion 16 or the contact surface. On the other hand, since the first sensing part 44 and the second sensing part 45 of the sensor sensing body 40B are grooves formed so as to be able to be sensed by the sensor 21, the sensor sensing body 40B detects the outer edge of the cover 12. It is easier than the case. Therefore, the measurement position of the sensor 21 can be calculated more reliably than in the case of the first embodiment.

また、本実施の形態においては、第２の感知部４５が第１の感知部４４に対して斜めに延在しているので、第１の感知部４４から第２の感知部４５までの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅Ｔ２がセンサ２１の計測位置毎に１対１に対応して異なる値となる。第１の実施の形態では、時間幅Ｔ１に対してセンサ２１の計測位置が必ずしも１対１に対応していないので、時間幅Ｔ１の変動を蒸気タービンの運転中に継続して追跡する必要があった。それに対して、本実施の形態では、検出した時間幅Ｔ２によりセンサ２１の計測位置を確実に特定できるので、振動監視ユニット３１を必要に応じて稼動させて振動応答の評価を行い、動翼振動を監視することも可能である。   In the present embodiment, since the second sensing unit 45 extends obliquely with respect to the first sensing unit 44, the rotation from the first sensing unit 44 to the second sensing unit 45 is performed. The time width T2 determined according to the distance in the direction C becomes a different value corresponding to one to one for each measurement position of the sensor 21. In the first embodiment, since the measurement position of the sensor 21 does not necessarily correspond one-to-one with respect to the time width T1, it is necessary to continuously track the fluctuation of the time width T1 during operation of the steam turbine. there were. On the other hand, in the present embodiment, the measurement position of the sensor 21 can be reliably identified by the detected time width T2, so that the vibration monitoring unit 31 is operated as necessary to evaluate the vibration response, and the blade vibration Can also be monitored.

上述した本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第３の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。   According to the third embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

［第４の実施の形態］
次に、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第４の実施の形態を図１４及び図１５を用いて説明する。
図１４は本発明のタービンの第４の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図、図１５は本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第４の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。図１５中、縦軸Ｔ３は図６に示す応答波形における所定の時間幅又は図１４に示すセンサ感知体の回転方向の距離に応じて定まる時間幅を、横軸はカバーの軸方向長さに対するセンサの軸方向の計測位置を示している。なお、図１４及び図１５において、図１乃至図１３に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 14 is a plan view showing a moving blade cover and a sensor sensing element which constitute a part of the fourth embodiment of the turbine of the present invention, and FIG. 15 shows a turbine and turbine moving blade vibration monitoring method according to the present invention. It is a characteristic view which shows the relationship of the time width defined according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the axial direction of the sensor in 4 embodiment. In FIG. 15, the vertical axis T3 represents a predetermined time width in the response waveform shown in FIG. 6 or the time width determined according to the distance in the rotational direction of the sensor sensing element shown in FIG. 14, and the horizontal axis represents the axial length of the cover. The measurement position in the axial direction of the sensor is shown. In FIG. 14 and FIG. 15, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG.

図１４に示す本発明のタービンの第４の実施の形態は、以下の点において第１の実施の形態と異なる。第１の実施の形態は、センサ感知体４０を１つの感知部（溝部）で構成し、カバー１２の外縁を検出した信号とセンサ感知体４０を検出した信号とに基づいてセンサ２１の計測位置を演算するものである。それに対して本実施の形態は、センサ感知体４０Ｃを幅が軸方向Ｘで変動する１つの感知部（溝部）で構成し、センサ感知体４０Ｃを検出した信号のみに基づいて、センサ２１の計測位置の演算を可能とするものである。   The fourth embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. 14 is different from the first embodiment in the following points. In the first embodiment, the sensor sensing body 40 is composed of one sensing section (groove), and the measurement position of the sensor 21 is based on the signal detected from the outer edge of the cover 12 and the signal detected from the sensor sensing body 40. Is calculated. On the other hand, in the present embodiment, the sensor sensing body 40C is composed of one sensing section (groove) whose width varies in the axial direction X, and the measurement of the sensor 21 is based only on the signal detected by the sensor sensing body 40C. The position can be calculated.

具体的には、センサ感知体４０Ｃは、幅が軸方向Ｘの一方側に向かって単調に増加又は減少するように延在する１つの感知部で構成されている。センサ感知体４０Ｃは、例えば溝部であり、軸方向Ｘに対して回転方向Ｃの前側（図１４の上側）に傾斜するように延在する第１側面４１Ｃと、第１側面４１Ｃの回転方向Ｃの後側（図１４の下側）に位置し、第１側面４１Ｃに対して回転方向Ｃの後側に傾斜するように延在する第２側面４２Ｃとを有している。つまり、センサ感知体４０Ｃは、第１側面４１Ｃから第２側面４２Ｃまでの回転方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘに沿って単調に増加又は減少するように形成されている。   Specifically, the sensor sensing body 40 </ b> C is configured by one sensing unit that extends so that the width monotonously increases or decreases toward one side in the axial direction X. The sensor sensing body 40C is, for example, a groove portion, and a first side surface 41C extending so as to incline to the front side in the rotation direction C (upper side in FIG. 14) with respect to the axial direction X, and the rotation direction C of the first side surface 41C It has a second side surface 42C that is located on the rear side (lower side in FIG. 14) and extends so as to be inclined rearward in the rotational direction C with respect to the first side surface 41C. That is, the sensor sensing body 40C is formed such that the distance in the rotational direction C from the first side surface 41C to the second side surface 42C increases or decreases monotonously along the axial direction X.

センサ感知体４０Ｃ及び動翼４のカバー１２をセンサ２１が検出すると、第１の実施の形態と同様なセンサ応答Ｖ１の波形が出力される（図６参照）。本実施の形態においては、このセンサ応答Ｖ１のうち、センサ感知体４０Ｃの第１側面４１Ｃを検出した波形Ｍの前端と、センサ感知体４０Ｃの第２側面４２Ｃを検出した波形Ｍの後端との間の時間幅をＴ３とする。この時間幅Ｔ３は、図１４に示すセンサ感知体４０Ｃの第１側面４１Ｃから第２側面４２Ｃまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものである。センサ感知体４０Ｃの幅が軸方向Ｘの上流側から下流側（図１４の左側から右側）に向かって単調に増加するので、時間幅Ｔ３は、図１５に示す特性図のように、カバー１２の軸方向Ｘの上流側から下流側に向かって単調に増加する。つまり、時間幅Ｔ３がセンサ２１の軸方向Ｘの計測位置毎に１対１に対応して異なる値となる。したがって、センサ２１の出力波形から得られる時間幅Ｔ３に基づきセンサ２１の計測位置を確実に特定することができる。なお、図１４において、センサ感知体４０Ｃの第１側面４１Ｃから第２側面４２Ｃまでの回転方向Ｃにおける距離が図６に示す応答波形の時間幅Ｔ３と対応関係にあることを表すために、便宜上、この距離をＴ３で表している。   When the sensor 21 detects the sensor sensing body 40C and the cover 12 of the moving blade 4, a waveform of the sensor response V1 similar to that in the first embodiment is output (see FIG. 6). In the present embodiment, in the sensor response V1, the front end of the waveform M in which the first side surface 41C of the sensor sensing body 40C is detected, and the rear end of the waveform M in which the second side surface 42C of the sensor sensing body 40C is detected. Let T3 be the time width between. This time width T3 is determined according to the distance in the rotational direction C from the first side surface 41C to the second side surface 42C of the sensor sensing body 40C shown in FIG. Since the width of the sensor sensing body 40C monotonously increases from the upstream side in the axial direction X toward the downstream side (from the left side to the right side in FIG. 14), the time width T3 is as shown in the characteristic diagram shown in FIG. It increases monotonously from the upstream side in the axial direction X toward the downstream side. That is, the time width T3 becomes a different value corresponding to one to one for each measurement position of the sensor 21 in the axial direction X. Therefore, the measurement position of the sensor 21 can be reliably specified based on the time width T3 obtained from the output waveform of the sensor 21. In FIG. 14, for the sake of convenience, the distance in the rotational direction C from the first side surface 41C to the second side surface 42C of the sensor sensing body 40C has a corresponding relationship with the time width T3 of the response waveform shown in FIG. This distance is represented by T3.

本実施の形態においては、センサ感知体４０Ｃの第１側面４１Ｃから第２側面４２Ｃまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる、時間幅Ｔ３とセンサ２１の軸方向Ｘの計測位置との関係、例えば、図１５に示す特性図を予め記憶部３２に記憶しておく。センサ２１の計測位置の演算は、センサ２１が検出した応答波形の時間幅Ｔ３に対して、記憶部３２に記憶された上記特性図等の時間幅Ｔ３とセンサの軸方向の計測位置との関係を参照することで行われる。なお、センサ２１の計測位置の特定方法以外の監視方法については、上述した第１の実施の形態の場合と同様である。   In the present embodiment, the relationship between the time width T3 and the measurement position of the sensor 21 in the axial direction X, which is determined according to the distance in the rotational direction C from the first side surface 41C to the second side surface 42C of the sensor sensing body 40C, For example, the characteristic diagram shown in FIG. 15 is stored in the storage unit 32 in advance. The calculation of the measurement position of the sensor 21 is based on the relationship between the time width T3 of the characteristic diagram etc. stored in the storage unit 32 and the measurement position in the axial direction of the sensor with respect to the time width T3 of the response waveform detected by the sensor 21. This is done by referring to. The monitoring method other than the method for specifying the measurement position of the sensor 21 is the same as that in the first embodiment described above.

本実施形態においては、センサ２１の出力波形のうち、センサ感知体４０Ｃを検出した信号Ｍのみに基づいて時間幅Ｔ３が規定されている。したがって、振動監視ユニット３１（図５参照）は、第１の実施の形態の場合と異なり、カバー１２の外縁を検出した信号を用いることなく、センサ感知体４０Ｃを検出した信号のみに基づいて、センサ２１の計測位置の演算が可能となる。センサ感知体４０Ｃの検出は、カバー１２の外縁の場合よりも容易なので、第１の実施の形態の場合よりも、センサ２１の計測位置を確実に演算することができる。   In the present embodiment, the time width T3 is defined based only on the signal M detected from the sensor sensing body 40C in the output waveform of the sensor 21. Therefore, unlike the case of the first embodiment, the vibration monitoring unit 31 (see FIG. 5) does not use the signal that detects the outer edge of the cover 12, but only based on the signal that detects the sensor sensor 40C. The measurement position of the sensor 21 can be calculated. Since detection of the sensor sensing element 40C is easier than in the case of the outer edge of the cover 12, the measurement position of the sensor 21 can be calculated more reliably than in the case of the first embodiment.

また、本実施形態においては、センサ感知体４０Ｃを、その溝幅が軸方向Ｘの一方側に向かって単調に増加又は縮小するように形成したので、センサ感知体４０Ｃの第１側面４１Ｃから第２側面４２Ｃまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅Ｔ３がセンサ２１の計測位置毎が１対１に対応して異なる値となる。したがって、検出した時間幅Ｔ３によりセンサ２１の計測位置を確実に特定することができるので、時間幅Ｔ３を常時検出する必要がなく、振動監視ユニット３１を必要に応じて稼動させて動翼４の振動応答の評価を行い、動翼振動を監視することができる。   In the present embodiment, the sensor sensing body 40C is formed such that the groove width monotonously increases or decreases toward one side in the axial direction X, so that the first sensing surface 41C of the sensor sensing body 40C The time width T3 determined according to the distance in the rotational direction C to the two side surfaces 42C is different for each measurement position of the sensor 21 on a one-to-one basis. Therefore, since the measurement position of the sensor 21 can be reliably specified by the detected time width T3, there is no need to always detect the time width T3, and the vibration monitoring unit 31 is operated as necessary to Vibration response can be evaluated and blade vibration can be monitored.

上述した本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第４の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。   According to the fourth embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

また、本実施形態によれば、センサ感知体４０Ｃを１つの感知部のみで構成したので、２つの感知部４４、４５によりセンサ感知体４０Ｂを構成した第３の実施の形態と比較して、センサ感知体の製作工数を低減することができる。   Further, according to the present embodiment, since the sensor sensing body 40C is configured by only one sensing unit, compared with the third embodiment in which the sensor sensing body 40B is configured by the two sensing units 44 and 45, It is possible to reduce the man-hours for manufacturing the sensor sensing element.

［第５の実施の形態］
次に、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第５の実施の形態を図１６を用いて説明する。
図１６は本発明のタービンの第５の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図であり、動翼の捩れ時におけるセンサの通過ラインに対するセンサ感知体の相対位置の変位を示す説明図である。なお、図１６において、図１乃至図１５に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 16 is a plan view showing a moving blade cover and a sensor sensing element that constitute a part of the fifth embodiment of the turbine of the present invention, and shows the sensor sensing element relative to the sensor passing line when the moving blade is twisted. It is explanatory drawing which shows the displacement of a relative position. In FIG. 16, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 15 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図１６に示す本発明のタービンの第５の実施の形態は、以下の点において第３の実施の形態と異なる。第３の実施の形態は、センサ感知体４０Ｂを２つの感知部４４、４５で構成し、センサ感知体４０Ｂを検出した信号のみに基づいて、センサ２１の計測位置の演算を行うものである（図１１参照）。それに対して、本実施の形態は、センサ感知体４０Ｄを、第３の実施の形態と同様な形状の２つの感知部４４、４５と追加した感知部４６の３つの感知部で構成し、動翼４が捩れてカバー１２が回転方向Ｃに対して傾いた場合であっても、追加した感知部４６を検出した信号に基づいてカバー１２の傾き分を補正することで、センサ２１の正確な計測位置の特定を可能とするものである。   The fifth embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. 16 is different from the third embodiment in the following points. In the third embodiment, the sensor sensing body 40B includes two sensing units 44 and 45, and the measurement position of the sensor 21 is calculated based only on the signal detected by the sensor sensing body 40B ( FIG. 11). On the other hand, in the present embodiment, the sensor sensing body 40D is configured by three sensing units including two sensing units 44 and 45 having the same shape as the third embodiment and an added sensing unit 46. Even when the wing 4 is twisted and the cover 12 is inclined with respect to the rotation direction C, the sensor 21 can be accurately adjusted by correcting the inclination of the cover 12 based on the signal detected by the added sensing unit 46. The measurement position can be specified.

具体的には、センサ感知体４０Ｄは、第３の実施の形態の感知体４０Ｂと同様な形状の第１の感知部４４及び第２の感知部４５に加えて、第１の感知部４４に対して平行に延在する第３の感知部４６とで構成されている。第３の感知部４６は、例えば、溝幅が略一定の溝部であり、第１側面４６ａと、第１側面４６ａの回転方向Ｃの後側（図１６の下側）に位置し、第１側面４６ａに対向する第２側面４６ｂとを有している。つまり、センサ感知体４０Ｄは、第３の感知部４６の第１側面４６ａ又は第２側面４６ｂから第１の感知部４４の第１側面４４ａ又は第２側面４４ｂまでの回転方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘの位置によらず一定となるように形成されている。   Specifically, the sensor sensor 40D includes the first sensor 44 and the second sensor 45 having the same shape as the sensor 40B of the third embodiment, and the first sensor 44. The third sensor 46 extends in parallel with the third sensor 46. The third sensing part 46 is, for example, a groove part having a substantially constant groove width, and is located on the first side surface 46a and the rear side in the rotation direction C of the first side surface 46a (lower side in FIG. 16). It has the 2nd side 46b which opposes the side 46a. That is, in the sensor sensing body 40D, the distance in the rotation direction C from the first side surface 46a or the second side surface 46b of the third sensing unit 46 to the first side surface 44a or the second side surface 44b of the first sensing unit 44 is an axis. It is formed so as to be constant regardless of the position in the direction X.

本実施の形態において、時間幅Ｔ２は、第３の実施の形態と同様である。つまり、図１６の上図に示すように、第１の感知部４４の第１側面４４ａから第２の感知部４５の第１側面４５ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものであり、センサ２１の軸方向Ｘの計測位置毎に１対１に対応して異なる値となる。また、第３の感知部４６の第１側面４６ａと第１の感知部４４の第１側面４４ａとを検出した信号の間の時間幅をＴ４としている。つまり、時間幅Ｔ４は、互いに平行な第３の感知部４６の第１側面４６ａから第１の感知部４４の第１側面４４ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものであり、センサ２１の計測位置によらず一定となる。センサ２１の軸方向Ｘの各計測位置と時間幅Ｔ２との関係（例えば、図１３に示す特性図）及び一定値の時間幅Ｔ４を予め記憶部３２に記憶しておく。   In the present embodiment, the time width T2 is the same as that in the third embodiment. That is, as shown in the upper diagram of FIG. 16, it is determined according to the distance in the rotational direction C from the first side surface 44a of the first sensing unit 44 to the first side surface 45a of the second sensing unit 45, It becomes a different value corresponding to one to one for every measurement position of the axial direction X of the sensor 21. Further, a time width between signals detected from the first side surface 46a of the third sensing unit 46 and the first side surface 44a of the first sensing unit 44 is T4. In other words, the time width T4 is determined according to the distance in the rotational direction C from the first side surface 46a of the third sensing unit 46 parallel to each other to the first side surface 44a of the first sensing unit 44. It is constant regardless of the measurement position. A relationship (for example, a characteristic diagram shown in FIG. 13) between each measurement position in the axial direction X of the sensor 21 and the time width T2 and a constant time width T4 are stored in the storage unit 32 in advance.

ところで、動翼４は、回転時の遠心力により、捩れ又は捩り戻りが生じる構造を有する場合がある。この場合、カバー１２は、センサ２１の通過ラインに対して相対的に傾いた状態となる。例えば、静止時には、図１６の上図に示すように、センサ２１がラインＬ１上に位置し、カバー１２が回転方向Ｃに対して傾きのない状態にある。定常運転時には、図１６の下図に示すように、回転体１と静止体２の熱伸び差によりセンサ２１がラインＬ３上に変位し、遠心力による動翼４の捩れ又は捩り戻りによりカバー１２の回転方向Ｃ（ラインＬ３）に対する傾きＴｗが生じる。   By the way, the moving blade 4 may have a structure in which twisting or twisting back occurs due to centrifugal force during rotation. In this case, the cover 12 is inclined relative to the passing line of the sensor 21. For example, when stationary, as shown in the upper diagram of FIG. 16, the sensor 21 is positioned on the line L1 and the cover 12 is not inclined with respect to the rotation direction C. During steady operation, as shown in the lower diagram of FIG. 16, the sensor 21 is displaced on the line L3 due to the difference in thermal expansion between the rotating body 1 and the stationary body 2, and the cover 12 is moved by twisting or twisting back of the moving blade 4 due to centrifugal force. An inclination Tw with respect to the rotation direction C (line L3) occurs.

この場合、第３の実施の形態と同様な方法でセンサ２１の計測位置の演算を行うと、カバー１２の回転方向Ｃに対する相対的な傾きＴｗ（以下、カバー１２の傾きＴｗという）の分だけ、演算したセンサ２１の計測位置と実際のセンサ２１の計測位置との間にずれが生じる。なぜなら、演算の際に参照される記憶部３２に記憶されたセンサ２１の軸方向Ｘの各計測位置と時間幅Ｔ２との関係（例えば、図１３に示す特性図）は、カバー１２の回転方向Ｃに対する傾きがない状態の関係（図１６の上図に示すＴ２と軸方向Ｘの位置の関係）を示すものである。一方、センサ２１は、傾いた状態のセンサ感知体４０Ｄを感知し、図１６の下図に示すＴ２に対応した時間幅Ｔ２を検出する。したがって、記憶部３２に記憶された関係を参照し、この検出された時間幅Ｔ２に基づき、センサ２１の軸方向Ｘの計測位置を演算すると、カバー１２の傾きＴｗの分、計測位置にずれが生じることになる。   In this case, if the measurement position of the sensor 21 is calculated by the same method as in the third embodiment, the relative inclination Tw with respect to the rotation direction C of the cover 12 (hereinafter referred to as the inclination Tw of the cover 12). A deviation occurs between the calculated measurement position of the sensor 21 and the actual measurement position of the sensor 21. This is because the relationship (for example, the characteristic diagram shown in FIG. 13) between each measurement position in the axial direction X of the sensor 21 stored in the storage unit 32 referred to in the calculation and the time width T2 is the rotation direction of the cover 12. FIG. 18 shows the relationship (the relationship between T2 and the position in the axial direction X shown in the upper diagram of FIG. 16) in a state where there is no inclination relative to C. On the other hand, the sensor 21 senses the tilted sensor sensing body 40D and detects a time width T2 corresponding to T2 shown in the lower diagram of FIG. Therefore, referring to the relationship stored in the storage unit 32 and calculating the measurement position in the axial direction X of the sensor 21 based on the detected time width T2, the measurement position is displaced by the inclination Tw of the cover 12. Will occur.

そこで、本実施の形態においては、センサ２１の検出する時間幅Ｔ４が、軸方向Ｘの位置によらず一定であり、記憶部３２に記憶した時間幅Ｔ４に対してカバー１２の傾きＴｗの大きさに応じて増加することを利用して、センサ２１の正確な計測位置を特定する。具体的には、センサ２１で検出された時間幅Ｔ４と記憶部３２に記憶された時間幅Ｔ４との比に基づいて、センサ２１で検出された時間幅Ｔ２をカバー１２の傾きがない状態の値に補正する。補正した時間幅Ｔ２に対して、記憶部３２に記憶した時間幅Ｔ２とセンサの軸方向Ｘの計測位置との関係を参照することで、センサ２１の計測位置を演算する。   Therefore, in the present embodiment, the time width T4 detected by the sensor 21 is constant regardless of the position in the axial direction X, and the inclination Tw of the cover 12 is larger than the time width T4 stored in the storage unit 32. The exact measurement position of the sensor 21 is specified using the increase according to the height. Specifically, based on the ratio between the time width T4 detected by the sensor 21 and the time width T4 stored in the storage unit 32, the time width T2 detected by the sensor 21 is set in a state in which the cover 12 is not inclined. Correct to the value. With respect to the corrected time width T2, the measurement position of the sensor 21 is calculated by referring to the relationship between the time width T2 stored in the storage unit 32 and the measurement position in the axial direction X of the sensor.

このように、本実施の形態においては、カバー１２が回転方向Ｃに対して傾いた場合であっても、互いに平行な第３の感知部４６及び第１の感知部４４を検出した信号に基づき、カバー１２の傾き分を補正することで、センサ２１の正確な計測位置を特定することができる。   Thus, in the present embodiment, even when the cover 12 is tilted with respect to the rotation direction C, based on the signals detected by the third sensing unit 46 and the first sensing unit 44 that are parallel to each other. By correcting the inclination of the cover 12, the accurate measurement position of the sensor 21 can be specified.

上述した本発明のタービンの第５の実施の形態によれば、前述した第３の実施の形態と同様な効果を得ることができる。   According to the fifth embodiment of the turbine of the present invention described above, the same effects as in the third embodiment described above can be obtained.

また、本実施の形態によれば、センサ２１の計測位置を演算する際に、互いに平行な第３の感知部４６と第１の感知部４４の２つの感知部を検出した信号に基づいてカバー１２の傾き分を補正するので、センサ２１の正確な計測位置の特定を簡易な構成で行うことができる。   Further, according to the present embodiment, when the measurement position of the sensor 21 is calculated, the cover is based on the signals detected by the two sensing parts, the third sensing part 46 and the first sensing part 44, which are parallel to each other. Since twelve inclinations are corrected, the accurate measurement position of the sensor 21 can be specified with a simple configuration.

［第６の実施の形態］
次に、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第６の実施の形態を図１７を用いて説明する。
図１７は本発明のタービンの第６の実施の形態の一部を構成する動翼のカバー及びセンサ感知体を示す平面図であり、動翼の捩れ時におけるセンサの通過ラインに対するセンサ感知体の相対位置の変位を示す説明図である。なお、図１７において、図１乃至図１６に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is a plan view showing a moving blade cover and a sensor sensing element that constitute a part of the sixth embodiment of the turbine of the present invention. It is explanatory drawing which shows the displacement of a relative position. In FIG. 17, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 16 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.

図１７に示す本発明のタービンの第６の実施の形態は、以下の点において第４の実施の形態と異なる。第４の実施の形態は、センサ感知体４０Ｃを溝幅が軸方向Ｘにおいて変動する１つの感知部で構成し、センサ感知体４０Ｃを検出した信号のみに基づいて、センサ２１の計測位置の演算を行うものである（図１４参照）。それに対して、本実施の形態は、センサ感知体４０Ｅを、第４の実施の形態と同様な形状の特徴を有する感知部４８と追加した感知部４９の２つの感知部で構成し、動翼４が捩れてカバー１２が回転方向Ｃに対して傾斜した場合であっても、追加した感知部４９を検出した信号に基づいてカバー１２の傾き分を補正することで、センサ２１の正確な計測位置の特定を可能とするものである。   The sixth embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. 17 is different from the fourth embodiment in the following points. In the fourth embodiment, the sensor sensing body 40C is configured by one sensing unit whose groove width varies in the axial direction X, and the measurement position of the sensor 21 is calculated based only on the signal detected by the sensor sensing body 40C. (See FIG. 14). On the other hand, in the present embodiment, the sensor sensing body 40E is composed of two sensing units, that is, a sensing unit 48 having the same shape as that of the fourth embodiment and an additional sensing unit 49. Even when 4 is twisted and the cover 12 is tilted with respect to the rotation direction C, the sensor 21 can be accurately measured by correcting the tilt of the cover 12 based on the signal detected by the added sensing unit 49. The position can be specified.

具体的には、センサ感知体４０Ｅは、軸方向Ｘの上流端から下流端（図１７上図の左端から右端）に幅が単調に増加するように延在する第１の感知部４８と、第１の感知部４８の回転方向Ｃの前側（図１７上図の上側）に位置し、軸方向Ｘに対して平行に延在する幅が略一定の第２の感知部４９とで構成されている。第１の感知部４８は、例えば、溝部であり、軸方向Ｘに対して平行に延在する第１側面４８ａと、第１側面４８ａの回転方向Ｃの後側（図１７上図の下側）に位置し、第１側面４８ａに対して回転方向Ｃの後側に傾斜するように延在する第２側面４８ｂとを有している。第２の感知部４９は、例えば、溝部であり、第１側面４９ａと、第１側面４９ａの回転方向Ｃの後側に位置し、第１側面４９ａに対向する第２側面４９ｂとを有している。つまり、センサ感知体４０Ｅは、第２の感知部４９の第１側面４９ａ又は第２側面４９ｂから第１の感知部４８の第１側面４８ａまでの回転方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘの位置によらず一定となるように形成されている。   Specifically, the sensor sensing body 40E includes a first sensing unit 48 extending so as to monotonously increase in width from the upstream end in the axial direction X to the downstream end (the left end to the right end in the upper diagram of FIG. 17); The first sensing unit 48 includes a second sensing unit 49 that is positioned on the front side in the rotation direction C (upper side in FIG. 17) and that extends in parallel to the axial direction X and has a substantially constant width. ing. The first sensing part 48 is, for example, a groove part, and a first side surface 48a extending in parallel with the axial direction X, and a rear side in the rotation direction C of the first side surface 48a (lower side in the upper diagram of FIG. 17). And a second side surface 48b extending so as to be inclined rearward in the rotation direction C with respect to the first side surface 48a. The second sensing unit 49 is, for example, a groove, and includes a first side surface 49a and a second side surface 49b that is located on the rear side in the rotation direction C of the first side surface 49a and faces the first side surface 49a. ing. That is, in the sensor sensing body 40E, the distance in the rotational direction C from the first side surface 49a or the second side surface 49b of the second sensing unit 49 to the first side surface 48a of the first sensing unit 48 is the position in the axial direction X. It is formed so as to be constant regardless.

本実施の形態において、時間幅Ｔ３は、第４の実施の形態と同様である。つまり、図１７上図に示すように、第１の感知部４８の第１側面４８ａから第２側面４８ｂまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものであり、センサ２１の軸方向Ｘの計測位置毎に１対１に対応して異なる値となる。また、第２の感知部４９の第１側面４９ａと第１の感知部４８の第１側面４８ａとを検出した信号の間の時間幅をＴ４としている。つまり、時間幅Ｔ４は、互いに平行な第２の感知部４９の第１側面４９ａから第１の感知部４８の第１側面４８ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものであり、センサ２１の計測位置によらず一定となる。センサ２１の軸方向Ｘの各計測位置と時間幅Ｔ３との関係（例えば、図１５に示す特性図）及び一定値の時間幅Ｔ４を予め記憶部３２に記憶しておく。このセンサ２１の軸方向Ｘの各計測位置と時間幅Ｔ３との関係は、カバー１２の回転方向Ｃに対する傾きがない状態の関係（図１７上図に示すＴ３と軸方向Ｘの位置の関係）を示すものである。   In the present embodiment, the time width T3 is the same as that in the fourth embodiment. That is, as shown in the upper diagram of FIG. 17, it is determined according to the distance in the rotational direction C from the first side surface 48a to the second side surface 48b of the first sensing unit 48, and the measurement of the axial direction X of the sensor 21 is performed. Each position has a different value corresponding to one to one. Further, a time width between signals detected from the first side surface 49a of the second sensing unit 49 and the first side surface 48a of the first sensing unit 48 is T4. In other words, the time width T4 is determined according to the distance in the rotation direction C from the first side surface 49a of the second sensing unit 49 parallel to each other to the first side surface 48a of the first sensing unit 48. It is constant regardless of the measurement position. The relationship (for example, the characteristic diagram shown in FIG. 15) between each measurement position in the axial direction X of the sensor 21 and the time width T3 and the constant time width T4 are stored in the storage unit 32 in advance. The relationship between each measurement position in the axial direction X of the sensor 21 and the time width T3 is a relationship in which there is no inclination with respect to the rotation direction C of the cover 12 (the relationship between the position of T3 and the position in the axial direction X shown in the upper diagram of FIG. 17). Is shown.

本実施の形態においては、第５の実施の形態の場合と同様に、センサ２１の検出する時間幅Ｔ４が、軸方向Ｘの位置によらず一定であり、記憶部３２に記憶した時間幅Ｔ４に対してカバー１２の傾きＴｗの大きさに応じて増加することを利用して、センサ２１の正確な計測位置を特定する。つまり、センサ２１で検出された時間幅Ｔ４と記憶部３２に記憶された時間幅Ｔ４との比に基づいて、センサ２１で検出された時間幅Ｔ３をカバー１２の傾きがない状態の値に補正する。補正した時間幅Ｔ３に対して、記憶部３２に記憶した時間幅Ｔ３とセンサの軸方向Ｘの計測位置との関係を参照することで、センサ２１の計測位置を演算する。   In the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, the time width T4 detected by the sensor 21 is constant regardless of the position in the axial direction X, and the time width T4 stored in the storage unit 32. On the other hand, the accurate measurement position of the sensor 21 is specified by utilizing the fact that it increases according to the magnitude of the inclination Tw of the cover 12. That is, based on the ratio between the time width T4 detected by the sensor 21 and the time width T4 stored in the storage unit 32, the time width T3 detected by the sensor 21 is corrected to a value in a state where the cover 12 is not tilted. To do. The measurement position of the sensor 21 is calculated by referring to the corrected time width T3 by referring to the relationship between the time width T3 stored in the storage unit 32 and the measurement position in the axial direction X of the sensor.

このように、カバー１２が回転方向Ｃに対して傾いた場合であっても、互いに平行な第２の感知部４９の第１側面４９ａ及び第１の感知部４８の第１側面４８ａを検出した信号に基づき、カバー１２の傾き分を補正することで、センサ２１の正確な計測位置を特定することができる。   Thus, even when the cover 12 is inclined with respect to the rotation direction C, the first side surface 49a of the second sensing unit 49 and the first side surface 48a of the first sensing unit 48 that are parallel to each other are detected. By correcting the inclination of the cover 12 based on the signal, the accurate measurement position of the sensor 21 can be specified.

上述した本発明のタービンの第６の実施の形態によれば、前述した第４の実施の形態と同様な効果を得ることができる。   According to the sixth embodiment of the turbine of the present invention described above, the same effects as in the fourth embodiment described above can be obtained.

また、本実施の形態によれば、センサ２１の計測位置を演算する際に、互いに平行な第２の感知部４９の第１側面４９ａ及び第１の感知部４８の第１側面４８ａの２つの感知部を検出した信号に基づいてカバー１２の傾き分を補正するので、センサ２１の正確な計測位置の特定を簡易な構成で行うことができる。   In addition, according to the present embodiment, when the measurement position of the sensor 21 is calculated, the first side surface 49 a of the second sensing unit 49 and the first side surface 48 a of the first sensing unit 48 that are parallel to each other are calculated. Since the inclination of the cover 12 is corrected based on the signal detected by the sensing unit, the accurate measurement position of the sensor 21 can be specified with a simple configuration.

［第７の実施の形態］
次に、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第７の実施の形態を図１８乃至図２０を用いて説明する。
図１８は本発明のタービンの第７の実施の形態の一部を構成する動翼及びセンサ感知体を示す平面図、図１９は図１８に示す本発明のタービンの第７の実施の形態の一部を構成する動翼及びセンサ感知体をセンサが検出したときの応答波形の一例を示す説明図、図２０は本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第７の実施の形態におけるセンサの軸方向の計測位置に対するセンサ感知体の構成や形状に応じて定まる時間幅の関係を示す特性図である。図１９中、縦軸Ｖ４はセンサ応答を、横軸ｔは時間を示している。また、図２０中、縦軸Ｔ５は図１９に示すセンサ応答の波形における所定の時間幅又は図１８に示す動翼先端部における回転方向の前端縁とセンサ感知体との間の回転方向における距離に応じて定まる時間幅を、横軸はカバーの軸方向距離に対するセンサの軸方向の計測位置を示している。なお、図１８乃至図２０において、図１乃至図１７に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 18 is a plan view showing a moving blade and a sensor sensing element constituting a part of the seventh embodiment of the turbine of the present invention, and FIG. 19 shows the seventh embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. FIG. 20 is an explanatory diagram showing an example of a response waveform when a sensor detects a moving blade and a sensor sensing element constituting a part, and FIG. 20 is a seventh embodiment of the turbine and turbine moving blade vibration monitoring method of the present invention. It is a characteristic view which shows the relationship of the time width defined according to the structure and shape of a sensor sensing body with respect to the measurement position of the sensor in the axial direction. In FIG. 19, the vertical axis V4 indicates the sensor response, and the horizontal axis t indicates time. In FIG. 20, the vertical axis T5 represents a predetermined time width in the sensor response waveform shown in FIG. 19 or the distance in the rotational direction between the front edge in the rotational direction at the tip of the moving blade shown in FIG. The horizontal axis indicates the measurement position in the axial direction of the sensor with respect to the axial distance of the cover. In FIG. 18 to FIG. 20, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG.

図１８に示す本発明のタービンの第７の実施の形態は、第１乃至第６の実施の形態がカバー１２、１２Ａを備えた動翼４、４Ａの振動応答を監視するものであるのに対して、カバーのない翼構造の動翼４Ｆの振動応答を監視するものである。   In the seventh embodiment of the turbine of the present invention shown in FIG. 18, the first to sixth embodiments monitor the vibration response of the moving blades 4, 4A provided with the covers 12, 12A. On the other hand, the vibration response of the moving blade 4F having a blade structure without a cover is monitored.

具体的には、各動翼４Ｆの翼部１１の先端面には、感知体４０Ｆが設けられている。感知体４０Ｆは、例えば、第１の感知部５１と第２の感知部５２の２つの感知部で構成されており、翼部１１の先端面における軸方向Ｘの所定の範囲（少なくとも運転中のセンサ２１の位置ずれの範囲）に亘って延在するよう形成されている。第１の感知部５１は、翼部１１の前縁部から軸方向Ｘに対して平行に延在して負圧面に達している。第２の感知部５２は、第１の感知部５１よりも回転方向Ｃの後側（図１８の下側）に位置し、正圧面における第１の感知部５１の負圧面に達した軸方向Ｘの位置から軸方向Ｘに対して平行に延在して負圧面に達している。第１の感知部５１及び第２の感知部５２は、例えば、それぞれ溝幅が略一定の溝部であり、第１側面５１ａ、５２ａと、第１側面５１ａ、５２ａの回転方向Ｃの後側に位置し、第１側面５１ａ、５２ａに対向する第２側面５１ｂ、５２ｂとを有している。つまり、センサ感知体４０Ｆは、翼部１１の回転方向Ｃの外縁（負圧面又は正圧面）から第１の感知部５１の第１側面５１ａ（第２側面５１ｂ）及び第２の感知部５２の第１側面５２ａ（第２側面５２ｂ）までの回転方向Ｃにおける距離が軸方向Ｘの位置に応じて変化するように形成されている。   Specifically, a sensing body 40F is provided on the tip surface of the blade portion 11 of each moving blade 4F. The sensing body 40F is composed of, for example, two sensing parts, a first sensing part 51 and a second sensing part 52, and a predetermined range in the axial direction X on the tip surface of the wing part 11 (at least during operation) The sensor 21 is formed so as to extend over a range of positional deviation of the sensor 21. The first sensing unit 51 extends in parallel to the axial direction X from the front edge of the wing part 11 and reaches the suction surface. The second sensing unit 52 is located on the rear side in the rotation direction C (lower side in FIG. 18) than the first sensing unit 51 and reaches the suction surface of the first sensing unit 51 on the pressure surface. It extends in parallel to the axial direction X from the position of X and reaches the suction surface. The first sensing unit 51 and the second sensing unit 52 are, for example, groove portions having a substantially constant groove width, and are located on the rear side in the rotation direction C of the first side surfaces 51a and 52a and the first side surfaces 51a and 52a. It has 2nd side surface 51b, 52b which is located and opposes 1st side surface 51a, 52a. That is, the sensor sensing body 40F is configured so that the first side surface 51a (second side surface 51b) of the first sensing unit 51 and the second sensing unit 52 from the outer edge (negative pressure surface or positive pressure surface) of the wing part 11 in the rotation direction C. The distance in the rotational direction C to the first side surface 52a (second side surface 52b) is formed to change according to the position in the axial direction X.

このように構成された感知体４０Ｆをセンサ２１が検出する場合、センサ２１のセンサ応答Ｖ４は、図１９に示すように、検出対象物が存在しないときの波形Ｎと、動翼４Ｆの翼部１１を検出したときの波形Ｂ３と、センサ感知体４０Ｆを検出したときの波形Ｍ３とで構成される。このセンサ応答Ｖ４のうち、各翼部１１の回転方向Ｃの前端縁を検出したときの波形Ｂ３の前端と、感知体４０Ｆの第１の感知部５１又は第２の感知部５２の第１側面５１ａ、５２ａを検出したときの波形Ｍ３の前端の間の時間幅をＴ５とする。この時間幅Ｔ５は、図１８に示す各翼部１１の回転方向Ｃの前端縁（負圧面）からセンサ感知体４０Ｆの第１の感知部５１又は第２の感知部５２の第１側面５１ａ、５２ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まるものであり、センサ２１の軸方向Ｘの変位、例えば、ラインＬ１やＬ２、Ｌ３上への変位に応じて変化する。なお、図１８において、翼部１１の回転方向Ｃの前端縁（負圧面）からセンサ感知体４０Ｆの第１の感知部５１又は第２の感知部５２の第１側面５１ａ、５２ａまでの回転方向Ｃにおける距離が図１９に示す応答波形の時間幅Ｔ５と対応関係にあることを表すために、便宜上、この距離をＴ５で表している。   When the sensor 21 detects the sensing body 40F configured as described above, the sensor response V4 of the sensor 21 is, as shown in FIG. 19, the waveform N when the detection target does not exist and the blade portion of the moving blade 4F. 11 comprises a waveform B3 when 11 is detected and a waveform M3 when the sensor sensing body 40F is detected. Among the sensor responses V4, the front end of the waveform B3 when the front end edge in the rotation direction C of each wing part 11 is detected, and the first side surface of the first sensing unit 51 or the second sensing unit 52 of the sensing body 40F. The time width between the front ends of the waveform M3 when 51a and 52a are detected is T5. The time width T5 is from the front end edge (negative pressure surface) in the rotation direction C of each wing portion 11 shown in FIG. 18 to the first sensing portion 51 of the sensor sensing body 40F or the first side surface 51a of the second sensing portion 52, It is determined according to the distance in the rotational direction C to 52a, and changes according to the displacement of the sensor 21 in the axial direction X, for example, displacement on the lines L1, L2, and L3. In FIG. 18, the rotation direction from the front end edge (negative pressure surface) of the wing part 11 in the rotation direction C to the first side surfaces 51a and 52a of the first sensing unit 51 or the second sensing unit 52 of the sensor sensing body 40F. In order to indicate that the distance at C corresponds to the time width T5 of the response waveform shown in FIG. 19, this distance is expressed as T5 for convenience.

したがって、図１９に示すセンサ応答Ｖ４の時間幅Ｔ５は、センサ２１の計測位置に応じて、図２０に示す特性図のように変化する。時間幅Ｔ５は、センサ２１の計測位置に応じて異なるので、センサ２１の応答波形から得られる時間幅Ｔ５に基づきセンサ２１の計測位置を特定することができる。ただし、本実施の形態においては、図２０に示すように、検出された時間幅Ｔ５に対して、センサ２１の軸方向Ｘの計測位置として、複数の候補が存在するので、時間幅Ｔ５を計測開始時から継続的に検出しておき、時間幅Ｔ５の変動を追跡することで、センサ２１の計測位置を確実に特定する。   Accordingly, the time width T5 of the sensor response V4 shown in FIG. 19 changes as shown in the characteristic diagram shown in FIG. 20 according to the measurement position of the sensor 21. Since the time width T5 varies depending on the measurement position of the sensor 21, the measurement position of the sensor 21 can be specified based on the time width T5 obtained from the response waveform of the sensor 21. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 20, since there are a plurality of candidates as the measurement position in the axial direction X of the sensor 21 with respect to the detected time width T5, the time width T5 is measured. The measurement position of the sensor 21 is reliably specified by detecting continuously from the start and tracking the fluctuation of the time width T5.

上述したように、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第７の実施の形態によれば、動翼４Ｆの翼部１１の先端面に軸方向Ｘの所定の範囲に延在するセンサ感知体４０Ｆを設けると共にそのセンサ感知体４０Ｆを検出するセンサ２１を静止体２に設置したので、動翼４Ｆがカバーのない翼構造の場合でも、センサ感知体４０Ｆを検出したセンサ２１の出力信号に基づいて、センサ２１の動翼４Ｆに対する軸方向Ｘの計測位置を特定できる。そのため、計測された動翼４Ｆの振動応答の評価の際に、特定されたセンサ２１の計測位置を考慮することで、動翼４Ｆの振動応答の高精度の定量的な評価が可能となる。   As described above, according to the seventh embodiment of the turbine and the turbine blade vibration monitoring method of the present invention, the tip surface of the blade portion 11 of the blade 4F extends in a predetermined range in the axial direction X. Since the sensor sensing body 40F is provided and the sensor 21 for detecting the sensor sensing body 40F is installed on the stationary body 2, the output of the sensor 21 that has detected the sensor sensing body 40F even when the moving blade 4F has a blade structure without a cover. Based on the signal, the measurement position of the sensor 21 in the axial direction X with respect to the moving blade 4F can be specified. For this reason, in the evaluation of the measured vibration response of the moving blade 4F, the vibration measurement response of the moving blade 4F can be quantitatively evaluated with high accuracy by considering the specified measurement position of the sensor 21.

上述したように、本発明のタービン及びタービンの動翼振動監視方法の第１乃至第７の実施の形態によれば、動翼４、４Ａ、４Ｆの先端部（翼部１１の先端面又はカバー１２、１２Ａの外側表面）において軸方向Ｘの所定の範囲に延在するセンサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを設けると共にそのセンサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを検出する第２のセンサ（センサ２１、第２のセンサ２２）を静止体２に設置したので、動翼先端部のカバー１２、１２Ａの有無に関係なく、センサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを検出した第２のセンサ（センサ２１、第２のセンサ２２）の出力信号に基づいて、第１のセンサ（センサ２１、第１のセンサ２１Ａ）の動翼４、４Ａ、４Ｆに対する回転体１の軸方向Ｘの計測位置を特定することができる。そのため、計測された動翼４、４Ａ、４Ｆの振動応答の評価の際に、特定された第１のセンサ（センサ２１、第１のセンサ２１Ａ）の計測位置を考慮することで、動翼４、４Ａ、４Ｆの振動応答の高精度の定量的な評価が可能となる。   As described above, according to the first to seventh embodiments of the turbine and turbine blade vibration monitoring method of the present invention, the tip portions of the blades 4, 4A, and 4F (the tip surface or cover of the blade portion 11). Sensor outer bodies 40, 40B, 40C, 40D, 40E, and 40F extending in a predetermined range in the axial direction X on the outer surface of the outer peripheral surfaces 12 and 12A and the sensor sensors 40, 40B, 40C, 40D, 40E, Since the second sensors (sensor 21 and second sensor 22) for detecting 40F are installed on the stationary body 2, the sensor sensing bodies 40, 40B, 40C regardless of the presence or absence of the cover 12, 12A at the tip of the moving blade. , 40D, 40E, 40F, based on the output signal of the second sensor (sensor 21, second sensor 22), the moving blades 4, 4A of the first sensor (sensor 21, first sensor 21A) , The measurement position in the axial direction X of the rotary body 1 with respect to F can be identified. Therefore, when evaluating the measured vibration response of the moving blades 4, 4 </ b> A, 4 </ b> F, the moving blade 4 is taken into consideration by considering the measurement position of the identified first sensor (sensor 21, first sensor 21 </ b> A). 4A and 4F can be quantitatively evaluated with high accuracy.

［その他の実施形態］
なお、上述した第１乃至第７の実施の形態においては、センサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを溝部で構成した例を説明したが、センサ感知体として、例えば、突条部で構成することも可能である。 [Other Embodiments]
In the above-described first to seventh embodiments, the example in which the sensor sensing bodies 40, 40B, 40C, 40D, 40E, and 40F are configured by the groove portions has been described. It is also possible to configure with parts.

また、センサ２１や第２のセンサ２２が光学式の場合には、動翼４、４Ａ、４Ｆの材料よりも光の反射率の高い材料で形成した薄膜等の部材でセンサ感知体を構成することも可能である。この場合、センサ感知体は、例えば、幅が略一定又は軸方向に単調に増減するものであり、軸方向Ｘの所定の範囲に延在する第１側部と、第１側部の回転方向Ｃの後側に位置する第２側部を有する。   Further, when the sensor 21 and the second sensor 22 are optical, the sensor sensing element is constituted by a member such as a thin film formed of a material having a higher light reflectivity than the material of the moving blades 4, 4 </ b> A, 4 </ b> F. It is also possible. In this case, for example, the sensor sensing body has a substantially constant width or a monotonous increase / decrease in the axial direction, and a first side portion extending in a predetermined range in the axial direction X and a rotation direction of the first side portion. C has a second side located on the rear side.

また、上述した実施の形態においては、動翼４、４Ａ、４Ｆの振動応答を計測するための複数のセンサ２１を静止体２における動翼４の半径方向外側に対向する部分に配置した例を示したが、それらのセンサ２１を、図３の二点鎖線で示すように、静止体２における動翼４の軸方向Ｘの上流側に対向する部分に配置することも可能である。この場合、センサ２１とは別に、静止体２におけるセンサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆの通過領域に対向する部分に、センサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを検出するための第２のセンサを少なくとも１つ配置する必要がある。このような構成のタービンでも、上述した実施の形態と同様な効果を得ることができる。   Further, in the above-described embodiment, an example in which a plurality of sensors 21 for measuring the vibration response of the moving blades 4, 4 </ b> A, 4 </ b> F is arranged in a portion of the stationary body 2 facing the radially outer side of the moving blade 4. Although shown, those sensors 21 can also be arranged in a portion of the stationary body 2 facing the upstream side in the axial direction X of the rotor blade 4 as indicated by a two-dot chain line in FIG. In this case, in addition to the sensor 21, the sensor detectors 40, 40B, 40C, 40D, 40E, and 40F are provided on the portion of the stationary body 2 that faces the passage areas of the sensor detectors 40, 40B, 40C, 40D, 40E, and 40F. It is necessary to arrange at least one second sensor for detecting. Even with such a turbine, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

なお、上述した実施の形態においては、センサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを各カバー１２、１２Ａ又は各翼部１１に設けた例を示したが、複数のカバー１２、１２Ａ又は翼部１１のうち、少なくとも１つのカバー１２、１２Ａ又は翼部１１にセンサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを設けることも可能である。この場合、各動翼４、４Ａ、４Ｆに対して、センサ２１の計測位置を特定することはできないが、各動翼４、４Ａ、４Ｆに対するセンサ２１の計測位置として、センサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを設けた動翼４、４Ａ、４Ｆに対するセンサ２１の計測位置で代表させることにより、各動翼４、４Ａ、４Ｆの振動応答を評価することができる。   In the above-described embodiment, an example in which the sensor sensing bodies 40, 40B, 40C, 40D, 40E, and 40F are provided in each cover 12, 12A or each wing portion 11 has been described. However, a plurality of covers 12, 12A are provided. Alternatively, at least one cover 12, 12A or wing part 11 of the wing part 11 may be provided with the sensor sensing bodies 40, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F. In this case, the measurement position of the sensor 21 cannot be specified for each of the moving blades 4, 4A, 4F. However, as the measurement position of the sensor 21 for each of the moving blades 4, 4A, 4F, the sensor detectors 40, 40B. , 40C, 40D, 40E, and 40F are represented by the measurement position of the sensor 21 with respect to the moving blades 4, 4A, and 4F, the vibration response of each of the moving blades 4, 4A, and 4F can be evaluated.

上述した第１乃至第６の実施の形態においては、センサ感知体として、カバー１２の軸方向Ｘの上流端から下流端に亘って設けたセンサ感知体４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅの例を示したが、センサ感知体は、センサ２１又は第２のセンサ２２の運転中の軸方向Ｘの位置ずれの範囲に対応した所定の範囲に延在するものであればよい。   In the first to sixth embodiments described above, examples of the sensor sensing bodies 40, 40B, 40C, 40D, and 40E provided from the upstream end to the downstream end in the axial direction X of the cover 12 as the sensor sensing body. However, the sensor sensor may be any sensor that extends in a predetermined range corresponding to the range of the positional deviation in the axial direction X during operation of the sensor 21 or the second sensor 22.

また、上述した第１、第２及び第７の実施の形態においては、カバー１２、１２Ａや翼部１１の回転方向Ｃの前端縁からセンサ感知体４０、４０Ｆの第１側面４１、５１ａ、５２ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅をＴ１、Ｔ５とした例を示した。しかし、時間幅Ｔ１、Ｔ５を、カバー１２、１２Ａや翼部１１の回転方向Ｃの外縁（前端縁又は後端縁）から、センサ感知体４０、４０Ｆの両側面（第１側面及び第２側面）のいずれか一方の側面までの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅とすることが可能である。   In the first, second, and seventh embodiments described above, the first side surfaces 41, 51a, 52a of the sensor sensing bodies 40, 40F from the front edge in the rotational direction C of the covers 12, 12A and the wing part 11 are used. An example is shown in which the time widths determined according to the distance in the rotation direction C are T1 and T5. However, the time widths T1 and T5 are changed from the outer edge (front edge or rear edge) in the rotation direction C of the covers 12 and 12A and the wing part 11 to both side surfaces (first side surface and second side surface) of the sensor sensing bodies 40 and 40F. ) Can be set to a time width determined according to the distance in the rotation direction C to any one of the side surfaces.

同様に、上述した第３及び第５実施の形態においては、第１の感知部４４の第１側面４４ａから第２の感知部４５の第１側面４５ａまでの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅をＴ２とした例を示したが、時間幅Ｔ２を、第１の感知部４４の第１側面４４ａ及び第２側面４４ｂのいずれか一方の側面から第２の感知部４５の第１側面４５ａ及び第２側面４５ｂのいずれか一方までの回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅とすることが可能である。   Similarly, in the third and fifth embodiments described above, the distance is determined according to the distance in the rotational direction C from the first side surface 44a of the first sensing unit 44 to the first side surface 45a of the second sensing unit 45. Although an example in which the time width is T2 is shown, the time width T2 is changed from one of the first side surface 44a and the second side surface 44b of the first sensing unit 44 to the first side surface of the second sensing unit 45. It is possible to set a time width that is determined according to the distance in the rotation direction C to either one of 45a and the second side surface 45b.

また同様に、上述した第５及び第６の実施の形態においては、互いに平行な２つの感知部の第１側面間の回転方向Ｃにおける距離に応じて定まる時間幅をＴ４とした例を示したが、時間幅Ｔ２を、平行な２つの感知部の第１側面及び第２側面のいずれか一方間の回転方向Ｃにおける距離に対応した時間幅とすることも可能である。   Similarly, in the above-described fifth and sixth embodiments, an example in which the time width determined according to the distance in the rotation direction C between the first side surfaces of the two sensing units parallel to each other is T4 is shown. However, the time width T2 may be a time width corresponding to the distance in the rotational direction C between one of the first side surface and the second side surface of the two parallel sensing units.

なお、本発明は上述した第１乃至第７の実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。   The present invention is not limited to the first to seventh embodiments described above, and includes various modifications. The above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described. For example, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace another configuration for a part of the configuration of each embodiment.

また、上記の各構成、演算機能、演算手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。   Each of the above-described configurations, calculation functions, calculation means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.

１…回転体、 ２…静止体、 ４、４Ａ、４Ｆ…動翼、 １１…翼部、 １２、１２Ａ…カバー、 １８…突起部、 ２１…センサ（第１のセンサ、第２のセンサ）、２１Ａ…第１のセンサ、 ２２…第２のセンサ、 ３１…振動監視ユニット、 ４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆ…センサ感知体、 ４１Ｃ…第１側面（第１側部）、 ４２Ｃ…第２側面（第２側部）、 ４４…第１の感知部、 ４５…第２の感知部、 ４６…第３の感知部、 ４８…第１の感知部、 ４８ａ…第１側面（第１側部）、 ４８ｂ…第２側面（第２側部）、 ４９…第２の感知部、 ５１…第１の感知部、 ５２…第２の感知部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating body, 2 ... Stationary body, 4, 4A, 4F ... Moving blade, 11 ... Wing part, 12, 12A ... Cover, 18 ... Projection part, 21 ... Sensor (1st sensor, 2nd sensor), 21A ... 1st sensor, 22 ... 2nd sensor, 31 ... Vibration monitoring unit, 40, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F ... Sensor sensing element, 41C ... 1st side surface (1st side part), 42C ... Second side surface (second side portion) 44 ... first sensing portion 45 ... second sensing portion 46 ... third sensing portion 48 ... first sensing portion 48a ... first side surface (first Side part), 48b ... 2nd side surface (2nd side part), 49 ... 2nd sensing part, 51 ... 1st sensing part, 52 ... 2nd sensing part

Claims (15)

周方向に配列された複数の動翼を有する回転体と、前記回転体を内包する静止体と、前記静止体に設置されて前記複数の動翼の振動応答を計測するための第１のセンサとを備えたタービンにおいて、
前記複数の動翼のうち少なくとも１つの動翼の先端部に設けられ、前記回転体の軸方向の少なくとも所定の範囲に延在するセンサ感知体と、
前記静止体における前記センサ感知体の通過領域に対向する部分に配置された第２のセンサと、
前記第２のセンサからの出力信号のうち少なくとも前記センサ感知体を検出した信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する振動監視ユニットとを更に備えた
ことを特徴とするタービン。 A rotating body having a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction, a stationary body containing the rotating body, and a first sensor installed on the stationary body for measuring vibration responses of the plurality of moving blades In a turbine with
A sensor sensing body provided at a tip of at least one of the plurality of moving blades and extending in at least a predetermined range in the axial direction of the rotating body;
A second sensor disposed in a portion of the stationary body facing a passage area of the sensor sensing body;
A vibration monitoring unit that calculates a measurement position in the axial direction of the first sensor with respect to the moving blade based on at least a signal obtained by detecting the sensor sensing body among output signals from the second sensor; Turbine characterized by that. 請求項１に記載のタービンにおいて、
前記センサ感知体は、前記動翼の先端部における前記回転体の周方向の外縁からの前記周方向における距離が前記軸方向の位置に応じて変化するように延在する少なくとも１つの感知部で構成され、
前記振動監視ユニットは、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記動翼の前記外縁及び前記感知部を検出した信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to claim 1,
The sensor sensing body is at least one sensing section extending so that a distance in a circumferential direction from a circumferential outer edge of the rotating body at a tip portion of the moving blade changes according to a position in the axial direction. Configured,
The vibration monitoring unit is configured to output the first sensor in the axial direction with respect to the moving blade based on a signal detected from the outer edge of the moving blade and the sensing unit among output signals from the second sensor. A turbine characterized by calculating a measurement position. 請求項１に記載のタービンにおいて、
前記センサ感知体は、前記軸方向の少なくとも所定の範囲に延在する第１の感知部と、前記第１の感知部からの前記回転体の周方向における距離が前記軸方向に沿って単調に増加又は減少する第２の感知部とを備え、
前記振動監視ユニットは、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記センサ感知体の前記第１の感知部及び前記第２の感知部を検出した信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to claim 1,
The sensor sensing body includes a first sensing portion extending at least in a predetermined range in the axial direction, and a distance in the circumferential direction of the rotating body from the first sensing portion is monotonously along the axial direction. A second sensor that increases or decreases,
The vibration monitoring unit is configured to detect the first sensor based on signals detected from the first sensor and the second sensor of the sensor sensor among output signals from the second sensor. A turbine that calculates a measurement position in the axial direction with respect to the moving blade. 請求項３に記載のタービンにおいて、
前記センサ感知体は、前記第１の感知部又は前記第２の感知部からの前記周方向における距離が前記軸方向の位置によらず一定となるように延在する第３の感知部を更に備え、
前記振動監視ユニットは、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記センサ感知体の前記第３の感知部を検出した信号と前記第３の感知部からの前記周方向における距離が前記軸方向の位置によらず一定である前記第１の感知部又は前記第２の感知部を検出した信号とに基づいて前記動翼の前記回転体の回転方向に対する傾き分を補正して、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to claim 3.
The sensor sensing body further includes a third sensing unit extending so that a distance in the circumferential direction from the first sensing unit or the second sensing unit is constant regardless of the position in the axial direction. Prepared,
The vibration monitoring unit is configured such that, of the output signals from the second sensor, a signal detected by the third sensing part of the sensor sensing body and a distance in the circumferential direction from the third sensing part are the axis. Correcting the inclination of the rotor blade relative to the rotation direction of the rotor based on the signal detected by the first sensor or the second sensor, which is constant regardless of the position of the direction, A turbine that calculates a measurement position in the axial direction with respect to the moving blade of one sensor. 請求項１に記載のタービンにおいて、
前記センサ感知体は、第１の感知部を備え、
前記第１の感知部は、前記軸方向の少なくとも所定の範囲に延在する第１側部と、前記第１側部からの前記回転体の周方向における距離が前記軸方向に沿って単調に増加又は減少する第２側部とを有し、
前記振動監視ユニットは、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記センサ感知体の前記第１の感知部を検出した信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to claim 1,
The sensor sensing body includes a first sensing unit,
The first sensing unit has a first side part extending at least in a predetermined range in the axial direction, and a distance in the circumferential direction of the rotating body from the first side part monotonously along the axial direction. A second side that increases or decreases,
The vibration monitoring unit is configured such that the axial direction of the first sensor with respect to the moving blades is based on a signal detected by the first sensing unit of the sensor sensing body among output signals from the second sensor. Turbine characterized by calculating the measurement position of. 請求項５に記載のタービンにおいて、
前記センサ感知体は、前記第１の感知部の前記第１側部又は前記第２側部からの前記周方向における距離が前記軸方向の位置によらず一定となるように延在する第２の感知部を更に備え、
前記振動監視ユニットは、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記センサ感知体の前記第２の感知部を検出した信号と前記第２の感知部からの前記周方向における距離が前記軸方向の位置によらず一定である前記第１の感知部の前記第１側部又は前記第２側部を検出した信号とに基づいて前記動翼の前記回転体の回転方向に対する傾き分を補正して、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to claim 5, wherein
The sensor sensing body extends in such a manner that a distance in the circumferential direction from the first side portion or the second side portion of the first sensing portion is constant regardless of the position in the axial direction. Further comprising a sensing unit,
The vibration monitoring unit is configured such that, of the output signals from the second sensor, the signal detected by the second sensing unit of the sensor sensing body and the distance in the circumferential direction from the second sensing unit are the axis. The inclination of the moving blade with respect to the rotation direction of the rotating body is corrected based on the signal detected by the first side or the second side of the first sensing unit that is constant regardless of the position of the direction. Then, the axial measurement position of the first sensor with respect to the moving blade is calculated. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のタービンにおいて、
前記各動翼は、翼部と、前記翼部の先端に設けられ、隣接する動翼同士を連結するカバーとを有し、
前記センサ感知体は、前記カバーの外側表面に設けられている
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to any one of claims 1 to 6,
Each of the moving blades has a wing portion and a cover that is provided at the tip of the wing portion and connects adjacent moving blades,
The turbine, wherein the sensor sensing body is provided on an outer surface of the cover. 請求項７に記載のタービンにおいて、
前記各カバーは、前記軸方向に突出する突起部を有し、
前記第１のセンサは、前記静止体における前記突起部の通過領域に対向する部分に配置された
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to claim 7.
Each of the covers has a protrusion protruding in the axial direction,
The turbine is characterized in that the first sensor is disposed in a portion of the stationary body that faces a passage region of the protrusion. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のタービンにおいて、
前記各動翼は、カバーを有さない翼構造であり、
前記センサ感知体は、前記翼部の先端面に設けられている
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to any one of claims 1 to 6,
Each of the moving blades has a blade structure without a cover,
The turbine, wherein the sensor sensing body is provided on a tip surface of the wing portion. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のタービンにおいて、
前記第１のセンサは、前記第２のセンサに代わって、前記静止体における前記センサ感知体の通過領域に対向する部分に配置され、
前記振動監視ユニットは、前記第１のセンサからの出力信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する
ことを特徴とするタービン。 The turbine according to any one of claims 1 to 6,
In place of the second sensor, the first sensor is disposed in a portion of the stationary body facing a passage area of the sensor sensing body,
The said vibration monitoring unit calculates the measurement position of the said axial direction with respect to the said moving blade of the said 1st sensor based on the output signal from the said 1st sensor. The turbine characterized by the above-mentioned. 周方向に配列された複数の動翼を有する回転体と、前記回転体を内包する静止体と、前記静止体に設置されて前記複数の動翼の振動応答を計測するための第１のセンサとを備えたタービンの動翼振動を監視するタービンの動翼振動監視方法において、
前記動翼の先端部に設けられて前記回転体の軸方向の少なくとも所定の範囲に延在するセンサ感知体と、前記動翼における前記回転体の周方向の外縁とを、静止体に配置した第２のセンサにより検出する工程と、
前記第２のセンサの出力信号のうち、少なくとも前記センサ感知体を検出した信号に基づいて、前記第１のセンサの前記動翼に対する前記軸方向の計測位置を演算する工程とを備える
ことを特徴とするタービンの動翼振動監視方法。 A rotating body having a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction, a stationary body containing the rotating body, and a first sensor installed on the stationary body for measuring vibration responses of the plurality of moving blades A turbine blade vibration monitoring method for monitoring turbine blade vibration of a turbine equipped with
A sensor sensing body provided at the tip of the moving blade and extending at least in a predetermined range in the axial direction of the rotating body, and an outer edge of the rotating blade in the circumferential direction of the rotating body are arranged on a stationary body. Detecting with a second sensor;
Calculating a measurement position in the axial direction of the first sensor with respect to the moving blade based on at least a signal detected by the sensor sensing body among output signals of the second sensor. And a turbine blade vibration monitoring method. 請求項１１に記載のタービンの動翼振動監視方法において、
前記第１のセンサの計測位置を演算する工程は、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記動翼の前記外縁及び前記センサ感知体を検出した信号に基づいて行われる
ことを特徴とするタービンの動翼振動監視方法。 In the turbine blade vibration monitoring method according to claim 11,
The step of calculating the measurement position of the first sensor is performed based on a signal obtained by detecting the outer edge of the moving blade and the sensor sensing body among the output signals from the second sensor. For monitoring turbine blade vibration. 請求項１１に記載のタービンの動翼振動監視方法において、
前記第１のセンサの計測位置を演算する工程は、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記センサ感知体を検出した信号のみに基づいて行われる
ことを特徴とするタービンの動翼振動監視方法。 In the turbine blade vibration monitoring method according to claim 11,
The step of calculating the measurement position of the first sensor is performed based only on the signal detected from the sensor sensing body among the output signals from the second sensor. Monitoring method. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のタービンの動翼振動監視方法において、
前記第１のセンサの計測位置を演算する工程は、前記第２のセンサからの出力信号のうち、前記センサ感知体を検出した信号のみに基づいて、前記動翼の前記回転体の回転方向に対する傾き分を補正する工程を含む
ことを特徴とするタービンの動翼振動監視方法。 In the turbine blade vibration monitoring method according to any one of claims 11 to 13,
The step of calculating the measurement position of the first sensor is based on only the signal detected from the sensor sensing body among the output signals from the second sensor, with respect to the rotational direction of the rotor of the rotor blade. A method for monitoring turbine blade vibration, comprising a step of correcting an inclination. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のタービンの動翼振動監視方法において、
前記センサ感知体及び前記動翼の前記外縁を検出する工程は、前記第２のセンサに代わりに前記第１のセンサが検出し、
前記第１のセンサの計測位置を演算する工程は、前記第１のセンサからの出力信号に基づいて行われる
ことを特徴とするタービンの動翼振動監視方法。 In the turbine blade vibration monitoring method according to any one of claims 11 to 13,
The step of detecting the outer edge of the sensor sensing body and the moving blade is detected by the first sensor instead of the second sensor,
The step of calculating a measurement position of the first sensor is performed based on an output signal from the first sensor.
JP2015242120A 2015-12-11 2015-12-11 Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine Pending JP2017106408A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015242120A JP2017106408A (en) 2015-12-11 2015-12-11 Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015242120A JP2017106408A (en) 2015-12-11 2015-12-11 Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017106408A true JP2017106408A (en) 2017-06-15

Family

ID=59059400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015242120A Pending JP2017106408A (en) 2015-12-11 2015-12-11 Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017106408A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020159820A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Device and method for measuring vibration of rotary machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020159820A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Device and method for measuring vibration of rotary machine
JP7269770B2 (en) 2019-03-26 2023-05-09 三菱重工業株式会社 Vibration measuring device for rotating machine and vibration measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2647471C (en) Method and apparatus for monitoring gas turbine blades
US9791311B2 (en) Rotating blade analysis
KR0139213B1 (en) Shrouded turbine blade vibration monitor
CA2690632C (en) System and method for clearance estimation between two objects
JP6004626B2 (en) Encoder system, apparatus with position detection function, and copying machine
US20060132147A1 (en) System and method for measuring clearance between two objects
JP2007271625A (en) Multi tip clearance measurement system and method of operation
US8333551B2 (en) Embedded fiber optic sensing device and method
US20110213569A1 (en) Method and device for detecting cracks in compressor blades
JP2013096989A (en) Systems and methods for use in monitoring operation of rotating component
CA2647474C (en) Method and apparatus for monitoring the rotational speed of the shaft of a gas turbine
RU2593427C2 (en) Device and method of measuring propagation time of tops of blades in turbine machine
US11555757B2 (en) Monitoring device, monitoring method, method of creating shaft vibration determination model, and program
JP2017106408A (en) Turbine and rotor blade vibration monitoring method for turbine
JP6978911B2 (en) Blade monitoring system, blade monitoring device, blade monitoring method, program
JP2015102402A (en) Turbine blade vibration displacement evaluation method and turbine blade vibration displacement evaluation apparatus
JP7406382B2 (en) Sign detection device and sign detection method
Xiao et al. Measurement of multiple physical quantities based on blade tip timing
KR102257410B1 (en) Contact vibration detection device, rotating machine including same, and contact vibration detection method
US20210140337A1 (en) Turbine and compressor blade deformation and axial shift monitoring by pattern deployment and tracking in blade pockets
JP6081219B2 (en) Rotating machine monitoring system and rotating machine monitoring method
JP6524848B2 (en) Failure prediction device, failure prediction method and failure prediction program
JP2012032268A (en) Stick slip detection device and detection method