RU2415273C2 - Procedure and system for inspection of working blades of turbine and case of turbine - Google Patents
Procedure and system for inspection of working blades of turbine and case of turbine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415273C2 RU2415273C2 RU2007142976/06A RU2007142976A RU2415273C2 RU 2415273 C2 RU2415273 C2 RU 2415273C2 RU 2007142976/06 A RU2007142976/06 A RU 2007142976/06A RU 2007142976 A RU2007142976 A RU 2007142976A RU 2415273 C2 RU2415273 C2 RU 2415273C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- inspection
- transparent medium
- supplying
- flow part
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам диагностики и может быть использовано при исследовании и эксплуатации турбин (паровых, газовых, водяных, а также компрессоров), ступени которых работают в непрозрачной среде.The invention relates to diagnostic tools and can be used in the study and operation of turbines (steam, gas, water, as well as compressors), the stages of which operate in an opaque environment.
Во время эксплуатации паровых турбин АЭС и ГРЭС, а также исследования происходящих в них процессов возникает необходимость визуального осмотра рабочих лопаток во всем диапазоне нагрузок, вплоть до номинальной.During the operation of steam turbines of nuclear power plants and state district power plants, as well as the study of the processes occurring in them, it becomes necessary to visually inspect the working blades in the entire load range, up to the nominal one.
Известен способ осмотра рабочих лопаток турбины посредством оптического зонда, вводимого в проточную часть турбины (патент RU 2020411).A known method of inspection of the working blades of a turbine by means of an optical probe inserted into the flow part of the turbine (patent RU 2020411).
В известном способе визуальный осмотр лопаток осуществляют при вращении турбины малооборотным валоповоротным устройством.In the known method, the visual inspection of the blades is carried out during rotation of the turbine by a low-speed shaft-turning device.
Известна также система осмотра рабочих лопаток турбины, содержащая установленное на ее проточной части устройство для осмотра рабочих лопаток (патент RU 2020411). Это устройство содержит эндоскоп с регистратором, импульсный источник света с узлом формирования световой или теневой полосы и систему синхронизации, вход которой подключен к датчику, а выход - к регистратору. Используются подключенная к выходу системы синхронизации и регистратора система обработки информации и подключенный к выходу системы синхронизации блок задержки, выход которого подключен к импульсному источнику света. Датчик системы синхронизации выполнен в виде источника и приемника светового излучения, механически связанных с эндоскопом и расположенных по одну или обе стороны рабочих лопаток турбины.Also known is a system for inspecting rotor blades of a turbine, comprising a device for inspecting rotor blades mounted on its flowing part (patent RU 2020411). This device contains an endoscope with a recorder, a pulsed light source with a node for forming a light or shadow band, and a synchronization system, the input of which is connected to the sensor, and the output to the registrar. An information processing system connected to the output of the synchronization system and the recorder is used, and a delay unit connected to the output of the synchronization system, the output of which is connected to a pulsed light source. The sensor of the synchronization system is made in the form of a source and receiver of light radiation, mechanically connected with the endoscope and located on one or both sides of the turbine blades.
Известен корпус турбины, содержащий канал для устройства осмотра рабочих лопаток (патент RU 2020411).A known turbine housing containing a channel for a device for inspection of rotor blades (patent RU 2020411).
Такие способ и система осмотра, а также корпус турбины, применяемые на многих турбинах, не позволяют производить плановый осмотр лопаток турбин на любой нагрузке и при любых параметрах рабочей среды, в частности при номинальных параметрах и нагрузке турбины. Этот недостаток также не позволяет вовремя обнаружить возникающие во время эксплуатации дефекты рабочих лопаток, которые в свою очередь могут привести к аварийной остановке турбины.Such a method and inspection system, as well as the turbine housing, used on many turbines, do not allow scheduled inspection of turbine blades at any load and at any parameters of the working environment, in particular at rated parameters and turbine load. This disadvantage also does not allow timely detection of defects in the working blades that occur during operation, which in turn can lead to an emergency shutdown of the turbine.
Особое место в ряду рабочих ступеней занимают рабочие лопатки последних ступеней цилиндров низкого давления, так как их прочностные и вибрационные характеристики близки к предельным, и поэтому возможность их осмотра при любых нагрузках приобретает особый смысл как для эксплуатации, так и для изготовителей. Если учесть, что эти ступени дополнительно подвержены и эрозионному износу, то возможность их осмотра на любом режиме в любое время способствует повышению надежности работы турбоагрегата.A special place in the series of working stages is occupied by the working blades of the last stages of low-pressure cylinders, since their strength and vibration characteristics are close to ultimate, and therefore the possibility of inspecting them at any load takes on special meaning both for operation and for manufacturers. Given that these steps are also subject to erosion wear, the possibility of inspection in any mode at any time helps to increase the reliability of the turbine unit.
В связи с тем, что окружная скорость периферийных сечений рабочих лопаток последних ступеней может достигать 550-600 м/сек, их наблюдение и фотографирование, с необходимой для данной конкретной цели разрешением, возможна только с использованием лазеров или импульсных источников света с блоком синхронизации и задержки, т.е. в стробоскопическом режиме их работы. На холостых ходах и малых нагрузках последние ступени работают в среде сухого или перегретого пара, т.е. оптически прозрачной среде, наблюдение за которыми возможно, хотя и вызывает определенные трудности. При возникновении же в процессе эксплуатации необходимости осмотра рабочих лопаток на нагрузках, близких к номинальной, применяемые методы требуют перевода агрегата на малую нагрузку или холостой ход, что приводит к значительным материальным затратам, а иногда, исходя из условий загрузки сети, просто невозможен. Провести же наблюдения на номинальной нагрузке, когда влажность пара на последних ступенях может достигать 10 и более процентов, а среда становится практически непрозрачной, теоретически возможно с применением лазеров определенной частоты, но на сегодняшний день такие данные отсутствуют.Due to the fact that the peripheral speed of the peripheral sections of the working blades of the last stages can reach 550-600 m / s, their observation and photographing, with the resolution necessary for this specific purpose, is possible only using lasers or pulsed light sources with a synchronization and delay unit , i.e. in the stroboscopic mode of their work. At idle and low loads, the last stages operate in an environment of dry or superheated steam, i.e. optically transparent medium, the observation of which is possible, although it causes certain difficulties. If during the operation it becomes necessary to inspect the rotor blades at loads close to nominal, the methods used require the unit to be transferred to a low load or idle, which leads to significant material costs, and sometimes, based on the network load conditions, it is simply impossible. To conduct observations at the rated load, when the steam humidity at the last stages can reach 10 percent or more, and the medium becomes almost opaque, it is theoretically possible with the use of lasers of a certain frequency, but today there are no such data.
В основу изобретения поставлена задача создания способа и системы осмотра рабочих лопаток турбины, а также корпуса турбины, позволяющих производить плановый осмотр рабочих лопаток на любой нагрузке и при любых параметрах рабочей среды, на любом этапе эксплуатации, что позволяет определять период работы турбины по ее фактическому состоянию.The basis of the invention is the task of creating a method and system of inspection of the turbine blades, as well as the turbine housing, which allows a scheduled inspection of the blades at any load and with any parameters of the working environment, at any stage of operation, which allows to determine the period of operation of the turbine by its actual state .
Поставленная задача решается тем, что в способе осмотра рабочих лопаток турбины посредством оптического зонда, вводимого в проточную часть турбины, в соответствии с изобретением на время осмотра в проточную часть турбины подают прозрачную среду, например перегретый пар, воздух или газ, создавая в зоне осмотра прозрачный местный поток.The problem is solved in that in the method for examining the turbine rotor blades by means of an optical probe inserted into the turbine flow part, in accordance with the invention, a transparent medium, for example, superheated steam, air or gas, is introduced into the turbine flow part during inspection, creating a transparent local stream.
Подвод прозрачной среды могут осуществлять в обход диафрагмы, вдоль оси наблюдения или под углом к оси наблюдения, величину которого определяют с учетом конструкции турбомашины.The transparent medium can be supplied bypassing the diaphragm, along the observation axis or at an angle to the observation axis, the value of which is determined taking into account the design of the turbomachine.
Поставленная задача решается также тем, что система осмотра рабочих лопаток турбины, содержащая установленное внутри или снаружи корпуса турбины устройство осмотра рабочих лопаток, в соответствии с изобретением снабжена приспособлением для подвода прозрачной среды в проточную часть турбины.The problem is also solved by the fact that the inspection system of the turbine rotor blades, comprising a rotor inspection device installed inside or outside the turbine housing, in accordance with the invention is equipped with a device for supplying a transparent medium to the turbine flow part.
Приспособление для подвода прозрачной среды в проточную часть турбины содержит блок перемещения с приводом и блок распределения.A device for supplying a transparent medium to the flow part of the turbine contains a movement unit with a drive and a distribution unit.
Блок перемещения снабжен гидравлическим, электрическим или пневматическим приводом, может быть расположен как внутри, так и снаружи корпуса или иметь ручной привод.The movement unit is equipped with a hydraulic, electric or pneumatic drive, can be located both inside and outside the housing or have a manual drive.
Блок распределения выполнен в виде полого тела, охватывающего по окружности каналы для подачи прозрачной среды.The distribution unit is made in the form of a hollow body, covering channels around the circumference for supplying a transparent medium.
Поставленная задача решается также тем, что в корпусе турбины, содержащем полость для размещения рабочих и направляющих лопаток и канал для размещения устройства осмотра рабочих лопаток, согласно изобретению образован канал для ввода приспособления для подвода прозрачной среды в проточную часть турбины.The problem is also solved by the fact that in the turbine housing containing a cavity for accommodating the working and guide vanes and a channel for accommodating the device for inspection of the working blades, according to the invention, a channel is formed for introducing devices for supplying a transparent medium into the turbine flow part.
Предложенные способ и система для его осуществления, а также корпус турбины позволяют на номинальной нагрузке и параметрах работы турбины производить осмотр состояния рабочих лопаток, демпферных связей и эрозионной защиты, предупреждая тем самым возникновение аварийной ситуации за счет своевременного осуществления необходимых ремонтных работ.The proposed method and system for its implementation, as well as the turbine housing, allow the condition of the blades, damper connections and erosion protection to be examined at the rated load and turbine operation parameters, thereby preventing an emergency situation due to the timely implementation of necessary repair work.
При необходимости осмотра только периферийной части лопаток подвод прозрачной среды осуществляют через отверстия или щели, выполненные в ободе диафрагмы.If it is necessary to inspect only the peripheral part of the blades, a transparent medium is supplied through holes or slots made in the rim of the diaphragm.
В зависимости от состояния рабочей среды (паровая или газовая турбина, компрессор, гидротурбина), ее параметров и конструктивных особенностей агрегата система может быть упрощена подачей прозрачной среды только вдоль оси наблюдения или под некоторым углом к ней.Depending on the state of the working medium (steam or gas turbine, compressor, hydraulic turbine), its parameters and design features of the unit, the system can be simplified by supplying a transparent medium only along the observation axis or at some angle to it.
Технический результат предложенной группы изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, проявляется в том, что обеспечивается возможность производить визуальный осмотр и документирование состояния рабочих лопаток при работе турбины на номинальной нагрузке и параметрах рабочей среды, т.е. не останавливая турбину.The technical result of the proposed group of inventions, united by a single inventive concept, is manifested in the fact that it is possible to visually inspect and document the condition of the working blades when the turbine is operating at rated load and working medium parameters, i.e. without stopping the turbine.
Изобретение поясняется чертежами, где на:The invention is illustrated by drawings, where:
Фиг.1 и Фиг.2 схематически представлено устройство для осмотра рабочих лопаток, установленное на корпусе турбины;Figure 1 and Figure 2 schematically shows a device for inspecting rotor blades mounted on a turbine housing;
Фиг.3 показано сечение Б-Б фиг.2;Figure 3 shows a section bB of figure 2;
Фиг.4 показано размещение патрубка для подвода прозрачной среды, установленного в обод диафрагмы и охватывающего по ширине весь канал.Figure 4 shows the placement of the pipe for supplying a transparent medium installed in the rim of the diaphragm and covering the entire channel in width.
Система осмотра рабочих лопаток турбины содержит устройство осмотра рабочих лопаток и приспособление для подвода прозрачной среды в проточную часть турбины.The turbine rotor blade inspection system comprises a rotor blade inspection device and a device for supplying a transparent medium to the turbine flow path.
Устройство осмотра рабочих лопаток содержит, по крайней мере, один оптический зонд 1, в корпусе которого находятся два отдельных канала (условно не показаны): канал стробоскопического освещения, соединенный со стробоскопическим источником света 2, и канал наблюдения и приема изображения, соединенный с объективом 3 и видеокамерой 4, соединенной с телевизионным монитором 5, и видеомагнитофон 6.The device for inspection of the working blades contains at least one
Оптический зонд 1 снабжен также штуцером 7 для подачи, в случае необходимости, охлаждающей среды и фотокамерой 8.The
В корпусе 9 турбины выполнено специальное отверстие 10, позволяющее вводить оптический зонд в полость корпуса турбины. Устройство может содержать и второй оптический зонд 11, если есть необходимость осмотреть вторую сторону лопатки, Оптические зонды устанавливают в зазор между направляющими 12 и рабочими 13 лопатками каждой ступени.A
Кроме того, в корпусе 9 турбины выполнены специальные отверстия 14, позволяющие вводить патрубок 15 приспособления 16 для подвода прозрачной среды в проточную часть турбины.In addition,
Приспособление 16 снабжено блоком перемещения 17, штуцером 18 для подвода прозрачной среды в проточную часть турбины, а также уплотнительным сальником 19. Блок перемещения 17 может быть электрический, гидравлический, пневматический или ручной и быть расположенным как снаружи, так и внутри корпуса в зависимости от конструктивных особенностей турбомашины.The
Синхронизатор 21 позволяет изменять частоту стробоскопического источника света 2.. Приспособление 16 для подвода прозрачной среды располагают между направляющими лопатками 12 осматриваемой ступени и рабочими лопатками 22 предыдущей ступени.The
Приспособление подвода прозрачной среды в канал диафрагмы в окружном направлении охватывает несколько каналов. В показанном на Фиг.2 варианте охвачены три канала. На Фиг.4 показано размещение патрубка 27 для подвода прозрачной среды, установленного в обод диафрагмы 26, охватывающего по ширине весь канал и имеющий ряд направленных в него отверстий, щелей или сопел 24.The device for supplying a transparent medium to the diaphragm channel in the circumferential direction covers several channels. In the embodiment shown in FIG. 2, three channels are covered. Figure 4 shows the placement of the
Способ осмотра рабочих лопаток турбины осуществляется следующим образом. Не изменяя параметров и режима работы турбины на время осмотра в проточную часть вводится блок распределения 23. Глубина его погружения определяется желанием осмотра той или иной части лопатки. На соответствующую глубину, посредством блока перемещения 25, вводятся оптический зонд 1, а также зонд 2, если есть необходимость осмотра лопаток со стороны как входных, так и выходных кромок.The method of inspection of the turbine blades is as follows. Without changing the parameters and operating mode of the turbine for the duration of the inspection, a
Перемещение блока распределения и оптического зонда производится соответствующими блоками перемещения, которые могут располагаться как снаружи, так и внутри корпуса. В небольших агрегатах это перемещение может осуществляться и вручную с фиксацией в соответствующем положении. Исходя из параметров основного непрозрачного потока, в блок распределения подается прозрачная среда (перегретый пар, воздух или газ) соответствующих параметров, образующая в каналах диафрагмы и рабочих лопаток прозрачный поток 20 (фиг.1 и 2).The movement of the distribution unit and the optical probe is carried out by the corresponding movement units, which can be located both outside and inside the housing. In small units, this movement can also be carried out manually with fixation in the appropriate position. Based on the parameters of the main opaque flow, a transparent medium (superheated steam, air or gas) of the corresponding parameters is supplied to the distribution unit, forming a
При необходимости осмотра рабочей лопатки распределительный блок 23 (фиг.2) вводится в проточную часть на необходимую глубину, в который подводится прозрачная среда с параметрами, определяемыми параметрами основного потока и конструктивными особенностями проточной части. Распределительный блок 23 вводится между направляющей лопаткой 12 и рабочей лопаткой 22 предыдущей ступени. Выходящий из распределительного блока поток прозрачной среды, вливаясь в основной поток, создает в нем прозрачный местный поток 20, который, проходя через рабочие лопатки, позволяет производить их визуальный осмотр. Подача прозрачной среды в три канала достаточна для осмотра сечений рабочих лопаток со стороны входной и выходной кромок Б-Б (фиг.3).If necessary, the inspection of the working blades of the distribution block 23 (figure 2) is introduced into the flow part to the required depth, into which a transparent medium is supplied with the parameters determined by the parameters of the main flow and the design features of the flow part. The
Перемещая зонд 1 по радиусу, можно осмотреть выходную кромку лопатки по всей ее высоте.By moving the
Изменяя частоту стробоскопического освещения, можно рассмотреть и документировать состояние всех рабочих лопаток ступени.By changing the frequency of stroboscopic lighting, it is possible to consider and document the condition of all working blades of the stage.
Установленный в ободе диафрагмы 26 патрубок 27, к которому подводится прозрачная среда, осуществляет ее распределение по всей ширине канала при помощи выполненных в нем отверстий, щелей или сопел 24. Эта среда создает между периферийным обводом диафрагмы и основным потоком прозрачный слой, позволяющий производить осмотр профиля рабочей лопатки со стороны входной и выходной кромок.A
Наличие устойчивого прозрачного потока позволяет с помощью синхронизатора 21, изменяя частоту стробоскопического источника света 2, производить последовательный осмотр всех рабочих лопаток данной ступени. Комплекс оборудования, которым оснащены оптические зонды 1 и 11, позволяет наблюдать, фотографировать и документировать состояние облопачивания ступени. После осмотра эндоскопы и блок распределения выводятся из проточной части, не создавая тем самым возможные дополнительные вибронагрузки на рабочие лопатки из-за их наличия в проточной части. Кратковременное же их присутствие в проточной части, только на время осмотра, не может влиять на надежность работы облопачивания.The presence of a stable transparent stream allows using the
Данный способ и система осмотра рабочих лопаток, работающих в непрозрачной среде, а также конструктивные особенности корпуса проточной части турбины позволяют производить визуальный осмотр и документирование состояния рабочих лопаток при работе турбины на номинальной нагрузке и параметрах рабочей среды. В этом их основное преимущество.This method and system of inspection of working blades operating in an opaque environment, as well as the design features of the turbine duct housing, allow visual inspection and documentation of the condition of working blades when the turbine is operating at rated load and operating medium parameters. This is their main advantage.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142976/06A RU2415273C2 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Procedure and system for inspection of working blades of turbine and case of turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142976/06A RU2415273C2 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Procedure and system for inspection of working blades of turbine and case of turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007142976A RU2007142976A (en) | 2009-05-27 |
| RU2415273C2 true RU2415273C2 (en) | 2011-03-27 |
Family
ID=41022857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007142976/06A RU2415273C2 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Procedure and system for inspection of working blades of turbine and case of turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2415273C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610973C2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-02-17 | Люфтганза Техник Аг | Endoscopic examination system and method of gas turbines examination |
| RU2624380C1 (en) * | 2016-07-20 | 2017-07-03 | Геннадий Александрович Шуть | State monitoring device inside turbine units and steam turbines parts |
| RU2681058C1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-03-01 | Акционерное общество "Завод "Киров-Энергомаш" | Turbo generator plant condensation turbine operating mode determining method during its operation or bench tests |
-
2007
- 2007-11-20 RU RU2007142976/06A patent/RU2415273C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610973C2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-02-17 | Люфтганза Техник Аг | Endoscopic examination system and method of gas turbines examination |
| RU2624380C1 (en) * | 2016-07-20 | 2017-07-03 | Геннадий Александрович Шуть | State monitoring device inside turbine units and steam turbines parts |
| RU2681058C1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-03-01 | Акционерное общество "Завод "Киров-Энергомаш" | Turbo generator plant condensation turbine operating mode determining method during its operation or bench tests |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007142976A (en) | 2009-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10217208B2 (en) | Apparatus and a method of inspecting a turbomachine | |
| US9458735B1 (en) | System and method for performing a visual inspection of a gas turbine engine | |
| US9683460B2 (en) | System and method for inspecting turbomachines | |
| EP2023180A1 (en) | Methods and systems for optical in-situ machinery inspection | |
| EP3222813B1 (en) | Methods of securing tools within a gas turbine engine | |
| US8570505B2 (en) | One-dimensional coherent fiber array for inspecting components in a gas turbine engine | |
| EP2494338B1 (en) | A method of inspecting and/or repairing a component and a device for inspecting and/or repairing a component | |
| RU2562682C2 (en) | Turbine comprising system of sealing air valves | |
| JP2017142244A (en) | Optical apparatus and sight tube for inspecting turbine engine components | |
| US7502538B2 (en) | System to monitor a structure within an outer casing of a gas turbine engine | |
| RU2415273C2 (en) | Procedure and system for inspection of working blades of turbine and case of turbine | |
| US10989620B2 (en) | Gas turbomachine leak detection system and method | |
| EP2955511A1 (en) | In-situ system and method of determining coating integrity of turbomachinery components | |
| JP2014122621A (en) | Imaging system for inspecting turbine | |
| EP3623788A1 (en) | Automated distress ranking system | |
| US10489896B2 (en) | High dynamic range video capture using variable lighting | |
| RU2624380C1 (en) | State monitoring device inside turbine units and steam turbines parts | |
| RU2006594C1 (en) | Method and device for diagnosis of condition of nozzle and working blades of multi-stage turbomachines secured in webs | |
| RU2173410C2 (en) | Heated swivel guide apparatus of compressor | |
| US20230132178A1 (en) | State monitoring system having a borescope device for a gas turbine | |
| GB2487931A (en) | Inspection of an engine component |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111121 |