Dispositivo de medición del flujo de aire de refrigeración de la pala de turbina de gas
Descripción general
 Cuando se fabrican cuchillas móviles vacías o cuchillas estacionarias huecas de una turbina de gas, se suministra aire comprimido a la cámara de aire de refrigeración hueco para la refrigeración, y la medición del caudal del aire de refrigeración en ese momento es automática. Mejora en la degradación de precisión de medición, automatización del cambio de sistema de aire, acortar el tiempo requerido para la medición y reducir la hora hombre. ] Medido entre el aparato de posicionamiento de trabajo 42 para sujetar la cuchilla hueca 1 de una turbina de gas en una posición predeterminada, y el sistema de suministro de aire comprimido de aire de la cuchilla hueca 1 a la cámara de refrigeración por aire 12, 13, 14, la presión del aire comprimido en el sistema de Una aritmética significa 45 para comparar el valor medido con un valor de tolerancia preestablecido para juzgar el pase o fallo del caudal de aire, y se controla el funcionamiento de los medios aritméticos y el dispositivo de posicionamiento de trabajo y la operación de conmutación de válvulas del sistema. Y el control significa 47.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato de medición de la cantidad de aire de refrigeración de paletas de turbina de gas, y puede aplicarse cuando se fabrica una paleta de estator de refrigeración hueca de una turbina de gas.
Antecedentes de la técnica
Cuando se fabrican cuchillas de refrigeración huecas o cuchillas estacionarias de una turbina de gas, se suministra aire comprimido a la cámara de aire de refrigeración hueco para enfriarlo, y se mide el caudal de aire de refrigeración en ese momento. En primer lugar, se describirá la necesidad de medir el caudal de aire de refrigeración.
La figura 4 es una vista en corte en perspectiva que muestra una estructura de enfriamiento de una cuchilla hueca. La hoja hueca 1 está formada integralmente con la cubierta interior 2 y una cubierta externa (no mostrada) y está fabricada por fundición de precisión. Una inserción de lámina de metal 4 que tiene una pluralidad de orificios de refrigeración 3 se inserta en la cuchilla hueca 1 y se suministra aire de descarga del compresor a la inserción 4 como aire de refrigeración desde la parte superior de la cuchilla.
El aire de refrigeración fluye desde el orificio de refrigeración 3, incide sobre la pared interior de la cuchilla hueca 1, lleva a cabo un enfriamiento por choque y fluye hacia la cámara 5. Una parte del aire en la cámara 5 fluye a lo largo del perfil de la cuchilla desde el orificio de refrigeración 6 provisto en la cuchilla hueca 1 para realizar la refrigeración de la película y mientras parte del aire fluye a través de la hendidura 7 del borde posterior de la cuchilla. Y fluye fuera de la rendija 7.
Dado que el área de apertura total del orificio de refrigeración 3 y la ranura 7 de la inserción 4 influye notablemente en el efecto de refrigeración de la cuchilla, el control de calidad se realiza suministrando aire comprimido y midiendo su caudal.
La medición del caudal de gas de enfriamiento de la pala de turbina de gas convencional se realiza mediante el método mostrado en la figura 5. Es decir, las pestañas metálicas 8, 9 con una empaquetadura de caucho unida a ellas se ponen en contacto íntimo entre sí desde ambas caras de apertura de la cuchilla hueca 1, y éstas se aprietan con un perno y una tuerca para mantener la hermeticidad. Una manguera de aire comprimido 10 está conectada a la brida exterior 8 y una manguera 11 que se comunica con el manómetro está conectada a la brida interior 9, respectivamente. A continuación, se suministra aire comprimido en la inserción 4 para medir el caudal. Quite las pestañas 8 y 9 después de que termine la medición, cambie la posición secuencialmente y repita esta operación.
A medida que aumenta la temperatura de la turbina de gas, la entrada y salida del aire de refrigeración se ha dividido en una pluralidad de secciones. Es decir, como se muestra en la figura 6, el interior de la cuchilla hueca 1 está dividido en, por ejemplo, tres cámaras 12, 13, 14, inserciones 15, 16, 17 están insertadas en las cámaras 12, 13, 14 respectivamente, aire de refrigeración . El aire de refrigeración sale del orificio de refrigeración 6 a lo largo de la superficie de la cuchilla y realiza el enfriamiento de la película. Las aletas 18 de pasador están formadas integralmente con las cuchillas en el borde posterior de la cuchilla, y se realiza enfriamiento por transferencia de calor. El aire enfriado fluye en la dirección de la flecha 19 y se une al flujo de gas principal.
Como se describió anteriormente, en la cuchilla hueca 1 que tiene la pluralidad de cámaras 12, 13 y 14, para evitar un enfriamiento desigual de la cuchilla, la medición de la tasa de flujo del aire de enfriamiento es independiente para cada una de las cámaras 12, 13, 14 .
Tarea de solución
Mientras tanto, la medición de la tasa de flujo realizada para cada cámara de la cuchilla hueca fue realizada por un empleado visualizando y registrando visualmente, y determinando si el caudal de aire de enfriamiento era aceptable o no. Por lo tanto, intervienen errores humanos como la desalineación del tiempo de medición y la desalineación de las graduaciones y las diferencias individuales, lo que da como resultado una baja confiabilidad en la precisión de la medición. Además, el tiempo requerido para la medición, incluida la operación de la válvula en el momento de conmutar el sistema de suministro de aire comprimido, fue largo y se necesitaron muchas horas-hombre.
La presente invención se ha realizado a la vista de las circunstancias anteriores y tiene el objetivo de proporcionar un aparato de medición del caudal de aire de refrigeración de la pala de turbina de gas que esté destinado a mejorar la precisión de la medición, acortar el período de construcción y reducir el número de etapas.
Solución
Para objeto anterior, de acuerdo con la presente invención, el dispositivo de posicionamiento de la pieza para el montaje a la refrigeración de la cámara de aire álabes huecos de la turbina de gas se mantiene hermético, y el sistema de suministro de aire comprimido para suministrar aire comprimido de refrigeración a la cámara de aire de la cuchilla hueca Calculando medios para medir la presión del aire comprimido suministrado a la cámara de aire de refrigeración y similares y un medio para comparar el valor medido por los medios de medición con un valor preestablecido para juzgar el paso o no del caudal de aire, Y se proporcionan un medio de control para controlar el funcionamiento de los medios de cálculo y el dispositivo de posicionamiento de la pieza de trabajo y la operación de conmutación de válvula del sistema de suministro de aire comprimido.
De acuerdo con los medios anteriores, el montaje del dispositivo ala posicionamiento de trabajo hueco acciona el sistema de suministro de aire comprimido y la medición de caudales significa medir de forma automática la velocidad de flujo del aire comprimido suministrado a las alas huecas, operación tal como un PC de datos de medición Y lo ingresa en los medios para hacer un juicio de aprobado / reprobado en el índice de flujo. Además, el suministro de aire comprimido a la pluralidad de cámaras se conmuta mediante un medio de control tal como un controlador programable.
En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente invención ejemplificadas en las Figuras 1 a 3 se describirán en detalle. La figura 1 es un diagrama del sistema de aire del aparato de medición, la figura 2 es un diagrama de bloques del aparato de medición, y la figura 3 es un diagrama de flujo que muestra el funcionamiento del aparato de medición.
En la figura 1, el aire comprimido de fábrica fluye al tanque de presión 25 a través de la válvula de cierre 20, la válvula de retención 21, la válvula electromagnética 22, el filtro 23 y el regulador de presión 24. Se separa en tres sistemas desde el tanque de presión 25, el tubo de orificio 29 que tiene una válvula electromagnética 26, la placa rectificadora 37 y el orificio 28, el tubo de recogida 30, a través de la válvula de solenoide 31, en el ejemplo de la cuchilla hueca 1 de la cámara de aire de refrigeración (que se muestra, Cámara 12).
La cámara 12 comunica a través de una válvula de solenoide 32 a un manómetro 34 del panel de instrumentos 33, se comunica con el manómetro de presión diferencial 37 a través de una válvula de solenoide 35, 36 respectivamente antes y después del orificio 28, también el tubo de orificio 29 es la válvula de solenoide 38 Para el manómetro 39. La temperatura del aire comprimido se detecta mediante un detector de temperatura 40 instalado en el tubo de recogida 30 y se transmite al termómetro 41.
pala de turbina de gas de refrigeración de flujo de aire aparato de medición incluye un dispositivo de posicionamiento de la pieza 42 para la fijación de la cuchilla hueca 1 a una posición predeterminada, un medidor de presión 34 y 39, una unidad de medida 43, que incluye manómetro de presión diferencial 37 y un termómetro 41, el panel de instrumentos 33 Una unidad de visualización 44, una unidad de cálculo 45 tal como una computadora personal para calcular el caudal a partir de los valores medidos de la unidad de medición 43 y determinar el pase / fallo del caudal, una impresora 46 para registrar resultados de medición, juicio de aceptación / rechazo, etc. Y un medio de control 47 tal como un controlador programable para automatizar el funcionamiento de la válvula de solenoide para conmutar el suministro de aire comprimido a cada cámara y la operación desde el cálculo hasta la votación.
El medio de cálculo 45 calcula el caudal de aire a partir del valor de medición de la presión, que se obtiene de acuerdo con la siguiente ecuación.
Velocidad de flujo Q = αA√ [2 g (p 1 p 2) / γ] m 3 / s
α: coeficiente de flujo
A: área de la sección transversal del orificio m 2
g: Aceleración de la gravedad 9.8 m / s 2
p 1 p 2: presión diferencial Kg / m 2
γ: peso específico Kg / m 3
Para calcular el caudal en los medios de cálculo 45, generalmente se usa un instrumento de medición digital para medir la presión y similares, y los datos de medición se introducen en los medios de cálculo 45 en forma digital.
Los medios de cálculo 45 también se introducen con un valor de tolerancia que es una referencia para el juicio pasa / no pasa del caudal de aire, y en comparación con el caudal obtenido por el cálculo, el juicio pasa / falla se lleva a cabo automáticamente.
La conmutación del suministro de aire comprimido a las tres cámaras de aire de refrigeración 12, 13, 14 de la cuchilla hueca 1 se realiza automáticamente al conmutar la operación de la válvula de solenoide por los medios de control 47 junto con los medios de cálculo 45, y el resultado se envía a la impresora. Y se registran y votan automáticamente.
Además, en una cuchilla hueca que tiene una pluralidad de cámaras de aire de refrigeración, la correlación entre la velocidad de flujo de aire total y la velocidad de flujo de cada cámara se controla, así como la velocidad de flujo de aire en cada cámara. Por lo tanto, para cada cámara de aire de refrigeración, se realiza un juicio exhaustivo después de que se realiza el juicio de aprobación / falla del caudal de aire. El procedimiento de este flujo de medición se muestra en la FIG. En la figura 3, se muestra el caso de dos cámaras de aire de refrigeración debido a limitaciones de espacio, pero en el caso de tres salas, se agregan operaciones adicionales de posicionamiento de trabajo, adquisición de valores de medición, determinación y almacenamiento antes de la determinación general .
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, es posible automatizar la determinación de la importación de datos de medición, el voto y el juicio pasa / no pasa, mejorar la precisión de la medición, acortar el período de construcción y reducir la hora hombre. Como resultado, se mejora la confiabilidad de la paleta dinámica de la turbina de gas y se reduce el costo de medición.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista que muestra un sistema de aire de un dispositivo de medición del caudal de aire de refrigeración de la pala de turbina de gas según la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques que muestra una configuración de un dispositivo de medición del caudal de aire de refrigeración de la pala de turbina de gas según la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de medición del dispositivo de medición del caudal de aire de refrigeración de la pala de turbina de gas según la presente invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva parcialmente rota que muestra un ejemplo de una estructura de enfriamiento de una cuchilla estacionaria.
La figura 5 es una vista explicativa que muestra el contorno de un dispositivo de medición del caudal de aire de refrigeración de una pala de turbina de gas convencional.
La figura 6 es una vista en sección de una cuchilla estacionaria de turbina de gas que tiene una pluralidad de cámaras de aire de enfriamiento.
1 cuchilla hueca
12, 13, 14 cámara de aire de refrigeración
42 Dispositivo de posicionamiento de trabajo
43 Medición de medios
45 medios de cálculo
47 medios de control
Reclamo
1. Un dispositivo de posicionamiento de pieza para montar una hoja hueca de una turbina de gas para que su cámara de aire de refrigeración esté sellada herméticamente, un sistema de suministro de aire comprimido para suministrar aire comprimido a la cámara de aire de refrigeración de la hoja hueca y un sistema de suministro de aire de refrigeración Medios informáticos para comparar el valor medido por los medios de medición con un valor de tolerancia preestablecido para juzgar si el caudal de aire es aceptable o no, un medio de operación para operar los medios informáticos y el dispositivo posicionador de trabajo Y medios de control para controlar una operación de conmutación de válvula del sistema de suministro de aire comprimido.
El aparato de la reivindicación 2 según la reivindicación 1, a una cuchilla hueca que tiene una pluralidad de refrigeración cámara de aire, medios de cálculo conjuntos de la velocidad de flujo de la cámara de aire de refrigeración, la tolerancia de la correlación entre la velocidad de flujo total y las respectivas cámaras de flujo de antemano Y el valor de referencia se usa como criterio para el juicio pasa / falla.
Dibujo :
Application number :1994-010607
Inventors :三菱重工業株式会社
Original Assignee :藤原勇、坂恵利幸