[发明专利]涡轮叶片疲劳寿命评估方法

说明书

分案申请说明

本申请是申请日为2004年1月20日、申请号为200410002434.1并且发明名称为“涡轮叶片疲劳寿命评估方法、涡轮叶片蠕变伸长应变测量装置和涡轮叶片”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及涡轮叶片疲劳寿命的评估方法。

背景技术

燃气轮机包括压缩机、燃烧室、和涡轮(未图示)。根据这种燃气轮机，在压缩机中压缩的空气提供给燃烧室，该压缩空气与另外供给的燃料混合并燃烧。在燃烧室中产生的燃烧气体提供给涡轮从而在涡轮中产生旋转驱动力。

图6表示上述涡轮的内部结构的示例。如图6所示，在涡轮中，成圆形设置在未图示的转子上的多个涡轮叶片1，与设置在转子周围的定子上的多个涡轮固定叶片2间隔设置在转子的旋转轴线方向(图6中的水平方向)上。并且形成了用于通过燃烧气体的燃烧气体流动通道3。从燃烧室进入燃烧气体流动通道3的燃烧气体使涡轮叶片1旋转并且将旋转力作用于转子。该旋转力使与转子连接的发电机(未图示)旋转从而发电。

然而，在上述的燃气轮机中，还没有开发出用于定量评估和处理涡轮叶片1的疲劳寿命的方法；因此，如果蠕变缺陷突然发生的时候，整个燃气轮机会受到破坏。

发明内容

本发明是鉴于上述情况提出的。本发明的目的是提供一种用于定量评估涡轮叶片的疲劳寿命的涡轮叶片疲劳寿命评估方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种涡轮叶片疲劳寿命评估方法，包括：在蠕变伸长应变是零的初始状态下测量涡轮叶片的初始长度；在运转预定时间后，测量涡轮叶片的运转后的长度；基于所述初始长度和所述运转后的长度，估计涡轮叶片的纵向的蠕变伸长应变；如果蠕变伸长应变小于所述初始长度的0.5％，则评估涡轮叶片在其疲劳寿命之内，或者如果蠕变伸长应变等于或大于所述初始长度的0.5％，则评估涡轮叶片超过其疲劳寿命。

根据上述涡轮叶片疲劳寿命评估方法，通过采用充分低于2％的为0.5％的蠕变伸长应变作为评估疲劳寿命的参考，可以迅速确定涡轮叶片的疲劳寿命，使得不会发生蠕变缺陷，与此相对，在现有的涡轮叶片中，当由于强度的突然降低而蠕变伸长应变超出2％时会发生断裂。

具体地讲，预先测量在蠕变伸长应变没有发生的初始状态下涡轮叶片的初始长度。此外，在涡轮叶片运转了预定时期后也测量涡轮叶片的所述运转后的长度，并获得在上述初始长度和所述运转后的长度之差，从而可以精确获得运转后的蠕变伸长应变的值。

根据上述涡轮叶片疲劳寿命评估方法，可以定量评估涡轮叶片的疲劳寿命。结果，可以防止在涡轮叶片中突然发生蠕变缺陷而导致整个燃气轮机严重破坏的问题。

根据上述涡轮叶片疲劳寿命评估方法，通过在运转前测量涡轮叶片的长度的伸长，可以确定蠕变伸长应变。因此，可以根据蠕变伸长应变的值来定量估计在达到疲劳寿命前还剩余多少小时。

所述涡轮叶片疲劳寿命评估方法还可以包括：当评估蠕变伸长应变时，考虑涡轮叶片的热膨胀量来修正所述运转后的长度。

所述涡轮叶片疲劳寿命评估方法还可以包括：将当测量所述运转后的长度时涡轮叶片的壁温设定为等于当测量所述初始长度时涡轮叶片的壁温。

所述涡轮叶片疲劳寿命评估方法还可以包括：估计在达到涡轮叶片的疲劳寿命前还剩余多少运转小时。

所述涡轮叶片疲劳寿命评估方法还可以包括：在涡轮叶片上标记所述初始长度。

根据所述涡轮叶片疲劳寿命评估方法，不需花费时间查阅如设计图等记录，就可以获得多个涡轮叶片中的任一个的纵向的所述初始长度。因此，可以显著降低为了进行涡轮叶片疲劳寿命评估而测量蠕变伸长应变的时间。此外，可以预先防止由于例如预先错误辨识产品号码的疏忽而发生的错误。

所述涡轮叶片疲劳寿命评估方法还可以包括：将测量所述初始尺寸时测量的涡轮叶片的壁温标记在涡轮叶片上。

附图说明

图1是本发明一个实施例的涡轮叶片蠕变伸长应变测量装置的正视图。

图2是沿图1中箭头A-A所示方向看的涡轮叶片蠕变伸长应变测量装置的侧视图。

图3是涡轮叶片蠕变伸长应变测量装置的局部放大图。

图4是本发明一个变形实施例的涡轮叶片蠕变伸长应变测量装置的正视图。

图5是本发明另一个变形实施例的涡轮叶片蠕变伸长应变测量装置的正视图。

图6是用于说明燃气轮机内部结构的视图。

具体实施方式