就地用于涡轮机中的转子的加热系统技术方案

本发明专利技术提供一种就地用于涡轮机中的转子的加热系统。与仅从外部涡轮外壳加热的传统系统相比，本发明专利技术的实施例加热转子。在一个实施例中，加热系统包括加热元件以加热转子的外表面的一部分。在另一个实施例中，加热系统可以包括至少部分地定位在转子内的加热元件，转子包括加热系统。每个实施例可以包括控制加热元件的操作的控制器。

【技术实现步骤摘要】
就地用于涡轮机中的转子的加热系统相关申请的交叉参考本申请涉及同时提交并且当前待审的美国申请号为14/877991和14/877996，档案号分别为282941A和282941B。
本专利技术大致涉及加热系统(heatingsystems)，并且更具体地涉及就地(in-situ)用于涡轮机中的转子的加热系统和相关转子。
技术介绍
为了起动一些涡轮机，比如蒸汽轮机，通常需要保证涡轮机的零部件(partsoftheturbomachine)处于合适的温度。无论涡轮机从冷起动(coldstart)、暖起动(warmstart)或在电力产生临时停止之后的热起动(hotstart)起动都希望起动温度控制。起动温度控制是必要的，例如以确保和优化零件之间的适当的公差和间隙，防止由于必须利用工作流体加热零件而引起的慢起动，以及控制能够缩短零件寿命的低循环疲劳(lowcyclefatigue)。传统地，热毯(heatblankets)可被应用于涡轮机的外壳(或壳体)以例如向蒸汽涡轮的高压或中压外壳施加热。热从热毯通过外壳传导到涡轮的包括叶片的各个零部件内并且理论上(ideally)传导至转子内并且通过转子。热毯对于单个外壳来说足够起作用，但是对于采用双外壳的情况提出了挑战。特别地，如图1的示意性截面图所示，对于双外壳涡轮6来说，从热毯10的热传递8更加困难，因为在热到达内部零部件之前需要传导通过外壳(outercasing)14与内壳(innercasing)16之间的间隔(separation)12。另外，存在于涡轮机中的不同材料/零部件的热传导率可以在具有绝热效应的接头(junctions)20(点)之间形成一系列热阻，这对于所需的热传递是不利的。例如，对于外壳14的热阻可以高于内壳16，或者内壳16的热阻可以高于转子24的热阻，引起每个接头组之间的温差。热毯装置还使得应被传导至转子24并且通过转子24的热通过工作流体18的流动路径不利地削弱。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种就地用于涡轮机外壳中的转子的加热系统，该加热系统包括：用于就地加热涡轮机外壳中的转子的至少一部分的加热元件。在一较佳实施例中，所述加热元件构造成加热所述转子的外表面的至少一部分。所述的加热系统较佳地还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器构造成感测所述转子的所述外表面的所述至少一部分的温度，所述控制器基于感测的温度控制所述加热元件的操作。其中，所述加热元件包括感应加热线圈(aninductionheatingcoil)，所述感应加热线圈定位成与所述转子的所述外表面的所述至少一部分相邻。所述的加热系统较佳地还包括包围所述转子的所述外表面的所述至少一部分的感受器构件(asusceptormember)，所述感受器构件在其中具有所述加热元件。更佳地，所述加热元件还包括电阻加热器(aresistanceheater)和电感加热器(aninductanceheater)中的至少一者。所述的加热系统较佳地还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器构造成感测所述转子的温度，所述控制器基于感测的温度控制所述加热元件的操作。更佳地，所述温度传感器位于所述感受器构件中或位于所述感受器构件上。所述的加热系统较佳地还包括与所述转子相邻的用于密封所述涡轮机外壳的一部分与所述转子的密封组件(asealpack)，以及其中，所述温度传感器位于所述密封组件中或位于所述密封组件上。在一较佳实施例中，所述加热元件至少部分地定位在所述转子内。更佳地，所述加热元件包括至少一个加热杆(calrod)。更佳地，每个加热杆从所述转子的端部延伸至所述转子内，并且还包括连接至位于所述转子的外部的每个加热杆的至少一个电触点(atleastoneelectricalcontact)，以阻抗地加热(resistivelyheat)相应的加热杆。更佳地，每个加热杆联接至与所述感应加热线圈相邻的电感变压器(aninductiontransformer)，用于为所述加热杆提供电力。所述的加热系统较佳地还包括永磁发电机(apermanentmagnetgenerator)，所述永磁发电机操作地联接至所述转子用于为至少一个加热元件提供电力。更佳地，所述加热元件包括至少部分地定位在所述转子中的多个加热元件，每个加热元件具有所述转子的不同的轴向位置。所述的加热系统较佳地还包括控制每个加热元件的操作的控制器。所述的加热系统较佳地还包括多个温度传感器，每个温度传感器构造成在不同的轴向位置中的相应的一个处感测所述转子的温度，以及，所述控制器基于在所述不同的轴向位置感测的温度控制每个加热器的操作。更佳地，所述多个温度传感器分别是(或均是)定位在所述转子内的光纤温度传感器的一部分(partofafiberoptictemperaturesensor)。更佳地，每个加热元件包括加热杆，每个加热杆向所述转子内轴向地延伸不同的长度。在一较佳实施例中，所述加热元件包括多个加热元件，每个加热元件构造成加热所述转子的不同的轴向位置。在一较佳实施例中，所述加热元件包括至少部分地定位在所述转子中的至少一个第一加热元件和构造成加热所述转子的外表面的至少一部分的至少一个第二加热元件。所述的加热系统较佳地还包括构造成加热所述涡轮机外壳的外部的热毯(heatingblanket)。所述的加热系统较佳地还包括用于在加热期间使所述转子旋转的旋转机构(aturninggear)。所述的加热系统较佳地还包括构造成感测所述转子的温度的温度传感器和基于感测的温度控制所述加热元件的操作的控制器。更佳地，所述控制器还控制进入所述涡轮机的工作流体流。本专利技术的第二方面提供一种在涡轮机的外壳中就地用于转子的加热系统，该加热系统包括：构造成加热涡轮机的外壳中的原位转子的外表面的至少一部分的第一加热元件；和用于控制第一加热元件的操作的控制器。本专利技术的第三方面提供一种用于涡轮机的转子，该转子包括：细长形本体；和加热元件，加热元件至少部分地定位在细长形本体中用于在涡轮机中就地加热转子的至少一部分。本专利技术的第四方面可以包括一种在涡轮机的外壳中就地用于转子的加热系统，该加热系统包括：构造成至少部分地定位在转子内用于在涡轮机的外壳中就地加热转子的内部部分的加热元件；和用于控制加热元件的操作的控制器。本专利技术的示例性方面设计成解决本专利技术中说明的问题和/或没有论述的其他问题。附图说明通过结合描绘本专利技术的各个实施例的附图所作出的对本专利技术的各个方面的以下详细说明将更加容易地理解本专利技术的这些以及其他特征，在附图中：图1示出采用热毯的传统涡轮机的示意性横截面图。图2示出采用根据本专利技术的实施例的加热系统的蒸汽涡轮形式的示例性涡轮机的部分剖视透视图。图3示出采用根据本专利技术的实施例的加热系统的涡轮机的示意性横截面图。图4示出根据本专利技术的实施例的用于转子的外表面的加热系统的细节横截面图(detailedcross-sectionalview)。图5示出根据本专利技术的另一个实施例的用于转子的外表面的加热系统的细节横截面图。图6示出根据本专利技术的另一个实施例的用于转子的外表面的加热系统的细节横截面图。图7示出根据本专利技术的实施例的用于转子的内部部分的加热系统的细节横截面图。图8示出根据本专利技术的另一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种就地用于涡轮机外壳中的转子的加热系统，所述加热系统包括：加热元件，所述加热元件用于就地加热在所述涡轮机外壳中的所述转子的至少一部分。

【技术特征摘要】
2015.10.08 US 14/8779881.一种就地用于涡轮机外壳中的转子的加热系统，所述加热系统包括：加热元件，所述加热元件用于就地加热在所述涡轮机外壳中的所述转子的至少一部分。2.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述加热元件构造成加热所述转子的外表面的至少一部分。3.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器构造成感测所述转子的所述外表面的所述至少一部分的温度，所述控制器基于感测的温度控制所述加热元件的操作。4.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，所述加热元件包括感应加热线圈，所述感应加热线圈定位成与所述转子的所述外表面的所述至少一部分相邻。5.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，还包括包围所...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJ弗鲁特施，CL赛克斯，DE韦尔奇，EL库拉奇，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US