(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110713411.5 (22)申请日 2021.06.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113312730 A (43)申请公布日 2021.08.27 (73)专利权人 内蒙古京泰发电有限责任公司 地址 010300 内蒙古自治区鄂 尔多斯市准 格尔旗薛家湾镇大塔 村 专利权人 武汉大学 (72)发明人 李民　王建梅　胡念苏　李世雄　 胡朝友　李强　刘立鹏　曾宪江　 白永军　 (74)专利代理 机构 北京精金石知识产权代理有 限公司 1 1470 专利代理师 杨兰兰 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01)(56)对比文件 CN 107630723 A,2018.01.26 CN 109558669 A,2019.04.02 CN 111062177 A,2020.04.24 CN 112084583 A,2020.12.15 CN 204532445 U,2015.08.0 5 CN 101113885 A,2008.01.30 KR 102201477 B1,2021.01.13 CN 110932490 A,2020.0 3.27 US 2010162718 A1,2010.07.01 US 201820 3959 A1,2018.07.19 EP 3151139 A1,2017.04.0 5 Chunlin Zhang等.The Researc h on the Key Factor Af fect the Precisi on in Stress Analysis for the Rotor of Steam T urbine. 《Applied Mechanics and Materials》 .2013,第 275-277卷(第2013期), 方宁等.基 于径向基函数神经网络的汽轮 机 转子等效应力计算模型. 《动力工程学报》 .201 1, 第31卷(第04期), 陈波等.汽轮 机组监测诊断系统中虚拟传感 器的数学模型. 《中国电机 工程学报》 .20 04,第24 卷(第7期), (续) 审查员 张超 (54)发明名称 一种双驱汽轮 机转子应力监测方法 (57)摘要 本发明涉及一种双驱汽轮机转子应力监测 方法， 本方法通过利用构建虚拟传感器对测点获 得的实时数据进行优化处理， 使获得的测量数据 更为准确真实； 通过汽轮机通流部分变工况计算 获得的边界条件计算转子的温度场和应力场， 从 而使得数值计算的结果与转子的真实情况更为 吻合； 最后得到的转子应力监测模 型具有更高的 精度， 能够准确地反映双驱汽轮机转子的受力情 况， 也可反映出转子的实际寿命损耗， 对转子寿 命进行评估监测。 [转续页] 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 113312730 B 2022.07.22 CN 113312730 B (56)对比文件 李世雄等.给水泵前置泵轴承温度高原因分 析与处理. 《内蒙古电力技 术》 .2011,第29卷(第 03期), 王建梅等.调峰汽轮 机转子热应力及寿 命损 耗在线监测系统. 《汽轮 机技术》 .2001,第43卷 (第5期),Pieter Nguyen Phuc等.Rotor Temperature Virtual Sensi ng for I nduction Machines Using a Lumped-Parameter Thermal Network and Dual Kalman Fi ltering. 《IEEE Transacti ons on Energy Co nversion》 .2021, 第36卷(第3期),2/2 页 2[接上页] CN 113312730 B1.一种双驱汽轮机转子应力监测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S100.实时数据采集： 设置汽轮机的测点， 实时获取汽轮机运行 过程中各测点的蒸汽参数； S200.实时数值 修正： 利用汽轮机的设计工况和实际测量的抽汽测点蒸汽参数对实际测量的蒸汽参数进行 处理， 修正不合理的测量值： 通过构建模拟汽轮机的设计工况， 并利用各回热抽汽蒸汽参数 的强相关性来构建虚拟传感器， 当汽轮机中某时刻的测点值发生损坏或者异常时， 利用虚 拟传感器的计算数值进行替代； S300.利用有限元 方法计算 转子的热应力场： S310.首先进行汽轮机通流部分变工况计算： 利用变工况计算方法求得汽轮机不同时 刻各级的蒸汽参数； S320.根据每个时刻的蒸汽参数值， 计算出转子不同部位处的放热系数值， 通过变化的 放热系数计算出整体转子的温度场， 进 而获得转子温度场的三类边界条件； S330.利用有限元 方法， 计算 转子温度场和热应力场； S400.计算转子的理论热应力场： 根据步骤S200修正的蒸汽参数， 间接计算出汽轮机转子从蒸汽进口处至蒸汽出口处 的 温度分布情况； 根据得到的汽轮机转子的温度分布情况， 计算汽轮机整个转子的热应力 分 布； S500.根据获得的转速值， 计算出汽轮机转子的离心应力分布； S600.对转子应力进行叠加： S610.将步骤S300中计算获得的转子热应力与离心应力进行叠加， 计算两者的合力， 获 得转子合成应力； S620.将步骤S400中计算获得的转子热应力和离心应力进行叠加， 计算两者的合力， 获 得转子的理论 合成应力； S700.建立转子的应力数 学模型： S710.根据步骤S600获得的转子合成应力和理论合成应力计算转子应力数学模型中的 修正系数； S720.根据获得的修 正系数以及计算得到的理论 合成应力构建转子数 学模型； S800.根据获得的转子应力数学模型结合汽轮机转子实时测得的蒸汽参数， 获得转子 的实时应力值， 对转子的寿命损耗情况进行监测。 2.根据权利要求1所述的双驱汽轮机转子应力监测方法， 其特征在于， 所述S100步骤中 蒸汽参数包括汽缸温度值以及回热抽汽温度值， 针对每个测点在不同时刻获取的汽缸温度 值以及回热抽汽温度值进行 数据预处 理： 首先针对每个测点分别选取n个时刻点ti、 ti+1、 ...、 tn‑1、 tn对应的实测温度值T ′i、 T ′i+1、 ...、 T′n‑1、 T′n； 计算每个测点在时刻ti的温度值 为： Ti＝(T′i+1+T′i+2+T′i+3+T′i+4+T′i+5)/5； 计算每个测点在下一时刻ti+1的温度值： Ti+1＝(T′i+2+T′i+3+T′i+4+T′i+5+T′i+6)/5；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113312730 B 3