專利名稱：汽機-凝汽器系統(tǒng)的空氣定量檢漏系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測漏入到汽機-凝汽器系統(tǒng)中的空氣，更詳細(xì)講，涉及利用一種示蹤氣體檢測汽機系統(tǒng)中漏洩的定量方法。
有效地監(jiān)控漏入汽機凝汽器中的空氣即可極限地減少汽機部件由于氧和二氧化碳所造成的腐蝕，同時還降低由于漏洩空氣而造成的低壓汽機葉片的振動，在汽機運行期間，汽機的內(nèi)部壓力小于1大氣壓，所以空氣可通過各連接處和密封處滲漏到汽機內(nèi)部，目前，應(yīng)用的檢漏空氣的常規(guī)方法，由于不作定量檢查，所以缺點是不能精確確定洩漏位置或精確示出相對洩漏量，結(jié)果，為了尋找汽機凝汽器系統(tǒng)的漏洩而經(jīng)常要費大量工時，目前所用的方法中包括用凝汽器抽氣泵抽該系統(tǒng)真空的過程，在汽機凝汽器系統(tǒng)中緊靠凝汽器熱井上的穿過點處裝設(shè)校準(zhǔn)的流量表。這就建立一可控的洩漏，利用該可控洩漏來整定洩漏量。對每一洩漏量，根據(jù)技術(shù)員計數(shù)的秒數(shù)確定的大約量示蹤氣體通過一個手槍式噴頭放出，該噴頭以約3英寸的距離跨在流量表的注流孔兩端以預(yù)定的流量進(jìn)行幾次試測，繪制汽機-凝汽器系統(tǒng)內(nèi)配置的示蹤氣體檢測器的平均響應(yīng)對于示蹤氣體放出量(如所述的半定量測值)的曲線。在進(jìn)行汽機-凝汽器洩漏的一次試驗中，示蹤氣體被釋放到該汽機系統(tǒng)以外可能洩漏之處，釋放量由技術(shù)員根據(jù)估計的釋放時間算出。由于汽機系統(tǒng)的內(nèi)壓力比周圍環(huán)境壓力低，所以氣體可通過任何密封或連接不嚴(yán)密處跑到汽機系統(tǒng)中，因為釋放的時間不是精確測出的，所以即使是同一技術(shù)員釋放示蹤氣體來試測釋放的氣體量也各不同。然后，根據(jù)利用由控制的洩漏試驗得到的檢測器響應(yīng)所描繪的曲線來確定出洩漏量。然而，由于洩漏質(zhì)量的不同，同一量級的洩漏也會導(dǎo)致檢測器響應(yīng)不同的。例如，在熱井和凝汽泵之間伸縮接縫附近的一個洩漏處噴射的示蹤氣體在排放和檢測之前，必須流過全部汽機系統(tǒng)，這就導(dǎo)致檢測器檢測示蹤氣體的響應(yīng)峰面積較寬，峰較低，而排放空氣系統(tǒng)中同樣的洩漏所產(chǎn)生的響應(yīng)，其響應(yīng)峰面積較之窄，峰較之高。洩漏量和嚴(yán)重度可能基本上相同，但檢測器的瞬時讀數(shù)可能不同?？拷鼨z測器洩漏的讀數(shù)遠(yuǎn)不如遠(yuǎn)離檢測器的讀數(shù)準(zhǔn)確。
一般來說，一項汽機-凝汽器系統(tǒng)的洩漏試驗需要兩個技術(shù)員化費3到5天時間才能完成。因為技術(shù)員由于缺少對釋放示蹤氣體的定量控制而釋放氣體過多，不得不等待示蹤氣體檢測器排空而使汽機停運很長時間。此外，往往很難區(qū)分出主要的洩漏和次要的洩漏，檢修前者將大大減少空氣總漏入量，而后者起碼可以暫時忽略。有時化費許多時間檢修了次要的洩漏卻未能減小總的洩漏量，因為主要的洩漏仍存在，這就需要化時間再試驗和檢修。據(jù)估計，應(yīng)用一種較準(zhǔn)確的定量方法來測量和確定進(jìn)入洩漏處的示蹤氣體量，則空氣漏入試驗時間能減少1到3天。
本發(fā)明的一個目的，是對一個氣機-凝汽器系統(tǒng)提供一個空氣漏入測試系統(tǒng)和方法，以避免前述先有技術(shù)系統(tǒng)中的各種缺點。
本發(fā)明的較廣義形式為在于提供一種氣體跟蹤洩漏檢測系統(tǒng)，用于檢測洩漏到汽機-凝汽器系統(tǒng)中的空氣，該型的系統(tǒng)包括裝有一個壓力調(diào)節(jié)器的示蹤氣體加壓源，并通過一路供氣管路連接到一個噴咀上，用于將一測定量的示蹤氣體引到一個可能漏氣之處;一個位于汽機-凝汽器內(nèi)部的氣體檢測器，用于測量通過該可能漏氣處進(jìn)行汽機-凝汽器中的示蹤氣體量，該檢測系統(tǒng)的特征在于定量控制裝置該裝置設(shè)在示蹤氣體源和噴咀之間，以便控制排放示蹤氣體的時間間隔;積分電路裝置，用于將該汽機-凝汽器系統(tǒng)中氣體檢測器的輸出信號求積，以指示示蹤氣體漏入總量。
下面闡述的是一個改進(jìn)的示蹤氣體洩漏檢測系統(tǒng)和方法，用于汽機-凝汽器系統(tǒng)中測試空氣的洩漏量，能定量地示出釋放的和檢測的示蹤氣體。在可能洩漏之處以可控制的流量、壓力和時間間隔釋放固定量的示蹤氣體，隨后積分整段時間內(nèi)檢測器的響應(yīng)來確定進(jìn)入該汽機-凝汽器中待測的示蹤氣體總量。在一個最佳實施例中，闡述的本發(fā)明包括一個裝設(shè)有壓力調(diào)節(jié)器的示蹤氣體加壓源，它由一條管路連接到噴咀上，用來在可能漏入氣體之處噴射定量的示蹤氣體。一個氣體檢測器，位于該汽機-凝汽器系統(tǒng)內(nèi)，用于測量通過可能漏氣處進(jìn)到該汽機-凝汽器中的示蹤氣體量。在壓力調(diào)節(jié)器和噴咀之間的供氣管路上設(shè)有一個電子閥裝置，該閥裝置建立一個排放示蹤氣體的時間間隔，并且包括一個耦接到定時器的螺管操作閥。在該電子閥裝置和噴咀之間設(shè)有一個進(jìn)氣標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，用于將一預(yù)定量的示蹤氣體送到該噴咀。此外，設(shè)有一個積分裝置，用于積分氣體檢測器的輸出信號，以確定進(jìn)入漏氣處的示蹤氣體總量。
為了對本發(fā)明更好地了解，舉例并結(jié)合下述附圖作為一實施例詳細(xì)描述，以作為參考

圖1為本發(fā)明最佳實施例的可調(diào)示蹤氣體輸送系統(tǒng)示意圖;
圖2為本發(fā)明最佳實施例的示蹤氣體檢測特征示意圖;
圖3為近處漏氣和遠(yuǎn)處漏氣的典型檢測器響應(yīng)曲線比較;
圖4為由積分檢測器響應(yīng)所確定的近處漏氣和遠(yuǎn)處漏氣的漏入總量的比較，
參照圖1，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，示意說明一個示蹤氣體輸送系統(tǒng)10的實施例。系統(tǒng)10包括一個加壓示蹤氣體源12。雖然示蹤氣體可以用其它氣體，但最好是用氦氣。所示的氣源12是一個附有常規(guī)壓力調(diào)節(jié)器14的普通壓力箱，方框16中所示的一個電子閥裝設(shè)在調(diào)節(jié)器14的下流處。閥16包括有一個螺管操作閥18和一個計時器20。一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流閥22設(shè)置在電子閥16的下流，用于限制示蹤氣體的流量，節(jié)流閥22可在輸送氣體管路中起限制作用，氣體從節(jié)流閥22經(jīng)過一路輸送管路24到達(dá)手槍式噴頭26，用該噴頭將示蹤氣體直接噴向汽機-凝汽器系統(tǒng)(未示出)的可能漏氣處。
示蹤氣體的排放壓力可用先有技術(shù)中已知的方式借助調(diào)節(jié)器14整定，排氣周期可借助計時器20整定。這些已知值和流過節(jié)流閥22的已知流量對每次測試將產(chǎn)生已知的和可重現(xiàn)的示蹤氣體量。計時器20可按任意期望的氣排放時間進(jìn)行整定，例如定為3秒，該計時器20可包括到噴頭26的一段連接，所以根據(jù)該噴頭驅(qū)動開始起算，或者計時器20可以根據(jù)氣流流過閥18開始算起。另外，計時器20可以控制螺管線圈，該線圈用來起動計時器，使氣流開始流動，在兩種情況中，計時器20都能中斷驅(qū)動閥門18的螺管線圈的供電，以使在整定時間間隔終止時關(guān)閉該閥門。
圖2為本發(fā)明的氣體檢測系統(tǒng)50的方框圖。該系統(tǒng)包括一個定位在汽機-凝汽器排氣系統(tǒng)54附近的氣體檢測器52，用于檢測從該系統(tǒng)排出的空氣樣品中的示蹤氣體含量。該檢測器通常包括一臺質(zhì)譜儀，用于鑒定氣體和提供定量輸出信號。一個真空泵一般用于從汽機排氣54中抽出氣體樣品，并使樣品通過導(dǎo)管55送到檢測器52，在導(dǎo)管55上設(shè)有一個閥門57?？諝?氣體樣品從檢測器52通過排放口59排放到大氣中。檢測器52產(chǎn)生的輸出信號經(jīng)過導(dǎo)線58耦合到一個積分電路56上，該電路56將檢測器信號進(jìn)行積分，以提供更為定量的值，電路56可以加入一項代表基底氣體含量的門限電平-V，從而只將門限電平以上的檢測器響應(yīng)進(jìn)行積分，該積分器輸出信號可耦合到一個適當(dāng)?shù)娘@示器，例如數(shù)字顯示器60，如果該積分電路為所示的模擬電路，并打算應(yīng)用熟知的數(shù)字顯示技術(shù)和設(shè)備，則可將其輸出信號由模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字進(jìn)行顯示。
加入積分電路56大大增加了測量示蹤氣體總漏入量的精確度。圖3說明檢測器對近處漏氣和遠(yuǎn)處漏氣響應(yīng)的差別。遠(yuǎn)處漏氣產(chǎn)生的曲線具有低而寬的峰62，而近處漏氣產(chǎn)生的曲線具有尖窄而高的峰64。不計及曲線所包絡(luò)的面積，單靠峰值得不出充足的信息來測定洩漏量和洩漏位置。如果用峰響應(yīng)來判別洩漏量，則近處洩漏比遠(yuǎn)處洩漏顯示的峰高得多。只要把檢測器響應(yīng)對時間積分，就能比較洩漏量。圖4就是利用積分電路56將檢測器洩漏信號積分后比較這些面積。
本發(fā)明對于比較已知洩漏點檢修前后的洩漏特別有用。檢修前、后對洩漏處噴射精確等量的示蹤氣體，比較積分電路56的輸出信號，即能示出檢修是否有效消除系統(tǒng)中主要洩漏源。
從前述說明可見，本發(fā)明已提供出更為準(zhǔn)確、快速和靈敏的方法來量測汽機-凝汽器系統(tǒng)中各種洩漏量和相對位置。由于有較大的測量靈敏度，以及在測試整個系統(tǒng)中所需要的氦較少，從而減少兩次測試之間排空該系統(tǒng)的時間，這就大大縮短了完成一次漏氣試驗所需的時間。
權(quán)利要求
1.一種氣體示蹤檢漏系統(tǒng)，用于檢測漏到汽機-凝汽器系統(tǒng)中的空氣，該型裝置包括有一個裝備有壓力調(diào)節(jié)器的加壓示蹤氣體源，并通過供氣管路連接到一個噴頭上，用于將已測量的示蹤氣體導(dǎo)引到可能漏氣處；一個位于該汽機-凝汽器系統(tǒng)中的氣體檢測器，用于測量通過可能的漏氣處進(jìn)到該汽機-凝汽器系統(tǒng)中的示蹤氣體量，其特征在于，定量控制裝置，設(shè)在該示蹤氣體源和該噴頭裝置之間，用于控制示蹤氣體排放的時間間隔；以及積分電路裝置，用于積分該汽機-凝汽器系統(tǒng)中的一個氣體檢測器的輸出信號，以指示示蹤氣體總漏入量。
2.如權(quán)利要求1的檢測系統(tǒng)，包括耦接在該氣體源和噴頭之間的氣流通道中的裝置，用于限制氣體流量。
3.如權(quán)利要求2的檢測系統(tǒng)，其中的定量控制裝置包括有設(shè)在氣體源和噴頭之間的電子閥裝置，用于計量示蹤氣體排放時間。
4.按照權(quán)利要求3的本發(fā)明，其中的電子閥裝置包括有一個螺管操作閥和一個計時器，所述的計時器耦接到所述的閥上，用于操作所述閥在一預(yù)定的時間間隔之后中斷氣流。
5.如權(quán)利要求1所述的一種示蹤氣體檢漏系統(tǒng)，其中所述的定量控制裝置包括有定位在供氣管路中壓力調(diào)節(jié)器和噴頭之間的電子閥裝置，該裝置建立示蹤氣體的排放時間間隔，還包括一個耦合到計時器上的螺管操作閥，以及一個進(jìn)氣標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置布置在電子閥裝置和噴頭之間，用于輸送一預(yù)定量的示蹤氣體到該噴頭。
6.應(yīng)用一種類型的示蹤氣體檢測系統(tǒng)檢測漏入空氣的方法，該型系統(tǒng)包括有可調(diào)節(jié)壓力的示蹤氣體源;控制裝置，用于排放預(yù)定體積的示蹤氣體到噴頭上;泵裝置，耦接到汽機-凝汽器系統(tǒng)中，用于建立一比環(huán)境壓力低的內(nèi)部壓力;以及一個氣體檢測器，用于提供定量信號，指示在汽機-凝汽器系統(tǒng)中的示蹤氣體，該方法包括以下步驟借助控制的時間間隔和固定流量以選定的壓力輸送示蹤氣體的方法輸送預(yù)定量的示蹤氣體到該噴頭處;在可能漏氣處噴射上述定量的示蹤氣體;以及借助于積分該氣體檢測器的輸出信號來確定通過漏氣處進(jìn)到該汽機-凝汽器系統(tǒng)中的示蹤氣體總量。
全文摘要
一種改進(jìn)的示蹤氣體檢漏系統(tǒng)和方法，在汽機-凝汽器系統(tǒng)檢漏中用作漏氣的定量測試，其中有兩個新因素首先在可能漏氣處反復(fù)排放固定量的示蹤氣體，這是藉控制流量、壓力和排氣的時間間隔完成的。其次，用積分該檢測器響應(yīng)來確定相繼檢測到的汽機-凝汽器內(nèi)示蹤氣體的總量。
文檔編號G01M3/20GK1043200SQ8910887
公開日1990年6月20日 申請日期1989年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月30日
發(fā)明者卡倫·L·威伏爾, 邁克爾·特威道克里勃 申請人:西屋電氣公司