[发明专利]水轮机转轮实时状态评估和生命周期管理预测系统

权利要求书

1.水轮机转轮实时状态评估和生命周期预测系统，其特征在于：包括数据输入端、数据处理单元和数据输出端；所述数据输入端包括水轮机组实时的运行数据输入端和转轮固有特性信息数据输入端；

所述水轮机组实时的运行数据输入端连接有若干用于检测水轮机组实时的运行数据和水文环境数据的实时数据检测单元，所述转轮固有特性信息数据输入端用于输入对应所述水轮机组实时的运行数据参数下的机组机械状态数据，以及对应所述水文环境数据参数下的机械特性受环境影响变化数据；进一步的，所述水轮机组实时的运行数据输入端连接有用于检测机组运行时的工况类数据、状态类监测数据以及机组过流水质泥沙含量和机组过流水质PH值的实时数据监测模块；其中所述工况类数据包括水头、出力、效率和尾水位数值；所述状态类监测数据包括流道压力、全流道压力脉动、机组振动摆度监测数据、推力以及导轴承瓦温数据；

所述转轮固有特性信息数据输入端输入的机组机械状态数据包括机组机械数据、水轮机转轮运转特性曲线和检修历史数据以及机组安装数据；

所述机组机械数据包括弹性模量、材质成分、屈服强度、抗拉强度和S-N曲线的转轮材质信息，和包括转轮尺寸、不平衡重量、表面粗糙度和残余应力的转轮设计与制造数据，以及电站水质和泥沙对转轮磨损影响的相关系数和理论预测曲线；

所述轮机转轮运转特性曲线包括等效率线、等开度线、吸出高度等值线、等空化系数线、压力脉动等值线、出力限制线、转轮叶片转角等值线、关键位置处的静态应力以及关键位置处的动态应力和变形曲线；

所述检修历史数据包括转轮历次故障和修复信息；

所述机组安装数据包括机组安装时的轴系摆度数据、转轮与顶盖止漏环间隙安装值、转轮与底环止漏环间隙安装值；

所述数据处理单元接收所述数据输入端的输入数据，并将水轮机组实时的运行数据输入端的输入数据与转轮固有特性信息输入端的输入数据进行比对，找出转轮固有特性信息数据中与水轮机组实时的运行数据和机械特性受环境影响变化数据对应的数据，对包括转轮止漏环间隙、转轮疲劳寿命和转轮运行状态进行定期评估；

所述数据输出端包括信息显示单元。

2.如权利要求1所述的水轮机转轮实时状态评估和生命周期预测系统，其特征在于：所述机组过流水质泥沙含量是根据多年每月份统计值确定的。

3.如权利要求1所述的水轮机转轮实时状态评估和生命周期预测系统，其特征在于：所述水轮机组实时的运行数据输入端输入的机组机械状态数据也包括实时运行的机组的机械数据、水轮机转轮运转特性曲线和检修历史数据以及机组安装数据；

且所述水轮机组实时的运行数据输入端输入的等效率线、等开度线、吸出高度等值线、等空化系数线、压力脉动等值线、出力限制线、转轮叶片转角等值线，是将若干转轮运行工况S_ijk汇同水轮机模型转轮综合特性曲线以及真机稳定性实验结果数据，经过数据读取和比对计算得到的，其中，设H为机组运行水头，N为机组出力，Z为机组尾水位，等效率线η_ij＝η(H_i,N_j)、等开度线α_ij＝α(H_i,N_j)、吸出高度等值线Hs_ij＝Hs(H_i,N_j)、等空化系数线σ_ij＝σ(H_i,N_j)、5％出力限制线P_5％-ij＝P_5％(H_i,N_j)、压力脉动等值线转轮叶片转角等值线θ_ij＝θ(H_i,N_j)，其中，i＝0,1,2,...,n₁，n₁为样本数，j＝0,1,2,...,n₂，n₂为样本数，k＝0,1,2,...,n₃，n₃为样本数。