一种小流量蒸汽用的单缸双轴悬臂转子试验汽轮机的制作方法

本实用新型涉及一种汽轮机，具体涉及一种单缸双轴悬臂转子试验汽轮机。

背景技术：

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。

级：一列喷嘴和其后的一列动叶组成的级。

单级汽轮机：只有一个级组成的汽轮机。

多级汽轮机：由多个级组成的汽轮机。

冲动式汽轮机：喷嘴中膨胀，动叶中做功。

反动式汽轮机：喷嘴和动叶中各膨胀50％。

常规试验汽轮机一般采用单转子结构，即汽轮机的所有级均安装在同一根转子上，这样需要测量的试验级性能不能与其它级区分开来，无法准确测量湿蒸汽状态下的单级叶片的性能。

公开号为203669940U，公开日为2014年06月25日的实用新型专利公开了一种单缸双轴悬臂转子试验机汽轮机，该实用新型主要通过控制调整级的转速与功率值调整试验级的进汽湿度和汽流状态，将试验级的功率与调整级区分开，以测量湿蒸汽状态下的单级性能，该实用新型主要适用于大于每小时30吨蒸汽流量的试验测试，并且测量的性能是利用水力测功器测量试验级的做功性能，也即功率值，然而，当进入调整级的蒸汽流量低于每小时30吨时，小流量蒸汽不足以推动试验级运转，也就无法实现准确测量试验级叶片的动应力测试。

技术实现要素：

本实用新型是为解决现有试验级汽轮机无法适用在小流量蒸汽下实现准确测量试验级叶片的动应力测试的问题，进而提供一种小流量蒸汽用的单缸双轴悬臂转子试验汽轮机。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：一种小流量蒸汽用的单缸双轴悬臂转子试验汽轮机，它包括前段转子、后段转子、调整级、试验级和气缸；前段转子和后段转子相间布置在气缸内，调整级通过叶轮安装在前段转子上，试验级通过叶轮安装在后段转子上；

它还包括调速电机、电阻应变片式传感器、无线应变采集及信号收发模块和电源；调 速电机的输出轴与后段转子的转子轴连接；

电阻应变片式传感器的应变计粘贴在试验级的叶片的背弧面上，无线应变采集及信号收发模块安装在与试验级连接的叶轮上，电阻应变式传感器的应变计通过引线与无线应变采集及信号收发模块连接，无线应变采集及信号收发模块将信号发送给外界的计算机；

电源给无线应变采集及信号收发模块供电；

电阻应变片式传感器、无线应变采集及信号收发模块和电源均绝缘封装在气缸内。

本实用新型的有益效果是：采用单缸双轴悬臂转子结构，将调整级和试验级分别安装在前后段互无连接的转子上，可将试验级的功率与调整级区分开，以准确测量湿蒸汽状态下的单级性能；两转子可实现在同一汽缸内不同转速下的独立运行；本实用新型可进行核电机组末级长叶片的性能测试与动应力测试。

当向调整级叶片输送流量为每小时30吨的合格的小流量蒸汽后，蒸汽推动调整级叶片运转，进而实现前段转子旋转，由于小流量的蒸汽推动调整级叶片经气缸后不足以推动试验级叶片运行，根据前段转子的转动情况，启动变频调速电机带动后段转子和试验级的叶片运转，保持后段转子的运转速率与前段转子的运转速率接近或相等，此时，试验级的叶片在湿蒸汽状态下运转，运转过程中通过电阻应变片式传感器的弹性明感元件把试验级的叶片产生的应变量转换成形变，经应变计转换成电阻变化，经无线应变采集及信号收发模块将电压信号处理，然后信号以无线方式收发传输出去并输送至外界计算机。实现了试验级叶片动应力的测试。

本实用新型结构简单，设计合理，既可以将试验级与调整级区分开，以准确测量湿蒸汽状态下的单级叶片的动应力性能。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为采用无线应变采集及信号收发模块测量单级叶片动应力性能的原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明，本实施方式的一种小流量蒸汽用的单缸双轴悬臂转子试验汽轮机，它包括前段转子1、后段转子5、调整级2、试验级4和气缸3；前段转子1和后段转子5相间布置在气缸3内，调整级2通过叶轮安装在前段转子1上，试验级4通过叶轮安装在后段转子5上；

它还包括调速电机6、电阻应变片式传感器7、无线应变采集及信号收发模块8和电源9；调速电机6的输出轴与后段转子5的转子轴连接；

电阻应变片式传感器7的应变计粘贴在试验级4的叶片的背弧面上，无线应变采集及 信号收发模块8安装在与试验级4连接的叶轮上，电阻应变式传感器7的应变计通过引线与无线应变采集及信号收发模块8连接，无线应变采集及信号收发模块8将信号发送给外界的计算机10；

电源9给无线应变采集及信号收发模块8供电；

电阻应变片式传感器7、无线应变采集及信号收发模块8和电源9均绝缘封装在气缸3内。

本实施方式的无线应变采集及信号收发模块8采用滤波放大单元、微处理器和信号无线收发单元组成的模块。

电阻应变片式传感器7的弹性明感元件把试验级4的叶片产生的应变量转换成形变，经应变计转换成电阻变化，经无线应变采集及信号收发模块8的滤波放大单元将电压信号放大滤波，经微处理器采集和预处理，将提取的应变特征信号传输给无线收发单元然后以无线方式收发传输出去，信号输送至外界的计算机10。

电阻应变片式传感器7的应变计可粘贴在试验级4的叶片的叶根或叶型或叶顶，或者叶根、叶型和叶顶上同时粘贴，可选取试验级4的少量叶片粘贴.同时粘贴在叶根、叶型和叶顶上的电阻应变片式传感器7分别将信号传输给无线应变采集及信号收发模块8到外界的计算机10，得到的试验级4的叶片的综合动应力性能。

电阻应变片式传感器7、无线应变采集及信号收发模块8和电源9均绝缘封装在气缸3内可采用钎料熔化将罩壳和叶片或叶轮钎焊在一起，其中，无线应变采集及信号收发模块8和电源9均绝缘封装在试验级的叶轮上，钎料的涂敷和钎焊过程中不会对叶片材料的机械性能造成影响，应变片连接的导线接头从导线接头出口穿出后，用高压密封接头将所述出口密封并与无线应变采集及信号收发模块8连接，最终实现绝缘封装在罩壳及气缸内。

具体实施方式二：结合图1说明，本实施方式的调速电机6为变频调速电机。如此设置，使用方便，调速精度高，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明，本实施方式的电源9为锂电池。如此设置，取材易得，使用方便。其它与具体实施方式一或二相同。