Un kit de adquisición automática de datos para su uso en un bastidor de ensayo de integridad hidráulica para ensayar un sistema de barras de estator refrigerado por líquido,

comprendiendo el kit de adquisición automática de datos:

un elemento (12) de manguito que incluye unos conectores extremos (18) que pueden sujetarse entre el sistema de barras de estator refrigerado por líquido y el kit de ensayo de la integridad hidráulica, comprendiendo el elemento de manguito una pluralidad de receptáculos (16) de sensor a través de una superficie exterior; al menos un sensor (20) de presión operativamente asegurable en un segundo de los receptáculos de sensor al menos una sonda (22) de temperatura que tiene un conector (24) de salida operativamente asegurable a un primero de los receptáculos de sensor;

al menos un sensor (20) de presión operativamente asegurable a un segundo de los receptáculos de sensor una unidad (26) de control que recibe una salida desde la al menos una sonda de temperatura y el al menos un sensor de presión, estando adaptada la unidad de control para calcular un coeficiente de fugas en base a las señales de salida recibidas desde los sensores;

caracterizado porque la al menos una sonda (22) de temperatura comprende una sonda de temperatura alargada insertable en el interior del sistema de barras de estator refrigerado por líquido, comprendiendo la sonda de temperatura múltiples zonas (28) de sensor separadas a lo largo de la sonda de temperatura.

Procedimiento y dispositivo de ensayo de la integridad.

La presente invención se refiere a un kit de adquisición automática de datos que está compuesto por un equipo de adquisición de datos, sensores de presión, y sensores de temperatura junto con el equipo mecánico que se utiliza con los bastidores de ensayo de integridad hidráulica (HIT) para ensayar los sistemas de barras de estator refrigerados por líquido localizados dentro de los generadores eléctricos. El kit proporciona capacidades de adquisición automática de datos para las tareas de los ciclos de disminución de presión y disminución del vacío, una mayor precisión de los datos de disminución de presión y disminución del vacío, y un tiempo de ciclo reducido. Una lógica informática calcula los coeficientes de fuga para cada una de estas tareas. Adicionalmente, el equipo puede utilizarse para determinar y/o compensar las fugas en el equipo de ensayo.

Los equipos dinamoeléctricos grandes, tales como generadores, típicamente utilizan sistemas ramificados de refrigeración por fluido. Ciertas partes de dichos equipos, tales como las bobinas del estator, son refrigeradas internamente mediante la circulación de un líquido. Generalmente, la atmósfera operacional de estas partes es hidrógeno presurizado. La presión del refrigerante en la bobina es menor, por diseño, que la presión del ambiente de hidrógeno. Teóricamente, una fuga en una bobina que porta refrigerante debería permitir la entrada de hidrógeno en la bobina antes que evacuar el fluido a la atmósfera. Desafortunadamente, una burbuja de dicho gas de hidrógeno dentro de la bobina es suficiente para bloquear al menos parcialmente el paso del refrigerante fluido, creando así puntos calientes que deterioran el aislamiento del estator, disminuyen la conductividad y finalmente provocan la parada del equipo.

Los ensayos periódicos de la conductividad en los estatores son útiles en la prevención de accidentes y paradas no programadas del equipo. El resultado de tales ensayos depende, hasta cierto punto, de que primero se eliminen todos los fluidos y contaminantes de las líneas de refrigeración. Los protocolos de ensayo periódico también son útiles para determinar avisos anticipados de roturas en la integridad de las líneas, por minúsculas que sean. En la Patente Estadounidense Nº 5.287.726 se da a conocer un bastidor de ensayo de la integridad hidráulica.

El documento US 6 367 311 B1 da a conocer un procedimiento para ensayar las fugas en el estator refrigerado por agua de un generador, y un bastidor de ensayo para utilizar con el procedimiento.

El documento US 4 766 557 da a conocer un aparato para monitorizar las fugas de gas de hidrógeno dentro del sistema de refrigeración por agua de las bobinas del estator de un generador eléctrico refrigerado por hidrógeno.

El documento US 3 755 702 da a conocer máquinas dinamoeléctricas refrigeradas por gas y por líquido; y, en particular, un medio para aumentar temporal e intermitentemente el flujo volumétrico del refrigerante líquido a través del sistema de refrigeración líquida.

Uno de los ensayos efectuados con la utilización de bastidores de HIT es un ensayo de la disminución de la presión, que mide la caída de presión a lo largo del tiempo en un sistema de barras de estator refrigerado por líquido de un generador, que tenga una fuga potencial. Los procedimientos actuales para llevar a cabo el ciclo de ensayo de la disminución de la presión consisten en llevar a cabo el ensayo durante un periodo de veinticuatro horas y registrar manualmente las lecturas cada hora. Sin embargo, con un coeficiente de muestreo de una lectura por hora y con el registro manual de puntos de datos que incluyen la presión interna, la presión atmosférica y múltiples lecturas de la temperatura pueden producirse inexactitudes. Adicionalmente, las mediciones de volumen imprecisas correspondientes a las tuberías internas del bastidor de HIT, los tanques de presión, las válvulas y las tuberías de interconexión entre el bastidor de HIT y el generador falsean los datos introducidos para los cálculos del ciclo de disminución de la presión, añadiendo un nivel de imprecisión a los resultados. Adicionalmente, las mediciones imprecisas de la temperatura pueden socavar el ensayo debido a la dependencia de la temperatura con respecto a la presión interna. Adicionalmente, puede reducirse significativamente el periodo de veinticuatro horas para el ensayo con el fin de acortar el tiempo de parada total.

Otra ensayo efectuado con la utilización de bastidores de HIT es un ensayo de la disminución del vacío, que mide un aumento de la presión a lo largo del tiempo en un sistema de barras de estator refrigerado por líquido, con una fuga potencial, tras ser puesto en un estado de vacío o de presión reducida. Sin embargo, en los procedimientos convencionales de ensayo de la disminución del vacío también se producen problemas similares a los del ensayo de la disminución de la presión.

En un aspecto de la invención, se proporciona un kit de adquisición automática de datos para su uso en un bastidor de ensayo de la integridad hidráulica para ensayar un sistema de barras de estator refrigerado por líquido según lo definido en la reivindicación 1.

En otro aspecto de la invención, en la reivindicación 4 se proporciona un procedimiento para adquirir datos automáticamente para ensayar un sistema de refrigeración de un generador.

A continuación se describirán realizaciones de la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La FIGURA 1 muestra un kit de adquisición automática de datos dispuesto entre un sistema de barras de estator refrigerado por líquido y un bastidor de ensayo de la integridad hidráulica; y La FIGURA 2 muestra el kit de adquisición automática de datos de la FIGURA 1 con una sonda de temperatura que se extiende dentro del interior del sistema de barras de estator refrigerado por líquido.

El kit de adquisición automática de datos (ADL) de la presente invención funciona con cualquier sistema de barras de estator refrigerado por líquido de un generador y con cualquier bastidor de HIT que pudiera utilizarse para ensayar el sistema de refrigeración de un generador. Con referencia a la FIG. 1, el kit 10 de ADL está instalado entre el sistema de barras de estator SB y el kit de HIT. El propio kit es un paquete autocontenido que aloja los diversos componentes de hardware, incluyendo sensores de presión, sensores de temperatura, cableado, adaptadores, hardware de ordenador listo para usar, etc. El robusto sistema utiliza adaptadores para conectarse a las líneas existentes entre las tuberías del generador y el bastidor de HIT.

Un elemento 12 de manguito está provisto de una válvula 14 de aislamiento y unos receptáculos 16 de sensor a modo de conexiones para los sensores de temperatura y presión. La válvula 14 de aislamiento puede ser de cualquier construcción adecuada y asegura un sellado eficaz y positivo, diseñado para una larga duración en campo, para bloquear selectivamente el flujo al bastidor de HIT. Los extremos del elemento 12 de manguito están provistos de unos conectores extremos 18 para facilitar la conexión con las líneas existentes. Un conector extremo adecuado es el Quick Flange, Modelo NW 50 ISO-QF, comercializado por JPS Vacuum Products, de Norwalk, Connecticut.

El elemento 12 de manguito está provisto de unos elementos de conexión para alojar tres o más sensores 20 de presión de manera que los sensores estén protegidos para su uso en campo. Al utilizar tres sensores 20 de presión, tales como transductores de presión, puede utilizarse hardware y lógica de ordenador para monitorizar simultáneamente los tres sensores 20 y detectar si uno de los sensores de presión está fallando por comparación con las otras dos lecturas. Como consecuencia, pueden asegurarse unas lecturas precisas de la presión mediante la utilización del bastidor de HIT.

Con referencia a la FIG. 2, una sonda 22 de temperatura puede insertarse en el interior del sistema SB de barras de estator refrigerado por líquido y subsiguientemente acoplarse a un conector 24 de salida durante el montaje. El conector 24 de salida permite transmitir las señales o datos de la sonda 22 de temperatura hasta una unidad 26 de control (descrita a continuación) . La sonda 22 de temperatura está preferiblemente provista de múltiples zonas 28 de monitorización de la temperatura. En la FIG. 2 se muestran tres zonas 28. Las zonas 28 de temperatura están... [Seguir leyendo]

1. Un kit de adquisición automática de datos para su uso en un bastidor de ensayo de integridad hidráulica para ensayar un sistema de barras de estator refrigerado por líquido, comprendiendo el kit de adquisición automática de datos:

un elemento (12) de manguito que incluye unos conectores extremos (18) que pueden sujetarse entre el sistema de barras de estator refrigerado por líquido y el kit de ensayo de la integridad hidráulica, comprendiendo el elemento de manguito una pluralidad de receptáculos (16) de sensor a través de una superficie exterior; al menos un sensor (20) de presión operativamente asegurable en un segundo de los receptáculos de sensor al menos una sonda (22) de temperatura que tiene un conector (24) de salida operativamente asegurable a un primero de los receptáculos de sensor;

al menos un sensor (20) de presión operativamente asegurable a un segundo de los receptáculos de sensor una unidad (26) de control que recibe una salida desde la al menos una sonda de temperatura y el al menos un sensor de presión, estando adaptada la unidad de control para calcular un coeficiente de fugas en base a las señales de salida recibidas desde los sensores; caracterizado porque la al menos una sonda (22) de temperatura comprende una sonda de temperatura alargada insertable en el interior del sistema de barras de estator refrigerado por líquido, comprendiendo la sonda de temperatura múltiples zonas (28) de sensor separadas a lo largo de la sonda de temperatura.

2. Un kit de adquisición automática de datos de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual cada una de las múltiples zonas de sensor comprende múltiples sensores (30) de temperatura.

3. Un kit de adquisición automática de datos de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende múltiples sensores

(20) de presión operativamente asegurables en al menos un correspondiente receptáculo (16) de sensor.

4. Un procedimiento para adquirir datos automáticamente para ensayar un sistema de refrigeración de un generador con el kit de adquisición de datos de cualquier reivindicación precedente, comprendiendo el procedimiento:

(a) adquirir datos referentes a la temperatura y a la presión dentro del sistema de refrigeración de un generador, siendo recibidos los datos desde unas salidas de sensor acopladas operativamente con el sistema de refrigeración de un generador.

(b) calcular automáticamente un coeficiente de fugas en base a los datos adquiridos.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende adicionalmente designar el coeficiente de fugas calculado en (b) como SUPERACIÓN o FALLO de acuerdo con unas condiciones predefinidas.

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual la etapa (b) se pone en práctica de acuerdo con:

239, 36·V { M1+ B1 M 2+ B2 }

L _· _

H 273, 15+ T1 273, 15+ T 2

en donde:

L = Coeficiente de Fugas (3, 27741 E-07 m3/s)

V = Volumen de ensayo (0, 028316847 m3)

H = Tiempo de ensayo (s)

B1, B2 = Presión atmosférica (3386, 388 Pa) Inicial (B1) y Final (B2)

M1, M2 = Presión (3386, 388 Pa) de la bobina Inicial (M1) y Final (M2)

T1, T2 = Temperatura (º C) de la bobina Inicial (T1) y Final (T2)

7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual la etapa (b) se pone en práctica de acuerdo con:

3, 06·V · P ·10 4

L __

T

en donde: L = Coeficiente de Fugas (3, 27741 E-07 m3/s) P = Cambio en la Presión, P2-P1 (133, 322 Pa) T = Tiempo de ensayo (3600 s) V = Volumen de ensayo (0, 028317 m3)