[發明專利]渦輪速度與加速度限制器

在審

• 申請號: 201780042546.5
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN109415949A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: R.索里亞諾;X.卡利耶;J.L.拉布魯尼
• 申請（專利權）人: 通用電器技術有限公司
• 主分類號: F01D17/08
• 分類號: F01D17/08;F02C9/28;F01D21/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;金飛

一種用于控制到蒸汽渦輪(1)中的蒸汽輸入的方法，渦輪(1)包括高壓外殼(2)、至少一個減壓外殼(3,4,5,6)以及輸入蒸汽控制系統(13)，高壓外殼(2)和至少一個減壓外殼(3)包括用于蒸汽輸入的控制閥(8,10)。蒸汽輸入控制系統(13)管理以下步驟：確定渦輪(1)的速度(14)和加速度(15)中的至少一個；將確定的速度和/或加速度分別與預先限定的速度閾值(16)和預先限定的加速度閾值(17)進行比較；當確定的速度和/或加速度超過預先限定的閾值(18,19)時，控制系統(13)啟用速度與加速度限制器(20)。

技術領域

本發明大體上涉及發電廠蒸汽渦輪，且更具體地涉及一種用于控制到這樣的蒸汽渦輪中的蒸汽輸入的方法。

背景技術

典型地，發電廠蒸汽渦輪是將加壓蒸汽的熱能轉換為機械能的裝置。通過由鍋爐產生蒸汽來獲得熱能。因而，得到的蒸汽流在需要的壓力和溫度下供應給蒸汽渦輪。

渦輪將蒸汽流轉換成用于驅動用于產生電能的發電機的轉子的扭矩。具體地，借助于使轉子與蒸汽渦輪互連的渦輪軸來驅動發電機的轉子。

通常，發電機與交流電網聯接，以用于通過多條傳輸線而將產生的電能分配給消費者。為了獲得電能的從發電機到電網的輸送，重要的是，發電機和電網是同步的，使得發電機的頻率匹配電網的頻率。

由鍋爐供應的蒸汽進入高壓蒸汽外殼。通過截止閥和控制閥來進行高壓外殼中的輸入。

在蒸汽在高壓外殼中膨脹之后，蒸汽被送至水氣分離器再熱器，水氣分離器再熱器抽出水氣且對蒸汽進行再加熱，以用于防止腐蝕和侵蝕。

因而，通過中壓截止閥和控制閥來將干燥的且再加熱的蒸汽輸入減壓外殼(其大體上為中壓蒸汽外殼)中，且然后將蒸汽輸入一個或多個低壓蒸汽外殼中。某些蒸汽渦輪未設有中壓外殼，且蒸汽通過低壓截止閥和控制閥而從水氣分離器再熱器直接傳到低壓外殼。

在出現瞬態(諸如切換到廠用負荷的渦輪運行模式、切換到甩負荷或當出現電網短路時)的情況下，由發電機施加的反抗扭矩減小或消失，且穿過渦輪的蒸汽流導致渦輪加速。

由熱動力與電力負荷之間的扭矩不平衡引起的渦輪超速行進可導致對軸系的機械約束和渦輪發電機組的不可用。

在現有技術水平下，解決方案在于使中壓輸入閥或低壓輸入閥(如果不存在中壓外殼)從渦輪起動起、從負荷處于額定負荷的5%-40%之間起保持開啟。預先限定的負荷分布用于降低不穩定性。然而，僅限定有限數目的用以表征瞬態的分布。扭矩不平衡的瞬態經常是突然的、不可預測的，且它們的幅度和分布難以表征。因此，該解決方案不允許對所有類型的瞬態作出響應。

另一個解決方案在于向控制閥發送關閉和再開啟命令。然而，該解決方案的缺點在恢復時間以及控制閥應力上。

而且，對于在中壓閥的下游(尤其在水氣分離器再熱器與中壓外殼之間，以及在中壓外殼與低壓外殼之間)具有大的死體積的渦輪來說，這些解決方案是不適當的或不足夠的。

發明內容

因此，本發明旨在通過提供一種用于控制到發電廠蒸汽渦輪中的蒸汽輸入的方法來克服這些缺點，該方法能夠防止渦輪的過大的速度和/或加速度(它們可導致對于電網來說的渦輪不可用)。

因而，本發明提出了一種用于控制到蒸汽渦輪中的輸入蒸汽的方法，渦輪包括高壓外殼、至少一個減壓外殼以及輸入蒸汽控制系統，高壓外殼和至少一個減壓外殼包括用于蒸汽輸入的控制閥。

蒸汽輸入控制系統管理以下步驟：確定渦輪的速度和加速度中的至少一個；將確定的速度和/或加速度分別與預先限定的速度閾值和預先限定的加速度閾值進行比較；當確定的速度和/或加速度超過預先限定的閾值時，控制系統啟用速度與加速度限制器。