专利名称：用于控制涡轮机的阀的方法和系统的制作方法
用于控制涡轮机的阀的方法和系统技术领域
本申请涉及2010年12月16日提交的共同转让的美国专利申请12/969876[GE档案号238815] ;2010年12月16日提交的美国专利申请12/969889[GE档案号238821];以及2010年12月16日提交的美国专利申请12/969906 [GE档案号238828]。
本发明大体涉及涡轮机；并且更具体而言，涉及用于独立地限制进入蒸汽轮机的区段的蒸汽流量的方法和系统。
背景技术：
蒸汽轮机普遍用于动力装置、发热系统、船舶推进系统和其它热应用与动力应用中。蒸汽轮机典型地包括在预定的压力范围内操作的至少一个区段。这可包括高压(HP) 区段；以及再热或中压(IP)区段。容纳在这些区段内的旋转元件普遍安装在轴向轴上。一般来说，控制阀和截流阀分别控制通过HP和IP区段的蒸汽流量。
蒸汽轮机的正常操作包括三种不同的状态，它们是启动、加载和停机。启动状态可看作其中旋转元件开始转动直到蒸汽流过所有区段为止的操作状态开端。一般来说，启动状态不会在特定负载处终止。加载状态可看作其中进入区段的蒸汽的量增加直到蒸汽轮机的输出为大约期望负载为止的操作状态；例如额定负载。停机状态可看作这样的操作状态其中蒸汽轮机负载减小，并且进入各个区段中的蒸汽流量逐渐停止，而且其上安装了旋转元件的转子减慢到盘车装置(turning gear)速度。
一些蒸汽轮机操作员在大多数加载状态期间采用均衡流量策略。此策略设法供应等量的蒸汽流量通过各个区段。这里，控制系统通过定位相关联的阀的命令来控制蒸汽流量。在启动和停机操作状态期间普遍使用其它控制方案。
在结合有级联旁路系统的蒸汽轮机的启动期间，可通过旁通阀来使蒸汽转移到截流阀，同时控制阀基本关闭。这里，截流阀可执行蒸汽轮机的初始速度/负载控制。然后， 在预定的负载范围处，控制阀主要提供速度/负载控制，同时截流阀被偏置打开。其它操作可导致IP区段的显著加载，同时进入HP区段中的蒸汽流量大大减少。因此，不均衡流量可提高转子上的净推力。
对于在启动、加载和停机操作状态期间控制蒸汽轮机的已知方法存在一些问题。 目前已知的方法可为不利地保守的。这些方法可降低操作柔性，需要较大的机械构件，而且还潜在地降低蒸汽轮机所输送的净输出。因此，存在对用于提高蒸汽轮机的操作柔性的方法和系统的期望。发明内容
根据本发明的一个实施例，一种限制进入涡轮机的蒸汽流量的方法(500)，方法 (500)包括提供包括设置在第一区段(112)和第二区段(114)内的转子(115)的涡轮机 (102)，其中，在转子(115)的周围的流径允许蒸汽在第一区段(112)和第二区段(114)之间流体地连通；提供构造成控制进入第一区段(112)的蒸汽流量的第一阀(118)，以及构造成控制进入第二区段(114)的蒸汽流量的第二阀(120);接收为第一阀(118)和第二阀 (120)提供基准行程的命令(510);以及确定操作参数(520)，其中，操作参数(520)限制与命令有关的基准行程；其中，操作参数(520)独立于命令而控制通往第一区段(112)或第二区段(114)中的至少一个的蒸汽流量。在本发明的一个实施例中，第一区段(112)包括HP 区段(112)，而第二区段(114)则包括IP区段(114)。
方法(500)可进一步包括在命令和操作参数之间选择最小值的步骤(530);其中， 最小值确定第一阀(118)和第二阀(120)的基准行程。这里，涡轮机(102)可呈蒸汽轮机 (102)的形式。
操作参数可以物理要求为基础，该物理要求包括下者中的至少一个压力、温度、 流率或它们的组合。这里，操作参数可包括下者中的至少一个轴向推力、转子应力、蒸汽压力或物理范围。
操作参数的值可由传递函数算法确定，该传递函数算法构造成独立地限制进入第一区段(112)或第二区段(114)中的至少一个中的蒸汽流量。传递函数算法可基于过渡状况、装置状况或物理要求中的至少一个来限制蒸汽流量。
在本发明的一个备选实施例中，一种用于提高动力装置的操作柔性的方法(500)， 方法(500)可包括提供包括蒸汽轮机(102)的动力装置，其中，蒸汽轮机(102)包括HP区段(112)和部分地设置在HP区段(112)中的转子(115)，其中，在转子(115)的周围的流径允许蒸汽在HP区段(112)内流体地连通以及接合转子(115);提供构造成控制进入HP区段(112)的蒸汽流量的第一阀(118);接收速度/负载命令(510);其中，速度/负载命令为第一阀(112)提供基准行程；以及确定操作参数(520);其中，操作参数构造成限制与速度 /负载命令有关的第一阀(112)的行程；其中，操作参数独立于速度/负载命令而控制进入 HP区段(112)中的蒸汽流量。
在本发明的另一个备选实施例中，一种用于提高动力装置的操作柔性的系统 (100)，该系统可包括包括蒸汽轮机(102)的动力装置，其中，蒸汽轮机(102)包括壳体 (112，114)和部分地设置在壳体(112，114)中的转子(115)，其中，在转子(115)的周围的流径允许蒸汽在壳体内行进以及接合转子(115);构造成控制进入壳体(112，114)的蒸汽流量的第一阀(112);以及构造成执行以下步骤的控制系统(106):接收速度/负载命令 (510);其中，速度/负载命令为第一阀(118)提供基准行程；以及确定操作参数(520);其中，操作参数构造成限制与速度/负载命令有关的第一阀(118)的行程；其中，操作参数独立于速度/负载命令而控制第一阀(118)的基准行程。
图I是示出了本发明的一个实施例可在其中操作的动力装置现场的示意图。
图2是示出了用于控制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的传统系统的示意图。
图3是示出了根据本发明的一个实施例的、用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的系统的不意图。
图4是示出了根据本发明的一个备选实施例的、用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的另一个系统的示意图。
图5是示出了根据本发明的另一个备选实施例的、用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的方法的一个实例的流程图。
图6是根据本发明的一个实施例的、用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的控制系统的框图。
具体实施方式
本发明具有的技术效果是，通过提供用于独立地控制进入各个区段的蒸汽流量的方法和系统来提高蒸汽轮机的操作柔性。此方法的益处可包括(但不限于)将轴向推力负载保持在容许极限内、提高操作柔性、提供用以扩大操作边界的动态方法。
优选实施例的以下详细描述参照了附图，附图示出了本发明的特定实施例。具有不同结构和操作的其它实施例不偏离本发明的范围。
可在本文中使用某些术语仅仅为了方便读者，而不应当作对本发明的范围的限制。例如，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“水平”、“竖直”、“上游”、 “下游”、“前部”、“后部”等等的词语仅描述图中显示的构造。事实上，本发明的一个实施例的元件或多个元件可以任何方向定向，而且术语因此应当理解为包含这样的变型，除非作出其它规定。
在本文中公开了详细的实例实施例。但是，为了描述实例实施例的目的，本文公开的特定结构和功能细节仅是代表性的。但是，实例实施例可以许多备选形式体现，而不应理解为限于仅在本文中阐述的实施例。
因此，虽然实例实施例能够有各种修改和备选形式，但是它们的实施例在图中是以实例的方式示出的，并且将在本文中进行详细描述。但是，应当理解，不意图使实例实施例限于公开的特定形式，而是相反，实例实施例将覆盖落在实例实施例的范围内的所有修改方案、等效方案和备选方案。
将理解，虽然在本文中可用用语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些用语的限制。这些用语仅用来将一个元件与另一个元件区别开。例如，第一元件可称为第二元件，而且类似地，第二元件可称为第一元件，而不偏离实例实施例的范围。如本文所用，用语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
本文所用的术语仅是为了描述特定实施例，而不意图限制实例实施例。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地作出其它指示。将进一步理解，当在本文中使用时，用语“包括”和/或“包含”规定了存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件，但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、 步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合。
本发明可应用于各种各样的蒸汽轮机。本发明的一个实施例可应用于或者单个蒸汽轮机或者多个蒸汽轮机。
现在参看附图，其中各种标号在若干幅视图中表示相同元件，图I是示出了部署在现场100(例如(但不限于)动力装置现场100)中的蒸汽轮机102的示意图。图I示出了具有蒸汽轮机102、再热器单元104、控制系统106和发电机108的现场100。
如图I中所示出，蒸汽轮机102可包括第一区段110和第二区段112。在本发明的各种实施例中，蒸汽轮机102的第一区段110和第二区段112可为高压(HP)区段110、中压 (IP)区段112。在本发明的各种其它实施例中，HP区段110也可称为壳体110，而IP区段112还可称为额外的壳体112。另外，蒸汽轮机102还可包括第三区段114。在本发明的一个实施例中，第三区段114可为低压(LP)区段114。蒸汽轮机102还可包括转子115，转子 115可设置在蒸汽轮机102的第一区段110、第二区段112和第三区段114内。在本发明的一个实施例中，在转子115的周围的流径可允许蒸汽在HP区段110和IP区段112之间流体地连通。
如图I中所示出，蒸汽轮机102可包括分别用于控制进入第一区段110和第二区段112的蒸汽流量的第一阀116和第二阀118。在本发明的各种实施例中，第一阀116和第二阀118可为分别用于控制进入HP区段110和IP区段112的蒸汽流量的控制阀116和截流阀118。
在蒸汽轮机102的操作期间，从HP区段110抽出的蒸汽可流过再热器单元104， 在再热器单元104中，在流入IP区段112中之前，蒸汽的温度被升高。随后，蒸汽可通过截流阀118而被从再热器单元104抽出，并且流入IP区段112和LP区段114中，如图I中所示出。然后蒸汽可离开工作IP区段112和LP区段114，并且流入冷凝器(未在图中示出)中。
图2是示出了用于控制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的传统系统200的示意图。 图2和本文的有关论述代表已知方法。如图2中所示出，系统200可包括速度/负载管理器202。速度/负载管理器202可产生可控制通过HP区段110和IP区段112的蒸汽流量的速度/负载命令。
如图2中所示出，比较器方框204在比较蒸汽轮机102的实际速度与蒸汽轮机102 的基准速度之后产生误差信号。乘法器方框206然后接收比较器方框204的输出。这里，误差信号乘以增益，以产生误差调节信号。这用来在误差信号和蒸汽轮机102的当前负载之间建立关系。接下来，求和结点208接收乘法器方框206的输出和涡轮负载基准。求和结点208然后产生流量基准信号。然后，最小值选择方框210接收求和结点208的输出。最小值选择方框210的其它输入可包括其它功能，例如(但不限于)入口压力控制器、入口压力限幅器、阀位置限幅器等等。最小值选择方框210比较输入信号，进行选择，并且然后输出输入信号的最有限制性的值。这里，该输出可看作速度/负载命令。
如图2中所示出，速度/负载命令可产生用于使控制阀116和截流阀118有行程的基准命令。随后，系统200可将基准行程应用于控制阀116和截流阀118。此已知方法典型地产生通过HP区段110和IP区段112的基本相等的蒸汽流量。此已知方法还可导致蒸汽轮机102有较小的操作柔性。
图3至6是示出了根据本发明的实施例的、用于独立地控制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的系统和方法的示意图。如所论述的那样，均衡流量可看作设法对各个区段110、 112提供等量的蒸汽流量的方法和/或控制原理。本发明的实施例结合了不均衡流量方法和/或控制原理。这里，可有意使进入各个区段110、112的蒸汽流量不均衡，以将蒸汽轮机的操作控制到其真实边界，从而提高涡轮102的操作柔性。这可通过独立地实时控制进入各个区段110、112的蒸汽的量而得以实现。本发明的实施例可为各个区段110、112提供单独的流量限幅器等等。这些流量限幅器可独立地对基本控制进入各个区段110、112的蒸汽流量的相应的阀(CV、IV)起作用。
本发明的实施例可结合已知方法和控制原理的部分。在通过限制动作而有意使蒸汽轮机的各个区段110、112之间的蒸汽流量不均衡时，这可允许速度/负载控制方案(等等)保持起作用。
图3是示出了根据本发明的一个实施例的、用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的系统300的示意图。在图I中也有所示出的控制系统106可接收速度/负载管理器202所产生的速度/负载命令。其它实施例可提供不接收速度/负载命令的控制系统106。
控制系统106可构造成控制第一阀116和第二阀118。在本发明的一个实施例中， 控制系统106可为第一阀116和第二阀118确定速度/负载命令和基准行程。控制系统 106还可构造成确定与第一区段110相关联的操作参数，以及与第二区段112相关联的操作参数。操作参数可包括(但不限于)轴向推力、转子应力、蒸汽压力等等。在本发明的一个实施例中，操作参数至少部分地以一个或多个物理要求为基础。物理要求可包括(但不限于)压力、温度、流率或它们的组合。
在确定各个操作参数之后，控制系统106可至少部分地基于操作参数来单独地限制第一阀116和第二阀118的基准行程。这些操作可独立于速度/负载命令而单独地控制进入HP区段110和IP区段112的蒸汽流量。
如图3中所示出，控制系统106的一个实施例可包括流量限幅器302和304，它们用来基于确定的操作参数来限制进入相应的区段110、112中的蒸汽流量。流量限幅器302 可为用于限制HP区段110中的蒸汽流量的控制阀流量限幅器(以下称为“CV流量限幅器 302”)。流量限幅器304可为用于限制IP区段112中的蒸汽流量的截流阀流量限幅器(以下称为“IV流量限幅器304”)。
在本发明的一个实施例中，控制系统106还可包括用于在速度/负载命令和流量限幅器302和304的输出之间选择最小值的最小值选择方框306和308。然后，控制系统 106可基于选定的最小值来为控制阀116和截流阀118确定基准行程。在本发明的一个实施例中，最小值选择方框306可在速度/负载命令和CV流量限幅器302的输出之间选择最小值。这里，控制系统106可利用该最小值来为控制阀116确定基准行程。类似地，最小值选择方框308可在速度/负载命令和IV流量限幅器304的输出之间选择最小值。然后，控制系统106可利用该最小值来为截流阀118确定基准行程。
图4是示出了根据本发明的一个备选实施例的、用于限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的另一个系统的示意图。如图4中所示出，控制系统106可接收速度/负载管理器 202所产生的速度/负载命令，如所论述的那样。然后，控制系统106可包括采用传递函数算法的限幅器模块402和404。限幅器模块402可为用以控制HP区段110中的蒸汽流量的流量限幅器302的元件，而且可在流量限幅器304中提供限幅器模块404，以控制IP区段 112中的蒸汽流量。
在本发明的一个实施例中，传递函数算法可确定操作参数的值。传递函数算法可构造成独立地控制进入蒸汽轮机102的第一区段110和/或第二区段112中的蒸汽流量。 在本发明的一个实施例中，传递函数算法可基于过渡状况、动力装置的状况或物理要求中的至少一个来限制蒸汽流量。物理要求可包括(但不限于)压力、温度、流率或它们的组合。
在本发明的一个实施例中，传递函数算法可构造成确定对应于当前操作状况的HP 区段110中的最大容许蒸汽流量值和IP区段112中的最大容许蒸汽流量值。这里，CV流量限幅器302可持续监测HP区段110中的蒸汽流量。CV流量限幅器302还可跟踪蒸汽轮机102是否在动态操作边界内操作。具体而言，CV流量限幅器302可比较HP区段110中的实际蒸汽流量与HP区段110中的容许蒸汽流量。这里，如果HP区段110中的当前蒸汽流量小于HP区段110中的容许蒸汽流量，则控制系统106可提高CV流量限幅器302的输出。
在使用中，在初始启动期间，可首先将CV流量限幅器302的输出设定成大于最小值选择方框210所产生的速度/负载命令的值。然后，最小值选择方框306可选择速度/ 负载命令和CV流量限幅器302的输出的最小值。因此，可基于来自最小值选择方框210的速度/负载命令来调节控制阀116。但是，当HP区段110中的当前蒸汽流量大于或等于HP 区段110的容许蒸汽流量时，CV流量限幅器302的输出可从初始设定值改变。如果HP区段110中的当前蒸汽流量小于HP区段110中的容许蒸汽流量，则可不需要限制动作。在本发明的一个实施例中，IV流量限幅器304也可执行类似的限制动作。
在本发明的一个实施例中，由CV流量限幅器302执行的限制动作可通过限制通过控制阀116的蒸汽流量来减小在级联旁路启动或类似的操作的期间出现的转子应力。因此，可使蒸汽流量不均衡，从而允许各个区段110、112在其本身的操作边界内操作。这种有意的不均衡方法可提高蒸汽轮机102的操作柔性。
如将理解的那样，本发明可体现为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)，或者结合软件和硬件方面的实施例(这在本文中全部都一般地称为“电路”、“模块”或“系统”)的形式。此外，本发明可采取在计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，计算机可用存储介质具有嵌入介质中的计算机可用程序代码。
可使用任何合适的计算机可读介质。计算机可用或计算机可读介质可为例如(但不限于)电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体的实例(非穷举性列表)将包括下者具有一根或多根导线的电连接件、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPR0M 或闪存)、光纤、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、传输介质(例如支持互联网或内部网的那些)或磁存储装置。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可为纸张或程序印刷在其上的另一种合适的介质，因为可通过例如对纸张或其它介质进行光学扫描来以电子的方式获取该程序，然后对其进行编译、解析，或者以其它合适的方式进行处理， 如有必要，以及然后将该程序存储在计算机存储器中。在本文的语境中，计算机可用或计算机可读介质可为可包含、存储、传递、传播或传送程序的任何介质，以便由指令执行系统、设备或装置使用或者与它们结合起来使用。
用于执行本发明的操作的计算机程序代码可用面向对象的编程语言编写，例如 Java 7、Smalltalk语言或C++等等。但是，用于执行本发明的操作的计算机程序代码还可用传统的过程编程语言编写，例如“C”编程语言，或类似的语言。程序代码可完全在用户的计算机上执行、作为单机软件包而部分在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上以及部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过局域网(LAN)或广域网(WAN)来连接到用户的计算机上，或者可连接到外部计算机上(例如，利用互联网服务提供商而通过互联网)。
以下参照根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述本发明。将理解，流程图和/或方框图的各个方框以及流程图和/或方框图中的方框的组合可由计算机程序指令实现。可将这些计算机程序指令提供给公用计算机、专用计算机或其它可编程的数据处理设备的处理器，以产生机器，使得通过计算机或其它可编程的数据处理设备的处理器来执行的指令产生用于实现流程图和/或方框图的方框或多个方框中规定的功能/动作的手段。
这些计算机程序指令也可存储在计算机可读存储器中，计算机可读存储器可指示计算机或其它可编程的数据处理设备以特定的方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实现流程图和/或方框图的方框或多个方框中规定的功能/动作的指令手段的制造品。计算机程序指令也可加载到计算机或其它可编程的数据处理设备上，以促使待在计算机或其它可编程的设备上执行的一系列操作步骤产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程的设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或方框图的方框中规定的功能/动作的步骤。
本发明可包括具有限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的技术效果的控制系统106 等等。本发明可构造成自动地为控制阀116和截流阀118确定基准行程。备选地，控制系统106可构造成需要用户动作来起动操作。本发明的控制系统106的一个实施例可如单机系统那样起作用。备选地，控制系统106可在较宽泛的系统(例如(但不限于)涡轮机控制器或蒸汽动力装置控制系统)内结合为模块等等。
现在参看图5，图5是示出了根据本发明的另一个备选实施例的、用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的方法500的一个实例的流程图。方法500可设有蒸汽轮机102，例如 (但不限于)蒸汽轮机等等。在本发明的一个实施例中，蒸汽轮机102可包括部署在现场 100(例如动力装置现场)中的蒸汽轮机102。蒸汽轮机102可包括第一区段110。在本发明的一个实施例中，蒸汽轮机还可包括第二区段112。另外，转子115可部分地设置在第一区段110内。在转子115的周围的流径可允许蒸汽在第一区段110内流体地连通以及接合转子115。在本发明的一个实施例中，转子115可部分地设置在第一区段110和第二区段 112内，如所论述的那样。在本发明的一个实施例中，蒸汽轮机102还可包括第三区段114。 第三区段114可看作LP区段114，如在图I中所示出的那样。
方法500可操作用于控制通过第一区段110的蒸汽流量的第一阀116。方法500 还可操作用于控制通过第二区段112的蒸汽流量的第二阀118。这里，第一阀116和第二阀 118可呈控制阀116和截流阀118的形式，控制阀116和截流阀118可分别控制进入HP区段110和IP区段112的蒸汽流量。
在步骤510中，方法500可接收速度/负载命令。速度/负载命令可为第一阀116 提供基准行程。在本发明的一个实施例中，速度/负载命令还可为第二阀118提供基准行程。可使用速度/负载管理器202来产生速度/负载命令。在本发明的一个实施例中，方法500可使得控制系统106能够接收来自速度/负载管理器202的速度/负载命令。
在步骤520中，方法500可为各个区段110、112确定单独的操作参数。如所论述的那样，操作参数可包括(但不限于)轴向推力、转子应力、蒸汽压力等等。另外，操作参数可至少部分地以物理要求为基础，例如(但不限于)压力、温度、流率或它们的组合。在本发明的一个实施例中，该方法可使得控制系统106能够确定操作参数。操作参数可构造成限制与速度/负载命令有关的第一阀116的基准行程。在本发明的一个实施例中，操作参数可构造成限制与速度/负载命令有关的第一阀116和第二阀118的基准行程。
在步骤530中，方法500可在速度/负载命令和操作参数之间选择最小值。
在步骤540中，方法500可基于选定的最小值来限制进入各个区段110、112中的蒸汽进入量。这里，控制系统106可基于该最小值来为第一阀116和第二阀118确定基准行程，这可独立于速度/负载命令。
方法500的一个实施例可结合传递函数算法来确定操作参数的值或值的范围。传递函数算法可构造成独立地限制进入蒸汽轮机102的第一区段110或第二区段112中的至少一个中的蒸汽流量。在本发明的一个实施例中，传递函数算法可构造成独立地限制进入 HP区段110和/或IP区段112中的蒸汽流量。
图6是根据本发明的一个实施例的、用于限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的控制系统106的非限制性实例的方框图。本发明的实施例可通过图6中未示出的控制机构等来实现。这个其它控制机构可结合(但不限于)机械系统、气动系统、模拟系统、机电系统、 电气系统、电子系统、数字系统或它们的任何组合。
现在参看图6，方法500的要素可嵌入控制系统106中且由该控制系统106执行。 控制系统106可包括一个或多个用户或客户通讯装置602或类似的系统或装置(在图6中示出了两个)。各个通讯装置602可为例如(但不限于)计算机系统、个人数字助理、蜂窝电话，或能够发送和接收电子讯息的类似装置。
通讯装置602可包括系统存储器604或本地文件系统。系统存储器604可包括例如(但不限于)只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。ROM可包括基本输入/输出系统(BIOS)。BIOS可包含有助于在通讯装置602的元件或构件之间传输信息的基本例程。 系统存储器604可包含操作系统606，以控制通讯装置602的整体操作。系统存储器604还可包括浏览器608或网页浏览器。系统存储器604还可包括用于限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的、可类似于或者包括图5中的方法500的要素的数据结构610或计算机可执行代码。
系统存储器604可进一步包括可与图5中的方法500结合起来使用的模板高速缓冲存储器612，以限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量，以及提高操作柔性。
通讯装置602还可包括处理器或处理单元614，以控制通讯装置602的其它构件的操作。操作系统606、浏览器608和数据结构610可在处理单元614上运行。处理单元614 可通过系统总线616来联接到存储系统604和通讯装置602的其它构件上。
通讯装置602还可包括多个输入装置(I/O)、输出装置或组合输入/输出装置 618。各个输入/输出装置618可通过输入/输出接口(未示出)来联接到系统总线616 上。输入和输出装置或组合I/O装置618允许用户操作通讯装置602且与其交互，以及控制浏览器608和数据结构610的运行，以访问、操作和控制软件来限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量。I/O装置618可包括用以执行本文论述的操作的键盘和计算机点指装置等等。
I/O装置618还可包括例如(但不限于)硬盘驱动器、光学、机械、磁或红外输入 /输出装置、调制解调器等等。可使用I/O装置618来访问存储介质620。该介质620可包含、存储、传递或传送计算机可读或计算机可执行指令或其它信息，以便由诸如通讯装置 602的系统使用或与其结合起来使用。
通讯装置602还可包括其它装置或连接到其它装置上，例如显示器或监视器622。监视器622可允许用户与通讯装置602交互。
通讯装置602还可包括硬盘驱动器624。硬盘驱动器624可通过硬盘驱动器接口 (未示出)来联接到系统总线616上。硬盘驱动器624还可形成本地文件系统或系统存储器604的一部分。可在系统存储器604和硬盘驱动器624之间转移和交换程序、软件和数据，以操作通讯装置602。
通讯装置602可与单元控制器626通讯，并且可通过网络628来访问其它服务器或类似于通讯装置602的其它通讯装置。系统总线616可通过网络接口 630来联接到网络 628上。网络接口 630可为用于联接到网络628上的调制解调器、以太网卡、路由器、网关等等。该联接可为有线或无线连接。网络628可为互联网、私用网、内部网等等。
单元控制器626还可包括系统存储器632，系统存储器632可包括文件系统、ROM、 RAM等等。系统存储器632可包括类似于通讯装置602中的操作系统606的操作系统634。 系统存储器632还可包括用于限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量的数据结构636。数据结构636可包括与关于用于限制进入蒸汽轮机102的蒸汽流量以及提高动力装置的操作柔性的方法500所描述的那些类似的操作。服务器系统存储器632还可包括其它文件638、应用程序、|吴块等等。
单元控制器626还可包括处理器或处理单元642，以控制单元控制器626中的其它装置的操作。单元控制器626还可包括I/O装置644。I/O装置644可类似于通讯装置 602的I/O装置618。单元控制器626可进一步包括其它装置646，例如监视器等，以将接口与I/O装置644 —起提供给单元控制器626。单元控制器626还可包括硬盘驱动器648。 系统总线650可连接单元控制器626的不同构件。网络接口 652可通过系统总线650将单元控制器626联接到网络628上。
图中的流程图和步骤图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可行实现的架构、功能性和操作。在这点上，流程图或步骤图中的各个步骤可表示代码的模块、片段或一部分，代码包括用于实现规定的逻辑功能(一个或多个)的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些备选实现中，步骤中提到的功能可不按图中提到的顺序出现。例如，连续显示的两个步骤实际上可基本同时执行，或者步骤有时可按相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性。还将注意，方框图和/或流程图的各个步骤以及方框图和/ 或流程图中的步骤的组合可由基于专用硬件的执行规定功能或动作的系统或专用硬件和计算机指令的组合实现。
虽然在本文中示出和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员理解，打算实现同一目的的任何布置均可取代所显示的特定实施例，而且本发明在其它环境中有其它应用。本申请意图覆盖本发明的任何修改或变型。所附权利要求无论如何都不意图使本发明的范围限于本文描述的特定实施例。
本领域普通技术人员将理解，以上关于若干实施例所描述的许多各不相同的特征和构造可进一步选择性地应用来形成本发明的其它可行实施例。本领域技术人员将进一步理解，没有提供或详细论述本发明的所有可行重复，但是被若干所附权利要求或以别的方式包含的所有组合和可行实施例意图为本申请的一部分。另外，根据本发明的若干实施例的以上描述，本领域技术人员将认识到改进、改变和修改。在本领域技术内的这样的改进、 改变和修改也意图由所附权利要求覆盖。另外，应当显而易见的是，前述内容仅涉及本申请的所描述的实施例，但是可在本文中作出许多改变和修改，而不偏离所附权利要求及其等效方案所限定的本申请的精神和范围。
权利要求
1.一种限制进入涡轮机的蒸汽流量的方法(500)，所述方法(500)包括提供包括设置在第一区段(112)和第二区段(114)内的转子(115)的涡轮机(102)，其中，在所述转子(115)的周围的流径允许蒸汽在所述第一区段(112)和所述第二区段(114) 之间流体地连通；提供构造成控制进入所述第一区段(112)的蒸汽流量的第一阀(118);以及构造成控制进入所述第二区段(114)的蒸汽流量的第二阀(120)；接收为所述第一阀(118)和所述第二阀(120)提供基准行程的命令(510);以及确定操作参数(520)，其中，所述操作参数(520)限制与所述命令有关的所述基准行其中，所述操作参数(520)独立于所述命令而控制通往所述第一区段(112)或所述第二区段(114)中的至少一个的蒸汽流量。
2.根据权利要求I所述的方法(500)，其特征在于，所述方法(500)进一步包括在所述命令和所述操作参数之间选择最小值的步骤(530);其中，所述最小值确定所述第一阀 (118)和所述第二阀(120)的基准行程。
3.根据权利要求2所述的方法(500)，其特征在于，所述涡轮机(102)包括蒸汽轮机 (102)。
4.根据权利要求3所述的方法(500)，其特征在于，所述操作参数以物理要求为基础， 所述物理要求包括下者中的至少一个压力、温度、流率或它们的组合。
5.根据权利要求4所述的方法(500)，其特征在于，所述操作参数包括下者中的至少一个轴向推力、转子应力、蒸汽压力或物理范围。
6.根据权利要求5所述的方法(500)，其特征在于，所述操作参数的值由传递函数算法确定，所述传递函数算法构造成独立地限制进入所述第一区段(112)或所述第二区段 (114)中的至少一个的蒸汽流量。
7.根据权利要6所述的方法(500)，其特征在于，所述传递函数算法基于过渡状况、装置状况或所述物理要求中的至少一个来限制所述蒸汽流量。
8.根据权利要求3所述的方法(500)，其特征在于，所述第一区段(112)包括HP区段 (112)，而所述第二区段(114)包括IP区段(114)。
9.一种提高动力装置的操作柔性的方法(500)，所述方法(500)包括提供包括蒸汽轮机(102)的动力装置，其中，所述蒸汽轮机(102)包括HP区段(112) 和部分地设置在所述HP区段(112)中的转子(115)，其中，在所述转子(115)的周围的流径允许蒸汽在所述HP区段(112)内流体地连通以及接合所述转子(115)；提供构造成控制进入所述HP区段(112)的蒸汽流量的第一阀(118)；接收速度/负载命令(510);其中，所述速度/负载命令为所述第一阀(112)提供基准行程；以及确定操作参数(520);其中，所述操作参数构造成限制与所述速度/负载命令有关的所述第一阀(112)的所述行程；其中，所述操作参数独立于所述速度/负载命令而控制通往所述HP区段(112)的蒸汽流量。
10.一种用于提高动力装置的操作柔性的系统(100)，所述系统包括包括蒸汽轮机(102)的动力装置，其中，所述蒸汽轮机(102)包括壳体(112，114)和部分地设置在所述壳体(112，114)中的转子(115)，其中，在所述转子(115)的周围的流径允许蒸汽在所述壳体内行进以及接合所述转子(115)；构造成控制进入所述壳体(112，114)的蒸汽流量的第一阀(112);以及构造成执行以下步骤的控制系统(106)接收速度/负载命令(510);其中，所述速度/负载命令为所述第一阀(118)提供基准行程；以及确定操作参数(520);其中，所述操作参数构造成限制与所述速度/负载命令有关的所述第一阀(118)的所述行程；其中，所述操作参数独立于所述速度/负载命令而控制所述第一阀(118)的所述基准行程。
全文摘要
本发明涉及用于控制涡轮机的阀的方法和系统。提供了一种用于限制进入蒸汽轮机的蒸汽流量的方法和系统。该方法和系统可有意使分配在蒸汽轮机的区段之间的蒸汽流量不均衡。蒸汽轮机至少包括第一区段、第二区段和设置在各个区段内的转子。该方法可接收速度/负载命令等等，速度/负载命令为与第一区段相关联的第一阀以及与第二区段相关联的第二阀提供基准行程。该方法还可确定可限制与速度/负载命令有关的基准行程的操作参数。该操作参数可独立于速度/负载命令而为蒸汽轮机的各个区段确定容许蒸汽流量。
文档编号F01D17/24GK102536348SQ201110437490
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者D·A·贝克, D·萨特亚纳拉亚纳, S·C·克卢格, S·迪帕尔马 申请人:通用电气公司