制器29执行的控制算法。该算法与涡轮膨胀机13的级数无关地应用，该涡轮膨胀机13例如使用在上面提及的US 2011/0305556中公开的算法与从动涡轮机21独立地由控制器25控制。
[0060]现再次转向至图5，附图示出了如下。利用适当的传感器，测量入口压力Pl和出口压力P2，并将测量值输送至控制器29。传感器41测量在图5中以SI指示的实际旋转速度，并且所述值输送至控制器29。
[0061]控制器29检查测得的速度SI是否在设定操作速度附近的公差范围内，该设定操作速度对应于两个涡轮膨胀机级13A、13B的设计速度，考虑齿轮箱20的速度比。在图5的图中，要求的恒定速度指示为DS。+/-AS指示期望的速度值DS附近的公差范围。
[0062]如果测得值SI在公差范围内，那么不采取动作并且控制器29反复进行算法步骤。如果测得的速度值Si在公差范围外，那么控制器检查这种测量值是否低于最小可接受的速度值DS- Λ S。如果是这种情况，那么控制器29生成信号，该信号借助于伺服促动器40关闭第二组可移动入口导叶。否则，即，如果测得值SI高于DS+ Λ S，那么控制器导致第二组可移动入口导叶打开。
[0063]事实上，低于最小可容许值DS-AS的旋转速度降指示可从涡轮膨胀机13获得的功率足以处理当前流动穿过从动涡轮机21的流体的流速。关闭从动涡轮机21的可移动入口导叶组27降低由从动涡轮机21处理的流体的流速，因而将旋转速度增加回在值DS附近的可容许公差范围内。
[0064]在相反的情况下，如果速度SI超出最大阈值DS+Λ S，那么可从涡轮膨胀机13获得的机械功率高于处理流动穿过从动涡轮机21的流体的实际流速所需的机械功率。可处理更高的流速，以便完全利用输出轴19Α上的可获得的机械功率，并且因而打开从动涡轮机21的可移动入口导叶27，来允许处理更高的流速。
[0065]虽然在本文中描述的主题的公开的实施例已经在附图中显示，并且尤其且详细结合数个示范实施例在上面完全描述，但是本领域技术人员将明白的是，许多修改、改变以及省略是可能的，而本质上不脱离在本文中提出的新颖教导、原理和构思，以及在所附权利要求中叙述的主题的优点。因而，公开的创新的适当范围应当仅由所附权利要求的最广泛的释义确定，以便包括所有此种修改、改变和省略。此外，任何工序或方法步骤的顺序或次序可根据备选实施例而改变或重新排序。
【主权项】
1.一种涡轮膨胀机和从动涡轮机系统，其包括: 涡轮膨胀机，其构造成用于使第一流体膨胀并且包括具有一个膨胀机叶轮的至少一个膨胀机级； 至少第一组可移动入口导叶，其处于所述至少一个膨胀机级的入口处； 从动涡轮机，其构造成用于处理与所述第一流体不同的第二流体，并且包括至少一个涡轮机叶轮； 第二组可移动入口导叶，其处于所述涡轮机叶轮的入口处； 机械传动装置，其在所述涡轮膨胀机与所述从动涡轮机之间； 和控制器，其连接至所述第二组可移动入口导叶，并且构造为用于控制所述第二组可移动入口导叶，来调整所述涡轮机和所述从动涡轮膨胀机的旋转速度；其中，所述控制器构造成用于接收关于所述旋转速度的信息并且控制所述第二组可移动入口导叶，来将所述旋转速度调整为处于期望的速度值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一组可移动入口导叶构造成用于控制所述第一流体的至少一个参数。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一流体的所述参数是流体压力。
4.根据权利要求1或2或3所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成用于通过排外地控制所述第二组可移动入口导叶来将所述旋转速度调整为处于所述期望值。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成用于将所述旋转速度维持在恒定速度值附近的范围内。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，控制所述第一组可移动入口导叶，以用于使由所述涡轮膨胀机生成的功率最大化。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一流体是闭合热力学循环的工作流体。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一流体是包括热源的热回收循环的工作流体。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，控制所述第一组可移动入口导叶，以基于可从所述热源获得的热来调整所述涡轮膨胀机的操作条件。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述热回收循环是有机兰金循环。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述从动涡轮机包括压缩机。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成基于所述压缩机的操作参数来调整所述第二组可移动入口导叶的位置。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述压缩机的所述操作参数包括所述压缩机的吸引压力、入口温度、输送压力、和输送温度。
14.一种操作系统的方法，所述系统包括:涡轮膨胀机；从动涡轮机，其由所述涡轮膨胀机机械地驱动；至少第一组可移动入口导叶，其在所述涡轮膨胀机处；第二组可移动入口导叶，其在所述从动涡轮机处；所述方法包括以下步骤: 使第一流体穿过所述涡轮膨胀机膨胀，且以此生成机械功率； 借助于由所述涡轮膨胀机生成的所述机械功率使所述从动涡轮机旋转； 通过所述从动涡轮机处理与所述第一流体不同的第二流体； 控制所述第二组可移动入口导叶，以用于调整所述从动涡轮机和所述涡轮膨胀机的旋转速度。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述旋转速度通过排外地控制所述第二组可移动入口导叶来调整。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，包括控制所述第二组可移动入口导叶，以用于将所述旋转速度维持在恒定值附近的范围内的步骤。
17.根据权利要求14、15或16所述的方法，其特征在于，包括控制所述第一组可移动入口导叶，以用于使由所述涡轮膨胀机生成的机械功率最大化的步骤。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的方法，其特征在于，包括借助于所述第一流体从热源回收热，并且在所述涡轮膨胀机中将所述热部分地转换成机械功率的步骤。
【专利摘要】涡轮膨胀机和从动涡轮机系统包括：涡轮膨胀机(13)，其构造成用于使第一流体膨胀并且包括带有一个膨胀机叶轮的膨胀机级；第一组可移动入口导叶(23)，其在膨胀机级的入口处；从动涡轮机(21)，其构造成用于处理第二流体并且包括涡轮机叶轮；第二组可移动入口导叶(27)，其在涡轮机叶轮的入口处；机械传动装置(19)，其在涡轮膨胀机和从动涡轮机之间；和控制器(25、29)，其连接至第二组可移动入口导叶(27)，并且构造为用于控制第二组可移动入口导叶(27)，以用于调整从动涡轮机和所述涡轮膨胀机的旋转速度。
【IPC分类】F01D17-16, F02C9-20, F02C7-36, F02C6-18
【公开号】CN104822906
【申请号】CN201380051456
【发明人】G.马里奥蒂, P.德尔特科, M.贝尔蒂, G.兰迪
【申请人】诺沃皮尼奥内股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2013年9月27日
【公告号】CA2886300A1, EP2917506A1, WO2014053421A1