[发明专利]控制系统以及用于控制发电系统运行的方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及发电系统，确切地说，涉及控制系统、以及在控制发电系统运行时使用的方法。

背景技术

至少一些已知的发电系统包括燃气涡轮发动机等涡轮发动机，其包括转子组件。至少一些已知的转子组件包括转子轴、连接到转子轴的至少一个转子盘，以及连接到每个转子盘的多片周向间隔分布的叶片或桨叶。每片叶片或桨叶包括从平台朝外壳径向向外的翼片。

在至少一些已知燃气涡轮发动机的运行过程中，压缩机压缩空气，所述空气与燃料混合、并被传送到燃烧室。混合物随后被点燃，生成热燃烧气体，然后所得的热燃烧气体传送到涡轮机。涡轮机从燃烧气体中提取能量，用于为压缩机提供动力、并产生有用功，产生的有用功用于为发电机等负载提供动力，或者推动飞机飞行。但是，持续暴露在高温下可能对此类部件造成损坏，例如，腐蚀部件表面，并且/或者使部件发生热量相关的破裂。使用磨损或受损部件持续运行可能对其他部件造成额外损坏，并且/或者可能使涡轮发动机的其他部件出现故障。为保持例如转子组件内的温度水平，可使压缩机提取流通过转子组件。但是，此流可稀释热涡轮气体，不然的话，所述热涡轮气体会通过膨胀以产生更多用于涡轮发动机的功。因此，可减少涡轮发动机的功率输出。

发明内容

在一项实施例中，本发明提供一种控制系统。所述控制系统包括置于涡轮发动机内的至少一个传感器，其中所述传感器经配置以检测所述涡轮发动机内的至少一个第一运行参数。控制器连接到所述传感器，并且所述控制器经配置以接收所述涡轮发动机的至少一个第二运行参数。所述控制器还经配置以控制流向所述涡轮发动机内转子组件的流体流，以便所述流体大体均匀地分布在所述转子组件内，并且所述第一运行参数和所述第二运行参数中的至少一个小于至少一个阈值。

其中，所述控制器经配置以至少部分根据所述涡轮发动机的至少一个运行状态，来确定所述至少一个阈值。所述控制器可控制流向所述转子组件的二氧化碳气体、氮气和蒸汽中至少一个的流。所述控制器控制所述流体流，以使所述流体在至少一片涡轮叶片周围大体均匀地传送；或者，所述控制器可控制所述流体流，以使所述流体在至少一个盘体周围传送。所述控制器可控制所述流体流，以使所述流体被传送到设于第一盘体和第二盘体之间的空腔中。所述控制器通过控制所述流体的流量和所述流体的供应压力中的至少一个，来控制所述流体流。

在另一项实施例中，本发明提供一种发电系统。所述发电系统包括至少一个流体发生系统。包括转子组件的至少一个涡轮发动机通过至少一个管道连接到所述流体发生系统。至少一个控制阀连接到所述管道。至少一个控制系统连接到所述涡轮发动机和所述控制阀。所述控制系统包括置于所述涡轮发动机内的至少一个传感器，其中所述传感器经配置以检测所述涡轮发动机内的至少一个第一运行参数。控制器连接到所述传感器，并且所述控制器经配置以接收所述涡轮发动机的至少一个第二运行参数。所述控制器还经配置以控制流向所述转子组件的流体流，以便所述流体大体均匀地分布在所述转子组件内，并且所述第一运行参数和所述第二运行参数中的至少一个小于至少一个阈值。

所述控制器经配置以至少部分根据所述至少一个涡轮发动机的至少一个运行状态，来确定所述至少一个阈值。所述控制器可控制流向所述转子组件的二氧化碳气体、氮气和蒸汽中至少一个的流。所述转子组件包括至少一片涡轮叶片，所述控制器控制所述流体流，以使所述流体在所述至少一片涡轮叶片周围大体均匀地传送。或者，所述转子组件包括至少一个盘体，其中所述控制器控制所述流体流，以使所述流体在所述至少一个盘体周围传送。或者，所述转子组件包括第一盘体和第二盘体，所述第二盘体连接到所述第一盘体以在二者之间构成通道，所述控制器控制所述流体流，以使所述流体被传送到设于所述第一盘体和所述第二盘体之间的所述空腔中。所述控制器通过控制所述流体的流量和所述流体的供应压力中的至少一个，来控制所述流体流。

在又一项实施例中，本发明提供一种用于控制发电系统运行的方法。至少一个传感器置于涡轮发动机内。所述涡轮发动机内的至少一个第一运行参数通过所述传感器进行检测。所述涡轮发动机的至少一个第二运行参数通过控制器接收。流向所述涡轮发动机内转子组件的流体流通过所述控制器进行控制，以便所述流体大体均匀地分布在所述转子组件内，并且所述第一运行参数和所述第二运行参数中的至少一个小于至少一个阈值。