[发明专利]发电设备及其控制方法

说明书

本发明揭示了一种发电设备及其控制方法，其能在同步化时防止发电设备损伤，该发电设备包括：动力涡轮装置，利用工作流体产生电并供应给相邻的电网；工作流体供应管路，把工作流体传输到上述动力涡轮装置；工作流体回收管路，把从上述动力涡轮装置排放的工作流体加以传输；旁通管路，把上述工作流体供应管路的工作流体的一部分传输到上述工作流体回收管路；第一控制阀及第二控制阀，各自控制通过上述工作流体供应管路及旁通管路流动的工作流体的流量；及控制单元，根据上述动力涡轮装置状态及上述压力传感器的测量值控制上述第一控制阀及第二控制阀。

技术领域

本发明涉及一种发电设备，更详细地说，涉及一种利用超临界状态的工作流体产生电的发电设备。

背景技术

同步发电机通常是作为商业用发电机及非商业用发电机而供应兆瓦级的大规模电气的涡轮发电机。同步发电机向具有基于时间演变的可变荷载或需求的电网等处供电。为了向上述电网顺畅地供电，需要把同步发电机的频率调节成和电网的频率一致。同步发电机的频率和电网的频率不一致时可能会诱发同步发电机故障。

而且，电网的用电量急剧增加时，上述同步发电机可以在发电过程中以超速模式运行。此时，同步发电机中涡轮机、发电机及轴之类的移动零件会因为旋转速度提高而发生故障。

其中，利用超临界状态的工作流体发电的同步发电机在超速模式下工作流体的温度及压力过度提高而使得系统被加热，从而导致系统破损。

为此，人们不断要求开发出一种技术，在把利用工作流体发电的发电设备作为同步发电机使用的情形下，该技术能在同步化时阻止超速模式发生地控制发电设备而得以防止发电设备损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电设备及其控制方法，在把利用工作流体产生电的发电设备作为同步发电机使用的情形下，能在同步化时防止发电设备损坏。

本发明揭示一种发电设备，其包括：泵，压缩工作流体；热交换装置，使从上述泵供应的工作流体和外部热源进行热交换；动力涡轮装置，利用通过上述热交换装置加热的工作流体产生旋转力并且利用该旋转力产生电并供应给相邻的电网；冷凝器，把从上述动力涡轮装置排放的工作流体冷凝成液相形态；工作流体供应管路，一端连接到上述热交换装置而另一端则连接到上述动力涡轮装置，把从上述热交换装置排放的工作流体传输到上述动力涡轮装置；压力传感器，设置在上述工作流体管路，测量供应给上述动力涡轮装置的工作流体的压力；工作流体回收管路，一端连接到上述动力涡轮装置而另一端则连接到上述冷凝器，把从上述动力涡轮装置排放的工作流体传输到上述冷凝器；旁通管路，一端连接到上述工作流体供应管路而另一端则连接到上述工作流体回收管路，把上述工作流体供应管路的工作流体的一部分传输到上述工作流体回收管路；第一控制阀，设置在上述工作流体供应管路，控制通过上述工作流体供应管路流动的工作流体的流量；第二控制阀，设置在上述旁通管路，控制通过上述旁通管路流动的工作流体的流量；及控制单元，根据上述动力涡轮装置状态及上述压力传感器的测量值控制上述第一控制阀及第二控制阀。

上述控制单元包括和上述电网进行同步化时根据上述动力涡轮装置的涡轮机转数控制上述第一控制阀的第一控制单元、根据上述压力传感器的测量值控制上述第二控制阀的第二控制单元，和上述电网完成同步化后运转时，上述第一控制单元根据上述压力传感器的测量值控制上述第一控制阀，完成同步化后运转时，上述第一控制单元在上述压力传感器的测量值达到正常范围的下限值时增加第一控制阀的开度，上述第二控制单元在上述压力传感器的测量值达到正常范围的上限值时增加上述第二控制阀的开度，进行停机(shut-down)运转时，上述第一控制单元关闭上述第一控制阀的开度，上述第二控制单元则增加上述第二控制阀的开度。