[发明专利]入口歧管、跳闸控制系统、跳闸歧管系统及其操作方法以及测试方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求享有2012年6月8日提交的美国专利临时申请61/657366的优先权，通过引用将其并入本文。

技术领域

总体上本发明涉及一种例如结合涡轮机使用的冗余的电子可控且可测试的跳闸系统，更具体地，涉及当涡轮机以一种在测试期间不会妨碍涡轮机跳闸的方式运行时，以及以一种在涡轮机跳闸系统联网运行时能实现跳闸系统的泄放组件的断开联接和移除的方式运行时，用于控制和测试涡轮机跳闸组件的设备和方法。

背景技术

液压控制系统通常被用于控制发电机械，比如涡轮机。已知的液压控制系统可以包括跳闸控制系统或被配置为在检测到异常运行条件或其他系统故障时停止涡轮机(即，使涡轮机跳闸)的其他保护系统。不幸地，与跳闸控制系统相连以正确运行的一个或多个组件的失效可能妨碍在紧急情况下涡轮机的跳闸运行，这可能导致涡轮机严重损坏和其他灾难，比如电厂员工的损害和受伤。

已有的紧急跳闸系统例如通用电气公司(GE)制造的机械式紧急跳闸系统，包括若干通过管道连在一起的组件(例如阀、调节器、阻断器、端口等)，从而形成一种机械运行的跳闸系统。按纯机械的观点，阻断和泄放功能都通过使用非冗余的液压驱动阀来实现。但是，在某些情况下，这个系统已经被改装过从而包含了执行泄放操作以从根据三分之二表决方案运行涡轮机的蒸汽阀跳闸回路中泻出或排出压力的电子控制冗余的泄放阀。一旦执行了泄放操作，然而，GE的机械式跳闸系统要求阻断对蒸汽阀控制端口的液压流体输送。这种机械系统导致具有那些可能造价高昂的分离部件的设计庞大复杂。另外，GE的机械式跳闸系统要求操作者人工地执行阻断部件的测试。再有，GE的机械式跳闸系统的阻断系统的机械本质要求操作者前往涡轮机现场，这是不期望的。

自动跳闸系统已经被研发出来了，其中所述机械调节器和相关联动装置被能自动执行跳闸操作的控制器取代，所述自动跳闸系统典型地包括单独的隔开阀或者被限制为跳闸系统的泄放功能。特别地，如前面关于改装GE涡轮机系统所述那样，已知的是使用被连接到控制器的三个一组的控制阀来执行用于实现涡轮机跳闸控制系统内泄放功能的三分之二表决方案。在这种配置中，每个控制阀操作两个DIN阀，所述DIN阀以这样一种方式被彼此连接，即，保证如果三分之二控制阀被打开，则通过两个一组的DIN阀产生液压路径从而使得压力被从给涡轮机提供蒸汽的蒸汽阀的跳闸端口泄放。在蒸汽阀的跳闸端口的压力损失使得蒸汽阀关闭并跳闸或停止涡轮机的运行。利用这种配置，在需要或要求的情况下，任何一个控制阀的失效，都不会妨碍跳闸操作被执行，同样的，在不需要跳闸的情况下将不会引起跳闸发生。另外，因为所述三分之二表决的方案，在涡轮机运行期间能测试泄放回路的单个组件而不会引起跳闸发生。

不幸地，跳闸控制系统的阻断回路或阻断部分是控制回路的一个很重要的部分，并且在很多系统中，没有方法能在阻断回路中提供冗余的以保证如果其及其组件之一因此失效，阻断回路也正确运行，而且没有电子地测试或运行所述阻断回路的方法。事实上，很多已知涡轮机跳闸控制系统的阻断回路必须人工操作，这是很困难的，因为这要求操作者在跳闸运行的泄放部分发生之后前往并实际手工操作阻断回路的组件(通常位于涡轮机附近)。同样地，在采用人工操作组件的系统中，没有远程测试跳闸控制系统的阻断部分的运行的简单方法。

在解决这些系统中诸多不足的一个尝试中，美国专利No.7874241公开了一种与例如涡轮机配合使用的跳闸控制系统，其包括具有在压力供给管线内串联的两个或多个冗余的阻断阀的阻断回路，所述冗余的阻断阀用以阻断在压力供给管线内的液压流体供给，还包括具有在跳闸管线和返回或切断管线之间并联的两个或多个泄放阀的泄放回路，所述泄放阀用以从跳闸系统泄放液压流体。所述阻断阀和泄放阀在一种程序或安全控制器的控制下由一个或多个控制阀驱动，所述控制阀以通过先采用至少一个泄放阀执行泄放功能然后采用至少一个阻断阀执行阻断功能来引起跳闸。另外，压力传感器被设置在跳闸控制系统内的多个位置，并向控制器提供反馈，使得控制器能在涡轮机运行期间单独地测试每一个阻断阀和泄放阀，而不会导致涡轮机真的跳闸。以这种方式，通过提供冗余的的阻断功能和泄放功能，以及使得在涡轮机联网并运行的时候阻断回路和泄放回路的单独组件能被测试，但在测试期间，如果需要的话，不会妨碍涡轮机被跳闸，美国专利No.7874241的跳闸控制系统提供了可靠的跳闸操作。