用于检查单轴设施的超转速保护装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检查单轴设施的超转速保护装置的方法。
【背景技术】
[0002]在用于产生电能的单轴设施中，将燃气轮机、蒸汽轮机和发电机设置在共同的线路(Strang)上。在单轴设施正常运行中，将电能馈入到电网中并且将线路以对应于单轴设施的额定转速，例如50Hz或60Hz的转速旋转。在故障情况下，尤其在连接在发电机上的电负载下降的情况下，能够将转速提高到高于额定转速的数值。当转速达到临界转速时，单轴设施承受超量的机械负载和热负载，这引起单轴设施的使用寿命的缩短。
[0003]在达到极限值转速时，超转速保护装置起作用，所述超转速保护装置禁止线路的转速进一步提高，其中常规地将极限值转速选择为，使得其位于额定转速和临界转速之间。通常，通过使单轴设施在测试运行中运行的方式来检查超转速保护装置，在所述测试运行中相对于常规运行中的极限值转速来降低极限值转速以便由此在测试运行期间避免单轴设施的超量负载。
[0004]然而期望的是，在测试运行中应用与正常运行中相同的极限值转速。此外，这种测试在一些国家，例如在南韩是强制规定的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:实现一种用于检查单轴设施的超转速保护装置的方法，其中该方法不导致单轴设施的超量负载。
[0006]用于检查具有燃气轮机、发电机和蒸汽轮机的单轴设施的超转速保护装置的根据本发明的方法具有如下步骤:a)在单轴设施的额定转速下和在将电负载连接到发电机上的情况下运行单轴设施，其中将负载选择为小至，使得在甩负载之后单轴设施的转速提高，以至于转速保持低于蒸汽轮机极限值转速，所述蒸汽轮机极限值转速低于燃气轮机极限值转速，其中超转速保护装置构建为，使得一旦蒸汽轮机的转速达到蒸汽轮机极限值转速就触发第一超转速保护，以及一旦燃气轮机的转速达到燃气轮机极限值转速就触发第二超转速保护;b)甩负载;c)提高导入到蒸汽轮机中的蒸汽的和/或导入到燃气轮机中的燃料的质量流，使得蒸汽轮机的转速达到蒸汽轮机极限值转速;d)检查是否触发第一超转速保护。
[0007]通过由提高蒸汽的和/或燃料的质量流并且例如不由甩负载来达到蒸汽轮机极限值转速的方式，能够有利地缓慢地接近蒸汽轮机极限值转速并且有利地避免单轴设施的临界转速。由此，在检查超转速保护装置期间能够避免单轴设施的超量的机械负载和热负载，由此单轴设施的使用寿命是长的。即使当对于燃气轮机极限值转速和蒸汽轮机极限值转速使用与在单轴设施的正常运行中相同的极限值转速时，也能够借助根据本发明的方法避免超量负载。
[0008]蒸汽轮机优选借助于联接器联接到单轴设施上，其中一旦蒸汽轮机超过燃气轮机，联接器就接合；以及当蒸汽轮机的转速低于燃气轮机的转速时，联接器就分离，其中执行步骤C)，使得蒸汽轮机比燃气轮机更快地加速，由此保持联接器接合。在燃气轮机的惯性矩小于蒸汽轮机的惯性矩的情况下，燃气轮机在甩负载之后比蒸汽轮机更快地加速，这能够引起:联接器分离。由于联接器保持接合，燃气轮机和蒸汽轮机以相同的转速旋转，而蒸汽轮机加速到其蒸汽轮机极限值，由此有利地确保:在此，燃气轮机的转速不达到临界转速。
[0009]该方法优选具有如下步骤:e)在触发第一超转速保护的情况下，中断导入到蒸汽轮机中的蒸汽的质量流。蒸汽的质量流的中断引起:联接器分离进而蒸汽轮机独立于燃气轮机和发电机地旋转。
[0010]优选地，该方法具有如下步骤:f)提高燃料的质量流，使得燃气轮机的转速达到燃气轮机极限值转速;g)检查是否触发第二超转速保护。通过使燃气轮机极限值转速高于蒸汽轮机极限值转速的方式，能够由此在成功检查第一超转速保护之后且独立于该检查地执行第二超转速保护的检查。
【附图说明】
[0011]下面，根据所附的示意图详细阐述根据本发明的方法。附图示出单轴设施的示意图。
【具体实施方式】
[0012]如从附图中可见，单轴设施I具有燃气轮机2、蒸汽涡轮机3和电发电机4。燃气轮机2和蒸汽轮机4用于产生旋转能，其中发电机4中的旋转能被转换成电能。发电机4设置在燃气轮机2和蒸汽轮机3之间。燃气轮机2具有燃气轮机轴5并且蒸汽轮机3具有蒸汽轮机轴6。在附图中示出:发电机4和燃气轮机2共同地设置在蒸汽轮机轴5上。然而同样能够考虑:为发电机4设有单独的发电机轴，所述发电机轴借助于联接器联接到燃气轮机轴5上。
[0013]蒸汽轮机轴6借助于联接器7与燃气轮机轴5连接。联接器7构建为，使得当蒸汽轮机3超过燃起轮机2时，也就是说蒸汽轮机3的转速高于燃气轮机2的转速，所述联接器就接合。一旦联接器7接合，燃气轮机2和蒸汽轮机3就以相同的转速旋转。此外，联接器7构建为，使得当蒸汽轮机3比燃气轮机2更慢地转动时，所述联接器就分离。联接器7例如能够是SSS耳关接器(SSS-Kupplung)。
[0014]在单轴设施I启动时，首先燃气轮机2加速，其中联接器7分离。随后，通过闭合开关9将电消耗器10连接到发电机4的电端子8上。将燃气轮机2的废热用于产生蒸汽进而驱动蒸汽轮机3。一旦蒸汽轮机3同样加速，联接器7就接合。消耗器10的电消耗对应于连接到发电机4上的电负载。如果现在连接在发电机4上的负载下降，而导入到蒸汽轮机3中的蒸汽的和/或导入到燃气轮机2中的燃料的质量流没有下降，那么这就引起单轴设施I的转速的上升。
[0015]为了避免单轴设施I的转速提高到临界值，单轴设施I具有超转速保护装置。在此，超转速保护装置构建为，使得一旦蒸汽轮机3的转速达到蒸汽轮机极限值转速，就触发第一超转速保护，以及一旦燃气轮机2的转速达到燃气轮机极限值转速，就触发第二超转速保护。在触发第一超转速保护时，例如能够中断蒸汽的质量流。在触发第二超转速保护时，同样能够中断燃料的质量流。
[0016]根据一个实例，下面详细阐述根据本发明的方法。
[0017]用于检查具有燃气轮机2、发电机4和蒸汽轮机3的单轴设施I的超转速保护装置的示例的方法，其中蒸汽轮机2借助于联接器7联接到单轴设施I上，其中一旦蒸汽轮机3超过燃气轮机2，联接器7就接合，以及当蒸汽轮机3的转速小于燃气轮机2的转速时，联接器就分离，该方法能够借助如下步骤来执行:a)在单轴设施的额定转速下和在将电负载连接到发电机4上的情况下运行单轴设施1，其中将负载选择为小至，使得在甩负载之后单轴设施I的转速提高，以至于转速保持低于蒸汽轮机极限值转速，所述蒸汽轮机极限值转速低于燃气轮机极限值转速，其中超转速保护装置构建为，使得一旦蒸汽轮机3的转速达到蒸汽轮机极限值转速就触发第一超转速保护，以及一旦燃气轮机2的转速达到燃气轮机极限值转速就触发第二超转速保护;b)甩负载;c)提高导入到蒸汽轮机3中的蒸汽的和/或导入到燃气轮机2中的燃料的质量流，使得蒸汽轮机3的转速达到蒸汽轮机极限值转速，其中蒸汽轮机(3)比燃气轮机(2)更快地加速，由此联接器(7)保持接合;d)检查是否触发第一超转速保护;e)在触发第一超转速保护的情况下，中断导入到蒸汽轮机(3)中的蒸汽的质量流;f)提高燃料的质量流，使得燃气轮机(2)的转速达到燃气轮机极限值转速;g)检查是否触发第二超转速保护。
[0018]在此，例如蒸汽轮机极限值转速能够为额定转速的106%至108%，并且燃气轮机极限值转速能够比蒸汽轮机极限值转速高0.1 %至0.5%。
[0019]尽管详细地通过优选的实施例详细阐明和描述本发明，但是本发明不通过所公开的实例来限制并且能够由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而没有偏离本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于检查单轴设施(I)的超转速保护装置的方法，所述单轴设施具有燃气轮机(2)、发电机(4)和蒸汽轮机(3)，所述方法具有如下步骤:a)在所述单轴设施的额定转速下和在将电的负载连接到所述发电机(4)上的情况下运行所述单轴设施(I)，其中将所述负载选择为小至，使得在甩所述负载之后所述单轴设施(I)的转速提高，以至于转速保持低于蒸汽轮机极限值转速，所述蒸汽轮机极限值转速低于燃气轮机极限值转速，其中所述超转速保护装置构建为，使得一旦所述蒸汽轮机(3)的转速达到所述蒸汽轮机极限值转速就触发第一超转速保护，以及一旦所述燃气轮机(2)的转速达到所述燃气轮机极限值转速就触发第二超转速保护； b)甩所述负载； c)提高导入到所述蒸汽轮机(3)中的蒸汽的和/或导入到所述燃气轮机(2)中的燃料的质量流，使得所述蒸汽轮机(3)的转速达到所述蒸汽轮机极限值转速； d)检查是否触发所述第一超转速保护。2.根据权利要求1所述的方法， 其中所述蒸汽轮机(2)借助于联接器联接到所述单轴设施(I)上， 其中一旦所述蒸汽轮机(3)超过所述燃气轮机(2 )，所述联接器(7)就接合，以及当所述蒸汽轮机(3)的转速低于所述燃气轮机(2)的转速时，所述联接器就分离， 其中执行步骤c)，使得所述蒸汽轮机(3)比所述燃气轮机(2)更快地加速，由此保持所述联接器(7)接合。3.根据权利要求1或2所述的方法， 所述方法具有如下步骤: e)在触发所述第一超转速保护的情况下，中断导入到所述蒸汽轮机(3)中的蒸汽的质量流。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法， 所述方法具有如下步骤: f)提高所述燃料的质量流，使得所述燃气轮机(2)的转速达到所述燃气轮机极限值转速； g)检查是否触发所述第二超转速保护。
【专利摘要】本发明涉及一种用于检查单轴设施(1)的超转速保护装置的方法，所述单轴设施具有燃气轮机(2)、发电机(4)和蒸汽轮机(3)，其中该方法具有如下步骤：a)在单轴设施的额定转速下和在将电负载连接到发电机(4)上的情况下运行单轴设施(1)，其中将负载选择为小至，使得在甩负载之后单轴设施(1)的转速提高，以至于转速保持低于蒸汽轮机极限值转速，所述蒸汽轮机极限值转速低于燃气轮机极限值转速，其中超转速保护装置构建为，使得一旦蒸汽轮机(3)的转速达到蒸汽轮机极限值转速就触发第一超转速保护，以及一旦燃气轮机(2)的转速达到燃气轮机极限值转速就触发第二超转速保护；b)甩负载；c)提高导入到蒸汽轮机(3)中的蒸汽的和/或导入到燃气轮机(2)中的燃料的质量流，使得蒸汽轮机(3)的转速达到蒸汽轮机极限值转速；d)检查是否触发第一超转速保护。
【IPC分类】F01D21/00, F01D21/02
【公开号】CN105556065
【申请号】CN201480051350
【发明人】马丁·奥普海伊, 马丁·本瑙尔, 托尔斯滕·恩格勒, 苏珊·哈斯, 安德烈亚斯·帕尔, 玛丽安-彼特·皮克奇克, 马丁·斯塔珀, 大卫·费尔特曼
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月8日
【公告号】EP2848773A1, EP3017150A2, US20160201501, WO2015039906A2, WO2015039906A3