專(zhuān)利名稱(chēng)：控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備，特別涉及優(yōu)選用在用于通過(guò)使用原子反應(yīng)爐等作為熱源使工作流體在封閉系統(tǒng)中循環(huán)的閉環(huán)循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)中的控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在加快背景技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)等的發(fā)電機(jī)設(shè)備的速度中，使用單獨(dú)設(shè)置的用于啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和用于使用作為電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)的電氣設(shè)備SFC(靜止變頻器Static Frequency Converter)。該電氣設(shè)備僅用于啟動(dòng)，因此，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備成本的降低，已經(jīng)采用了具有盡可能小的容量的這種電氣設(shè)備。因此，在目前狀態(tài)中，通過(guò)使用專(zhuān)用于加快速度的所述設(shè)備，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)數(shù)增加達(dá)額定轉(zhuǎn)數(shù)的30 %，隨后，燃料供應(yīng)啟動(dòng)，通過(guò)渦輪機(jī)自身的加速轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)數(shù)增加。然而，根據(jù)使用原子反應(yīng)爐等作為熱源使工作流體在封閉系統(tǒng)中循環(huán)的閉環(huán)循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，溫度升高速率受到施加到反應(yīng)爐主體的限制因素的限制(例如，IOO0C /h)，快速的升溫是困難的。因此，根據(jù)采用與現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)類(lèi)似的啟動(dòng)程序的啟動(dòng)方法，造成的問(wèn)題是將渦輪機(jī)的速度提高到額定轉(zhuǎn)數(shù)花費(fèi)時(shí)間。另一方面，根據(jù)僅采用啟動(dòng)裝置將速度提高至額定轉(zhuǎn)數(shù)的方法，對(duì)啟動(dòng)裝置的要求的能力增加，因此，造成了增加設(shè)備成本的問(wèn)題。作為解決上述問(wèn)題的方法，已經(jīng)提出了使一定量的在封閉系統(tǒng)中循環(huán)的填充氦運(yùn)行的技術(shù)(例如參見(jiàn)日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 3020853)。根據(jù)在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 3020853中描述的技術(shù)，通過(guò)在加快渦輪機(jī)的速度中在額定運(yùn)行中降低填充氦的比填充量多的量，可以降低提高渦輪機(jī)速度所要求的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩， 并可以降低對(duì)啟動(dòng)裝置所要求的能力。然而，根據(jù)在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 3020853中描述的技術(shù)，在操作氦填充量中花費(fèi)時(shí)間，因此，問(wèn)題是該技術(shù)不適于用在在相對(duì)短的時(shí)間周期內(nèi)完成的加速操作中。而且，根據(jù)用于將由電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞至包括壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的汽輪發(fā)電機(jī)組的減速齒輪等，避免了由必要最小轉(zhuǎn)矩的加載引起的微振磨損等缺點(diǎn)。然而，當(dāng)如上降低加快渦輪機(jī)的速度要求的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，也降低了加載減速齒輪等的轉(zhuǎn)矩，造成的是，涉及帶來(lái)齒輪微振磨損等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)是通過(guò)使齒輪共用的載荷偏離標(biāo)準(zhǔn)值為齒輪自重，或者使齒的接觸位置偏離標(biāo)準(zhǔn)位置引起的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，已經(jīng)完成了本發(fā)明，并且其目標(biāo)是提供一種控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備，其能夠通過(guò)控制施加在減速部上的載荷和加在設(shè)置在渦輪機(jī)設(shè)備處的裝置上的限制來(lái)完成啟動(dòng)操作。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了下述措施。
一種控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法，特征在于控制包括下述部分的渦輪機(jī)設(shè)備的方法 壓縮工作流體的壓縮部；由工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)部；以及使工作流體至少在壓縮部和渦輪機(jī)部之間循環(huán)的循環(huán)流徑，該方法包括下述步驟加速步驟，通過(guò)經(jīng)由減速部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)壓縮部和渦輪機(jī)部來(lái)增加轉(zhuǎn)數(shù)；載荷檢測(cè)步驟，由載荷檢測(cè)部檢測(cè)施加至減速部的載荷；以及旁通流量控制步驟，當(dāng)檢測(cè)到的載荷的絕對(duì)值等于或小于預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，增加從壓縮部的出口側(cè)旁通至壓縮部的進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，并且當(dāng)所述載荷的絕對(duì)值等于或大于所述預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，降低旁通工作流體的流量。根據(jù)本發(fā)明，在運(yùn)行使壓縮部和渦輪機(jī)部的速度加速的過(guò)程中，通過(guò)基于施加至減速部的載荷控制從壓縮機(jī)的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，將施加至減速部的載荷控制到預(yù)定值。例如，與基于從啟動(dòng)到使所述速度加速的操作過(guò)去的時(shí)間周期控制旁通工作流體的流量的方法相比，施加至減速部的轉(zhuǎn)矩的控制變得精準(zhǔn)。也就是說(shuō)，當(dāng)施加至減速部的轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值等于或小于預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，通過(guò)增加旁通工作流體的流量，通過(guò)壓縮機(jī)的工作流體的流量增加。在通過(guò)的工作流體的流量增加時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)必需的轉(zhuǎn)矩增加，因此，施加至設(shè)置在發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)之間的減速部的轉(zhuǎn)矩增加，并將施加至減速部的轉(zhuǎn)矩控制到預(yù)定值。另一方面，當(dāng)施加至減速部的轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值等于或大于預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，通過(guò)降低旁通工作流體的流量，通過(guò)壓縮機(jī)的工作流體的流量降低。當(dāng)通過(guò)的工作流體的流量降低時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)必需的轉(zhuǎn)矩降低，因此，施加至設(shè)置在發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)之間的減速部的轉(zhuǎn)矩降低，并將施加至減速部的轉(zhuǎn)矩控制到預(yù)定值。而且，通過(guò)僅控制旁通工作流體的流量就能控制施加至減速部的轉(zhuǎn)矩，因此，即使在設(shè)置有熱源的發(fā)電設(shè)備的加速速率例如受到加熱工作流體的原子反應(yīng)爐等的限制的情況中，也可以將施加至減速部的轉(zhuǎn)矩控制到預(yù)定值，同時(shí)遵從加速速率限制等。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是，所述旁通流量控制步驟包括下述步驟第一計(jì)算步驟，基于檢測(cè)到的載荷和所述預(yù)定值計(jì)算所述旁通流量；第二計(jì)算步驟，基于所述壓縮機(jī)的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)之間的壓力比和基于吸向渦輪機(jī)部的工作流體的溫度計(jì)算的壓縮機(jī)的修正轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算防止所述壓縮機(jī)出現(xiàn)浪涌必需的旁通流量；選擇步驟，從由第一和第二計(jì)算步驟計(jì)算出的旁通流量選擇具有較大流量的旁通流量；以及流量控制步驟，將從壓縮部的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量控制到選定的旁通流量。根據(jù)本發(fā)明，從將施加至減速部的轉(zhuǎn)矩控制到預(yù)定的旁通流量和用于防止引起壓縮機(jī)浪涌的旁通流量中選擇具有較大流量的旁通流量，以將旁通工作流體的流量控制到選定的旁通流量，因此，不僅可以防止施加至減速部的轉(zhuǎn)矩小于預(yù)定值，而且可以防止引起壓縮機(jī)的浪涌。一種控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法，特征在于控制包括下述部分的渦輪機(jī)設(shè)備的方法 壓縮工作流體的壓縮部；由工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)部；以及使工作流體至少在壓縮部和渦輪機(jī)部之間循環(huán)的循環(huán)流徑，該方法包括下述步驟加速步驟，通過(guò)經(jīng)由減速部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)壓縮部和渦輪機(jī)部來(lái)增加轉(zhuǎn)數(shù)；以及旁通流量控制步驟，隨著啟動(dòng)之后增加轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)間周期過(guò)去降低從壓縮部的出口側(cè)旁通至壓縮部的進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量。根據(jù)本發(fā)明，在運(yùn)行使壓縮部和渦輪機(jī)部的速度加速的過(guò)程中，通過(guò)基于啟動(dòng)之后過(guò)去的時(shí)間周期控制從壓縮機(jī)的旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，以操作使所述速度加速，可以將施加至減速部的轉(zhuǎn)矩控制到預(yù)定值。因此，與例如基于施加至減速部的轉(zhuǎn)矩控制旁通工作流體的流量的方法相比，便于施加至減速部的載荷的控制。也就是說(shuō)，在啟動(dòng)運(yùn)行加速的過(guò)程中，循環(huán)通過(guò)壓縮部和渦輪機(jī)部的工作流體的溫度低，用于驅(qū)動(dòng)壓縮部等必需的轉(zhuǎn)矩小，因此，施加至減速部的載荷也小。因此，在啟動(dòng)運(yùn)行加速的過(guò)程中，通過(guò)確保通過(guò)壓縮機(jī)的工作流體的流量，可以確保施加至減速部的轉(zhuǎn)矩， 而不降低旁通工作流體的流量。隨后，當(dāng)啟動(dòng)運(yùn)行加速之后已經(jīng)過(guò)去一定時(shí)間時(shí)，循環(huán)至壓縮部和渦輪機(jī)部的工作流體的溫度變高，用于驅(qū)動(dòng)壓縮部等必需的轉(zhuǎn)矩增加，且施加至減速部的轉(zhuǎn)矩增加。因此，通過(guò)隨著啟動(dòng)運(yùn)行加速之后時(shí)間的過(guò)去降低旁通工作流體的流量，可以限制驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)必需的轉(zhuǎn)矩的增加，并可以限制施加至減速部的轉(zhuǎn)矩的增加。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述旁通流量控制步驟包括下述步驟第一計(jì)算步驟，基于啟動(dòng)以增加所述轉(zhuǎn)數(shù)之后過(guò)去的時(shí)間周期計(jì)算所述旁通流量；第二計(jì)算步驟，基于所述壓縮機(jī)的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)之間的壓力比和基于吸向渦輪機(jī)部的工作流體的溫度計(jì)算的壓縮機(jī)的修正轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算防止所述壓縮機(jī)出現(xiàn)浪涌必需的旁通流量；選擇步驟，從由第一和第二計(jì)算步驟計(jì)算出的旁通流量選擇具有較大流量的旁通流量；以及流量控制步驟，將從壓縮部的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量控制到選定的旁通流量。根據(jù)本發(fā)明，從基于啟動(dòng)以增加所述轉(zhuǎn)數(shù)之后過(guò)去的時(shí)間周期的旁通流量和用于防止引起壓縮機(jī)浪涌的旁通流量中選擇具有較大流量的旁通流量，以控制到選擇旁通工作流體的流量的旁通流量，因此，不僅防止施加至減速部的轉(zhuǎn)矩小于預(yù)定值，而且防止在壓縮機(jī)中引起浪涌。一種渦輪機(jī)設(shè)備，特征在于，設(shè)置有壓縮部，壓縮工作流體；渦輪機(jī)部，由工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；循環(huán)流徑，使工作流體至少在壓縮部和渦輪機(jī)部之間循環(huán)，旁通流徑，使工作流體從壓縮部的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)；流量控制部，控制流過(guò)旁通流徑的工作流體的流量； 電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)過(guò)程中經(jīng)由減速部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)壓縮部和渦輪機(jī)部；和控制部，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的控制方法。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)由所述控制部執(zhí)行本發(fā)明的控制方法，控制從壓縮機(jī)的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，并控制施加至減速部的載荷。而且，通過(guò)僅控制旁通工作流體的流量就能控制施加至減速部的載荷，因此，即使在設(shè)置有限制例如加熱工作流體的原子反應(yīng)爐等的溫度升高速率的熱源的渦輪機(jī)設(shè)備的情況中，也可以將施加至減速部的載荷控制到預(yù)定值，同時(shí)遵從施加在熱源上的溫度升高速率等等的限制。根據(jù)所述控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備，在操作使壓縮部和渦輪機(jī)部的速度加速的過(guò)程中，通過(guò)基于施加至減速部的載荷控制從壓縮機(jī)的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，實(shí)現(xiàn)了能夠執(zhí)行控制施加至減速部的載荷的啟動(dòng)操作的效果，同時(shí)遵從施加至設(shè)置在渦輪機(jī)設(shè)備處的裝置的限制。根據(jù)所述控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備，通過(guò)基于在操作中啟動(dòng)以操作速度的加速以使壓縮部和渦輪機(jī)部的速度加速之后過(guò)去的時(shí)間周期來(lái)控制從壓縮機(jī)的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，實(shí)現(xiàn)了能夠執(zhí)行控制施加至 減速部的載荷的啟動(dòng)操作的效果，同時(shí)遵從施加至設(shè)置在渦輪機(jī)設(shè)備處的裝置的限制。


圖1為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。圖2為用于說(shuō)明圖1的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。圖3為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中轉(zhuǎn)數(shù)隨時(shí)間的變化和第二旁通閥敞開(kāi)度隨時(shí)間的變化的圖示。圖4為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中施加至減速齒輪部的轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化的圖示。圖5為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。圖6為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的框圖。圖7為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中轉(zhuǎn)數(shù)隨時(shí)間的變化以及第一和第二旁通閥敞開(kāi)度隨時(shí)間的變化的圖示。圖8為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖6的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。圖9為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。圖10為用于說(shuō)明圖9的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。圖11為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖10的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。圖12為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。圖13為用于說(shuō)明圖12的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。圖14為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖12的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施方式將參照?qǐng)D1至圖5描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的包括閉環(huán)循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電設(shè)備。圖1為用于說(shuō)明根據(jù)該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。根據(jù)該實(shí)施方式，將給出將本發(fā)明應(yīng)用于包括用于使構(gòu)成工作流體的氦氣在封閉循環(huán)系統(tǒng)(閉環(huán))中循環(huán)并采用原子反應(yīng)爐作為加熱壓縮工作流體的熱源的燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電設(shè)備的說(shuō)明。如圖1所示，發(fā)電設(shè)備(渦輪機(jī)設(shè)備)1主要設(shè)置有設(shè)置在同一旋轉(zhuǎn)軸2上的渦輪機(jī)部3、低壓壓縮機(jī)(壓縮部)4、高壓壓縮機(jī)(壓縮部)5和減速齒輪部(減速部)6，連接至減速齒輪部6的發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī))7，用于加熱由高壓壓縮機(jī)5壓縮的工作流體的原子反應(yīng)爐8，以及用于使工作流體按順序在原子反應(yīng)爐8、渦輪機(jī)部3、低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī) 5中循環(huán)的循環(huán)流徑。如圖1所示，渦輪機(jī)部3設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸2處，并由從反應(yīng)爐8供給的高溫高壓工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。工作流體連接為能夠在原子反應(yīng)爐8和渦輪機(jī)部3之間以及通過(guò)循環(huán)流徑9在渦輪機(jī)部3和低壓壓縮機(jī)4之間流動(dòng)。
如圖1所示，低壓壓縮機(jī)4設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸2處，用于通過(guò)使用經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2提供的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力壓縮工作流體。工作流體連接為能夠通過(guò)循環(huán)流徑9在渦輪機(jī)部3和低壓壓縮機(jī)4之間以及低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間流動(dòng)。 如圖1所示，高壓壓縮機(jī)5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸2處，用于通過(guò)使用經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2提供的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力將工作流體壓縮至較高的壓力。工作流體連接為能夠通過(guò)循環(huán)流徑9在低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間以及高壓壓縮機(jī)5和原子反應(yīng)爐8之間流動(dòng)。如圖1所示，原子反應(yīng)爐8設(shè)置在高壓壓縮機(jī)5和渦輪機(jī)部3之間，用于通過(guò)加熱從高壓壓縮機(jī)5傳遞的高壓工作流體將高溫高壓工作流體供給至渦輪機(jī)部3。工作流體連接為能夠通過(guò)循環(huán)流徑9在高壓壓縮機(jī)5和原子反應(yīng)爐8之間以及原子反應(yīng)爐8和渦輪機(jī)部3之間流動(dòng)。如圖1所示，減速齒輪部6連接旋轉(zhuǎn)軸2和發(fā)電機(jī)7，以能夠傳遞轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，用于將來(lái)自旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞至發(fā)電機(jī)7，或?qū)?lái)自發(fā)電機(jī)7的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞至旋轉(zhuǎn)軸 2，同時(shí)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)數(shù)。減速齒輪部6由多個(gè)齒輪的結(jié)合構(gòu)成并且能夠使用各種結(jié)合類(lèi)型。例如，雖然可以將行星齒輪用作減速齒輪部6，但本發(fā)明不特別限于此。圖2為用于說(shuō)明圖1的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。如圖1所示，減速齒輪部6設(shè)置有轉(zhuǎn)矩計(jì)(載荷檢測(cè)部)11，用于測(cè)量施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩。如圖2所示，由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的轉(zhuǎn)矩輸出至反饋控制部51。如圖1所示，發(fā)電機(jī)7連接至減速齒輪部6，以能夠傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，并由渦輪機(jī)部 3經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2和減速齒輪部6驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以在發(fā)電設(shè)備1進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)發(fā)電。另一方面，在啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備1的過(guò)程中，渦輪機(jī)部3、低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5 通過(guò)采用從外面供給的動(dòng)力經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2和減速齒輪部6驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，循環(huán)流徑9為使工作流體在反應(yīng)爐8、渦輪機(jī)部3、低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間循環(huán)的流徑。循環(huán)流徑9設(shè)置有用于在從渦輪機(jī)部3流出的工作流體和從高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體之間進(jìn)行熱交換的再生熱交換器21、用于在吸至低壓壓縮機(jī)4的工作流體和海水之間進(jìn)行熱交換的冷卻器22、用于在從低壓壓縮機(jī)4傳遞的工作流體和海水進(jìn)行熱交換的中間冷卻器23。如圖1所示，再生熱交換器21為用于通過(guò)回收來(lái)自從渦輪機(jī)部3流出的工作流體的熱量而加熱流向原子反應(yīng)爐8的工作流體的熱交換器。再生熱交換器21設(shè)置在渦輪機(jī)部3和低壓壓縮機(jī)4之間以及高壓壓縮機(jī)5和原子反應(yīng)爐8之間。如圖1所示，冷卻器22為用于將從再生熱交換器21流出的工作流體的熱量散發(fā)到海水中的熱交換器。冷卻器22設(shè)置在再生熱交換器21和低壓壓縮機(jī)4之間。而且，可以使用具有如上所述將工作流體的熱量散發(fā)到海水中的構(gòu)造的冷卻器 22，或者可以使用具有將工作流體的熱量散發(fā)到其它介質(zhì)中的構(gòu)造的熱交換器，且本發(fā)明不特別限制。
如圖1所示，中間冷卻器23為用于將從低壓壓縮機(jī)4傳遞的工作流體的熱量散發(fā)到海水中的熱交換器。中間冷卻器23設(shè)置在低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間。而且，可以使用具有如上所述將工作流體的熱量散發(fā)到海水中的構(gòu)造的中間冷卻器23，或者可以使用具有將工作流體的熱量散發(fā)到其它介質(zhì)中的構(gòu)造的熱交換器。而且，如圖1所示，循環(huán)流徑9設(shè)置有第一旁通流徑(旁通流徑)31和第二旁通流徑(旁通流徑)32，第一旁通流徑(旁通流徑)31用于增加吸向低壓壓縮機(jī)4的工作流體的流量的，第二旁通流徑(旁通流徑)32用于控制填充工作流體的量，S卩，在循環(huán)流徑9內(nèi)部流動(dòng)的工作流體的流量，并用于增加吸向低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量。
如圖1所示，第一旁通流徑31是再循環(huán)從中間冷卻器23流出到低壓壓縮機(jī)4和冷卻器22之間的工作流體的部分的流徑。換句話說(shuō)，第一旁通流徑31為這樣一種流徑，其一端中間冷卻器23和高壓壓縮機(jī)5之間連接至循環(huán)流徑9，其另一端冷卻器22和低壓壓縮機(jī)4之間連接至循環(huán)流徑9。第一旁通流徑31設(shè)置有用于控制再循環(huán)的工作流體的流量的第一旁通閥36。如圖1所示，第一旁通閥36為設(shè)置在第一旁通流徑31處的用于控制在第一旁通流徑31中流動(dòng)的工作流體的流量的閥。換句話說(shuō)，第一旁通閥36為這樣一種閥，其控制吸向低壓壓縮機(jī)4的工作流體的流量，用于通過(guò)控制流量防止在低壓壓縮機(jī)4處產(chǎn)生浪涌。雖然根據(jù)該實(shí)施方式，將給出適用于設(shè)置并行的兩個(gè)第一旁通閥36的說(shuō)明，但第一旁通閥36的數(shù)量可以多于或少于兩個(gè)，且不特別限制。如圖1所示，第二旁通流徑32為將工作流體填充至高壓壓縮機(jī)5的出口側(cè)和低壓壓縮機(jī)4的進(jìn)口側(cè)中的一個(gè)或兩者的流徑，以及使從高壓壓縮機(jī)5傳遞至再生熱交換器21 和冷卻器22之間的工作流體的一部分再循環(huán)的流徑。換句話說(shuō)，第二旁通流徑32為這樣一種流徑，其一個(gè)端部連接在高壓壓縮機(jī)5和再生熱交換器21之間，其另一端連接至在冷卻器22和低壓壓縮機(jī)4之間。第二旁通流徑32設(shè)置有連接至外部工作流體填充系統(tǒng)的第一緩沖罐41和第二緩沖罐42，以及設(shè)置在第一緩沖罐41和第二緩沖罐42之間的第二旁通閥(流量控制部)43。第一緩沖罐41為設(shè)置在第二旁通流徑32的高壓壓縮機(jī)5側(cè)的罐。第二緩沖罐42 為設(shè)置在第二旁通流徑32的冷卻器22側(cè)的罐。當(dāng)工作流體填充至循環(huán)流徑9時(shí)，經(jīng)由第一緩沖罐41和第二緩沖罐42中的一個(gè)或兩個(gè)從工作流體填充系統(tǒng)填充工作流體。另一方面，當(dāng)控制吸向低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量時(shí)，使從高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體的一部分按第一緩沖罐41和第二緩沖罐42的順序流動(dòng)，以再循環(huán)至再生熱交換器21和冷卻器22之間。如圖1所示，第二旁通閥43為在第二旁通流徑32處設(shè)置在第一緩沖罐41和第二緩沖罐42之間的閥，用于控制在第二旁通流徑32中流動(dòng)的工作流體的流量。換句話說(shuō)，第二旁通閥43為用于在運(yùn)行發(fā)電設(shè)備1的過(guò)程中控制吸向低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量的閥，以及用于在啟動(dòng)過(guò)程中控制施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的閥。如圖2所示，從反饋控制部51向第二旁通閥43輸入用于控制閥敞開(kāi)度的控制信號(hào)。雖然根據(jù)該實(shí)施方式，將給出適用于設(shè)置并行的兩個(gè)第二旁通閥43的說(shuō)明，但第二旁通閥43的數(shù)量可以多于或小于兩個(gè)，且不特別限制。而且，如圖2所示，發(fā)電設(shè)備1設(shè)置有反饋控制部(控制部)51，用于基于構(gòu)成由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的轉(zhuǎn)矩的值的轉(zhuǎn)矩信號(hào)控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度。將給出反饋控制部51的控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度的說(shuō)明。接下來(lái)，將說(shuō)明在包括上述構(gòu)造的發(fā)電設(shè)備1處的發(fā)電。當(dāng)發(fā)電設(shè)備1執(zhí)行操作，即發(fā)電時(shí)，如圖1所示，流向原子反應(yīng)爐8的高壓工作流體通過(guò)吸收在原子反應(yīng)爐8處產(chǎn)生的熱量而被進(jìn)一步加熱，以作為例如約900°C的工作流體從原子反應(yīng)爐8流出到循環(huán)流徑9。工作流體從循環(huán)流徑9流向渦輪機(jī)部3。渦輪機(jī)部3從提供至流動(dòng)高溫高壓工作流體的能量產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，將產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞至旋轉(zhuǎn)軸2。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力從旋轉(zhuǎn)軸2傳遞至減速齒輪部6，并從減速齒輪部6傳遞至發(fā)電機(jī)7。 旋轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)數(shù)降低至適合由減速齒輪部6驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)7的轉(zhuǎn)數(shù)。通過(guò)由傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)7產(chǎn)生電力。另一方面，當(dāng)從渦輪機(jī)部3流出時(shí)，工作流體的溫度降低至約500°C，并且該工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9流向再生熱交換器21。在再生熱交換器21處，在從渦輪機(jī)部3流出的工作流體和從隨后提到的高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體之間進(jìn)行熱交換，并且該工作流體從再生熱交換器21流出。從再生熱交換器21流出的工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9流向冷卻器22，以在工作流體和海水之間進(jìn)行熱交換，冷卻至約20°C，隨后，從冷卻器22流出。從冷卻器22流出的工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9被吸向低壓壓縮機(jī)4。低壓壓縮機(jī)4 通過(guò)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2從渦輪機(jī)部3提供的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力壓縮吸入的工作流體，以傳遞至循環(huán)流徑9。從低壓壓縮機(jī)4傳遞的工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9流向中間冷卻器23，以在工作流體和海水之間進(jìn)行熱交換，冷卻至約20°C，隨后，從中間冷卻器23流出。從中間冷卻器23流出的工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9被吸向高壓壓縮機(jī)5。高壓壓縮機(jī)5通過(guò)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2從渦輪機(jī)部3提供的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力將工作流體壓縮至較高的壓力，以傳遞至循環(huán)流徑9。從高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9流向再生熱交換器21，在該工作流體和從渦輪機(jī)部3流出的工作流體之間進(jìn)行熱交換，被加熱至例如約450°C，并流出到循環(huán)流徑9。從再生熱交換器21流出的工作流體經(jīng)由循環(huán)流徑9流向原子反應(yīng)爐8，以重復(fù)上述過(guò)程。當(dāng)在循環(huán)流徑9中流動(dòng)的工作流體的流量小時(shí)，換句話說(shuō)，當(dāng)流向低壓壓縮機(jī)4的工作流體的流量小時(shí)，第一旁通閥36打開(kāi)，以防止在低壓壓縮機(jī)4處引起浪涌。也就是說(shuō)，通過(guò)打開(kāi)第一旁通閥36，從低壓壓縮機(jī)4傳遞并且從 中間冷卻器23流出的工作流體的一部分經(jīng)由第一旁通流徑31流向冷卻器22和低壓壓縮機(jī)4之間的循環(huán)流徑9。因此，與在整個(gè)循環(huán)流徑9中循環(huán)的工作流體的流量相比，流向低壓壓縮機(jī)4的工作流體的流量增加，以防止在低壓壓縮機(jī)4處引起浪涌。另一方面，當(dāng)流向低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量小時(shí)，第二旁通閥43打開(kāi)，以防止在低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5處引起浪涌。也就是說(shuō)，通過(guò)打開(kāi)第二旁通閥43，從高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體的一部分經(jīng)由第二旁通流徑32、第一緩沖罐41和第二緩沖罐42流向再生熱交換器21和冷卻器22之間的循環(huán)流徑9。因此，與在整個(gè)循環(huán)流徑9中循環(huán)的工作流體的流量相比，流向低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量增加，以防止在低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5處引起浪涌。而且，當(dāng)填充在循環(huán)流徑9中循環(huán)的工作流體的量小時(shí)，工作流體從經(jīng)由第一緩沖罐41和第二緩沖罐42連接的工作流體填充系統(tǒng)填充到循環(huán)流徑9內(nèi)部。接下來(lái)，將說(shuō)明構(gòu)成該實(shí)施方式的特征的啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備1中的控制。在啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備1的過(guò)程中，如圖1所示，動(dòng)力從外面供給至發(fā)電機(jī)7。供給動(dòng)力的發(fā)電機(jī)7作為電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，以經(jīng)由減速齒輪部6和旋轉(zhuǎn)軸2驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)部3、低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5。圖3為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中轉(zhuǎn)數(shù)隨時(shí)間的變化和第二旁通閥的敞開(kāi)度隨時(shí)間的變化的圖示。當(dāng)發(fā)電設(shè)備1啟動(dòng)時(shí)，如圖3所示，低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5被驅(qū)動(dòng)，以約300 轉(zhuǎn)每分鐘的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，并且維持約300轉(zhuǎn)每分鐘的旋轉(zhuǎn)速度，直到輸入加速指令的第一預(yù)定時(shí)間Tl為止。在這種情況中，如圖1和圖2所示，施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量， 測(cè)量的轉(zhuǎn)矩的值，即，轉(zhuǎn)矩信號(hào)，輸入反饋控制部51。由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的轉(zhuǎn)矩比目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 (預(yù)定值)更接近0，因此，反饋控制部51輸出打開(kāi)第二旁通閥43的控制信號(hào)。當(dāng)?shù)诙酝ㄩy43打開(kāi)時(shí)，從高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體的一部分經(jīng)由第二旁通流徑32、第一緩沖罐41和第二緩沖罐42再循環(huán)至低壓壓縮機(jī)4。換句話說(shuō)，由低壓壓縮機(jī) 4和高壓壓縮機(jī)5壓縮的工作流體的流量增加，且驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5所必需的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加。隨后，施加至構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)7以及設(shè)置在低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間的減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩增加。圖4為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中施加至減速齒輪部的轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化的圖示。從啟動(dòng)到第一預(yù)定時(shí)間Tl，低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5等的旋轉(zhuǎn)速度低，而且，原子反應(yīng)爐8的溫度也進(jìn)入低狀態(tài)中，因此，打開(kāi)第二旁通閥43的控制信號(hào)從反饋控制部51 輸入，直到第二旁通閥43完全打開(kāi)。在圖4中示出的從啟動(dòng)到第一預(yù)定時(shí)間Tl的轉(zhuǎn)矩表示在完全打開(kāi)第二旁通閥43的狀態(tài)中施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩。也就是說(shuō)，從啟動(dòng)到第一預(yù)定時(shí)間Tl，由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的轉(zhuǎn)矩包括在從0到負(fù)的第一預(yù)定轉(zhuǎn)矩(預(yù)定值)-Ql的范圍內(nèi)。在這里，圖4中的正轉(zhuǎn)矩表示在發(fā)電機(jī)7由渦輪機(jī)部3驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的值，負(fù)轉(zhuǎn)矩表示當(dāng)渦輪機(jī)部3、低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5由發(fā)電機(jī)7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩值。而且，圖4中的正的第一預(yù)定轉(zhuǎn)矩Ql至負(fù)的第一預(yù)定轉(zhuǎn)矩-Ql之間的區(qū)域?yàn)槠渲惺┘又翜p速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩值小且使構(gòu)成減速齒輪部6的齒輪等產(chǎn)生微振磨損的可能性高的區(qū)域。圖5為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖1的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。當(dāng)輸入加速指令并且開(kāi)始低壓壓縮機(jī)4等的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝活A(yù)定時(shí)間Tl已經(jīng)過(guò)去時(shí)，如圖3所示，低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5等的旋轉(zhuǎn)速度隨著時(shí)間的過(guò)去而增加，且在第二預(yù)定時(shí)間T2處加速至約6000轉(zhuǎn)每分鐘的額定旋轉(zhuǎn)次數(shù)(步驟 Sl (加速步驟))。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)，由低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5壓縮的工作流體的流量也增加，因此，驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5必需的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也增加。因此，由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩也增加(步驟S2 (載荷檢測(cè)步驟))。反饋控制部51根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸出控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度的控制信號(hào) (步驟S3 (旁通流量控制步驟)。也就是說(shuō)，當(dāng)施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值小于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的絕對(duì)值時(shí)， 反饋控制部51輸出打開(kāi)第二旁通閥43的控制信號(hào)，以執(zhí)行使施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩接近目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的控制。另一方面，當(dāng)施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值大于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的絕對(duì)值時(shí)，反饋控制部51輸出關(guān)閉第二旁通閥43的控制信號(hào)，以執(zhí)行使施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩接近目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的控制。根據(jù)上述構(gòu)造，通過(guò)基于在操作中施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩來(lái)控制從高壓壓縮機(jī)5的出口側(cè)旁通至低壓壓縮機(jī)4的進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量以使低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5和渦輪機(jī)部3加速，施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩被控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q。因此，例如與基于從啟動(dòng)到使所述速度加速的操作過(guò)去的時(shí)間周期控制旁通工作流體的流量的方法相比，施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的控制變得精準(zhǔn)。也就是說(shuō)，當(dāng)施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值等于或小于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的絕對(duì)值時(shí)，通過(guò)增加旁通工作流體的流量，通過(guò)低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量增加。在通過(guò)的工作流體的流量增加時(shí)，驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5必需的轉(zhuǎn)矩增加，因此，施加至設(shè)置在發(fā)電機(jī)7以及低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間的減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩增加，并將施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q。另一方面，當(dāng)施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值等于或大于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的絕對(duì)值時(shí)，通過(guò)降低旁通工作流體的流量，通過(guò)低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5的工作流體的流量降低。當(dāng)通過(guò)的工作流體的流量降低時(shí)，驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5必需的轉(zhuǎn)矩降低，因此，施加至設(shè)置在發(fā)電機(jī)7以及低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5之間的減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩降低，并將施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q。而且，通過(guò)僅控制旁通工作流體的流量就能控制施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩，因此，即使在設(shè)置有熱源的發(fā)電設(shè)備1的加速速率例如受到加熱工作流體的原子反應(yīng)爐8等的限制的情況中，也可以將施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q，同時(shí)遵從加速速率等等的限制。而且，雖然根據(jù)上述實(shí)施方式，已經(jīng)給出了應(yīng)用于通過(guò)使用轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量作為施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的測(cè)量施加至減速齒輪部6的載荷的例子的說(shuō)明，不僅測(cè)量作為轉(zhuǎn)矩的載荷，也可以測(cè)量作為載荷的構(gòu)成減速齒輪部6的齒輪的位移，且本發(fā)明不特別限于此。
而且，雖然根據(jù)上述實(shí)施方式，已經(jīng)給出了應(yīng)用于其中壓縮機(jī)由兩級(jí)，即低壓壓縮機(jī)4和高壓壓縮機(jī)5，構(gòu)成的例子的說(shuō)明，但壓縮機(jī)也可以由一級(jí)構(gòu)成，或可以為三級(jí)或更多級(jí)，且本發(fā)明不特別限于此。雖然根據(jù)上述實(shí)施方式，已經(jīng)給出了應(yīng)用于通過(guò)反饋控制部51控制第二旁通閥 43的敞開(kāi)度的例子的說(shuō)明，但第一旁通閥36的敞開(kāi)度可以由反饋控制部51控制，且本發(fā)明不特別限于此。雖然根據(jù)上述實(shí)施方式，已經(jīng)給出了應(yīng)用于在啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備1的過(guò)程中控制第二旁通閥43的例子的說(shuō)明，但當(dāng)發(fā)電設(shè)備1停止時(shí)，或者當(dāng)在循環(huán)流徑9中流動(dòng)的工作流體的流量小時(shí)，可以執(zhí)行類(lèi)似的控制，且本發(fā)明不特別限于此。第二實(shí)施方式接下來(lái)，將參照?qǐng)D6至圖8說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。雖然該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式類(lèi)似，但該實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的控制第一旁通閥的方法不同。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，將僅參照?qǐng)D6至圖8說(shuō)明第一旁通閥的控制，且將省略其它構(gòu)成元件等的說(shuō)明。圖6為用于說(shuō)明根據(jù)該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。而且，與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成元件采用相同的標(biāo)記，且將省略對(duì)它們的說(shuō)明。如圖6所示，該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備101的控制部150設(shè)置有用于控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度的反饋控制部51和用于控制第一旁通閥(流量控制部)36的敞開(kāi)度的程序控制部(控制部)151。程序控制部151基于用于在啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備1的過(guò)程中指示低壓壓縮機(jī)4等等的旋轉(zhuǎn)速度加速的加速指令來(lái)控制第一旁通閥36的敞開(kāi)度。在程序控制部151處的對(duì)第一旁通閥36的敞開(kāi)度的控制將說(shuō)明如下。接下來(lái)，將說(shuō)明在啟動(dòng)構(gòu)成該實(shí)施方式的特征的發(fā)電設(shè)備101中的控制。而且，雖然在啟動(dòng)過(guò)程中，反饋控制部51和程序控制部151分別控制第二旁通閥 43和第一旁通閥36的敞開(kāi)度，但反饋控制部51對(duì)第二旁通閥43的敞開(kāi)度的控制類(lèi)似于第一實(shí)施方式中的控制，因此，將省略對(duì)這種控制的說(shuō)明。而且，發(fā)電設(shè)備101處的發(fā)電類(lèi)似于根據(jù)第一實(shí)施方式的發(fā)電，因此，將省略對(duì)其的說(shuō)明。圖7為用于說(shuō)明在啟動(dòng)圖6的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中轉(zhuǎn)數(shù)隨時(shí)間的變化以及第一旁通閥和第二旁通閥敞開(kāi)度隨時(shí)間的變化的圖示。而且，圖7中的曲線Vl表示第一旁通閥36 的敞開(kāi)度，曲線V2表示第二旁通閥43的敞開(kāi)度。當(dāng)發(fā)電設(shè)備101啟動(dòng)時(shí)，如圖7所示，低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5等等被驅(qū)動(dòng)，以約300轉(zhuǎn)每分鐘的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，并且維持約300轉(zhuǎn)每分鐘的旋轉(zhuǎn)速度，直到輸入加速指令的第一預(yù)定時(shí)間Tl為止。在這種情況中，程序控制部151輸出完全打開(kāi)第一旁通閥36的控制信號(hào)。當(dāng)?shù)谝慌酝ㄩy36打開(kāi)時(shí)，從低壓壓縮機(jī)4傳遞并經(jīng)過(guò)中間冷卻器23的制冷劑的一部分經(jīng)由第一旁通流徑31再循環(huán)至低壓壓縮機(jī)4的進(jìn)口側(cè)。換句話說(shuō)，由低壓壓縮機(jī)4 壓縮的工作流體的流量增加，且驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4必需的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距增加(參見(jiàn)圖1)。隨后，施加至設(shè)置在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)7和低壓壓縮機(jī)4之間的減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩也增加。圖8為用于說(shuō)明啟動(dòng)圖6的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。隨后，當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)4等的旋轉(zhuǎn)速度通過(guò)輸入加速指令而啟動(dòng)時(shí)(步驟Sl (加速步驟))，程序控制部151根據(jù)輸入加速指令之后過(guò)去的時(shí)間周期輸出降低第一旁通閥36的敞開(kāi)度的控制信號(hào)(步驟S13(旁通流量控制步驟))。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)4等的旋轉(zhuǎn)速度隨著時(shí)間的過(guò)去增加時(shí)，由低壓壓縮機(jī)4 壓縮的工作流體的流量也增加，因此，用于驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4必需的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也隨著時(shí)間的過(guò)去增加。因此，程序控制部151輸出與輸入加速指令之后過(guò)去的時(shí)間成比例的降低第一旁通閥36的敞開(kāi)度的控制信號(hào)。當(dāng)?shù)谝慌酝ㄩy36的敞開(kāi)度降低時(shí)，流過(guò)第一旁通閥36的工作流體的流量降低，再循環(huán)至低壓壓縮機(jī)4的工作流體的流量降低。因此，由低壓壓縮機(jī)4壓縮的工作流體的流量的增加受到限制，且用于驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4必需的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩中的增加受到限制。根據(jù)上述構(gòu)造，在使低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5和渦輪機(jī)部3的速度增加的操作中，通過(guò)基于啟動(dòng)之后過(guò)去的時(shí)間周期控制從低壓壓縮機(jī)4的傳送側(cè)旁通至吸入側(cè)的工作流體的流量，以操作使所述速度加速，可以將施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q。因此，與例如基于施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩控制旁通工作流體的流量的方法相比，便于施加至減速齒輪部6的載荷的控制。也就是說(shuō)，在啟動(dòng)運(yùn)行加速的過(guò)程中，循環(huán)至低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5和渦輪機(jī)部3的工作流體的溫度低，用于驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4等必需的轉(zhuǎn)矩小，因此，施加至減速齒輪部6的載荷也小。因此，在啟動(dòng)以運(yùn)行加速的過(guò)程中，通過(guò)在不降低旁通工作流體的流量的情況下確保通過(guò)低壓壓縮機(jī)4的工作流體的流量，可以確保施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩。隨后，當(dāng)啟動(dòng)運(yùn)行加速之后已經(jīng)過(guò)去一定時(shí)間時(shí)，循環(huán)至低壓壓縮機(jī)4、高壓壓縮機(jī)5和渦輪機(jī)部3的工作流體的溫度變高，用于驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4等必需的轉(zhuǎn)矩增加，且施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩增加。因此，通過(guò)隨著啟動(dòng)運(yùn)行加速之后時(shí)間的過(guò)去降低旁通工作流體的流量，可以限制驅(qū)動(dòng)低壓壓縮機(jī)4必需的轉(zhuǎn)矩的增加，并可以限制施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的增加。而且，通過(guò)采用反饋控制部51和程序控制部151分別控制第二旁通閥43和第一旁通閥36的敞開(kāi)度，便于施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的控制。也就是說(shuō)，第一和第二旁通閥36、43的總能力可以用于控制施加至減速齒輪部6 的轉(zhuǎn)矩，因此，沒(méi)有必要通過(guò)大尺寸構(gòu)造或增加其零件數(shù)量來(lái)構(gòu)成第一旁通閥和第二旁通閥43中的任一個(gè)。因此，免除了用于控制施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩的操作端的改變或添加，并可以限制發(fā)電設(shè)備101的最初成本的增加。第三實(shí)施方式接下來(lái)，將參照?qǐng)D9至圖11描述本發(fā)明的第三實(shí)施方式。雖然該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備類(lèi)似于第一實(shí)施方式，但該實(shí)施方式與第一實(shí)施方式控制第二旁通閥的方法不同。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，將僅參照?qǐng)D9至圖11說(shuō)明控制第二旁通閥的方法，且將省略其它構(gòu)成元件等的說(shuō)明。
圖9為用于說(shuō)明根據(jù)該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。圖10為用于說(shuō)明圖9的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。而且，與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成元件采用相同的標(biāo)記，且將省略對(duì)它們的說(shuō)明。如圖9和圖10所示，該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備201還設(shè)置有用于測(cè)量高壓壓縮機(jī) 5的進(jìn)口側(cè)的工作流體壓力和出口側(cè)的工作流體壓力之間的壓力比的第二壓力比測(cè)量部 261、用于測(cè)量流向渦輪機(jī)部3的工作流體的溫度的溫度測(cè)量部沈2、以及用于計(jì)算修正轉(zhuǎn)數(shù)的修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263。如圖9所示，第二壓力比測(cè)量部為用于測(cè)量吸入高壓壓縮機(jī)5的工作流體的壓力和從高壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體的壓力的比值的測(cè)量部。由第二壓力比測(cè)量部
測(cè)量的壓力比被輸入到控制部250的第二浪涌控制部251，如圖10所示。如圖9所示，溫度測(cè)量部262為測(cè)量流向渦輪機(jī)部3的工作流體的溫度的測(cè)量部。 如圖10所示，由溫度測(cè)量部262測(cè)量的溫度輸入修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部沈3。如圖10所述，修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263基于從溫度測(cè)量部262輸入的溫度Ti和渦輪機(jī)部3的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)Ν由下述等式計(jì)算修正轉(zhuǎn)數(shù)m。Nl = N(Ti)由修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263計(jì)算的修正轉(zhuǎn)數(shù)附被輸入到第二浪涌控制部251。而且，如圖10所示，該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備201的控制部250設(shè)置有用于基于由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的轉(zhuǎn)矩控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2的反饋控制部51、用于通過(guò)計(jì)算用于防止在高壓壓縮機(jī)5處引起浪涌的吸入流量控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2的第二浪涌控制部(控制部)251、以及用于從控制信號(hào)選擇具有第二旁通閥43的大的敞開(kāi)度V2的控制信號(hào)的第二選擇部252，該控制信號(hào)從反饋控制部51和第二浪涌控制部251輸出。如圖10所示，第二浪涌控制部251基于從第二壓力比測(cè)量部261輸入的壓力比和從修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263輸入的修正轉(zhuǎn)數(shù)m計(jì)算用于防止在高壓壓縮機(jī)5處引起浪涌的吸入流量，基于計(jì)算出的吸入流量計(jì)算第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2，并輸出控制敞開(kāi)度V2的控制信號(hào)。從第二浪涌控制部251輸出的控制信號(hào)輸入第二選擇部252。在這里，計(jì)算出的用于防止引起浪涌的吸入流量為增加預(yù)定余量(余地)到在高壓壓縮機(jī)5中引起浪涌的吸入流量的流量。因此，第二旁通閥43的計(jì)算出的敞開(kāi)度V2為用于使添加有上述余量的流量的工作流體流向高壓壓縮機(jī)5的敞開(kāi)度。如圖10所示，第二選擇部252從從反饋控制部51輸入的控制信號(hào)和從第二浪涌控制部251輸入的控制信號(hào)中選擇使所適用的第二旁通閥43的敞開(kāi)度較大的控制信號(hào)。選定的控制信號(hào)從第二選擇部252輸出至第二旁通閥43。接下來(lái)，將說(shuō)明構(gòu)成該實(shí)施方式的特征的啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備201的過(guò)程中的控制。而且，雖然在啟動(dòng)過(guò)程中，反饋控制部51和第二浪涌控制部251通過(guò)計(jì)算第二旁通閥43的敞開(kāi)度分別輸出控制信號(hào)，但由反饋控制部51等進(jìn)行的對(duì)第二旁通閥43的敞開(kāi)的計(jì)算與第一實(shí)施方式中的情況類(lèi)似，因此，將省略對(duì)其的說(shuō)明。而且，發(fā)電設(shè)備201處的發(fā)電與根據(jù)第一實(shí)施方式的發(fā)電類(lèi)似，因此，將省略對(duì)其的說(shuō)明。圖11為用于說(shuō)明啟動(dòng)圖10的發(fā)電設(shè)備的過(guò)程中的控制的流程圖。
在發(fā)電設(shè)備201的過(guò)程中，如圖11所示，在反饋控制部51中進(jìn)行的旁通流量計(jì)算和第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2的計(jì)算(步驟S21 (第一計(jì)算步驟))，以及在第二浪涌控制部251處進(jìn)行的旁通流量計(jì)算和第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2的計(jì)算(步驟S22 (第二計(jì)算步驟))相互獨(dú)立地執(zhí)行。如圖10所示，對(duì)控制部250的第二浪涌控制部251進(jìn)行輸入，高壓壓縮機(jī)5的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)的工作流體之間的壓力比從第二壓力比測(cè)量部261輸入，修正轉(zhuǎn)數(shù)m從修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263輸入。第二浪涌部251基于輸入的壓力比和輸入的修正轉(zhuǎn)數(shù)附計(jì)算用于防止引起高壓壓縮機(jī)5出現(xiàn)浪涌的吸入流量?；陬A(yù)先存儲(chǔ)至第二浪涌控制部251的表格等，在第二浪涌控制部251中計(jì)算用于防止引起浪涌的流量。第二浪涌控制部251還基于計(jì)算出的吸入流量計(jì)算第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2，并向第二選擇部252輸出控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度的控制信號(hào)。如圖10所示，從第二浪涌控制部251向第二選擇部252輸入控制第二旁通閥43 的敞開(kāi)度V2的控制信號(hào)，并還從反饋控制部51輸入控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2的控制信號(hào)。第二選擇部252從輸入的控制信號(hào)選擇使第二旁通閥43的敞開(kāi)度較大的控制信號(hào)，并將選定的控制信號(hào)輸出至第二旁通閥43 (步驟S23 (選擇步驟))。在第二旁通閥43處，基于輸入的控制信號(hào)控制敞開(kāi)度V2，并控制流向第二旁通閥 32的工作流體的流量(步驟SM (流量控制步驟))。根據(jù)上述構(gòu)造，通過(guò)從將施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q的旁通流量和用于防止在高壓壓縮機(jī)5引起浪涌的旁通流量中選擇使流量較大的旁通流量，則將旁通工作流體的流量控制到選定的旁通流量，因此，不僅可以防止施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩小于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q，而且可以防止在高壓壓縮機(jī)5中弓丨起浪涌。特別地，即使在出現(xiàn)其中易于在高壓壓縮機(jī)5中引起浪涌的情況時(shí)，也可以防止引起高壓壓縮機(jī)5的浪涌。第四實(shí)施方式接下來(lái)，將參照?qǐng)D12至圖14描述本發(fā)明的第四實(shí)施方式。雖然該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備類(lèi)似于第三實(shí)施方式，但該實(shí)施方式與第一實(shí)施方式控制第一旁通閥的方法不同。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，將僅參照?qǐng)D12至圖14說(shuō)明控制第一旁通閥的方法，且將省略其它構(gòu)成元件等的說(shuō)明。圖12為用于說(shuō)明根據(jù)該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。圖13為用于說(shuō)明圖12的發(fā)電設(shè)備的控制的框圖。而且，與第三實(shí)施方式相同的構(gòu)成元件采用相同的標(biāo)記，且將省略對(duì)它們的說(shuō)明。如圖12和圖13所示，該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備301還設(shè)置有用于測(cè)量低壓壓縮機(jī) 4的進(jìn)口側(cè)的工作流體壓力和出口側(cè)的工作流體壓力之間的壓力比的第一壓力比測(cè)量部 361。如圖12所示，第一壓力比測(cè)量部261為用于測(cè)量吸入低壓壓縮機(jī)4的工作流體的壓力和從低壓壓縮機(jī)5傳遞的工作流體的壓力的比值的測(cè)量部。如圖13所示，由第一壓力比測(cè)量部261測(cè)量的壓力比被輸入到控制部350的第一浪涌控制部351。
而且，如圖12所示，該實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備301的控制部350設(shè)置有用于基于由轉(zhuǎn)矩計(jì)11測(cè)量的轉(zhuǎn)矩控制第一旁通閥36的敞開(kāi)度Vl的程序控制部151、用于通過(guò)計(jì)算用于防止低壓壓縮機(jī)4出現(xiàn)浪涌的吸入流量控制第一旁通閥36的敞開(kāi)度Vl的第一浪涌控制部(控制部)351、以及用于從從程序控制部151和第一浪涌控制部351輸入的控制信號(hào)中選擇使第一旁通閥的敞開(kāi)度較大的控制信號(hào)的第一選擇部352。如圖12所示，第一浪涌控制部351基于從第一壓力比測(cè)量部361輸入的壓力比和從修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263輸入的修正轉(zhuǎn)數(shù)m計(jì)算用于防止在低壓壓縮機(jī)4處引起浪涌的吸入流量，基于計(jì)算出的吸入流量計(jì)算第一旁通閥36的敞開(kāi)度VI，并輸出控制敞開(kāi)度Vl的控制信號(hào)。從第一浪涌控制部351輸出的控制信號(hào)輸入第一選擇部352。在這里，計(jì)算出的用于防止引起浪涌的吸入流量為向在低壓壓縮機(jī)4中引起浪涌的吸入流量添加預(yù)定余量(余地)的流量。因此，第一旁通閥36的計(jì)算出的敞開(kāi)度Vl為用于使添加有上述余量的流量的工作流體流向低壓壓縮機(jī)4的敞開(kāi)度。如圖12所示，第一選擇部352從從程序控制部151輸入的控制信號(hào)和從第一浪涌控制部351輸入的控制信號(hào)選擇使所適用的第一旁通閥36的敞開(kāi)度Vl較大的控制信號(hào)。選定的控制信號(hào)從第一選擇部352輸出至第一旁通閥36。接下來(lái)，將說(shuō)明構(gòu)成該實(shí)施方式的特征的啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備301的過(guò)程中的控制。在啟動(dòng)發(fā)電設(shè)備301的過(guò)程中，類(lèi)似于第三實(shí)施方式，從反饋控制部51和第二浪涌控制部251向第二選擇部252輸入控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度V2的信號(hào)，由第二選擇部252選擇的控制信號(hào)輸入第二旁通閥43。圖14為用于說(shuō)明啟動(dòng)圖12的發(fā)電設(shè)備的過(guò)稱(chēng)中的控制的流程圖。與控制第二旁通閥43的敞開(kāi)度同時(shí)，如圖14所示，在程序控制部151處進(jìn)行的旁通流量計(jì)算和第一旁通閥36的敞開(kāi)度的計(jì)算(步驟S31 (第一計(jì)算步驟))，以及在第一浪涌控制部351處進(jìn)行的旁通流量計(jì)算和第一旁通閥36的敞開(kāi)度V的計(jì)算(步驟S32 (第二計(jì)算步驟))相互獨(dú)立地執(zhí)行。如圖13所示，從第一壓力比測(cè)量部361向控制部350的第二浪涌控制部351輸入低壓壓縮機(jī)4的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)的工作流體之間的壓力比，并從修正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算部263輸入修正轉(zhuǎn)數(shù)附。第一浪涌部351基于輸入的壓力比和輸入的修正轉(zhuǎn)數(shù)附計(jì)算用于防止引起低壓壓縮機(jī)4出現(xiàn)浪涌的吸入流量?；陬A(yù)先存儲(chǔ)至第一浪涌控制部351的表格等，在第一浪涌控制部351中計(jì)算用于防止引起浪涌的流量。第一浪涌控制部351基于計(jì)算出的吸入流量計(jì)算第一旁通閥36的敞開(kāi)度VI，并向第一選擇部352輸出控制第一旁通閥36的敞開(kāi)度的控制信號(hào)。如圖13所示，從第一浪涌控制部351向第一選擇部252輸入控制第一旁通閥36 的敞開(kāi)度Vl的控制信號(hào)，并還從程序控制部151輸入控制第一旁通閥36的敞開(kāi)度Vl的控制信號(hào)。第一選擇部352選擇具有第一旁通閥36的較大敞開(kāi)度的控制信號(hào)，并將選定的控制信號(hào)輸出至第一旁通閥36 (步驟S33 (選擇步驟))。在第一旁通閥36處，基于輸入的控制信號(hào)控制敞開(kāi)度V2，并控制流過(guò)第一旁通閥36的工作流體的流量(步驟S34 (流量控制步驟))。根據(jù)上述構(gòu)造，基于啟動(dòng)以增加低壓壓縮機(jī)4等的轉(zhuǎn)數(shù)之后過(guò)去的時(shí)間周期和用于防止引起低壓壓縮機(jī)4浪涌的旁通流量，從旁通流量中選擇具有較大流量的旁通流量， 將旁通工作流體的流量控制到選定的流量，因此，不僅可以防止施加至減速齒輪部6的轉(zhuǎn)矩小于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩-Q，而且可以防止在高壓壓縮機(jī)5中弓丨起浪涌。特別地，即使在出現(xiàn)其中由于擾動(dòng)容易引起低壓壓縮機(jī)4浪涌的情況時(shí)，也可以防止引起低壓壓縮機(jī)4的浪涌。而且，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實(shí)施方式，而是可以在不偏離本發(fā)明的要旨的范圍進(jìn)行多種修改。例如，雖然根據(jù)上述實(shí)施方式，已經(jīng)給出了本發(fā)明適用于通過(guò)反饋控制部51控制第二旁通閥43和通過(guò)程序控制部151控制第一旁通閥36的例子的說(shuō)明，但反過(guò)來(lái)，第一旁通閥36可以由反饋控制部51控制，第二旁通閥43可以由控制部151控制，且本發(fā)明不限于此。
權(quán)利要求
1.一種控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法，特征在于，控制包括下述部分的渦輪機(jī)設(shè)備的方法 壓縮工作流體的壓縮部；由工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)部；以及使工作流體至少在壓縮部和渦輪機(jī)部之間循環(huán)的循環(huán)流徑，該方法包括下述步驟 加速步驟，通過(guò)經(jīng)由減速部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮部和渦輪機(jī)部旋轉(zhuǎn)來(lái)增加轉(zhuǎn)數(shù)； 載荷檢測(cè)步驟，由載荷檢測(cè)部檢測(cè)施加至減速部的載荷；以及旁通流量控制步驟，當(dāng)檢測(cè)到的載荷的絕對(duì)值等于或小于預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，增加從壓縮部的出口側(cè)旁通至壓縮部的進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，并且當(dāng)所述載荷的絕對(duì)值等于或大于所述預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，降低旁通工作流體的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法，特征在于，所述旁通流量控制步驟包括下述步驟第一計(jì)算步驟，基于檢測(cè)到的載荷和所述預(yù)定值計(jì)算所述旁通流量； 第二計(jì)算步驟，基于所述壓縮機(jī)的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)之間的壓力比和基于吸向渦輪機(jī)部的工作流體的溫度計(jì)算的壓縮機(jī)的修正轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算防止所述壓縮機(jī)出現(xiàn)浪涌必需的旁通流量；選擇步驟，從由第一和第二計(jì)算步驟計(jì)算出的旁通流量中選擇具有較大流量的旁通流量；以及流量控制步驟，將從壓縮部的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量控制到選擇的旁通流量。
3.—種控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法，特征在于，控制包括下述部分的渦輪機(jī)設(shè)備的方法 壓縮工作流體的壓縮部；由工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)部；以及使工作流體至少在壓縮部和渦輪機(jī)部之間循環(huán)的循環(huán)流徑，該方法包括下述步驟 加速步驟，通過(guò)經(jīng)由減速部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮部和渦輪機(jī)部旋轉(zhuǎn)來(lái)增加轉(zhuǎn)數(shù)；以及旁通流量控制步驟，隨著在開(kāi)始增加轉(zhuǎn)數(shù)之后經(jīng)歷一時(shí)間周期降低從壓縮部的出口側(cè)旁通至壓縮部的進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法，特征在于，所述旁通流量控制步驟包括下述步驟第一計(jì)算步驟，基于開(kāi)始增加所述轉(zhuǎn)數(shù)之后經(jīng)歷的時(shí)間周期計(jì)算所述旁通流量； 第二計(jì)算步驟，基于所述壓縮機(jī)的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)之間的壓力比和基于吸向壓縮機(jī)的工作流體的溫度計(jì)算的壓縮機(jī)的修正轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算防止所述壓縮機(jī)出現(xiàn)浪涌必需的旁通流量；選擇步驟，從由第一和第二計(jì)算步驟計(jì)算出的旁通流量中選擇具有較大流量的旁通流量；以及流量控制步驟，將從壓縮部的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量控制到選擇的旁通流量。
5.一種渦輪機(jī)設(shè)備，特征在于，設(shè)置有 壓縮部，壓縮工作流體；渦輪機(jī)部，由工作流體驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；循環(huán)流徑，使工作流體至少在壓縮部和渦輪機(jī)部之間循環(huán)；旁通流徑，使工作流體從壓縮部的出口側(cè)旁通至進(jìn)口側(cè)；流量控制部，控制流過(guò)旁通流徑的工作流體的流量；電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)過(guò)程中經(jīng)由減速部驅(qū)動(dòng)壓縮部和渦輪機(jī)部旋轉(zhuǎn)；和控制部，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的控制方法。
全文摘要
本發(fā)明提供控制渦輪機(jī)設(shè)備的方法和渦輪機(jī)設(shè)備，該渦輪機(jī)設(shè)備能夠執(zhí)行控制施加至減速部的載荷的啟動(dòng)操作，同時(shí)遵從施加至設(shè)置在渦輪機(jī)設(shè)備處的裝置的限制。本發(fā)明的特征在于，包括下述步驟加速步驟(S1)，通過(guò)經(jīng)由減速部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)壓縮部和渦輪機(jī)部來(lái)增加轉(zhuǎn)數(shù)；載荷檢測(cè)步驟(S2)，由載荷檢測(cè)部檢測(cè)施加至減速部的載荷；以及旁通流量控制步驟(S3)，當(dāng)檢測(cè)到的載荷的絕對(duì)值等于或小于預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，增加從壓縮部的出口側(cè)旁通至壓縮部的進(jìn)口側(cè)的工作流體的流量，并且當(dāng)所述載荷的絕對(duì)值等于或大于所述預(yù)定值的絕對(duì)值時(shí)，降低旁通工作流體的流量。
文檔編號(hào)F01K13/02GK102177314SQ200980110550
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者加藤誠(chéng), 園田隆, 宇么谷雅英, 小野仁意, 杼谷直人, 藤井文倫 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社, 卵石床模塊反應(yīng)器有限公司