專利名稱：電子可控制和可測試的渦輪機跳閘系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
總的來說，本發(fā)明涉及一種電子可控制和可測試的、用于例如渦輪機的跳閘系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種在渦輪機工作的同時控制和測試渦輪機跳閘控制元件的裝置和方法，在測試的過程中，渦輪機的工作方式不會影響渦輪機跳閘。
背景技術：
液壓控制系統(tǒng)一般用于控制發(fā)電機，例如渦輪機。已知的液壓控制系統(tǒng)可以包括跳閘控制系統(tǒng)或其他防護系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可在檢測到異常操作條件或其他系統(tǒng)故障時停掉渦輪機(即，使渦輪機跳閘)。遺憾的是，與跳閘控制系統(tǒng)有關的一個或多個元件無法正常操作可能會妨礙渦輪機在緊急情況下發(fā)生跳閘操作，這可能會導致渦輪機嚴重損壞以及其他災難，例如危害或傷害工廠人員。
例如，現有的緊急跳閘系統(tǒng)、諸如通用電氣公司(GE)生產的機械緊急跳閘系統(tǒng)包括幾個用管道連在一起的元件(例如閥門、調節(jié)器、模塊、端口等)，從而形成機械操作的跳閘系統(tǒng)。在純機械的跳閘系統(tǒng)中，用無備用的液壓驅動閥來執(zhí)行阻斷和排出功能。然而，在某些情況下，該系統(tǒng)已經作了改進，包括電子控制的備用排出閥，該閥執(zhí)行排出操作，從而排出或除去蒸汽閥跳閘回路中的壓力，該回路根據三選二投票模式來操作渦輪機。然而，在執(zhí)行排出操作時，GE的機械跳閘系統(tǒng)需要將液壓流體輸送到被阻斷的蒸汽閥的控制端口。這種機械系統(tǒng)導致設計大而復雜，并且有一些可能造價昂貴的單獨部件。另外，GE的機械跳閘系統(tǒng)需要操作者手動測試阻斷元件。還有，GE的機械跳閘系統(tǒng)的阻斷系統(tǒng)的機械性質需要操作者到達渦輪機現場，但不希望這么做。
盡管已經開發(fā)出了自動跳閘系統(tǒng)，其中機械調節(jié)器和相關的聯動裝置用自動執(zhí)行跳閘操作的控制器代替，但這些自動跳閘系統(tǒng)通常包括單獨的、孤立的閥，或局限于跳閘系統(tǒng)的排出功能。具體地說，對于改進的GE渦輪機系統(tǒng)，如上所述，已經知道用一套三個連接到一個控制器上的控制閥來執(zhí)行三選二投票模式，從而在渦輪機跳閘控制系統(tǒng)內執(zhí)行排出功能。在這一配置中，每個控制閥以如下方式操縱兩個相互連接的DIN閥，即如果三個控制閥中有兩個通電，則確保產生通過一套兩個DIN閥的液壓通道，從而使壓力從為渦輪機提供蒸汽的蒸汽閥的跳閘端口排出。蒸汽閥跳閘端口處的壓力損失使蒸汽閥關閉，并停止或暫停渦輪機的操作。使用這一配置，在希望或需要或出現類似情況的時候，任何一個控制閥出故障都不會妨礙執(zhí)行跳閘操作，但在不需要這種跳閘的時候，也不會造成跳閘。另外，因為采用三選二的投票模式，所以在操作渦輪機的同時可以測試該排出回路的各個元件，不會造成跳閘。
遺憾的是，跳閘控制系統(tǒng)中的阻斷回路或阻斷部分是控制回路的重要部分，當前，如果其中一個元件出故障，則阻斷回路無法提供備用元件以確保阻斷回路正常操作，并且無法對阻斷回路進行電子測試或操作。當前這種已知的渦輪機跳閘控制系統(tǒng)的阻斷回路事實上必須手動操作，但這一點難于進行，因為它需要操作者在跳閘操作的排出部分出現之后真的去手動操作阻斷回路的各元件(一般位于渦輪機附近)。同樣，因為是手動操作各元件，所以測試跳閘控制系統(tǒng)的阻斷部分的操作沒有簡單的遙控方式。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種用于例如渦輪機的跳閘控制系統(tǒng)，包括阻斷回路和排出回路，其中前者有兩個或多個在壓力供應管線內串聯連接的備用阻斷閥，用于阻斷壓力供應管線內液壓流體的供應；后者有兩個或多個在跳閘管線和回流管線或排放管線之間并聯連接的排出閥，用于從跳閘控制系統(tǒng)中排出液壓流體。在過程控制器或安全控制器的控制下，阻斷閥和排出閥由一個或者多個控制閥啟動，其中控制器工作，首先通過使用至少一個排出閥執(zhí)行排出功能，然后用至少一個阻斷閥執(zhí)行阻斷功能，從而導致跳閘。另外，壓力傳感器布置在跳閘控制系統(tǒng)內的各個位置，并向控制器提供反饋，從而能讓控制器在渦輪機的工作過程中分別測試每一個阻斷閥和排出閥，而不會使渦輪機真的跳閘。這樣，跳閘控制系統(tǒng)通過提供備用的阻斷和排出功能，并能在渦輪機聯機且操作的同時對阻斷和排出回路的各元件進行測試，而在測試過程中，如果必要，也不影響渦輪機跳閘，從而提供了可靠的跳閘操作。另外，跳閘控制回路可以集成為一個單獨的小插件(package)，它可以輕松地裝配到現有的渦輪機系統(tǒng)上，從而能對現有的渦輪機跳閘控制系統(tǒng)進行相對廉價的改造或更新。


圖1為渦輪機液壓控制系統(tǒng)的一個實施例的原理框圖，它包括排出回路和阻斷回路；圖2為圖1所示的排出回路的一個實施例的原理框圖；圖3為圖1和2所示的排出回路的一個實施例更詳細的示意圖；圖4為圖1所示的阻斷回路的一個實施例的原理圖框；圖5為圖1和4所示的阻斷回路的一個實施例更詳細的示意圖；圖6為跳閘控制回路詳細的示意框圖，其中，圖1的排出回路與阻斷回路通過一根歧管被液壓連接在一起，從而形成電子控制的集成液壓跳閘裝置；圖7A和7B為一根歧管的三維透視圖，該歧管上安裝有排出回路和阻斷回路的各種的元件，從而形成集成的跳閘回路。
具體實施例方式
參考圖1，和渦輪機110一起使用的跳閘控制系統(tǒng)100包括阻斷回路120和排出回路130，其中阻斷回路120提供由內部(自動)啟動且可測試的阻斷功能，而排出回路130提供電子啟動且可測試的排出功能，并且兩者一起控制著蒸汽閥140的操作，從而在安全跳閘過程中為渦輪機110提供可靠的跳閘操作。一般來說，阻斷回路120和排出回路130包括備用的阻斷和排出功能，該功能可以在渦輪機110聯機且操作的同時測試阻斷回路120或排出回路130的各元件，并且在測試阻斷回路120和排出回路130任何元件的過程中，不影響跳閘動作。此外，阻斷回路120和排出回路130可以集成為一個單獨的小插件，它可以輕松地裝配到現有的渦輪機跳閘控制系統(tǒng)上，從而能用這里所述的加強備用的且可測試的阻斷和排出功能對這種現有的系統(tǒng)進行改造。
如圖1所示，管線150從流體或壓力源(未示出)通過阻斷回路120和排出回路130供應液壓流體，這通常是為這些回路內的各閥門提供控制壓力。另外，管線150a連接到阻斷回路120上游的液壓流體源上，并根據阻斷回路120的操作為阻斷回路120下游的管線150b供應液壓流體。管線150b穿過排出回路130通向蒸汽閥140的控制(跳閘)入口，從而控制蒸汽閥140的操作。一般來說，蒸汽閥140入口處的管線150b內的超過某一數值的壓力使蒸汽閥140保持打開，這允許蒸汽經管線155進入渦輪機110，從而允許或使渦輪機110工作。另外，液壓或壓力回流管線160從蒸汽閥140通過排出回路130連接到回流容器162上，其中液壓或壓力回流管線160為低壓流體管線，而排放管線170將排出回路130和阻斷回路120連接到液壓流體排放容器172上，其中排放管線170也為低壓流體管線。如果需要，流體排放容器172和回流容器162可以為相同的容器，通常稱為儲罐，這樣低壓流體管線160和170就可以通過該儲罐液壓連接在一起。
如圖1所示，控制器145被可操作地連接到阻斷回路120和排出回路130上，其中該控制器可以為安全控制器、過程控制器或任何其他所需種類的控制器，并且可以用分散控制系統(tǒng)(DSC)技術、PLC技術或任何其他種類的控制技術來實現。在操作過程中，控制器140用于自動操作排出回路130，使阻斷回路120憑借來自跳閘壓力管線150b的引導通道(pilot passage)內的壓力損失而自動關閉，從而使渦輪機110跳閘。另外，控制器145用于從阻斷回路120和排出回路130接收壓力測量結果，這能讓控制器145測試阻斷回路120和排出回路130的各個元件，從而測試這些回路元件的操作。
應該理解控制器145可以遠離或靠近阻斷回路120和排出回路130。此外，控制器145還可以包括一個單獨的控制單元，它操作并測試阻斷回路120和排出回路130，或者包括多個控制單元，諸如分散控制單元，每個控制單元都用于操作不同的阻斷回路120和排出回路130。一般來說，控制器145的結構和配置都是常規(guī)的，因此這里不再討論。
舉例來說，渦輪機110可用于驅動發(fā)電機，在它的操作過程中，受壓的液壓流體(例如操作油)從液壓流體源(例如泵)經管線150供應到阻斷回路120和排出回路130，并通過由管線150a和150b組成的液壓流體通道供應到蒸汽閥140。液壓流體可以包括任何一種能夠沿液壓流體通道150、150a和150b以及回流管線160和排放管線170流動的合適的液壓材料。如上所述，當流體管線150b內的壓力在蒸汽閥140的跳閘入口處達到預定的系統(tǒng)壓力時，蒸汽閥140允許或能使蒸汽流向渦輪機110。然而，當流體管線150b內的壓力在蒸汽閥140的跳閘入口處降到預定的系統(tǒng)壓力或嚴重低于系統(tǒng)壓力時，蒸汽閥140關閉，從而使渦輪機110停機。
一般來說，為了使渦輪機110跳閘，控制器145首先操縱排出回路130將流體從蒸汽閥140的跳閘入口處的供應管線150b排到回流管線160中，從而除去蒸汽閥140跳閘入口處的系統(tǒng)壓力，并使渦輪機110跳閘。一旦渦輪機110發(fā)生跳閘，阻斷回路120就會因跳閘壓力150b損失而自動工作，來阻斷供應管線150a內液壓流體的流動，從而防止液壓流體在渦輪機110處于跳閘狀態(tài)時從供應管線150a連續(xù)供應到150b。另外，正如下面將要詳細討論的那樣，在渦輪機110的正常操作過程中，控制器145可以控制排出回路130和阻斷回路120的各個元件以測試這些元件，而不會使渦輪機110跳閘。在渦輪機110的操作過程中，這一測試功能能夠定期測試并更換(如果需要)跳閘系統(tǒng)100的各個元件，無需關閉渦輪機110或使其離線。這一測試功能也能夠檢測并更換或在真的跳閘之前修理阻斷和排出回路120和130中出故障的元件，從而在需要的時候有助于確?？煽康奶l操作。
在一個實施例中，在檢測到有渦輪機110的工廠內有一個或多個異常條件或故障的情況下，控制器145做出響應操縱排出回路130，使渦輪機110跳閘。為了幫助確保跳閘操作被進行，即使與排出回路130有關的一個或多個元件無法正常操作，排出回路130優(yōu)選包括多個備用閥門系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在管線150b和回流管線160之間形成并聯連接的備用的流體排放通道，其中任何一條并聯的流體排放通道工作都足以除去蒸汽閥140的跳閘入口處的跳閘壓力，從而使渦輪機110跳閘。在一個實施例中，排出回路130可以包括三個這樣的閥門系統(tǒng)，并且每個閥門系統(tǒng)都可以包括控制兩個跳閘閥的驅動閥。在這種情況下，正如在談到圖2時將要詳細說明的那樣，兩個或多個閥門系統(tǒng)的工作，導致在管線150b和回流管線160之間形成至少一條流體排放通道，而只有一個閥門系統(tǒng)的工作，不會在管線150b和回流管線160之間形成排放通道。這一配置被稱為三選二投票系統(tǒng)，它確保在控制系統(tǒng)145不打算啟動跳閘系統(tǒng)時，只有一個閥門系統(tǒng)出故障不會導致跳閘，同時還確保在控制系統(tǒng)145打算啟動跳閘系統(tǒng)時，只有一個閥門系統(tǒng)出故障也不會妨礙跳閘。
圖2更詳細地展示了圖1中的排出回路130的一個實施例的原理框圖。具體地說，排出回路130包括多個備用的跳閘分支200、210和220，在跳閘操作過程中，液壓流體可以從液壓流體通道150b通過這些分支流到回流管線160，這可從蒸汽閥140的跳閘入口處的管線150b中除去或排出壓力，從而使渦輪機110停止工作。如圖2所示，每個跳閘分支200-220都包括兩個閥門230和280、240和260或250和270，并且當單個跳閘分支的兩個跳閘閥都打開時，形成排放通道，并允許液壓流體從液壓流體通道150b流到回流管線160。然而，當單個分支200-220的兩個閥門中的任意一個關閉時，液壓流體被阻斷，即阻止它從液壓流體通道150b通過該分支流到回流管線160。如圖2所示，多個跳閘閥230-280包括第一跳閘閥(A1)230、第二跳閘閥(A2)240、第三跳閘閥(B1)250、第四跳閘閥(B2)260、第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280。
在一個實施例中，第一到第六跳閘閥230-280中的每一個都可以是雙向DIN插裝閥(cartridge valve)，它有一對操作端口(A，B)和控制端口(X)，其中操作端口(A，B)可以在彈簧或其他機械裝置(未示)的作用下在閉合位置正常偏移。液壓流體可以對控制端口(X)處控制壓力的損失作出響應而通過跳閘閥230-280的操作端口(A，B)。DIN插裝閥在本領域中是公知的，因此這里不再詳細說明。不難理解，不管怎樣，當任何跳閘閥230-280處于打開位置時，液壓流體都可以從那個閥門的端口A流到端口B。相比之下，當控制壓力被施加到任何跳閘閥230-280的控制端口X時，被施加控制壓力的跳閘閥230-280就將該閥門鎖定在閉合位置，從而阻斷或防止液壓流體在那個閥門的操作端口(A，B)之間流動。
如圖2所示，第一跳閘分支200包括連接在液壓流體通道150b和回流管線160之間的第一跳閘閥(A1)230和第六跳閘閥(C2)280。具體地說，第一跳閘閥(A1)230的端口A通過液壓管道282被液壓連接到液壓流體通道150b上，第一跳閘閥(A1)230的端口B通過液壓管道283被液壓連接到第六跳閘閥(C2)280的端口A上，第六跳閘閥(C2)280的端口B通過液壓管道284被液壓連接到回流管線160上。
如圖2明顯所示，第二跳閘分支210包括連接在液壓流體通道150b和回流管線160之間的第二跳閘閥(A2)240和第四跳閘閥(B2)260。具體地說，第二跳閘閥(A2)240的端口A通過液壓管道285被液壓連接到液壓流體通道150b上，第二跳閘閥(A2)240的端口B通過液壓管道286被液壓連接到第四跳閘閥(B2)260的端口A上，第四跳閘閥(B2)260的端口B通過液壓管道287被液壓連接到回流管線160上。
此外，第三跳閘分支220包括連接在液壓流體通道150b和回流管線160之間的第三跳閘閥(B1)250和第五跳閘閥(C1)270。具體地說，第三跳閘閥(B1)250的端口A通過液壓管道288被液壓連接到液壓流體通道150b上，第三跳閘閥(B1)250的端口B通過液壓管道289被液壓連接到第五跳閘閥(C1)270的端口A上，第五跳閘閥(C1)270的端口B通過液壓管道290被液壓連接到回流管線160上。
為便于圖示，圖2沒有展示用于控制跳閘閥230-280操作的各控制閥。然而，不難理解單個的控制閥或執(zhí)行機構控制著一對跳閘閥230-280中的每個閥門的操作，具體地說，第一執(zhí)行機構同時控制著閥門A1和A2(230，240)的操作，第二執(zhí)行機構同時控制著閥B1和B2(250，260)的操作，第三執(zhí)行機構同時控制著閥門C1和C2(270，280)的操作。圖3展示了一個實施例的示意圖，該圖描繪了一種實施圖2所示的阻斷回路的方式，在該阻斷回路中，第一到第六跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280在真正的渦輪機跳閘系統(tǒng)中被連接在液壓流體管線150b和回流管線160之間。如圖3最好地所示，第一執(zhí)行機構292通過液壓管道295被可操作地連接到第一跳閘閥(A1)230的控制端口(X)和第二跳閘閥(A2)240的控制端口(X)之間，并且同時控制施加在第一跳閘閥(A1)230的控制端口(X)和第二跳閘閥(A2)240的控制端口(X)處的控制壓力。通電時，第一執(zhí)行機構292用于啟動第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240，從而將第一和第二跳閘閥230、240鎖定在各自的閉合位置。同樣，第二執(zhí)行機構293通過液壓管道296被可操作地連接到第三跳閘閥(B1)250的控制端口(X)和第四跳閘閥(B2)260的控制端口(X)之間，并且控制施加在第三跳閘閥(B1)250的控制端口(X)和第四跳閘閥(B2)260的控制端口(X)處的控制壓力。通電時，第二執(zhí)行機構293用于啟動第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260，從而將第三和第四跳閘閥250、260鎖定在各自的閉合位置。此外，第三執(zhí)行機構294通過液壓管道297被可操作地連接到第五跳閘閥(C1)270的控制端口(X)和第六跳閘閥(C2)280的控制端口(X)之間，并且控制施加在第五跳閘閥(C1)270的控制端口(X)和第六跳閘閥(C2)280的控制端口(X)處的控制壓力。通電時，第三執(zhí)行機構294用于啟動第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280，從而將第五和第六跳閘閥270、280鎖定在各自的閉合位置。
不難理解，第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294中的每一個都被可操作地連接到控制器145上，控制器145用于對第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294中的每一個單獨或同時通電和斷電。在一個實施例中，第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294中的每一個都可能包括電磁閥，當控制器145通電時，該電磁閥將控制壓力從系統(tǒng)壓力管線150供應到相關跳閘閥230-280的控制端口(X)，從而將相關跳閘閥230-280鎖定在閉合位置。同樣，當控制閥145斷電時，第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294都將相關跳閘閥230-280的控制端口(X)連接到排放管線170上。
如圖2-3所示，排出回路130還包括位于液壓管道283和液壓流體通道150b之間的節(jié)流孔299a、位于液壓管道286和液壓流體通道150b之間的節(jié)流孔299b和位于液壓管道289和液壓流體通道150b之間的節(jié)流孔299c。另外，排出回路130還包括位于液壓管道283和排放管線170之間的節(jié)流孔301a、位于液壓管道286和排放管線170之間的節(jié)流孔301b和位于液壓管道289和排放管線170之間的節(jié)流孔301c。在正常操作條件下，當第一到第六的所有跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280都處于閉合位置時，液壓管道283中的壓力、液壓管道286中的壓力和液壓管道289中的壓力都保持在低于跳閘壓力(即管線150b內的壓力)但高于0的低壓狀態(tài)，流體壓力的大小或數值與節(jié)流孔299a-299c和301a-301c的大小和結構有關。一般來說，節(jié)流孔299a-299c的大小允許流體從管線150b逐漸流入管道283、286和289中，而當管道283、286和289內的壓力達到預定值(該壓力低于管線150b中的壓力，例如約為管線150b中系統(tǒng)壓力的一半)時，節(jié)流孔301a-301c的大小允許流體從管道283、286和289中逐漸流出。在一個實施例中，節(jié)流孔299a-299c和301a-301c的直徑可大約為0.031英寸，但是也可以根據需要采用其他尺寸。下面將更詳細地討論在管道283、286、289中提供減壓流體的目的。
為了確保所有元件正常工作，從而在需要的時候執(zhí)行跳閘操作，可以測試與排出回路130相關的各元件，同時渦輪機110聯機操作，無需中斷。為了測試各目的，排出回路130包括第一、第二、第三壓力變送器(PT1-PT3)300-320，這些壓力變送器分別用于檢測第一、第二和第三跳閘分支200-220處的壓力，具體地說，分別用于檢測管道283、286和289中的流體壓力。另外，排出管道130還可以包括第一、第二、第三壓力傳感器(PS1-PS3)330-350，這些傳感器分別用于檢測液壓管道295-297中的流體壓力。如圖3所示，第一壓力傳感器(PS1)330用于檢測液壓管道295中的流體壓力，其中壓力管道295將第一執(zhí)行機構292既連接到第一跳閘閥(A1)230的控制端口(X)上又連接到第二跳閘閥(A2)240的控制端口(X)上；第二壓力傳感器(PS2)340用于檢測液壓管道296中的流體壓力，其中壓力管道296將第二執(zhí)行機構293既連接到第三跳閘閥(B1)250的控制端口(X)上又連接到第四跳閘閥(B2)260的控制端口(X)上；第三壓力傳感器(PS3)350用于檢測液壓管道297中的流體壓力，其中壓力管道297將第三執(zhí)行機構294既連接到第五跳閘閥(C1)270的控制端口(X)上又連接到第六跳閘閥(C2)280的控制端口(X)上。如果需要，壓力傳感器330、340和350可以都連接到控制器145上，盡管不需要這么做。這樣，壓力傳感器330、340和350和控制器145之間的連接就如圖3中的虛線所示。正如下面將要更詳細地說明的那樣，通過監(jiān)測每個液壓管道283、286、289(如果需要，還包括295、296、297)中的流體壓力，可以測試與多個備用閥門系統(tǒng)或分支200-220中的每一個相關的元件的操作。
在正常操作條件下(即渦輪機110未跳閘時)，控制器145用于為第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294中的每一個同時通電，從而啟動第一到第六跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280。當第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294被通電時，控制壓力就被供應到第一到第六跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280中的每一個的控制端口(X)，從而使第一到第六跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280將該閥門鎖定在閉合位置。當第一到第六跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280處于閉合位置時，液壓流體在這些閥門的各操作端口(A，B)之間的流動就受到阻斷或妨礙，結果，液壓流體通道150b和回流管線160之間不存在直接通道。該結構可保證蒸汽閥140的跳閘入口處的液壓流體通道150b內有足夠的液壓力，從而使蒸汽閥140處于打開位置。當蒸汽閥140處于打開位置時，蒸汽就被輸送到渦輪機110內，渦輪機也開始正常工作。
在異常情況下或出故障時，希望讓渦輪機110停止工作，從而防止損壞渦輪機110和/或防止其他災禍。為此，控制器145在液壓流體通道150b和回流管線160之間形成一條流體排放通道，用于從排出液壓流體通道150b內的液壓力。從流體通道150b中排出壓力使蒸汽閥140的跳閘入口處的壓力下降，從而使蒸汽閥140移動到閉合位置，并防止蒸汽被輸送到渦輪機110。這一動作引起并被稱為渦輪機110跳閘或停止。
為了確定是否需要跳閘，控制器145可以用各種傳感器(未示出)監(jiān)測渦輪機參數，舉例來說，諸如渦輪機速度、渦輪機載荷、真空壓力、軸承油壓、止推軸承油壓、等等。不難理解，在渦輪機110的操作過程中，控制器145可用于從這些傳感器接收信息以監(jiān)測渦輪機110的操作條件，從而檢測可能需要關閉渦輪機110的異常操作條件以及與渦輪機110有關的問題?？刂破?45可以對從操作傳感器接收到的信息(例如測得的超速情況)作出響應，從而引起跳閘操作。為了真正實現這種跳閘，只與排出回路130的兩個備用閥門系統(tǒng)或分支200-220有關的各元件需要正常操作。然而，為了引起跳閘，控制器145一般操縱著每個執(zhí)行機構292、293和294(實際上是使這些執(zhí)行機構不工作)，從而試圖打開每個跳閘閥(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280，并在液壓流體管線150b和回流管線160之間形成并行的流體排放通道。這樣，即使在排出回路130的其中一個元件無法正常操作時，跳閘控制系統(tǒng)也有助于確保跳閘的進行，因為在這種情況下，在液壓流體管線150b和回流管線160之間仍然會形成或打開至少一條流體排放通道，從而引起跳閘。
更具體地說，在跳閘操作過程中，控制器145可用于使第一、第二和第三執(zhí)行機構292-294同時斷電，因而允許液壓流體流過第一、第二和第三跳閘分支200-220中的每一個，從而卸掉蒸汽閥140跳閘入口處的壓力，進而使渦輪機110停止工作。根據圖3不難理解，當控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電時，第一跳閘閥(A1)230的以及第二跳閘閥(A2)240的控制端口(X)都通過執(zhí)行機構292連接到排放管線170上。結果，來自管線150的控制壓力或系統(tǒng)壓力就從第一跳閘閥(A1)230的以及第二跳閘閥(A2)240的每個控制端口(X)釋放或排出，并且這些閥的控制管線內的壓力被輸送或排到排放管線170內。當第一跳閘閥(A1)230的以及第二跳閘閥(A2)240的控制端口(X)處的控制壓力被排到排放管線170時，第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240就從閉合位置移動到打開位置，并且允許液壓流體流過第一跳閘閥(A1)230的以及第二跳閘閥(A2)240的操作端口(A，B)。
與之相似，當控制器145使第二執(zhí)行機構293斷電時，第三跳閘閥(B1)250的以及第四跳閘閥(B2)260的控制端口(X)都通過執(zhí)行機構293連接到排放管線170上。結果，來自管線150的控制壓力或系統(tǒng)壓力就從第三跳閘閥(B1)250的以及第四跳閘閥(B2)260的每個控制端口(X)釋放或排出，這些閥的控制管線內的壓力被立即轉向或排到排放管線170內。當第三跳閘閥(B1)250的以及第四跳閘閥(B2)260的控制端口(X)處的控制壓力被排到排放管線170時，第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260就從閉合位置移動到打開位置，這使得液壓流體流過第三跳閘閥(B1)250的以及第四跳閘閥(B2)260的操作端口(A，B)。
同樣，當控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電時，第五跳閘閥(C1)270的以及第六跳閘閥(C2)280的控制端口(X)都通過執(zhí)行機構294連接到排放管線170上。結果，來自管線150的控制壓力或系統(tǒng)壓力就從第五跳閘閥(C1)270的以及第六跳閘閥(C2)280的每個控制端口(X)釋放或排出，這些閥的控制管線內的壓力被立即輸送或排到排放管線170內。當第五跳閘閥(C1)270的以及第六跳閘閥(C2)280的控制端口(X)處的控制壓力被排到排放管線170時，第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280就從閉合位置移動到打開位置，這允許液壓流體流過第五跳閘閥(C1)270的以及第六跳閘閥(C2)280的操作端口(A，B)。
不難理解，為了實現跳閘操作，流體通道150b內的液壓流體只需通過第一、第二和第三跳閘分支200-220中的一個流到回流管線160，從而降低蒸汽閥140的跳閘入口處的壓力，并使渦輪機110停止操作。結果，只與備用閥門系統(tǒng)A1和A2、B1和B2、或C1和C2中的兩個有關的各元件需要正常操作以執(zhí)行跳閘操作。換句話說，如果與第一閥門系統(tǒng)(例如第一執(zhí)行機構292、第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240)有關的所有元件正常操作，并且如果與第三閥門系統(tǒng)(例如第三執(zhí)行機構294、第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280)有關的所有元件正常操作，那么液壓流體可以從液壓流體通道150b通過第一跳閘分支200流到回流管線160，從而卸掉蒸汽閥140的跳閘壓力并使渦輪機110停止工作。與之相似，如果與第一閥門系統(tǒng)有關的所有元件正常操作，并且如果與第二閥門系統(tǒng)(例如第二執(zhí)行機構293、第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260)有關的所有元件正常操作，那么液壓流體可以從液壓流體通道150b通過第二跳閘分支210流到回流管線160，從而卸掉蒸汽閥140的跳閘壓力并使渦輪機110停止工作。接著說，如果與第二和第三閥門系統(tǒng)有關的所有元件正常操作，那么液壓流體可以從液壓流體通道150b通過第三跳閘分支220流到回流管線160，從而卸掉蒸汽閥140的跳閘壓力并使渦輪機110停止工作。這樣，通過要求只與三個閥門系統(tǒng)中的兩個有關的元件正常操作以進行跳閘操作即可實現備用。換句話說，與分支200-220中的一個有關的一個或多個元件出故障并不會妨礙控制器145執(zhí)行跳閘操作來停止渦輪機110。
另外，希望在渦輪機110聯機操作的同時不時測試與排出回路130有關的元件以確保所有元件正常工作。然而，也希望測試這些元件時不中斷渦輪機110的操作，由于停止渦輪機110來測試或維護成本太高，并且也不希望這么做。在圖2和3所示的系統(tǒng)中，控制器145可以在渦輪機110聯機且操作時遠距離單獨測試每個備用閥門分支200-220的操作。具體地說，為了進行測試，控制器145可以分別啟動執(zhí)行機構292、293和294，并用壓力變送器300、310、320、330、340和350監(jiān)測一個或多個液壓管道283、286、289(如果需要，還有管道295、296和297)中的壓力，以確定與排出回路130有關的元件工作是否正常。這樣，操作人員就不需要對各閥門(A1，A2，B1，B2，C1，C2)230-280和執(zhí)行機構292-294進行人工測試，而人工測試需要關閉渦輪機110。此外，當控制器145測試與排出回路130有關的元件時，一旦出現異常情況或故障，控制器145要保證能讓渦輪機110停止工作(即，使渦輪機110跳閘)，從而防止損壞渦輪機110和/或防止其他災難。
更具體地說，為了測試與第一閥門系統(tǒng)有關的第一執(zhí)行機構292、第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240的操作，控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電，同時保持第二執(zhí)行機構293和第三執(zhí)行機構294通電。當控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電時，第一跳閘閥(A1)230的以及第二跳閘閥(A2)240的控制端口(X)應該連接到排放通道170上，這樣，控制壓力應該從第一跳閘閥(A1)230的以及第二跳閘閥(A2)240的每個控制端口(X)釋放或排出。因此，如果第一執(zhí)行機構292正常操作，那么當第一執(zhí)行機構292斷電時，第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240都應該從閉合位置移動到打開位置。通過監(jiān)測由第一壓力變送器(PT1)300檢測的液壓管道283處的壓力、由第二壓力變送器(PT2)310檢測的液壓管道286處的壓力以及由第三壓力變送器(PT3)320檢測的液壓管道289處的壓力，控制器145可以確定第一執(zhí)行機構292、第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240中一個或多個的操作是否正常。
具體地說，當控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電時，如果第一執(zhí)行機構292、第一跳閘閥(A1)230和第二跳閘閥(A2)240中的每一個都操作正常，那么第三壓力變送器(PT3)320在將第三跳閘閥(B1)250連接到第五跳閘閥(C1)270上的液壓管道289處測得的壓力變化應該較小或可以忽略。另外，當控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電時，第一壓力變送器(PT1)300應該檢測液壓管道283處的系統(tǒng)壓力，這是由于第一跳閘閥(A1)230處于打開位置，而第六跳閘閥(C2)280處于閉合位置。此外，當控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電時，第二壓力變送器(PT2)310還應該檢測液壓管道286處的系統(tǒng)壓力，這是由于第二跳閘閥(A2)240處于打開位置，而第四跳閘閥(B2)260處于閉合位置。
控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電之后，如果第三壓力變送器(PT3)320測得的壓力不同于液壓管道289處較小的或者說可以忽略的壓力變化，那么就控制器從壓力變送器320接收測量信號這一方面來說，控制器145可以確定第一執(zhí)行機構292操作不正常，并產生錯誤或警告信號，或采取任何其他所需措施以告知用戶這一問題。另外，控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電之后，如果第三壓力變送器(PT3)320測得的壓力變化較小或者說可以忽略，但第一壓力變送器(PT1)300測得的壓力不同于液壓管道283處的系統(tǒng)壓力，那么控制器145可以確定第一跳閘閥(A1)230操作不正常，并且如果需要，還產生錯誤或警告信號。具體地說，如果第一壓力變送器(PT1)300測得的下降的壓力由于節(jié)流孔299a的原因而低于液壓管道283處的系統(tǒng)壓力，那么控制器145可以確定第一跳閘閥(A1)230和第六跳閘閥(C2)280都處于閉合位置，這表明第一跳閘閥(A1)230操作不正常。還有，控制器145使第一執(zhí)行機構292斷電之后，如果第三壓力變送器(PT3)320測得的壓力變化較小或者說可以忽略，且第二壓力變送器(PT2)310測得的壓力不同于液壓管道286處的系統(tǒng)壓力，那么控制器145可以確定第二跳閘閥(A2)240操作不正常，并且如果需要，還產生錯誤或警告信號。
可以用與談到第一閥門系統(tǒng)時所述的方法相似的方法測試與第二閥門系統(tǒng)有關的第二執(zhí)行機構293、第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260。具體地說，當控制器145使第二執(zhí)行機構293斷電但保持第一執(zhí)行機構292和第三執(zhí)行機構294通電時，第三跳閘閥(B1)250的以及第四跳閘閥(B2)260的控制端口(X)都應該通過執(zhí)行機構293連接到排放管線170上，這樣控制壓力或系統(tǒng)壓力應該從第三跳閘閥(B1)250的以及第四跳閘閥(B2)260的每個控制端口(X)釋放或排出。這樣，當執(zhí)行機構293斷電時，如果第二閥門系統(tǒng)操作正常，那么第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260就都應該從閉合位置移動到打開位置。通過監(jiān)測第一壓力變送器(PT1)300測得的液壓管道283處的壓力、第二壓力變送器(PT2)310測得的液壓管道286處的壓力以及第三壓力變送器(PT3)320測得的液壓管道289處的壓力，控制器145可以確定第二執(zhí)行機構293、第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260中的一個或多個是否操作正常。
詳細地說，當控制器145使第二執(zhí)行機構293斷電時，如果第二執(zhí)行機構293、第三跳閘閥(B1)250和第四跳閘閥(B2)260都操作正常，那么第一壓力變送器(PT1)300在將第一跳閘閥(A1)230連接到第六跳閘閥(C2)280上的液壓管道283處測得的壓力變化應該較小或可以忽略。另外，第二壓力變送器(PT2)310測得的液壓管道286中的壓力應該較小或可以忽略，這是由于第四跳閘閥(B2)210的操作應該允許液壓管道286中存在的下降的系統(tǒng)壓力由于節(jié)流孔299b和301b的操作而通過目前打開的跳閘閥(B2)260消散到回流管線160內。還有，第三壓力變送器(PT3)320還應該檢測液壓管道289內的系統(tǒng)壓力，這是由于第三跳閘閥(B1)250處于打開位置，而第五跳閘閥(C1)270處于閉合位置。
控制器145使第二執(zhí)行機構293斷電之后，如果第一壓力變送器(PT1)300測得的壓力不同于液壓管道283處較小的或者說可以忽略的壓力變化，那么控制器145可以確定第二執(zhí)行機構293操作不正常，并產生錯誤或警告信號，或采取任何其他所需措施。另外，如果第一壓力變送器(PT1)300測得的壓力變化較小或者說可以忽略，但第二壓力變送器(PT2)310測得的壓力不同于液壓管道286處較小的或者說可以忽略的壓力，那么控制器145可以確定第四跳閘閥(B2)260操作不正常，并且產生錯誤或警告信號。具體地說，在這種情況下，如果第二壓力變送器(PT2)310測得的下降的系統(tǒng)壓力高于液壓管道286中較小的或者說可以忽略的壓力，那么控制器145可以確定第四跳閘閥(B2)260保持在閉合，而不是打開位置并且允許液壓管道286中存在的下降的系統(tǒng)壓力因節(jié)流孔299b和301b的操作而經回流管線160排出。還有，如果第一壓力變送器(PT1)300測得的壓力變化較小或者說可以忽略，但第三壓力變送器(PT3)320測得的壓力不同于液壓管道289處的系統(tǒng)壓力，那么控制器145可以確定第三跳閘閥(B1)250操作不正常，并產生錯誤或警告信號。
可以用與第一閥門系統(tǒng)和第二閥門系統(tǒng)相似的方法測試第三閥門系統(tǒng)的第三執(zhí)行機構294、第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280。具體地說，當控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電但保持第一執(zhí)行機構292和第二執(zhí)行機構293通電時，第五跳閘閥(C1)270的以及第六跳閘閥(C2)280的控制端口(X)都應該連接到排放管線170上，并且控制壓力應該從第五跳閘閥(C1)270的以及第六跳閘閥(C2)280的每個控制端口(X)釋放或排出。而且，當控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電時，如果第三執(zhí)行機構294操作正常，那么第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280就都應該從閉合位置移動到打開位置。通過監(jiān)測第二壓力變送器(PT2)310測得的液壓管道286處的壓力、第一壓力變送器(PT1)300測得的液壓管道283處的壓力以及第三壓力變送器(PT3)320測得的液壓管道289處的壓力中的一個或多個，控制器145可以確定第三執(zhí)行機構294、第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280中的一個或多個是否操作正常。
詳細地說，當控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電但保持第一執(zhí)行機構292和第二執(zhí)行機構293通電時，如果第三執(zhí)行機構294、第五跳閘閥(C1)270和第六跳閘閥(C2)280中的每一個都操作正常，那么第二壓力變送器(PT2)310在將第二跳閘閥(A2)240連接到第四跳閘閥(B2)260上的液壓管道286處測得的壓力變化應該較小或可以忽略。另外，第一壓力變送器(PT1)300測得的液壓管道283中的壓力應該較小或可以忽略，這是由于第一跳閘閥(A1)230處于閉合位置，而第六跳閘閥(C2)280處于打開位置，這允許液壓管道283中形成的下降的系統(tǒng)壓力因節(jié)流孔299a和301a而通過第六跳閘閥(C2)280排到回流管線160內。還有，第三壓力變送器(PT3)320測得的液壓管道289處的壓力還應該較小或可以忽略，這是由于第三跳閘閥(B1)250處于閉合位置，而第五跳閘閥(C1)270處于打開位置，這允許液壓管道289中形成的下降的系統(tǒng)壓力因節(jié)流孔299c和301c而通過第五跳閘閥(C1)270排到回流管線160內。
在控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電但保持第一執(zhí)行機構292和第二執(zhí)行機構293通電之后，如果第二壓力變送器(PT2)310測得的壓力不同于液壓管道286處較小的或者說可以忽略的壓力變化，那么控制器145可以確定第三執(zhí)行機構294操作不正常，并產生錯誤或警告信號。另外，在控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電之后，如果第二壓力變送器(PT2)310測得的壓力變化較小或者說可以忽略，但第一壓力變送器(PT1)300測得的壓力不同于液壓管道283處較小的或者說可以忽略的壓力，那么控制器145可以確定第六跳閘閥(C2)280操作不正常，并產生錯誤或警告信號。還有，在控制器145使第三執(zhí)行機構294斷電之后，如果第二壓力變送器(PT2)310測得的壓力變化較小或者可以忽略，但第三壓力變送器(PT3)320測得的壓力不同于液壓管道289處較小的或者說可以忽略的壓力，那么控制器145可以確定第五跳閘閥(C1)270操作不正常，并產生錯誤或警告信號。當然，如果需要，控制器145可以不接受來自壓力傳感器PS1、PS2和PS3的信號，并可以使用來自壓力傳感器PT1、PT2和PT3的信號及上述方法診斷跳閘閥內的或與跳閘閥有關的故障，如果控制器測得與特定執(zhí)行機構有關的兩個閥門(例如閥門A1和A2)似乎都有問題，那么該問題就可能與驅動或控制這些閥門的執(zhí)行機構有關。
可以看出，在測試與執(zhí)行機構292、293和294有關的任何一個閥門系統(tǒng)的過程中，渦輪機110的跳閘操作都不受影響，這是因為在測試過程中，控制器145基本上控制三個閥門系統(tǒng)中的一個以模仿閥門系統(tǒng)的跳閘。這樣，在測試過程中，為了啟動真正的跳閘，控制器145只需使與其他閥門系統(tǒng)有關的執(zhí)行機構292、293或294中的一個或兩個斷電，從而向其他閥門系統(tǒng)(不進行測試的)中的一個發(fā)送一個跳閘信號即可。
不難理解，上述排出回路130可以對異常情況或故障做出響應，通過用三選二投票模式將液壓流體通道150b內的液壓流體排到回流管線160內，從遠距離用電子方式執(zhí)行跳閘操作，從而排出蒸汽閥140的跳閘入口處的壓力。另外，因為三個中有兩個是備用的，所以可以在渦輪機110的操作過程中單獨測試該排出回路130的各元件，且不影響控制器145在測試過程中實現真正的跳閘。因此，操作人員不需要人工操作或測試與排出回路130有關的各元件。此外，即使與排出回路有關的一個元件無法操作，與上述排出回路130有關的眾多備用閥門系統(tǒng)有助于確保跳閘操作可以執(zhí)行。結果，在需要或要求的時候，這里所述的排出回路130可以更可靠地執(zhí)行跳閘操作。
盡管圖2和3沒有展示，但手動操作的閥門(例如針閥)可以設置在壓力變送器300、310和320之間，并且舉例來說，這些變送器隸屬的管線還能使這些變送器與流體管線隔開，從而可以修復或更換這些變送器。還有，如果需要，其他閥門(例如手動操作的針閥392)可以設置在向排出回路130供應系統(tǒng)壓力的管線150和管線150b之間，從而能讓用戶在任何所需的時間對管線150b手動加壓，或彌補管線150b內的泄漏。
一旦圖1-3的排出回路130執(zhí)行排出功能以使渦輪機110跳閘，就需要在渦輪機110處于跳閘狀態(tài)的同時防止或阻斷液壓流體從液壓流體源流向渦輪機的跳閘集管。如圖1所示，從液壓流體流向來說，阻斷回路120位于排出回路130的上游，并被連接到排出回路130上，用于執(zhí)行阻斷功能。詳細地說，阻斷回路120用于阻斷壓力管線150b與液壓源(圖中沒有給出但位于阻斷回路120的上游)，從而防止渦輪機處于跳閘狀態(tài)時液壓流體通過壓力管線150a和150b以及回流管線160進行不必要的循環(huán)。阻斷回路120通過檢測渦輪機跳閘集管的壓力損失而自動操作。在排出回路130排出管線150b內的壓力之后，如果阻斷回路120無法充分阻斷到渦輪機跳閘集管的系統(tǒng)壓力，液壓泵或液壓源就會不必要地工作，企圖增加管線150b內的壓力，這當然不可能發(fā)生，因為在跳閘過程中排出回路130在工作。
阻斷回路120優(yōu)選包括備用回路，當阻斷回路120內的元件出現故障時，它還能讓阻斷回路120正常工作。此外，優(yōu)選可以在渦輪機工作時用不會使渦輪機110跳閘，但在測試阻斷回路120的過程中如果必要也能使渦輪機110跳閘的方式，遙控測試阻斷回路120。在一個實施例中，阻斷回路120可以包括多個位于液壓流體管線150內且串聯連接的備用阻斷元件，這些元件用于在跳閘發(fā)生之后，以備用的方式阻斷到渦輪機跳閘集管的系統(tǒng)壓力。
參考圖4，阻斷回路120可以包括第一阻斷部分400和第二阻斷部分410，每個部分都有位于液壓流體管線150a內且串聯連接的閥門440或470，從而將阻斷回路120上游的管線150a與阻斷回路120下游的管線150b分開。在阻斷操作過程中，通過使管線150a與管線150b斷開，即通過防止流體從管線150a流向管線150b，第一阻斷部分400和第二阻斷部分410每個都被配置為阻斷液壓流體從液壓流體源流向渦輪機跳閘集管。正如下面將要更詳細地說明的那樣，第一阻斷部分400和第二阻斷部分410相互備用操作，因此第一阻斷部分400或第二阻斷部分410的操作都可防止或阻斷液壓流體流向渦輪機跳閘集管，即阻斷上游的壓力管線150a與下游的壓力管線150b。因為有備用，所以即便第一阻斷部分400和第二阻斷部分410中的一個無法進行阻斷操作，液壓流體的流動仍可以被阻斷回路120阻斷，這有助于提供可靠的阻斷功能。
如圖4中的原理框圖所示，第一阻斷部分400包括第一阻斷執(zhí)行機構420、液壓連接到第一阻斷執(zhí)行機構420上的第一阻斷閥430和液壓連接到第一阻斷閥430上且位于液壓流體通道150內的第一邏輯閥440。執(zhí)行機構420包括用于從控制器145接收電子信號的電子控制端口(X)、連接到下游流體管線150b上的流體入口(A)和連接到第一阻斷閥430的液壓控制端口(X)上的出口(B)。同樣，第一阻斷閥430包括用于從管線150a接收系統(tǒng)壓力的流體入口(A)和連接到第一邏輯閥440的液壓控制端口(X)上的出口(B)，其中第一邏輯閥440具有連接到管線150a上的入口(A)和連接到第二邏輯閥470上的出口(B)?？梢岳斫猓谝蛔钄鄨?zhí)行機構420控制下游的系統(tǒng)壓力施加到第一阻斷閥430的控制入口上，并且在一個實施例中，第一阻斷執(zhí)行機構420包括電磁閥，當該電磁閥被控制器145通電時，電磁閥將下游的系統(tǒng)壓力(即管線150b內的壓力)供應到第一阻斷閥430的控制入口。第一阻斷閥430控制第一邏輯閥440在打開位置和閉合位置之間的移動。舉例來說，第一邏輯閥440可以是雙向的DIN插裝閥，它有一對操作端口(A，B)和控制端口(X)。然而應該理解，第一邏輯閥440也可以是任何其他類型的可以在打開位置或閉合位置操作的閥門。
第一邏輯閥440通常被彈簧(未示出)或其他機械裝置偏置于閉合位置，從而防止或阻斷液壓流體從液壓流體源流向渦輪機跳閘集管。邏輯閥440通常允許液壓流體從端口(A)自由流向端口(B)或從端口(B)自由流向端口(A)。由于邏輯閥440上的端口(X)通過第一阻斷閥430直接連接到管線150a，因此邏輯閥440不會允許流體從端口(A)流向端口(B)(即從管線150a流向第二邏輯閥470)，除非邏輯閥440的端口(X)處的壓力被排出。當第一阻斷閥430通過第一阻斷執(zhí)行機構420從管線150b接收壓力時，因為邏輯閥440的端口(X)處的壓力被排到排放管線170，所以邏輯閥440允許流體從端口(A)流向端口(B)，并流向第二邏輯閥470。如果管線150b內的渦輪機跳閘集管壓力通過排出回路130被排出(即在跳閘啟動過程中)，那么第一阻斷閥430的端口(X)處的壓力也通過排出回路130被排出，從而使第一阻斷閥430移動到它的彈簧偏置位置，這樣邏輯閥440的端口(X)連接到壓力排放管線170上，從而使邏輯閥440關閉。
與之相似，第二阻斷系統(tǒng)410包括第二阻斷執(zhí)行機構450、液壓連接到第二阻斷執(zhí)行機構450上的第二阻斷閥460和液壓連接到第二阻斷閥460上且位于第一邏輯閥440和液壓流體通道150之間的第二邏輯閥470。如圖4所示，執(zhí)行機構450包括用于從控制器145接收電子信號的電子控制端口(X)、連接到下游流體管線150b上的流體入口(A)和連接到第二阻斷閥460的液壓控制端口(X)上的出口(B)。同樣，第二阻斷閥460包括用于從管線150a接收系統(tǒng)壓力的流體入口(A)和連接到第二邏輯閥470的液壓控制端口(X)上的出口(B)，其中第二邏輯閥470具有連接到第一邏輯閥440的出口上的入口(A)和連接到下游管線150b上的出口(B)。在這一構造中，第二阻斷執(zhí)行機構450控制系統(tǒng)壓力施加到第二阻斷閥460上，并且在一個實施例中，第二阻斷執(zhí)行機構450包括電磁閥，當該電磁閥被控制器145通電時，電磁閥將下游的系統(tǒng)壓力供應到第二阻斷閥460的控制入口。第二阻斷閥460控制第二邏輯閥470在打開位置和閉合位置之間的移動。舉例來說，如果需要，第二邏輯閥470也可以是雙向的DIN插裝閥。然而應該理解，第二邏輯閥470也可以是任何其他類型的可以在打開位置和閉合位置之間進行移動操作的閥門。
第二邏輯閥470通常被彈簧(未示出)或其他機械裝置偏置于閉合位置，從而防止或阻斷液壓流體從液壓流體源流向渦輪機跳閘集管。邏輯閥470通常允許液壓流體從端口(A)自由流向端口(B)或從端口(B)自由流向端口(A)。由于邏輯閥470上的端口(X)通過第二阻斷閥460直接連接到管線150a，因此邏輯閥470不會允許流體從端口(A)流向端口(B)(即從第一邏輯閥440流向止回閥484)，除非邏輯閥470的端口(X)處的壓力被排出。當第二阻斷閥460通過第二阻斷執(zhí)行機構450從管線150b接收壓力時，因為邏輯閥470的端口(X)處的壓力被排到排放管線170，所以邏輯閥470允許流體從端口(A)流向端口(B)，并流向止回閥484。如果管線150b內的渦輪機跳閘集管壓力通過排出回路130被排出(即在跳閘啟動過程中)，那么第二阻斷閥460的端口(X)處的壓力也通過排出回路130被排出，從而使第二阻斷閥460移動到它的彈簧偏置位置，這樣邏輯閥470的端口(X)連接到壓力排放管線170上，從而使邏輯閥470關閉。
圖5更詳細地展示了圖4中的系統(tǒng)的一個可能配置的示意圖。具體地說，圖示的第一和第二阻斷執(zhí)行機構420和450均為螺線管驅動的控制閥，它們有電連接到控制器145上的螺線管，從而控制下游的系統(tǒng)壓力從管線150b流向阻斷閥430和460的控制入口。阻斷閥430和460為液壓操縱閥，當被來自控制閥420和450的控制壓力啟動或去啟動時，它們將邏輯閥440和470的控制入口連接到系統(tǒng)壓力管線150a或排放管線170上。在正常操作條件下，控制器145用于使阻斷執(zhí)行機構420和450去啟動或斷電，從而使阻斷執(zhí)行機構420和450將下游的系統(tǒng)壓力(即管線150b內的流體)供應到阻斷閥430和460的控制入口?？梢岳斫?，施加到阻斷閥430和460的控制入口上的系統(tǒng)壓力克服了阻斷閥430和460中的彈簧的偏置力，并將邏輯閥440和470的控制端口(X)連接到排放管線170上，這允許邏輯閥440和470打開，從而能讓供應管線150a內的液壓流體到達供應管線150b。
在跳閘操作過程中，控制器145可以使第一阻斷執(zhí)行機構420的以及第二阻斷執(zhí)行機構450的螺線管通電，從而使邏輯閥440和470關閉，并阻斷流體管線150a和流體管線150b。更具體地說，當第一阻斷執(zhí)行機構420通電時，系統(tǒng)壓力就從第一阻斷閥430的控制入口釋放或排出，這使得控制壓力被施加到第一邏輯閥440的控制入口上，使邏輯閥440移動到閉合位置，從而防止或阻斷液壓流體在管線150a和管線150b之間流動。與之相似，當第二阻斷執(zhí)行機構450通電時，系統(tǒng)壓力就從第二阻斷閥460的控制入口釋放或排出，這使得控制壓力被施加到第二邏輯閥470的控制入口上，使邏輯閥470移動到閉合位置，從而防止或阻斷液壓流體從管線150a流向管線150b。
因為第一阻斷系統(tǒng)400和第二阻斷系統(tǒng)410的邏輯閥440和470分別串聯連接在管線150a和150b之間，所以阻斷回路120可執(zhí)行備用的阻斷功能，從而確保高可靠性。例如，如果第一阻斷系統(tǒng)400因與第一阻斷系統(tǒng)400相關的一個或多個元件出故障而無法正常執(zhí)行阻斷功能，那么串聯連接的第二阻斷系統(tǒng)410就用于確保阻斷功能仍可進行，從而防止或阻斷液壓流體從液壓流體源流向渦輪機跳閘集管。與之相似，如果第二阻斷系統(tǒng)410因與第二阻斷系統(tǒng)410相關的一個或多個元件出故障而無法正常執(zhí)行阻斷功能，那么串聯連接的第一阻斷系統(tǒng)400就用于確保阻斷功能仍可進行，從而防止或阻斷液壓流體從液壓流體源流向渦輪機跳閘集管。因此，阻斷回路120被配置為，只需第一阻斷系統(tǒng)400和第二阻斷系統(tǒng)410中的一個來執(zhí)行阻斷操作，從而阻斷或防止液壓流體從液壓流體源流向渦輪機跳閘集管。
使用圖4和5所示的系統(tǒng)可以在渦輪機110工作時測試與阻斷回路120相關的各元件，而無需中斷渦輪機110的操作。為此，阻斷回路120包括用于檢測位于第一和第二阻斷系統(tǒng)400、410的下游和渦輪機跳閘集管的上游的管線150b內的壓力的壓力變送器480、位于管線150b和排放管線170(圖5)之間的節(jié)流孔482，以及位于管線150b內的止回閥484(圖5)。通過監(jiān)測由壓力變送器480測得的壓力，控制器145可以確定與阻斷回路120相關的所有元件是否都操作正常從而能執(zhí)行阻斷操作。具體地說，控制器145通過一次一個地使第一阻斷系統(tǒng)400和第二阻斷系統(tǒng)410通電，并監(jiān)測壓力變送器480測得的位于第一和第二阻斷系統(tǒng)400、410的下游的流體管線150b內的壓力，可以單獨測試第一阻斷系統(tǒng)400和第二阻斷系統(tǒng)410的操作?？梢岳斫?，當控制器145正在測試與阻斷回路120相關的各元件時，控制器145仍能在檢測到異常情況或故障的情況下，停止渦輪機110的操作(即，使渦輪機110跳閘)。
參考圖5，為了在渦輪機110正在工作時測試第一阻斷系統(tǒng)400的操作，控制器145可以使第一阻斷執(zhí)行機構420通電而保持第二阻斷執(zhí)行機構450斷電。當第一阻斷執(zhí)行機構420通電而第二阻斷執(zhí)行機構450斷電時，下游的系統(tǒng)壓力從第一阻斷閥430的控制入口釋放或排出，且第一阻斷閥430控制入口處的壓力被轉移到排放管線170。結果，第一阻斷閥430立即關閉，這將管線150a內的上游控制壓力或系統(tǒng)壓力連接到第一邏輯閥440的控制端口(X)上。這一動作反過來使第一邏輯閥440立即移動到閉合位置。當第一邏輯閥440處于閉合位置時，由于節(jié)流孔482的操作，位于第一和第二阻斷系統(tǒng)400、410下游和止回閥484上游的管線150b內的壓力開始下降或者說衰退，這可慢慢地將閥門440下游和止回閥484上游的管線150b內的壓力排到排放管線170內。在一個實施例中，節(jié)流孔482的直徑可以做成約0.031英寸，但也可以使用其他尺寸。通常，止回閥484作為單向閥來操作，因此盡管止回閥484上游管線150b內的壓力開始降到低于系統(tǒng)壓力，但仍能保持止回閥484下游管線150b內的壓力接近系統(tǒng)壓力。
在第一阻斷執(zhí)行機構420通電而保持阻斷執(zhí)行機構450斷電之后，如果壓力變送器480測得止回閥484上游的液壓流體管線150b內的流體壓力下降，那么控制器145可以確定第一阻斷系統(tǒng)400內的所有元件都操作正常。然而，在止回閥484下游管線150b內的流體壓力下降到低于系統(tǒng)壓力且足以觸發(fā)跳閘操作(即，關閉圖1中的蒸汽閥140)或低得無法啟動第一阻斷閥430之前，控制器145使第一阻斷執(zhí)行機構420斷電，這造成第一邏輯閥440再次打開并將系統(tǒng)壓力供應到管線150b。
與之相似，為了在渦輪機110正在工作時測試第二阻斷系統(tǒng)410的操作，控制器145使第二阻斷執(zhí)行機構450通電而保持第一阻斷執(zhí)行機構420斷電。當第二阻斷執(zhí)行機構450通電而第一阻斷執(zhí)行機構420斷電時，系統(tǒng)壓力從第二阻斷閥460的控制入口釋放或排出，且第二阻斷閥460控制入口處的壓力被轉移到排放管線170。由于控制壓力損失，因此第二阻斷閥460啟動以將管線150a內的控制壓力供應到第二邏輯閥470的控制端口(X)上。這一動作反過來使第二邏輯閥470立即移動到閉合位置。當第二邏輯閥470處于閉合位置時，止回閥484上游管線150b內的壓力開始下降。此外，如果壓力變送器480測得止回閥484上游管線150b內的壓力有適當的或預期的下降，那么控制器145可以確定第二阻斷系統(tǒng)410內的所有元件都操作正常。另一方面，如果控制器145沒有測到壓力下降，那么閥門系統(tǒng)410的一個或多個元件可能有故障并需要修理。然而，在管線150b內的壓力下降到低于系統(tǒng)壓力且足以觸發(fā)圖1中的蒸汽閥140跳閘或低得無法啟動第二阻斷閥460之前，控制器145使第一阻斷執(zhí)行機構420斷電，這使第二邏輯閥470再次打開。當然，一旦測到阻斷回路120的任何元件有故障，控制器145都可以向操作者、技術人員、等發(fā)出警告(alarm)、報警(alert)或任何其他信號，或采取任何其他所需措施。
上述阻斷回路120通過提供備用的阻斷系統(tǒng)400、410來執(zhí)行可靠的電子控制的備用阻斷功能，執(zhí)行阻斷功能只需操作其中一個阻斷系統(tǒng)。當然，可以理解，通常在不測試排出回路130的排出功能時測試阻斷功能，但也可以同時測試這兩個系統(tǒng)。不管怎樣，在測試其中一個阻斷系統(tǒng)400或410的同時，控制器145仍可以使渦輪機110跳閘，這是由于控制器145只需控制三個排出執(zhí)行機構292、293和294中的兩個即可從管線150b中排出壓力，從而以上述方式使渦輪機110跳閘，并且這種排出功能可以在其中一個邏輯閥440或470關閉以進行測試的同時發(fā)生。事實上，這種排出功能可以在其中一個或兩個邏輯閥440和470都關閉并阻斷管線150a和管線150b時發(fā)生。這樣，測試阻斷回路120不會影響控制器145使渦輪機110跳閘的能力。
不管怎樣，在執(zhí)行完跳閘操作以使渦輪機110停止操作之后，且必須重置或啟動渦輪機110時，首先必須排除阻斷回路120提供的阻斷功能，從而允許在液壓流體管線150b內積累或重建系統(tǒng)壓力。然而，使用圖5中的阻斷系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力首先必須存在于下游管線150b內，從而能讓第一和第二邏輯閥440和470打開。因此，一旦跳閘之后使用，阻斷回路120必須重置。這種重置配置的一個目的在于確保在跳閘過程中邏輯閥440和470或控制器145的故障不會突然重新啟動蒸汽閥140。為了實現這種重置，圖4和5的阻斷回路120包括重置執(zhí)行機構485和連接在重置旁路492內的重置邏輯閥490，其中重置邏輯閥490有液壓連接到重置執(zhí)行機構485上的控制入口(X)。如圖4和5所示，重置執(zhí)行機構485被可操作地連接到控制器145上，并控制重置邏輯閥490的操作，其中重置邏輯閥490是繞開第一和第二邏輯閥440和470的旁路閥。在圖5所示的實施例中，重置執(zhí)行機構485包括電磁閥，而重置邏輯閥490是雙向DIN插裝閥，它有一對操作端口(A，B)和控制端口(X)。當控制端口(X)處沒有控制壓力時，液壓流體通過重置邏輯閥90的操作端口(A，B)，從而即使其中一個或兩個邏輯閥440和470都關閉時也允許流體從管線150a流向管線150b。一旦管線150b內重建起系統(tǒng)壓力(這只可能在排出回路130設置好從而消除管線150b和回流管線160之間的任何排放通道之后發(fā)生)，經過管線150b的流體壓力通過第一和第二阻斷執(zhí)行機構420和450會增加，從而第一和第二阻斷閥430和460向排放管線170排放，并從第一和第二邏輯閥440和470的控制入口除去控制壓力，這使這些閥門再次打開。之后，控制器145可以使將上游的系統(tǒng)壓力施加到重置邏輯閥490的控制入口上并使重置邏輯閥490關閉的重置執(zhí)行機構485斷電，從而關閉重置旁路492。
在一個實施例中，重置邏輯閥490通常被彈簧(未示出)或其他機械裝置偏置于閉合位置，從而防止或阻斷液壓流體從連接到管線150a上的液壓流體源流向連接到管線150b上的渦輪機跳閘集管。邏輯閥490通常允許流體從端口(A)自由流向端口(B)或從端口(B)自由流向端口(A)。由于邏輯閥490的端口(X)通過重置執(zhí)行機構485直接連接到管線150a，因此邏輯閥490不會允許流體從端口(A)流向端口(B)(即從管線150a流向管線150b)，除非邏輯閥490的端口(X)處的壓力被排出。當重置執(zhí)行機構485從控制器145接收信號時，它移動到啟動位置并將它的端口(B)連接到排放管線170上，排放管線170又反過來將邏輯閥490的端口(X)連接到排放管線170上，從而允許流體從邏輯閥490的端口(A)流向端口(B)，并繼續(xù)流向渦輪機跳閘集管150b。這樣，為了重置阻斷回路120，控制器145用于使重置執(zhí)行機構485通足夠長時間的電，以重建管線150b內的系統(tǒng)壓力，從而借助流過第一和第二阻斷執(zhí)行機構420和450的壓力打開第一和第二邏輯閥440和470；然后使重置執(zhí)行機構485斷電，重置執(zhí)行機構485將控制壓力施加到重置邏輯閥490的控制端口(X)上，并將連接到重置邏輯閥490的控制端口(X)上的管線內的流體連接到上游壓力150a上。這樣，重置邏輯閥490就被移動到閉合位置。
圖6展示了液壓連接到排出回路130上的阻斷回路120的一個實施例的示意圖，其中排出回路130為單獨的集成液壓組件，用歧管500連成一個單獨的單元，而沒有大量的難于制造和安裝的管道或其他元件。如圖6的實施例所示，單獨的歧管模塊500可以用作公用的平臺，從而能將阻斷回路120串聯連接到排出回路130上，因此供應壓力通過歧管500輸送到與阻斷回路120相關的各閥門和執(zhí)行機構，從而到達與排出回路130相關的各閥門和執(zhí)行機構。然而應該理解，阻斷回路120和排出回路130的一些元件并聯連接，因此與阻斷回路120和排出回路130都相關的閥門共用共同的供應壓力以啟動這些閥門。
不管怎樣，圖6的示意圖基本上包括了圖3和5的圖，兩者用圖3和5的與圖6中的附圖標記相同的元件連接起來并形成單獨的回路。然而，為簡便起見，圖6省略了圖3和5中的一些附圖標記。還有，與控制器145的連線在圖6中用虛線表示。
現在，關于圖6，流體管線150、150a、150b、160和170以及節(jié)流孔299a-299c、301a-301c和482還有止回閥484都被設置或插入到三維的歧管500內，舉例來說，歧管500可以用鋁或任何其他所需的材料制成。為清楚起見，歧管500的輪廓在圖6中用粗實線表示。如圖6中歧管500的頂部上所示的那樣，歧管500包括六個切開部分(cut-out section)，這些部分的橫截面可以是圓，形狀為圓柱，并且在相同或不同尺寸的歧管500內鉆成。每個切開部分都做成合適的尺寸和形狀，因此DIN閥230、240、250、260、270、280、440、470和490中的一個可以可拆卸地布置或安裝在其中。各種蓋板510-516(它們的輪廓在圖6中用更粗的線表示)被布置在歧管550的上方，并且例如使用螺栓或其他連接機構可拆卸地安裝在歧管500的外側，并且蓋板510-516將DIN閥230、240、250、260、270、280、440、470和490相對于歧管500的切開部分保持在合適的位置。此外，執(zhí)行機構292、293、294和485可拆卸地分別安裝在蓋板510、512、514和516上，從而被可拆卸地安裝到歧管500上?？梢岳斫?，蓋板510-516包括穿過它們的流體通道，從而允許歧管500內的流體到達執(zhí)行機構292-294和485，反之亦然。這樣，蓋板510-516還額外充當機械適配器，從而將執(zhí)行機構292-294和485的安裝硬件可拆卸地匹配到歧管500上。此外，如圖6所示，DIN閥440和470可以通過與阻斷閥430和460相關的安裝硬件520和521保持在歧管500上它們各自的切開部分內，同時執(zhí)行機構420和450可以借助于執(zhí)行機構420和450相關的安裝硬件525和526可拆卸地直接安裝到歧管500上。歧管500和蓋板510-516之間的流動連接件以及安裝硬件520、521、525和526在圖6中用穿過這些裝置邊界的線表示。與之相似，蓋板510、512、514及516和與執(zhí)行機構292、293、294和485有關的安裝硬件之間的流動連接件在圖6中用穿過這些裝置邊界的線表示。同樣，壓力傳感器或壓力變送器300、310、320、330、340、350和480每個都可以可拆卸地安裝到歧管500上，例如，用歧管500上的螺紋孔、壓力傳感器上的安裝硬件等，這些安裝硬件上有孔，這些孔與從歧管500側面伸出的螺栓嚙合。當然，不難理解圖6描繪的不是為了展示歧管500確切的三維圖案或蓋板510-516和安裝硬件520、521、525及526連接到歧管500上將要用的三維方式，可以理解歧管500的不同剖面部分可以在歧管500的不同側面上，蓋板510-516、執(zhí)行機構292-294、485、硬件520、521、525、526和壓力傳感器300、310、320、330、340、350、480可以在歧管500的不同側面上，等等。
舉個例子，圖7A和7B展示了歧管500的不同三維剖面圖，蓋板510-516、安裝硬件520、521、525及526、執(zhí)行機構292-294及485和壓力傳感器300、310、320、330、340、350、480都可以拆卸地安裝到歧管500上。盡管這里用螺栓將蓋板510-516、安裝硬件520、521、525及526和執(zhí)行機構292-294及485可拆卸地安裝到歧管500上，但可以理解，也可以使用任何其他所需的連接結構來代替螺栓。這樣，如圖7A和7B所示，與阻斷回路120和排出回路130相關的每個元件都可以用三維歧管模塊或上面有一個或多個入口、通道和腔室的其他流體分布裝置整體組裝并相互連接。這樣，由于取消或減少了管道系統(tǒng)和其他連接件，因此跳閘控制系統(tǒng)100的尺寸可以減小?；蛘?，與阻斷回路120和排出回路130相關的各元件還可以安裝到底座或用管道連在一起的各副板上。
應該理解，如上所述的跳閘控制系統(tǒng)100可以用現有的機械液壓控制(MHC)渦輪機改進，例如通過除去緊急跳閘閥、相關的聯動裝置和其他元件，并將跳閘控制系統(tǒng)100插入到液壓流體通道150內。此外，盡管上面所述的各閥門、執(zhí)行機構和其他元件均為電子控制或液壓控制且被偏置到特定的常打開或常閉合位置的元件，但也不難理解這些執(zhí)行機構和閥門中的單獨一個可以以不同于上述方式的方式進行電子控制或液壓控制，并且可以以不同于上述方式的方式被偏置。此外，在某些情況下，可以取消各閥門或執(zhí)行機構中的一些，或者說其功能可以合并到一個單獨的閥門裝置內。這樣，舉例來說，可以取消第一和第二阻斷閥430和460，并將執(zhí)行機構420和450直接連接到閥門440和470上。同樣，可以將執(zhí)行機構420和450集成到阻斷閥430和460上，即與阻斷閥430和460集成在一起，甚至與閥門440和470集成在一起，以便在每個阻斷系統(tǒng)400和410中使用單個的閥門。此外，可以理解，這里所述的控制器145包括一個或多個處理器和計算機可讀的存儲器，該存儲器存儲一個或多個用于執(zhí)行這里所述的跳閘、測試和監(jiān)測功能的程序。在實施時，程序可以存儲在任何計算機可讀的存儲器(諸如磁盤、光盤或其他存儲介質)、計算機或處理器的RAM或ROM(作為應用型特定集成電路的一部分)、等中。同樣，該軟件可以用任何已知的或所需的傳送方法發(fā)送給用戶、加工廠、控制器、等，舉例來說，所述方法包括在計算機可讀盤或其他可移動的計算機存儲機構上傳送，或經信道(諸如電話線)、互聯網、環(huán)球網、任何其他局域網或寬區(qū)域網、等傳送(認為該傳送方法與借助可移動存儲介質提供軟件的方法相同或者可以互換)。此外，該軟件可以直接提供，無需調制或加密，或者可以在經信道傳送之前用任何合適的調制載波和/或加密技術調制和/或加密。
盡管參考特定的實施例對本發(fā)明作了說明，這些實施例只是解釋而非限制本發(fā)明，但對本領與普通技術人員來說，顯然只要不背離本發(fā)明的思想和范圍就可以對公開的實施例進行改變、添加或刪除。
權利要求
1.一種跳閘控制系統(tǒng)，用于使用從流體壓力源送出的流體壓力來控制受控裝置的操作，該系統(tǒng)包括適于連接在流體壓力源和受控裝置之間的流體壓力管線；低壓流體回流管線；排出回路，具有液壓連接在流體壓力管線和低壓流體回流管線之間的排出閥系統(tǒng)，該排出閥系統(tǒng)可操作地將流體壓力管線液壓地和可控制地連接到低壓流體回流管線，以降低流體壓力管線內的流體壓力；和阻斷回路，包括串聯布置在排出回路上游的流體壓力管線內的第一閥門和第二閥門；和第一和第二電子控制執(zhí)行機構，被液壓連接到第一和第二閥門上，以控制第一和第二閥門的操作，所述第一和第二電子控制執(zhí)行機構適于接收控制信號，以控制第一和第二閥門的操作。
2.如權利要求1所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中阻斷回路包括第一中間控制閥和第二中間控制閥，第一中間控制閥液壓連接在第一閥門和第一電子控制執(zhí)行機構之間，第二中間控制閥液壓連接在第二閥門和第二電子控制執(zhí)行機構之間，其中第一和第二中間控制閥每個都包括控制入口和第一液壓出口，第一閥門和第二閥門每個都包括控制入口，其中第一電子控制執(zhí)行機構包括連接到第一中間控制閥的控制入口上的液壓出口，并且第一中間控制閥的第一液壓出口被連接到第一閥門的控制入口上，第二電子控制執(zhí)行機構包括連接到第二中間控制閥的控制入口上的液壓出口，并且第二中間控制閥的第一液壓出口被連接到第二閥門的控制入口上。
3.如權利要求2所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二中間控制閥中的每個都包括連接到流體排放通道的第二液壓出口，并且第一或第二中間控制閥之一的啟動可將所述第一或第二中間控制閥之一的第一液壓出口連接到流體壓力管線，或者連接到所述第一或第二中間控制閥之一的第二液壓出口。
4.如權利要求2所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二電子控制執(zhí)行機構中的每個都包括連接到流體壓力管線上的液壓入口。
5.如權利要求4所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二電子控制執(zhí)行機構的液壓入口至少之一被連接到第一和第二閥門下游的流體壓力管線上。
6.如權利要求2所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二中間控制閥中的每個都包括連接到流體壓力管線的液壓入口。
7.如權利要求6所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二中間控制閥中的液壓入口至少之一被連接到第一和第二閥門上游的流體壓力管線上。
8.如權利要求1所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括壓力傳感器，布置為檢測第一和第二閥門下游的流體壓力管線內的壓力。
9.如權利要求8所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括布置于流體壓力管線和低壓流體通道之間的節(jié)流孔，該節(jié)流孔位于第一和第二閥門下游的流體壓力管線內，從而能使流體壓力管線內的流體以一定的速度經該節(jié)流孔排出流體壓力管線，該速度低于流體能流過液壓流體管線的速度。
10.如權利要求9所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括布置于節(jié)流孔下游的流體壓力管線內的單向閥。
11.如權利要求1所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中阻斷回路還包括重置閥，該重置閥具有重置閥入口和重置閥出口，其中重置閥入口連接到第一和第二閥門上游的流體壓力管線上，而重置閥出口連接到第一和第二閥門下游的流體壓力管線上，其中該重置閥處于打開位置時在第一和第二閥門周圍的流體壓力管線內形成旁路。
12.如權利要求11所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括電子控制重置執(zhí)行機構，其連接到重置閥上，并且適于對電子重置信號做出響應而打開重置閥。
13.如權利要求12所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中重置閥包括重置控制入口，并且重置執(zhí)行機構包括重置執(zhí)行機構流體入口和重置執(zhí)行機構流體出口，其中重置執(zhí)行機構流體入口液壓連接到第一和第二閥門上游的流體壓力管線上，而重置執(zhí)行機構流體出口液壓連接到重置閥的重置控制入口上。
14.如權利要求1所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一電子控制執(zhí)行機構包括連接到第一閥門上以控制第一閥門的第一液壓出口和液壓連接到低壓管線上的第二液壓出口，第二電子控制執(zhí)行機構包括連接到第二閥門上以控制第二閥門的第一液壓出口和液壓連接到低壓管線上的第二液壓出口，其中第一或第二電子控制執(zhí)行機構之一的啟動可將所述第一或第二電子控制執(zhí)行機構之一的第一液壓出口連接到流體壓力管線上，或者連接到所述第一或第二電子控制執(zhí)行機構之一的第二液壓出口上。
15.一種跳閘控制系統(tǒng)，包括控制器，包括處理器和計算機可讀存儲器；適于連接在流體壓力源和受控裝置之間的流體壓力管線；低壓流體回流管線；排出回路，具有布置于流體壓力管線和低壓流體回流管線之間的排出閥系統(tǒng)，該排出閥系統(tǒng)可操作地將流體壓力管線液壓地和可控制地連接到低壓流體回流管線上，以降低受控裝置處流體壓力管線內的流體壓力；和阻斷回路，包括串聯布置在排出回路上游的流體壓力管線內的第一閥門和第二閥門，所述第一和第二閥門被連接到控制器上并由控制器控制，以控制流體流過流體壓力管線。
16.如權利要求15所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二閥門為液壓驅動閥，并且阻斷回路還包括第一電子控制執(zhí)行機構和第二電子控制執(zhí)行機構，其中第一電子控制執(zhí)行機構被電子連接到控制器上并液壓連接到第一閥門上，從而根據來自控制器的一或多個電子信號液壓控制第一閥門的操作，第二電子控制執(zhí)行機構被電子連接到控制器上并液壓連接到第二閥門上，從而根據來自控制器的一或多個電子信號液壓控制第二閥門的操作。
17.如權利要求16所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中阻斷回路還包括第一中間控制閥和第二中間控制閥，第一中間控制閥連接在第一閥門和第一電子控制執(zhí)行機構之間，第二中間控制閥連接在第二閥門和第二電子控制執(zhí)行機構之間，第一和第二中間控制閥每個都包括控制入口和第一液壓出口，第一閥門和第二閥門每個都包括控制入口，其中第一電子控制執(zhí)行機構包括連接到第一中間控制閥的控制入口上的液壓出口，并且第一中間控制閥的第一液壓出口被連接到第一閥門的控制入口上，第二電子控制執(zhí)行機構包括連接到第二中間控制閥的控制入口上的液壓出口，并且第二中間控制閥的第一液壓出口被連接到第二閥門的控制入口上。
18.如權利要求17所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二中間控制閥中的每個都包括連接到低壓流體排放通道上的第二液壓出口，并且第一或第二中間控制閥之一的啟動可將所述第一或第二中間控制閥之一的第一液壓出口連接到流體壓力管線上，或者連接到所述第一或第二中間控制閥之一的第二液壓出口上。
19.如權利要求17所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二電子控制執(zhí)行機構中的每個都包括連接到流體壓力管線上的液壓入口。
20.如權利要求19所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二電子控制執(zhí)行機構的液壓入口至少之一被連接到第一和第二閥門下游的流體壓力管線上。
21.如權利要求20所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一和第二中間控制閥中的每個都包括連接到第一和第二閥門上游的流體壓力管線上的液壓入口。
22.如權利要求15所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括壓力傳感器，該壓力傳感器被布置為用于檢測第一和第二閥門下游的流體壓力管線內的壓力，該壓力傳感器被電子連接到控制器上。
23.如權利要求22所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括布置于流體壓力管線和低壓管線之間的節(jié)流孔，該節(jié)流孔位于第一和第二閥門下游的流體壓力管線內，從而能使流體壓力管線內的流體經該節(jié)流孔緩慢排出流體壓力管線。
24.如權利要求23所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括布置于節(jié)流孔下游的流體壓力管線內的單向閥。
25.如權利要求15所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括重置閥，該重置閥具有入口和出口，其中入口連接到第一和第二閥門上游的流體壓力管線上，而出口連接到第一和第二閥門下游的流體壓力管線上，其中該重置閥處于打開位置時在第一和第二閥門周圍的流體壓力管線內形成旁路。
26.如權利要求25所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括電子控制重置執(zhí)行機構，其液壓連接到重置閥上并電子連接到控制器上，并且適于對來自控制器的重置電子控制信號做出響應而打開重置閥。
27.如權利要求26所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中重置閥包括液壓控制入口，并且重置執(zhí)行機構包括重置執(zhí)行機構流體入口和重置執(zhí)行機構流體出口，其中重置執(zhí)行機構流體入口連接到第一和第二閥門上游的流體壓力管線上，而重置執(zhí)行機構流體出口連接到重置閥的液壓控制入口上。
28.如權利要求23所述的跳閘控制系統(tǒng)，還包括測試程序，該測試程序存儲在計算機可讀存儲器內，并且適于在控制器的處理器上執(zhí)行，以發(fā)送啟動信號來啟動第一或第二閥門之一，并使用一個或多個來自壓力傳感器的信號來檢測第一和第二閥門下游的壓力管線內的壓降。
29.如權利要求28所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中測試程序適于一在預定時間內檢測特定量的壓降就確定所述第一和第二閥門之一的正確操作。
30.如權利要求15所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中排出回路包括布置于流體壓力管線和低壓流體回流管線之間的備用排出閥系統(tǒng)，每個備用排出閥系統(tǒng)都具有排出壓力傳感器和一個或多個排出閥，阻斷回路包括阻斷壓力傳感器，其中每個排出壓力傳感器和阻斷壓力傳感器都被通信連接到控制器上，并且控制器包括第一測試程序和第二測試程序，其中當第一測試程序在控制器的處理器上執(zhí)行時，該第一測試程序向排出回路發(fā)送一個或多個第一控制信號以控制排出回路內的排出閥之一，從而在受控裝置的操作過程中測試所述排出閥之一的操作；當第二測試程序在控制器的處理器上執(zhí)行時，該第二測試程序向阻斷回路發(fā)送第二控制信號以控制阻斷回路內的第一或第二閥門之一，從而在受控裝置的操作過程中測試所述第一或第二閥門之一的操作。
31.如權利要求30所述的跳閘控制系統(tǒng)，其中第一測試程序使用至少一個排出壓力傳感器的測量結果來確定所述排出閥之一操作是否正常，而第二測試程序使用阻斷壓力傳感器的測量結果來確定所述第一或第二閥門之一操作是否正常。
32.一種集成跳閘系統(tǒng)，包括歧管，具有流體壓力入口和流體壓力出口，該流體壓力入口適于被連接到流體壓力源上，該流體壓力出口適于被連接到受控裝置上；布置于歧管內流體壓力入口和流體壓力出口之間的流體壓力管線，該流體壓力管線具有連接到流體壓力入口上的第一部分和連接到流體壓力出口上的第二部分；布置于歧管內的低壓流體回流管線；電子控制排出回路，包括排出壓力傳感器和多個排出閥系統(tǒng)，每個排出閥系統(tǒng)具有一個或多個可拆卸地安裝到歧管上的排出閥、連接到流體壓力管線的第二部分上的入口和連接到低壓流體回流管線上的出口，以可控制地將流體壓力管線的第二部分和低壓流體回流管線連在一起，排出壓力傳感器可拆卸地安裝到歧管上以檢測與排出閥系統(tǒng)相關的壓力；和阻斷閥回路，包括兩個電子控制阻斷閥系統(tǒng)，每個電子控制阻斷閥系統(tǒng)包括可拆卸地安裝到歧管上并布置于流體壓力管線的第一部分內的阻斷閥，用于可控制地阻斷流體從流體壓力管線的第一部分流到流體壓力管線的第二部分，所述阻斷閥布置成相互串聯；和可拆卸地安裝到歧管上的阻斷壓力傳感器，用于檢測阻斷閥下游的流體壓力管線內的壓力。
33.如權利要求32所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中兩個電子控制阻斷閥系統(tǒng)中的每個都包括可拆卸地安裝到歧管上的電子控制執(zhí)行機構，每個電子控制執(zhí)行機構具有適于通信連接到電子控制裝置上的電氣入口和適于液壓控制阻斷閥之一的液壓出口。
34.如權利要求33所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中兩個電子控制阻斷閥系統(tǒng)中的每個還包括中間控制閥，該中間控制閥具有液壓連接到電子控制執(zhí)行機構之一上的控制入口和液壓連接到阻斷閥之一上的液壓出口。
35.如權利要求34所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中每個電子控制執(zhí)行機構包括連接到穿過歧管的流體壓力管線上的液壓入口，每個中間控制閥都包括連接到穿過歧管的流體壓力管線上的液壓入口。
36.如權利要求35所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中每個電子控制執(zhí)行機構的液壓入口被連接到流體壓力管線的第二部分上，中間控制閥的每個液壓入口被連接到流體壓力管線的第一部分上。
37.如權利要求35所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中歧管還包括布置于其中的低壓排放管線，并且每個電子控制執(zhí)行機構包括連接到穿過歧管的低壓排放管線上的另一出口，其中一個電子控制執(zhí)行機構的啟動可將一個中間控制閥的控制入口連接到流體壓力管線或低壓排放管線之一上。
38.如權利要求35所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中歧管還包括布置于其中的低壓排放管線，并且每個中間控制閥包括連接到穿過歧管的低壓排放管線上的另一出口，其中一個中間控制閥的啟動可將一個阻斷閥連接到流體壓力管線或低壓排放管線之一上。
39.如權利要求32所述的集成跳閘系統(tǒng)，還包括布置于歧管內的輔助低壓流體通道和布置于流體壓力管線和輔助低壓流體通道之間的節(jié)流孔，該節(jié)流孔位于阻斷閥下游的流體壓力管線內，從而能使流體壓力管線內的流體經該節(jié)流孔緩慢排出流體壓力管線。
40.如權利要求39所述的集成跳閘系統(tǒng)，還包括布置于節(jié)流孔下游的流體壓力管線內的單向閥。
41.如權利要求32所述的集成跳閘系統(tǒng)，還包括電子控制重置閥系統(tǒng)，該電子控制重置閥系統(tǒng)具有可拆卸地安裝到歧管上的重置閥，該重置閥具有重置閥入口和重置閥出口，其中重置閥入口連接到穿過歧管的流體壓力管線的第一部分上，而重置閥出口連接到阻斷閥下游的穿過歧管的流體壓力管線上，該重置閥處于打開位置時在阻斷閥周圍的流體壓力管線內形成旁路。
42.如權利要求41所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中電子控制重置閥系統(tǒng)包括電子控制重置執(zhí)行機構，該電子控制重置執(zhí)行機構可拆卸地安裝到歧管上并液壓連接到穿過歧管的重置閥上，并且適于對電子控制信號做出響應而打開重置閥。
43.如權利要求42所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中重置閥包括液壓重置控制入口，并且重置執(zhí)行機構包括重置執(zhí)行機構流體入口和重置執(zhí)行機構流體出口，其中重置執(zhí)行機構流體入口連接到阻斷閥上游的流體壓力管線的第一部分上，而重置執(zhí)行機構流體出口連接到重置閥的液壓重置控制入口上。
44.如權利要求32所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中每個排出閥系統(tǒng)包括兩個可拆卸地安裝在歧管內且貫穿歧管相互串聯地液壓連接的排出閥，電子控制排出回路還包括兩個或多個可拆卸地安裝到歧管上且連接到排出閥上以控制排出閥操作的電子控制排出執(zhí)行機構。
45.如權利要求44所述的集成跳閘系統(tǒng)，其中兩個或多個電子控制排出執(zhí)行機構中的第一電子控制排出執(zhí)行機構被液壓連接到第一和第二排出閥上，以同時控制第一和第二排出閥的操作，其中第一排出閥與第一排出閥系統(tǒng)相關，而第二排出閥與不同于第一排出閥系統(tǒng)的第二排出閥系統(tǒng)相關。
全文摘要
用于例如渦輪機的跳閘控制系統(tǒng)包括阻斷回路和排出回路，前者有兩或多個在壓力供應管線內串聯連接的備用阻斷閥，用于阻斷液壓流體的供應；后者有兩個或多個在壓力供應管線和回流或排放管線之間并聯連接的排出閥，用于排出液壓流體。在過程或安全控制器控制下，阻斷閥和排出閥由一或多個控制閥啟動，控制器首先用排出閥執(zhí)行排出功能，然后自動啟動阻斷功能，以使渦輪機跳閘。壓力傳感器向控制器提供反饋，能讓控制器在渦輪機工作過程中分別測試每個阻斷閥和排出閥，而不會使渦輪機真的跳閘。跳閘控制系統(tǒng)通過提供備用的阻斷和排出功能，并能在渦輪機聯機操作的同時對阻斷和排出回路的各元件進行測試，從而提供可靠的跳閘操作，而不妨礙渦輪機跳閘。
文檔編號F01D21/00GK1854470SQ200610073020
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權日2005年4月19日
發(fā)明者理查德·彼得·小納提利, 托馬斯·斯威尼 申請人:艾默生過程管理電力和水力解決方案有限公司