蒸汽渦輪機系統(tǒng)和用于操作蒸汽渦輪機系統(tǒng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種蒸汽渦輪機系統(tǒng)和用于操作蒸汽渦輪機系統(tǒng)的方法，所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器連接到高壓部分和低壓部分。所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)可以進一步包括：驅(qū)動軸的第一部分，所述驅(qū)動軸的所述第一部分連接到所述高壓部分；以及離合裝置，所述離合裝置可釋放地連接到電力發(fā)電機，所述電力發(fā)電機連接到所述驅(qū)動軸的所述第一部分。所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)還可以包括所述驅(qū)動軸的第二部分，用于連接到所述電力發(fā)電機，所述電力發(fā)電機連接到所述低壓部分。所述方法可以使用所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)的控制器實施。
【專利說明】蒸汽渦輪機系統(tǒng)和用于操作蒸汽渦輪機系統(tǒng)的方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機包括離合器，用于從蒸汽渦輪機的電力發(fā)電機接合或分離一個或多個高壓部分，具體取決于運行模式。

【背景技術(shù)】
[0002]許多現(xiàn)代蒸汽渦輪機可以在多種運行模式下運行。例如，許多渦輪機將在高峰運行時間中使用高壓蒸汽運行并且可以在低產(chǎn)能模式下切換到低壓蒸汽。典型的蒸汽渦輪機具有高壓部分和低壓部分。但是，當渦輪機以低壓運行時，高壓部分仍在使用。在許多情況下，這將導致高壓部分被設計成也適應低壓蒸汽，因此適應低溫蒸汽。這些構(gòu)造可能改變高壓部分的性能，因此需要改變性能特征并且需要在高壓部分中安置脫水設備。
[0003]此外，與在高壓高溫蒸汽與低壓低溫蒸汽之間來回切換相關(guān)的溫度變化可能導致蒸汽渦輪機的部件上出現(xiàn)熱應力和熱增長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本說明書中公開的本發(fā)明的實施例可以包括一種蒸汽渦輪機系統(tǒng)，所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)包括:蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器連接到高壓部分和低壓部分；驅(qū)動軸的第一部分，其連接到所述高壓部分；離合裝置，用于可釋放地連接到電力發(fā)電機，所述電力發(fā)電機連接到所述驅(qū)動軸的所述第一部分；以及驅(qū)動軸的第二部分，用于連接到所述電力發(fā)電機，所述電力發(fā)電機連接到所述低壓部分。
[0005]其中，響應于所述離合裝置的接合，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于所述離合裝置的分離，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
[0006]所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)進一步包括:高壓節(jié)流閥，所述高壓節(jié)流閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述高壓部分之間；高壓旁通閥，所述高壓旁通閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述低壓部分之間；以及低壓節(jié)流閥，所述低壓節(jié)流閥位于所述高壓部分與所述低壓部分之間。
[0007]其中，響應于所述離合裝置的接合，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于所述離合裝置的分離，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
[0008]其中，響應于所述離合裝置的接合，所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥被打開并且所述高壓旁通閥被關(guān)閉。
[0009]其中，響應于所述離合裝置的分離，所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥被關(guān)閉并且所述高壓旁通閥被打開。
[0010]其中，所述離合裝置在高能供應運行條件期間接合并且所述離合裝置在低能供應運行條件期間分離。
[0011]其中，所述高能供應運行條件包括其中蒸汽包括以下項中的至少一項的時間段:高壓蒸汽和高溫蒸汽；并且其中所述低能供應運行條件包括其中蒸汽包括以下項中的至少一項的時間段:低壓蒸汽和低溫蒸汽。
[0012]所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)進一步包括聚光太陽能系統(tǒng)，所述聚光太陽能系統(tǒng)可操作地連接到所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)。
[0013]其中，所述離合裝置在日間運行條件期間接合，并且所述離合裝置在夜間運行條件期間分離。
[0014]本發(fā)明的實施例還可以包括一種用于操作蒸汽渦輪機系統(tǒng)的方法，所述方法包括:將蒸汽從蒸汽發(fā)生器輸送到高壓部分和低壓部分中的至少一個；通過控制器接合或分離離合裝置，所述離合裝置通過驅(qū)動軸的第一部分可釋放地從高壓部分連接到電力發(fā)電機；以及通過所述驅(qū)動軸的第二部分向所述電力發(fā)電機供應動力，所述驅(qū)動軸的第二部分從所述低壓部分連接到所述電力發(fā)電機。
[0015]其中，響應于通過所述控制器接合所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于通過所述控制器分離所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
[0016]所述的方法進一步包括:使用高壓節(jié)流閥，所述高壓節(jié)流閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述高壓部分之間；使用高壓旁通閥，所述高壓旁通閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述低壓部分之間；以及使用低壓節(jié)流閥，所述低壓節(jié)流閥位于所述高壓部分與所述低壓部分之間。
[0017]其中，響應于通過所述控制器接合所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于通過所述控制器分離所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
[0018]其中，響應于所述離合裝置的接合，通過所述控制器打開所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥并且通過所述控制器關(guān)閉所述高壓旁通閥。
[0019]其中，響應于所述離合裝置的分離，通過所述控制器關(guān)閉所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥并且通過所述控制器打開所述高壓旁通閥。
[0020]其中，所述離合裝置在高能供應運行條件期間通過所述控制器接合并且所述離合裝置在低能供應運行條件期間通過所述控制器分離。
[0021]其中，所述高能供應運行條件包括以下項中的至少一項:高壓蒸汽和高溫蒸汽；并且其中所述低能運行條件包括以下項中的至少一項:低壓蒸汽和低溫蒸汽。
[0022]所述的方法進一步包括提供聚光太陽能系統(tǒng)，所述聚光太陽能系統(tǒng)可操作地連接到所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)。
[0023]其中，所述離合裝置在日間運行條件期間接合，并且所述離合裝置在夜間運行條件期間分離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過參考描繪了本發(fā)明各個方面的附圖閱讀以下對本發(fā)明各個方面做出的詳細描述，將更容易地了解本發(fā)明的這些和其他特征。
[0025]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)構(gòu)造中的說明性蒸汽渦輪機系統(tǒng)。
[0026]圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明一些實施例接合的蒸汽渦輪機離合器的說明性蒸汽渦輪機。
[0027]圖3示出了具有根據(jù)本發(fā)明一些實施例分離的蒸汽渦輪機離合器的說明性蒸汽渦輪機。
[0028]圖4示出了包括根據(jù)本發(fā)明一些實施例的蒸汽渦輪機系統(tǒng)的說明性聚光太陽能系統(tǒng)。
[0029]應注意，附圖可以不按比例繪制。附圖旨在僅描繪本發(fā)明的典型方面，并且因此不應視為限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，相同編號表示附圖間的相同元件?！揪唧w實施方式】參考附圖來以示例方式介紹本發(fā)明的各實施例以及優(yōu)點和特征。

【具體實施方式】
[0030]本說明中公開了一種蒸汽渦輪機系統(tǒng)，所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)包括蒸汽渦輪機離合系統(tǒng)(steam turbine clutching device),用于在低供能運行期間將高壓部分從電力發(fā)電機分離。轉(zhuǎn)向圖1，在現(xiàn)有技術(shù)中，蒸汽發(fā)生器110向蒸汽渦輪機系統(tǒng)100的高壓部分120提供蒸汽。蒸汽將在高壓部分120內(nèi)膨脹并且從高壓部分120中排出，隨后輸送到低壓部分130。在低壓部分130中，蒸汽將再次膨脹，排出到冷凝器140。在此運行期間，來自高壓部分120的驅(qū)動軸的第一部分150以及來自低壓部分130的驅(qū)動軸的第二部分155始終向電力發(fā)電機160提供軸動力。
[0031]仍然參見圖1，鑒于驅(qū)動軸的第一部分150和第二部分155始終向電力發(fā)電機160供應軸動力，高壓部分120和低壓部分130均同時使用高能蒸汽和低能蒸汽工作。但是，無法針對這兩種運行條件優(yōu)化這些部分。
[0032]轉(zhuǎn)向圖2，根據(jù)一個實施例，公開了一種用于發(fā)電的蒸汽渦輪機系統(tǒng)200，所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)具有蒸汽渦輪機離合機構(gòu)。在一個實施例中，類似于現(xiàn)有技術(shù)，蒸汽渦輪機系統(tǒng)200包括蒸汽發(fā)生器210。蒸汽發(fā)生器210仍然連接到高壓部分220，但是蒸汽發(fā)生器210還通過管道系統(tǒng)連接到低壓部分230，所述管道系統(tǒng)可以包括閥門，如下文更詳細地描述。盡管蒸汽渦輪機系統(tǒng)200在圖2中被圖示為僅具有兩個部分，但是本發(fā)明的實施例適用于任意數(shù)量的多個相連部分。根據(jù)一些實施例，冷凝器240連接到低壓部分230?？梢詫⑷我庖阎睦淠饔糜谡羝麥u輪機中。與現(xiàn)有技術(shù)不同，高壓部分220連接到驅(qū)動軸的第一部分250，所述驅(qū)動軸的第一部分250還連接到蒸汽渦輪機離合器或離合裝置270，所述離合裝置270可釋放地連接到電力發(fā)電機260。離合裝置270可以包括任意已知的離合器。但是，例如，離合裝置270可以包括單板或多板干式離合器、濕式離合器或任意行星離合器。
[0033]進一步參見圖2，低壓部分230連接到驅(qū)動軸的第二部分255，所述驅(qū)動軸的第二部分255還連接到電力發(fā)電機260?？舍尫诺剡B接是指離合裝置270可以在一個位置中與電力發(fā)電機260接合，或者在第二位置中與所述電力發(fā)電機260分離，這兩個操作均在仍然連接到電力發(fā)電機260時執(zhí)行，所述離合裝置的功能將在下文進一步描述。盡管本發(fā)明的實施例被描述為包括具有兩個部分250和255的單個驅(qū)動軸，離合裝置270可釋放地連接在驅(qū)動軸的第一部分250與電力發(fā)電機260之間，因此驅(qū)動軸的第二部分255連接到低壓部分230且在離合裝置270與電力發(fā)電機260之間，但這僅為說明性的。應了解，可以使用兩個單獨的驅(qū)動軸來替代驅(qū)動軸的兩個部分250和255，或者如果使用除了高壓部分220和低壓部分230之外的其他部分，則可以使用更多驅(qū)動軸。
[0034]仍然參見圖2，離合裝置270允許在不同運行模式下有效地使用蒸汽渦輪機系統(tǒng)200。例如，當離合裝置270接合時，驅(qū)動軸的第一部分250從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應軸動力。但是，當離合裝置270分離時，驅(qū)動軸的第一部分250不從高壓部分220向電力發(fā)電機260提供動力。但是，在這兩種情況下，驅(qū)動軸的第二部分255均可以從低壓部分230向電力發(fā)電機260提供軸動力。
[0035]離合裝置270可以用于多個實施例中。例如，離合裝置270可以在蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的較高能輸出期間接合，所述較高能輸出期間稱為高能運行條件。高能運行條件可以包括高壓蒸汽、高溫蒸汽或者它們的組合的時間段。高能運行條件可以包括約370°C 到約 600°C 的溫度范圍以及約 6, 895kPa(1000PSI)到約 20, 684kPa(3000PSI)或約6, 895kPa(1000PSI)到約13，790kPa(2000PSI)的壓力范圍。此外，離合裝置270可以在蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的較低能輸出期間分離，所述較低能輸出期間稱為低能運行條件。應了解，低能運行條件可以包括低壓蒸汽、低溫蒸汽或者它們的一些組合的時間段。低能運行條件可以包括約100°C到約300°C的溫度范圍以及約414kPa(60PSI)到約5，516kPa(800PSI)或約 689kPa(100PSI)到約 2，413kPa(350PSI)的壓力范圍。
[0036]通過將離合裝置270并入蒸汽渦輪機系統(tǒng)200中，可以針對每種情況下的適當運行條件同時優(yōu)化高壓部分220和低壓部分230。例如，由于在一些實施例中，高壓部分220可能不暴露于任何低能蒸汽中，因此可以將高級性能特征并入此部分中并且不需要安裝脫水系統(tǒng)。這可以提高高壓部分220的能量轉(zhuǎn)換效率。此外，可以針對低能蒸汽的處理進一步優(yōu)化低壓部分230。本發(fā)明的另一特征在于，通過將低能蒸汽直接移動到低壓部分230中，而所述低壓部分通常已經(jīng)以與低能蒸汽相當?shù)臏囟却嬖?，高壓部?20中可以避免高能條件與低能條件之間切換時可能出現(xiàn)的迅速溫度變化。
[0037]仍然參見圖2，蒸汽渦輪機系統(tǒng)200可以進一步包括閥門系統(tǒng)，用于輔助離合裝置270的運行。例如，蒸汽渦輪機系統(tǒng)200可以包括位于蒸汽發(fā)生器210與高壓部分220之間的高壓節(jié)流閥280、位于蒸汽發(fā)生器210與低壓部分230之間的高壓旁通閥285以及高壓部分220與低壓部分230之間的低壓節(jié)流閥290。當與離合裝置270結(jié)合使用時，所述閥門系統(tǒng)可以進一步幫助在不同運行條件下使蒸汽改道。
[0038]例如，如圖2所示，在離合裝置270接合時，高壓節(jié)流閥280和低壓節(jié)流閥290均打開，如黑色閥門所示。高壓旁通閥285相應地關(guān)閉，如白色閥門所示，從而不繞過高壓部分220。在此實施例中，將允許蒸汽從蒸汽發(fā)生器210流動到高壓部分220，然后再流動到低壓部分230。如上所述，這在高能運行條件下十分有用。轉(zhuǎn)到圖3，在離合裝置270分離時，高壓節(jié)流閥280和低壓節(jié)流閥290均關(guān)閉。另一方面，高壓旁通閥285打開，從而繞過高壓部分220。在本實施例中，蒸汽可以從蒸汽發(fā)生器210繞過高壓部分220并且直接流向低壓部分230。如上所述，這在低能運行條件下十分有效，可減小高壓部分220的應變或損壞。
[0039]如上所述，在利用閥門系統(tǒng)的實施例中，當離合裝置270接合時，驅(qū)動軸的第一部分250從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應動力。但是當離合裝置270分離時，驅(qū)動軸的第一部分250不從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應動力。但在這兩種情況下，驅(qū)動軸的第二部分255均可以從低壓部分230向電力發(fā)電機260提供軸動力。盡管被描述為三個閥門的閥門系統(tǒng)，但是應了解，可以有更多個閥門，尤其是在包括除了公開的兩個部分，即高壓部分220和低壓部分230以外的其他部分的實施例中。
[0040]在進一步實施例中，公開了一種操作蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的方法。例如，如圖2和圖3所示，蒸汽渦輪機系統(tǒng)200可以包括連接到蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的控制器295。控制器295可以直接連接到蒸汽發(fā)生器210，如圖所示。但是，還應了解，控制器295可以連接到蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的任何部分，包括直接硬連線到系統(tǒng)邏輯中，所述系統(tǒng)邏輯未圖示。在任何情況下，可以使用控制器295實施所述方法?？刂破?95可以是自動化的，其中所述控制器能夠檢測蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的運行條件并且相應地調(diào)整?？刂破?95還可以是可編程的，以編程為基于許多因素，例如時刻、當前季節(jié)、月份或年度、平均溫度或者可能影響蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的運行條件的其他任何變量在特定條件下運行蒸汽渦輪機系統(tǒng)200。
[0041]在任何條件下，所述方法可以包括從蒸汽發(fā)生器210輸送蒸汽?？梢允褂镁哂姓羝l(fā)生器210的任何已知類型的蒸汽渦輪機系統(tǒng)200。隨后將蒸汽輸送到高壓部分220和低壓部分230中的至少一個?？梢酝ㄟ^任何已知機構(gòu)將蒸汽輸送到部分220和230，所述已知機構(gòu)包括但不限于典型地安裝在蒸汽渦輪機系統(tǒng)200內(nèi)的管道。所述蒸汽單獨地膨脹穿過低壓部分230，或者也穿過高壓部分220。所述方法還可以包括通過控制器295接合或分離離合裝置270，所述離合裝置270通過來自高壓部分220的驅(qū)動軸的第一部分250可釋放地連接到電力發(fā)電機260，如上所述。通過驅(qū)動軸的第二部分255向電力發(fā)電機260供應動力，所述驅(qū)動軸的第二部分255從低壓部分230連接到電力發(fā)電機260。所述方法還可以包括將蒸汽排出到冷凝器240，所述冷凝器240可以連接到低壓部分230。
[0042]在所公開的方法中，當離合裝置270接合時，如圖2所示，所述方法可以包括通過驅(qū)動軸的第一部分250從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應軸動力，因為蒸汽可以穿過聞壓部分220和低壓部分230。此外，當尚合裝置270分尚時，如圖3所不，驅(qū)動軸的第一部分250不從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應動力。
[0043]所述方法可以進一步包括使用位于蒸汽發(fā)生器210與高壓部分220之間的高壓節(jié)流閥280、使用位于蒸汽發(fā)生器210與低壓部分230之間的高壓旁通閥285以及使用位于高壓部分220與低壓部分230之間的低壓節(jié)流閥290。在此類實施例中，當通過控制器295接合離合裝置270時，驅(qū)動軸的第一部分250從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應動力，并且當通過控制器295分離離合裝置270時，驅(qū)動軸的第一部分250不從高壓部分220向電力發(fā)電機260供應動力。但是，無論離合裝置270是接合還是分離，驅(qū)動軸的第二部分255均從低壓部分230向電力發(fā)電機260供應動力。
[0044]進一步參考所公開方法的這些實施例，當通過控制器295接合離合裝置270時，如圖2所示，通過控制器295打開高壓節(jié)流閥280和低壓節(jié)流閥290，以允許蒸汽穿過，并且通過控制器295關(guān)閉高壓旁通閥285。但是，當通過控制器295分離離合裝置270時，如圖3所示，通過控制器295關(guān)閉高壓節(jié)流閥280和低壓節(jié)流閥290，從而阻止蒸汽穿過高壓部分220，并且通過控制器295打開高壓旁通閥285，以僅允許蒸汽穿過低壓部分230。
[0045]如上文僅一步詳述，在所述方法的實施例中，離合裝置270可以在高能運行條件期間接合，同時離合裝置270可以在低能運行件期間分離。
[0046]此方法的實施例可以有利于許多蒸汽渦輪機系統(tǒng)。作為一個實例，此方法可以有利于聚光太陽能系統(tǒng)，其中離合裝置270可以在日間運行條件期間接合，或者離合裝置270可以再夜間運行條件期間分離。
[0047]例如，在一個實施例中，蒸汽潤輪機系統(tǒng)200用于聚光太陽能(Concentratedsolar power ;簡稱CSP)系統(tǒng)300中，如圖4所示。CSP系統(tǒng)300可以包括任何類型的聚光太陽能系統(tǒng)(CSPS)，例如CSP蒸汽渦輪機(CSPST)或CSP蒸發(fā)器(CSPE) 300，其可以包括任意已知構(gòu)造的多個太陽能接收器310。例如，太陽能接收器310可以包括反射和/或吸收太陽能表面，例如鏡子、棱鏡、光電面板，或者從諸如太陽等太陽能源吸收或重定向太陽能的半透明表面，以便產(chǎn)生用于驅(qū)動蒸汽渦輪機系統(tǒng)200的蒸汽，所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)被圖示為包括在CSP系統(tǒng)300中。如果CSP系統(tǒng)300包括CSPST，則應了解，CSPST可以采用任何傳統(tǒng)太陽能蒸汽渦輪機的形式，因為它可以包括一個或多個拋物線型槽、聚焦鍋爐或此類CSPST系統(tǒng)中存在的其他部件。本說明書中對CSP系統(tǒng)300的圖示僅用于說明根據(jù)本發(fā)明多個實施例所述能夠與控制系統(tǒng)和/或計算機系統(tǒng)交互的聚光太陽能蒸汽渦輪機的一種形式。
[0048]仍然參見圖4，CSP系統(tǒng)300用于說明典型CSP系統(tǒng)，但是可以包括目前已知或者后續(xù)開發(fā)出的任意其他CSP系統(tǒng)，所述CSP系統(tǒng)可以經(jīng)歷高能運行條件和低能運行條件。例如，在典型情況下，由于日照充足，日間運行條件將包括較高能運行條件。例如，此類高能運行條件可以包括約900°C和約6，205kPa(1500PSI)。在此期間，離合裝置270將接合(圖2)，以允許通過高能部分220和低能部分230處理較高能蒸汽。但是，由于日照不足，夜間運行條件通?？梢詫е螺^低能運行條件，此時，離合裝置270可以分離(圖3)，以直接通過低壓部分230更有效地處理較低能蒸汽，繞過高壓部分220。夜間運行條件可以包括約400°C和約1724kPa(250PSI)。應了解，不是所有的日間運行條件都可以是高能運行條件。例如，在多云或陰天時，最好以低能夜間運行條件運行。
[0049]應了解，盡管本發(fā)明已被描述為僅使用一個高壓部分220、一個低壓部分230、一個冷凝器240、一個離合裝置270和三個閥門，但是可以在蒸汽渦輪機系統(tǒng)200使用更多個這些元件中的每種元件。例如，可以使用多個低壓部分230，或者多個高壓部分220，每個部分均可以可釋放地獨自連接。此外，目前已知或后續(xù)開發(fā)出的具有多個部分的任何蒸汽渦輪機系統(tǒng)200均可受益于本發(fā)明的特征，尤其是在多個運行條件下，這些運行條件基于能量、壓力、溫度或它們的任意組合。每個部分可以優(yōu)化，以基于渦輪機構(gòu)造和蒸汽輸出在特定條件下運行。
[0050]盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實施例來詳細描述本發(fā)明，但應易于理解，本發(fā)明并不限于所公開的此類實施例。相反，本發(fā)明可通過修改以涵蓋之前并未描述、但與本發(fā)明的精神和范圍相符合的任意數(shù)量的變化、更改、替代或等效布置。此外，盡管已描述本發(fā)明的各個實施例，但應理解，本發(fā)明的各方面可僅包括所述實施例中的一些實施例。因此，本發(fā)明不應視為受前述說明限制，而是僅受隨附權(quán)利要求書的范圍限制。
【權(quán)利要求】
1.一種蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)包括: 蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器連接到高壓部分和低壓部分； 驅(qū)動軸的第一部分，其連接到所述高壓部分； 離合裝置，用于可釋放地連接到電力發(fā)電機，所述電力發(fā)電機連接到所述驅(qū)動軸的所述第一部分；以及 所述驅(qū)動軸的第二部分，用于連接到所述電力發(fā)電機，所述電力發(fā)電機連接到所述低壓部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，響應于所述離合裝置的接合，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于所述離合裝置的分離，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括: 高壓節(jié)流閥，所述高壓節(jié)流閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述高壓部分之間； 高壓旁通閥，所述高壓旁通閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述低壓部分之間；以及 低壓節(jié)流閥，所述低壓節(jié)流閥位于所述高壓部分與所述低壓部分之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，響應于所述離合裝置的接合，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于所述離合裝置的分離，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，響應于所述離合裝置的接合，所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥被打開并且所述高壓旁通閥被關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，響應于所述離合裝置的分離，所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥被關(guān)閉并且所述高壓旁通閥被打開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置在高能供應運行條件期間接合并且所述離合裝置在低能供應運行條件期間分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，所述高能供應運行條件包括其中蒸汽包括以下項中的至少一項的時間段:高壓蒸汽和高溫蒸汽；并且其中所述低能供應運行條件包括其中蒸汽包括以下項中的至少一項的時間段:低壓蒸汽和低溫蒸汽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括聚光太陽能系統(tǒng)，所述聚光太陽能系統(tǒng)可操作地連接到所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蒸汽渦輪機系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置在日間運行條件期間接合，并且所述離合裝置在夜間運行條件期間分離。
11.一種用于操作蒸汽渦輪機系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括: 將蒸汽從蒸汽發(fā)生器輸送到高壓部分和低壓部分中的至少一個； 通過控制器接合或分離離合裝置，所述離合裝置通過驅(qū)動軸的第一部分可釋放地從所述高壓部分連接到電力發(fā)電機；以及 通過所述驅(qū)動軸的第二部分向所述電力發(fā)電機供應動力，其中所述驅(qū)動軸的所述第二部分從所述低壓部分連接到所述電力發(fā)電機。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，響應于通過所述控制器接合所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于通過所述控制器分離所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括: 使用高壓節(jié)流閥，所述高壓節(jié)流閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述高壓部分之間； 使用高壓旁通閥，所述高壓旁通閥位于所述蒸汽發(fā)生器與所述低壓部分之間；以及 使用低壓節(jié)流閥，所述低壓節(jié)流閥位于所述高壓部分與所述低壓部分之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，響應于通過所述控制器接合所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力，并且響應于通過所述控制器分離所述離合裝置，所述驅(qū)動軸的所述第一部分不從所述高壓部分向所述電力發(fā)電機供應動力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，響應于所述離合裝置的接合，通過所述控制器打開所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥并且通過所述控制器關(guān)閉所述高壓旁通閥。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，響應于所述離合裝置的分離，通過所述控制器關(guān)閉所述高壓節(jié)流閥和所述低壓節(jié)流閥并且通過所述控制器打開所述高壓旁通閥。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述離合裝置在高能供應運行條件期間通過所述控制器接合并且所述離合裝置在低能供應運行條件期間通過所述控制器分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述高能供應運行條件包括以下項中的至少一項:高壓蒸汽和高溫蒸汽；并且其中所述低能運行條件包括以下項中的至少一項:低壓蒸汽和低溫蒸汽。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括提供聚光太陽能系統(tǒng)，所述聚光太陽能系統(tǒng)可操作地連接到所述蒸汽渦輪機系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述離合裝置在日間運行條件期間接合，并且所述離合裝置在夜間運行條件期間分離。
【文檔編號】F01D19/00GK104514584SQ201410505248
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】C.S.賴利, T.R.里普利 申請人:通用電氣公司