跳闸歧管系统及其操作方法和测试方法技术方案

本发明专利技术提供了跳闸歧管系统及其操作方法和测试方法，其中尤其涉及配合例如涡轮机使用的跳闸控制系统，其包括支撑并提供流体给两个或多个跳闸歧管的入口歧管，每个跳闸歧管包括具有在跳闸联箱管线和返回或切断管线之间并联的两个或多个泄放阀从而将液压流体压力从跳闸联箱管线泄放进而导致跳闸的泄放回路。每个跳闸歧管的泄放阀由在控制器的控制下的一个或多个控制阀驱动。跳闸控制系统被双倍冗余的，其中所述跳闸控制系统包括并列运行的冗余的跳闸歧管，以使得每个跳闸歧管能被用于独立地接合涡轮机的跳闸装置，以及每个跳闸歧管包括在跳闸歧管的一组组件中的一个出现失效的情况下或者在跳闸歧管的多个组件被测试时，能使跳闸歧管运行以接合涡轮机跳闸装置的冗余的阀组和其他跳闸组件。

【技术实现步骤摘要】
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本申请为分案申请，其原申请的申请日是2013年6月8日，申请号为201310321307.7，专利技术名称为“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”。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。
总体上本专利技术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。
技术介绍
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。虽然美国专利No.7874241公开的跳闸控制系统克服了已知跳闸控制系统的部分问题，但是它仍有不足。具体地，虽然美国专利No.7874241所描述的跳闸控制系统能被用于在联网运行的时候探测泄放回路中有故障的螺线管或阀，但是泄放回路的有故障的组件不能被维修或替换，除非涡轮机系统停机或者不再运行，这使得有故障的组件更难以修理。另外，美国专利No.7874241的跳闸控制系统通过小孔从压力管线给跳闸阀以及跳闸联箱管线提供压力，所述孔的尺寸必须为在涡轮机正常运行期间能在跳闸联箱管线(tripheaderlines)处提供足够压力以防止跳闸，但是当跳闸装置被接合时，孔要足够小而不能从压力管线泄放大量的油(或其他液压流体)到跳闸联箱管线，然后到排油管或油箱。因此，这些小孔的使用和尺寸，以及这些小孔的运行，当在正常运行状态相对跳闸状态时，常常做折衷处理。而且，美国专利No.7874241中描述的跳闸控制系统包括歧管，歧管要求利用管和连接件与多个油管相连，其导致系统更难以安装和配置，并且在油供给方面存在多个失效点。
技术实现思路
一种配合例如涡轮机使用的跳闸控制系统，包括支撑并提供流体给两个或多个跳闸歧管的入口歧管，其中每个跳闸歧管包括具有在跳闸联箱管线(headerline)和返回或泻出管线之间并联的两个或多个泄放阀的泄放回路，其用于将液压流体压力从跳闸联箱管线泄放出，进而形成跳闸。每个跳闸歧管的泄放阀由在一种程序或安全控制器的控制下的一个或多个控制阀驱动，所述控制阀运行以通过先采用至少一个泄放阀执行泄放功能然后采用被安装在阻断回路上的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每个跳闸歧管内的多个位置，并且这些传感器向控制器提供反馈，使得控制器能在涡轮机运行期间单独地测试每一个泄放阀，而不会引起涡轮机真的跳闸。通过这种方式，通过提供冗余的的泄放功能以及使得在涡轮机联网并运行时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，所述跳闸控制系统提供了可靠的跳闸操作。而且，由于使用了入口歧管和多个跳闸歧管来实施所述泄放回路，所以在涡轮机的联网运行期间所述任一跳闸歧管能从使用多个阀的跳闸控制系统中被去除或者被隔开，从而使得能对任一跳闸歧管和/或安装在歧管上的任何组件之一进行替换，同时，如果需要的话，其他跳闸歧管继续运行以控制跳闸，。通过这种方式，跳闸控制系统具有双倍冗余的，其中所述跳闸控制系统包括(1)并列运行的冗余的跳闸歧管，以使得每个跳闸歧管能被用于独立地接合涡轮机的跳闸装置，这意味着跳闸歧管之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，所述跳闸控制系统利用从流体压力源输送到受控装置输入端的系统压力来控制所述受控装置的运行，所述跳闸歧管系统包括：泄放回路，所述泄放回路被液压地耦接在跳闸联箱管线和返回管线之间，所述泄放回路通过多个跳闸分支液压地且可控地将所述跳闸联箱管线连接到所述返回管线，从而减少在所述受控装置处的所述跳闸联箱管线内的流体压力，所述泄放回路包括：第一控制阀系统，所述第一控制阀系统具有第一致动器阀，所述第一致动器阀液压地且可控地被耦接到第一供给压力截止阀的控制输入、第一跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和第三跳闸分支的第二跳闸阀的控制输入；第二控制阀系统，所述第二控制阀系统具有第二致动器阀，所述第二致动器阀液压地且可控地被耦接到第二供给压力截止阀的控制输入、第二跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和第一跳闸分支的第二跳闸阀的控制输入；以及第三控制阀系统，所述第三控制阀系统具有第三致动器阀，所述第三致动器阀液压地且可控地被耦接到第三供给压力截止阀的控制输入、第三跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和第二跳闸分支的第二跳闸阀的控制输入，其中，所述第一、第二和第三控制阀系统中的两个或者更多个阀系统的运行引起在所述跳闸联箱管线和所述返回管线之间产生至少一条泄放路径，而所述第一、第二和第三控制阀系统中仅一个阀系统的运行不会在所述跳闸联箱管线和所述返回管线之间产生泄放路径。...

【技术特征摘要】
2012.06.08 US 61/657,3661.一种用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，所述跳闸控制系统利用从流体压力源输送到受控装置输入端的系统压力来控制所述受控装置的运行，所述跳闸歧管系统包括：泄放回路，所述泄放回路被液压地耦接在跳闸联箱管线和返回管线之间，所述泄放回路通过多个跳闸分支液压地且可控地将所述跳闸联箱管线连接到所述返回管线，从而减少在所述受控装置处的所述跳闸联箱管线内的流体压力，所述泄放回路包括：第一控制阀系统，所述第一控制阀系统具有第一致动器阀，所述第一致动器阀液压地且可控地被耦接到第一供给压力截止阀的控制输入、第一跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和第三跳闸分支的第二跳闸阀的控制输入；第二控制阀系统，所述第二控制阀系统具有第二致动器阀，所述第二致动器阀液压地且可控地被耦接到第二供给压力截止阀的控制输入、第二跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和第一跳闸分支的第二跳闸阀的控制输入；以及第三控制阀系统，所述第三控制阀系统具有第三致动器阀，所述第三致动器阀液压地且可控地被耦接到第三供给压力截止阀的控制输入、第三跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和第二跳闸分支的第二跳闸阀的控制输入，其中，所述第一、第二和第三控制阀系统中的两个或者更多个阀系统的运行引起在所述跳闸联箱管线和所述返回管线之间产生至少一条泄放路径，而所述第一、第二和第三控制阀系统中仅一个阀系统的运行不会在所述跳闸联箱管线和所述返回管线之间产生泄放路径。2.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，其中，所述第一致动器阀的运行使得系统压力被提供给所述第一供给压力截止阀的控制输入、所述第一跳闸分支的第一跳闸阀的控制输入和所述第三跳闸分支的所述第二跳闸阀的控制输入。3.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，其中，所述第二致动器阀的运行使得系统压力被提供给所述第二供给压力截止阀的控制输入、所述第二跳闸分支的所述第一跳闸阀的控制输入和所述第一跳闸分支的所述第二跳闸阀的控制输入。4.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，其中，所述第三致动器阀的运行使得系统压力被提供给所述第三供给压力截止阀的控制输入、所述第三跳闸分支的所述第一跳闸阀的控制输入和所述第二跳闸分支的所述第二跳闸阀的控制输入。5.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，其中，所述第一、第二和第三致动器阀中的至少一个致动器阀是是电磁阀。6.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：泄放路径，其包含所述第一跳闸分支的打开的第一跳闸阀和所述第一跳闸分支的打开的第二跳闸阀。7.根据权利要求6所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第二泄放路径，其包含所述第二跳闸分支的打开的第一跳闸阀和所述第二跳闸分支的打开的第二跳闸阀。8.根据权利要求7所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第三泄放路径，其包含所述第三跳闸分支的打开的第一跳闸阀和所述第三跳闸分支的打开的第二跳闸阀。9.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第一压力发送器，其可操作地被耦接在所述第一跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口和所述第一跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口之间；第二压力发送器，其可操作地被耦接在所述第二跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口和所述第二跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口之间；第三压力发送器，其可操作地被耦接在所述第三跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口和所述第三跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口之间。10.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第一减压孔，其被连接在所述第一跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口、所述第一跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口和所述跳闸联箱管线之间。11.根据权利要求10所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第二减压孔，其被连接在所述第二跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口、所述第二跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口和所述跳闸联箱管线之间。12.根据权利要求11所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第三减压孔，其被连接在所述第三跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口、所述第三跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口和所述跳闸联箱管线之间。13.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第一减压孔，其被连接在所述第一跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口、所述第一跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口和排出管线之间。14.根据权利要求13所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第二减压孔，其被连接在所述第二跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口、所述第二跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口和所述排出管线之间。15.根据权利要求14所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第三减压孔，其被连接在所述第三跳闸分支的所述第一跳闸阀的出口端口、所述第三跳闸分支的所述第二跳闸阀的入口端口和所述排出管线之间。16.根据权利要求1所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第一输出端口，其用于方便耦接到所述第一跳闸分支的所述第二跳闸阀的控制输入，并且耦接到所述第二跳闸分支的所述第一跳闸阀的控制输入。17.根据权利要求16所述的用于跳闸控制系统的跳闸歧管系统，进一步包括：第二输出端口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·雅各布斯，T·斯威尼，D·P·伯克皮尔，A·G·雷德林，M·H·温伍德，
申请(专利权)人：爱默生过程管理电力和水解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国,US