CH702168A2

CH702168A2 - Verfahren und System zum Verbessern der Teillasteffizienz einer Turbomaschine.

Info

Publication number: CH702168A2
Application number: CH01868/10A
Authority: CH
Inventors: Nestor Hernandez Sanchez; David A Stasenko
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2011-05-13
Also published as: CN102061947A; JP2011102583A; US8337139B2; CN102061947B; DE102010060359B4; CH702168B1; US20110110759A1; DE102010060359A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und ein System zum Steigern der Effizienz einer Turbomaschine (102) mit einem Entnahmesystem geschaffen. Das Entnahmesystem kann mehrere Entnahmeanschlüsse (120) aufweisen, denen das Arbeitsfluid der Turbomaschine (102) entnommen wird, um den Entnahmeleistungsbedarf eines unabhängigen Prozesses zu decken. Das Verfahren (200) und das System versetzen ein Steuerungssystem (110) in die Lage, optimal zu ermitteln, welchem der Entnahmeanschlüsse (120) das Arbeitsfluid zu entnehmen ist, um den Entnahmeleistungsbedarf zu decken. Die optimale Position kann unter Verwendung der Daten zu dem Leistungsbedarf ermittelt werden, wobei der Entnahmeleistungsbedarf von der Turbomaschinenlast betrieblich unabhängig sein kann.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Turbo- bzw. Strömungsmaschinen mit Entnahmesystemen und im Einzelnen auf ein Verfahren und ein System zum Verringern der Beeinträchtigung der Effizienz einer Turbomaschine, wenn das Entnahmesystem in Betrieb ist.

[0002] Die Turbomaschinen umfassen z.B. eine Dampfturbine, eine Gasturbine oder dergleichen, sind aber nicht auf diese beschränkt. Die Turbomaschinen können ein Entnahmesystem verwenden, um etwas von dem Arbeitsfluid (Dampf oder dergleichen) der Turbomaschine zur Verwendung in einem unabhängigen Prozess abzutrennen. Der unabhängige Prozess kann Fernwärmeanwendungen, einen chemischen Prozess, Kohlevergasung, Ölvorwärmung und -Zerstäubung oder dergleichen umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es kann erforderlich sein, dass das Entnahmesystem einen Entnahmeleistungsbedarf des unabhängigen Prozesses decken muss. Der Entnahmeleistungsbedarf kann eine physikalische Grösse, wie z.B. einen Druck, eine Temperatur, einen Durchsatz des Fluids und dergleichen umfassen, ist aber nicht auf diese beschränkt.

[0003] Der Entnahmeleistungsbedarf könnte mit dem Turbomaschinenzyklus nicht direkt zusammenhängen. Der Entnahmeleistungsbedarf ist allgemein von den Schwankungen der Turbomaschinenlast entkoppelt. Die Turbomaschinenlast kann zu einem elektrischen und/oder mechanischen Verbraucher gehören. Die Verschiedenheit von Entnahmeleistungsbedarf und Turbomaschinenleistung kann zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit und Effizienz der Turbomaschine führen. Es kann erforderlich sein, die Turbomaschine zu temperieren und zu drosseln, um die Anforderungen des Entnahmeverbrauchers zu erfüllen.

[0004] Es finden sich wenige Ansätze bei den gegenwärtig verwendeten Verfahren und Systemen, die zum Verringern der Beeinträchtigung der Effizienz und der Leistungsfähigkeit einer Turbomaschine, die ein Entnahmesystem betreibt, verwendet werden. Einer Dampfturbine wird z.B. Dampf an einem Entnahmeanschluss entnommen, der an einer festen Hochdruckposition angeordnet sein kann, welche typischerweise der Dampfturbineneinlass ist. Wenn sich die Dampfturbinenleistung ändert, können hohe Effizienzverluste auftreten, weil es dem Dampf nicht ermöglicht wird, sich vor der Entnahme auszudehnen.

[0005] Bei anderen Verfahren und Systemen wird eine Steuerstufe eingefügt, um einen konstanten Entnahmedruck aufrechtzuerhalten, wenn sich die Dampfturbinenleistung ändert. Hierbei kann die Steuerstufe allerdings auch zu einem erheblichen Effizienzverlust führen.

[0006] Aus den zuvor genannten Gründen besteht ein Wunsch nach einem Verfahren und einem System zum Minimieren der typischen Effizienzverluste, die mit konventionellen Entnahmesystemen zusammenhängen. Das Verfahren und das System sollten die Flexibilität des Prozesses maximieren und die Auswirkungen auf die Effizienz des Turbomaschinenbetriebs mit dem Entnahmesystem verringern. Das Verfahren und das System sollten nahezu in Echtzeit bestimmen, welche von den mehreren unterschiedlichen Entnahmepositionen an der Turbomaschine für einen gegebenen Leistungsbedarf optimal sein kann.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0007] Gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren 200 zum Verbessern der Teillasteffizienz einer Turbomaschine 102 geschaffen, wobei das Verfahren 200 aufweist: Bereitstellen einer Turbomaschine 102, die ein Entnahmesystem 108 mit einer Anzahl von Anschlüssen 120 aufweist, Bestimmen 220 eines Entnahmeleistungsbedarfs, der eine physikalischen Anforderung an ein Fluid umfasst, das der Turbomaschine 102 durch das Entnahmesystem 108 entnommen wird, Bestimmen 230 eines Turbomaschinenleistungsbedarfs und Auswählen 240 eines optimalen Anschlusses aus den mehreren Anschlüssen 120, wobei der Schritt des Bestimmens 240 des optimalen Anschlusses umfasst: Verwenden von Daten des Turbomaschinenleistungsbedarfs, wobei der Entnahmeleistungsbedarf durch einen unabhängigen Prozess festgelegt ist, der von dem Turbomaschinenleistungsbedarf unabhängig ist.

[0008] Gemäss einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Erhöhen der Teillasteffizienz einer Turbomaschine 102 geschaffen, wobei das System aufweist: Eine Turbomaschine 102, die ein Entnahmesystem 108 aufweist, wobei das Entnahmesystem 108 mehrere Entnahmeanschlüsse 120 aufweist, die an der Turbomaschine angeordnet sind; und ein Steuerungssystem 110, das zum Durchführen der folgenden Schritte eingerichtet ist: Bestimmen eines Entnahmeleistungsbedarfs 220, der eine physikalische Anforderung an ein Fluid umfasst, das der Turbomaschine 102 durch das Entnahmesystem 108 entnommen wird; Bestimmen eines Leistungsbedarfs der Turbomaschine 102, 230; und Auswählen eines optimalen Anschlusses von den mehreren Entnahmeanschlüssen 120, 240, wobei der Schritt des Auswählens des optimalen Anschlusses 240 das Verwenden von Daten des Leistungsbedarfs umfasst, wobei der Entnahmeleistungsbedarf durch einen Entnahmeprozess festgelegt ist, der von dem Turbomaschinenleistungsbedarf unabhängig ist.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0009] Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Turbomaschine, die an einem Kraftwerkstandort eingesetzt wird, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

[0010] Fig. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum optimalen Bestimmen von Entnahmeanschlüssen gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

[0011] Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der funktionalen Beziehung zwischen der Turbomaschinenleistung und der Entnahmeleistung gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

[0012] Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuerungssystems zum optimalen Bestimmen von Entnahmeanschlüssen gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0013] Die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen. Weitere Ausführungsbeispiele mit anderen Strukturen und Vorgängen weichen nicht von dem Bereich der vorliegenden Erfindung ab.

[0014] Die im Anschluss hieran verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Wenn hierin die Singularformen «ein», «eine», «der», «die» und «das» verwendet werden, ist beabsichtigt, auch die Pluralformen einzuschliessen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes aussagt. Es wird weiterhin erkannt, dass die Ausdrücke «aufweisen» und/oder «enthalten», wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten bezeichnen, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer weiterer Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschliessen.

[0015] Nur aus Gründen der Zweckmässigkeit für den Leser wird hierin eine bestimmte Terminologie verwendet, die nicht als eine Beschränkung des Bereiches der Erfindung verstanden werden darf. Zum Beispiel beschreiben Worte wie «oben», «unten», «link», «rechts», «horizontal», «vertikal», «aufwärts», «abwärts» und dergleichen nur die in den Figuren gezeigte Anordnung. Tatsächlich könnten das Element oder die Elemente eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Richtung angeordnet sein, und die Terminologie sollte daher so verstanden werden, dass sie derartige Abwandlungen einschliesst, sofern nichts anderes angegeben ist.

[0016] Die vorliegende Erfindung hat die technische Wirkung einer Verringerung der Beeinträchtigung der Effizienz einer Turbomaschine, die ein Entnahmesystem betreibt.

[0017] Turbomaschinen, die Entnahmesysteme verwenden, werden in industriellen Anwendungen weit verbreitet verwendet. Verschiedenen Stufen der Turbomaschine wird Arbeitsfluid entnommen und für einen unabhängigen Prozess verwendet, wie z.B. Fernwärmeanwendungen, chemische Prozesse, Kohlevergasung, Ölvorwärmung und -Zerstäubung, Speise- und Getränkeverarbeitung etc., aber ohne eine Beschränkung auf diese.

[0018] Die vorliegende Erfindung kann auf eine Vielzahl von Turbomaschinen angewandt werden, die ein gasförmiges Fluid erzeugen, wie z.B. eine Dampfturbine, eine Gasturbine oder dergleichen, aber ohne eine Beschränkung auf diese. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann entweder auf eine einzelne Dampfturbine oder auf eine Anzahl von Dampfturbinen angewandt werden.

[0019] Nun unter Bezug auf die Zeichnungen, wobei die jeweiligen Bezugszeichen die gleichen Elemente in den verschiedenen Ansichten bezeichnen: Figur 1ist eine schematische Darstellung, die eine Turbomaschine zeigt, die an einem Standort z.B. eines Kraftwerks 100, aber ohne eine Beschränkung darauf, eingesetzt ist. Fig. 1 stellt das Kraftwerk 100 mit der Turbomaschine 102, einer Zwischenüberhitzereinheit 104, einer Last 106, einem Entnahmesystem 108, einem Steuerungssystem 110 und einem unabhängigen Prozess 112 dar. Alternativ könnte die vorliegende Erfindung in eine Anlage einbezogen sein, die die Zwischenüberhitzereinheit 104 nicht enthält. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die in Fig. 1 dargestellte Turbomaschine 102 eine Dampfturbine 102. Weiterhin kann das Kraftwerk 100 in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Dampfkraftwerk 100 sein.

[0020] Wie in Fig. 1 dargestellt enthält die Dampfturbine 102: eine Hochdruckturbine (HP) 114, eine Mitteldruckturbine (IP) 116 und eine Niederdruckturbine (LP) 118. Nach der Expansion durch die Hochdruckturbine 114 kann der Dampf durch die Zwischenüberhitzereinheit 104 hindurchströmen. Die Zwischenüberhitzereinheit 104 fügt dem Dampf zusätzliche Überhitzungswärme hinzu, bevor der Dampf sich in der Mitteldruckturbine 116 und schliesslich in der Niederdruckturbine 118 ausdehnt. Der Verbraucher bzw. die Last 106 kann die durch die Drehung der Turbinen übertragene mechanische Energie in nutzbare Arbeit umwandeln, wie z.B. zur Versorgung einer elektrischen Last, einer mechanischen Last oder dergleichen, aber ohne eine Beschränkung auf diese. Ein Energiebedarf des Dampfkraftwerks 100 kann eine direkte Funktion der Last sein.

[0021] In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Teil des Dampfes dem Dampfkraftwerk 100 für einen unabhängigen Prozess 112 entnommen werden, der mit dem Zyklus des Dampfkraftwerks nicht direkt zusammenhängen könnte. Der unabhängige Prozess 112 könnte einen Entnahmeleistungsbedarf aufweisen, der Dampf enthalten könnte, der für Fernwärmeanwendungen, einen chemischen Prozess, Kohlevergasung, Ölvorwärmung und -Zerstäubung, Speise- und Getränkeverarbeitung und dergleichen benötigt wird, aber ohne eine Beschränkung auf diese. Darüber hinaus kann der Entnahmeleistungsbedarf in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine physikalische Anforderung an den dem Dampfkraftwerk 100 zu entnehmendem Dampf im Hinblick auf einen Druck, eine Temperatur und/oder einen Durchsatz etc. umfassen. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es die physikalische Anforderung es mit sich bringen, dass der Dampf bei einem konstanten Druck entnommen werden muss. Auch kann der Entnahmeleistungsbedarf betrieblich von dem Energiebedarf des Dampfkraftwerks 100 verschieden sein. Demnach ist der Entnahmeleistungsbedarf allgemein von den Schwankungen des Energiebedarfs entkoppelt.

[0022] In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Dampfkraftwerk 100 mit dem Entnahmesystem 108 zum Entnehmen eines Teils des Dampfes aus dem Dampfkraftwerk 100 zur Verwendung durch den unabhängigen Prozess 112 integriert ausgebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte das Entnahmesystem 100 an der Dampfturbine 102 des Dampfkraftwerkes 100 angeordnet sein.

[0023] Wie in Fig. 1 dargestellt enthält das Entnahmesystem 108: mehrere Dampfentnahmeanschlüsse 120a-f und die zugehörigen Servoventile 122a-f. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Entnahmeanschlüsse 120a-f an physikalisch verschiedenen Stellen an der Dampfturbine 102 angeordnet sein. Weiterhin kann jeder einzelne Entnahmeanschluss 120a-f für irgendwelche bestimmten Betriebszustände (d.h. für irgendeinen speziellen Energiebedarf des Dampfkraftwerks 100) zu unterschiedlichen Dampfdrücken gehören. Weil die Entnahmeanschlüsse 120a-f an physikalisch verschiedenen Stellen angeordnet sein können, kann darüber hinaus der durch den Dampf an jedem einzelnem Entnahmeanschluss 120a-f ausgeübte Druck verglichen mit den anderen Entnahmeanschlüssen 120a-f einmalig sein. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann jeder der Entnahmeanschlüsse 120a-f mit einem oder mehreren (in den Figuren nicht dargestellten) Sensoren ausgestattet sein, um den in irgendeinem bestimmten Betriebszustand an dem jeweiligen Entnahmeanschluss 120a-f ausgeübten Druck zu bestimmen.

[0024] Es können wenige Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Entnahmeanschlüsse 120a-f, die in dem Entnahmesystem 108 verwendet werden können, vorliegen. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Anzahl der in Figur 1dargestellten Entnahmeanschlüsse 120a-f den Bereich der vorliegenden Erfindung beschränkt.

[0025] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Ventile 122a-f des Entnahmesystems Servoventile sein, die durch elektrische Signale betätigt werden. Die Servoventile können dazu eingerichtet sein, in zwei Zuständen betrieben zu werden: einem vollständig geschlossenen Zustand und einem vollständig offenen Zustand. Der offene Zustand kann hierin der Entnahme des Dampfes aus dem zugehörigen Entnahmeanschluss 120a-f entsprechen.

[0026] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Dampfkraftwerk 100, und der unabhängige Prozess 112 und das Entnahmesystem 108 kommunikativ mit dem Steuerungssystem 110 gekoppelt sein. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 dazu eingerichtet sein, den Entnahmeleistungsbedarf zu bestimmen, der die physikalische Anforderung an den Dampf enthalten kann, der dem Dampfkraftwerk 100 entnommen werden muss. Weiterhin kann das Steuerungssystem 110 in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dazu eingerichtet sein, den Energiebedarf des Dampfkraftwerkes 100 zu bestimmen.

[0027] Das Steuerungssystem 110 kann den Entnahmeleistungsbedarf durch einen oder mehrere (in den Figuren nicht dargestellte) Sensoren und/oder Wandler bestimmen, die in den unabhängigen Prozess 112 integriert und mit dem Steuerungssystem 110 kommunikativ gekoppelt sein können. Der Energiebedarf des Dampfkraftwerkes 100 kann direkt von der Menge der Elektrizität abhängig sein, deren Erzeugung verlangt wird. Das Steuerungssystem 110 kann zum Berechnen des Leistungsbedarfes des Dampfkraftwerkes 100 und zum Empfangen von Daten von einem oder mehreren (in den Figuren nicht dargestellten) Sensoren und Wandlern, die mit dem Dampfkraftwerk 100 integriert ausgebildet sind, in der Lage sein.

[0028] Wie in Fig. 1 dargestellt können mehrere Entnahmeanschlüsse 120a-f vorhanden sein, denen der Dampf entnommen werden kann. Weiterhin kann der Einlassdruck des Dampfes eine Funktion des Energiebedarfes des Dampfkraftwerkes 100 sein. Demnach kann sich der an jedem einzelnen der Entnahmeanschlüsse 120a-f anliegende Druck mit Schwankungen des Energiebedarfes des Dampfkraftwerkes 100 ebenfalls ändern. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 unterschiedliche Entnahmeanschlüsse 120a-f auswählen, wenn sich der Energiebedarf des Dampfkraftwerkes 100 ändert. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 Daten zum Energiebedarf des Dampfkraftwerkes 100 und zum Entnahmeleistungsbedarf des unabhängigen Prozesses 112 verwenden, um die Entnahmeanschlüsse 120a-f zur Entnahme des Dampfes aus dem Dampfkraftwerk 100 optimal festzulegen. Hier kann das Steuerungssystem denjenigen Entnahmeanschluss 120a-f ermitteln, der in einen bestimmten Betriebszustand einem niedrigsten geeigneten bzw. zulässigen Druck entspricht, um den Entnahmeleistungsbedarf zu decken. Zum Beispiel, aber ohne eine Beschränkung darauf, kann in einem Fall maximaler Antriebsleistung 106 der niedrigste zulässige Entnahmedruck dem Entnahmeanschluss 120f entsprechen. Wenn die Antriebsleistung 106 jedoch sinkt, könnte der niedrigste zulässige Druck zu dem Entnahmeanschluss 120b gehören. Dies kann dem Dampf ermöglichen, sich in der Dampfturbine 102 auszudehnen, was die Beeinträchtigung der Effizienz der Dampfturbine 102 verringern kann.

[0029] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 darüber hinaus dazu eingerichtet sein, einen Druckkaskadenprozess anzuwenden. Dieser kann festlegen, welcher der mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f zum Liefern des Dampfes für den Entnahmeleistungsbedarf und den Energiebedarf des Dampfkraftwerkes 100 zu verwenden ist. Zum Beispiel, aber ohne eine Beschränkung darauf, kann das Steuerungssystem 110 im Falle des maximalen Energiebedarfs mehrere Entnahmeanschlüsse 120a-f auf einem niedrigeren Druckniveau auswählen, um das Ziel der Entnahme des Dampfes bei dem niedrigsten möglichen Druck zu erreichen und gleichzeitig den Entnahmeleistungsbedarf zu decken. Wenn der Energiebedarf sinkt, könnte das Steuerungssystem 110 jedoch mehrere Entnahmeanschlüsse 120a-f auf einem höheren Druckniveau auswählen, um den gleichen Entnahmeleistungsbedarf zu decken.

[0030] Die physikalische Anforderung an den Dampf für den unabhängigen Prozess 112 kann mit einem konstanten Druck des Dampfes zusammenhängen. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte das Steuerungssystem 110 dazu eingerichtet sein, festzustellen, welcher der mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f verwendet werden könnte, um den Dampf bei dem konstanten Druck bereitzustellen, während der Energiebedarf des Dampfkraftwerkes 100 gedeckt wird. Darüber hinaus könnten die mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f optimal ausgewählt werden, um die geringste Beeinträchtigung der Effizienz der Dampfturbine 102 zu erhalten. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 den Kaskadenprozess kontinuierlich durchführen, während das Dampfkraftwerk 100 arbeitet. Dies kann die Dampfentnähme über einen weiten Bereich von Betriebszuständen ermöglichen und maximiert demnach die Flexibilität des Prozesses und bewirkt eine verbesserte Teillasttauglichkeit.

[0031] In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 zum Anschliessen eines zusätzlichen Dampfstroms von den (in den Figuren nicht dargestellten) Enddichtungsleckleitungen der Dampfturbine 102 in das Entnahmesystem 108 eingerichtet sein. Dies kann zu einer weiteren Effizienzverbesserung führen, weil der Dampfturbine 102 weniger Dampf entnommen zu werden braucht.

[0032] Wie man erkennt kann die vorliegende Erfindung als ein Verfahren, ein System oder ein Computerprogrammprodukt verkörpert sein. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung die Form einer reinen Hardwareausführung, einer reinen Softwareausführung (einschl. Firmware, residenter Software, Mikrocode etc.) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardwareaspekte kombiniert, annehmen, die hierin alle allgemein als «Schaltung», «Modul» oder «System» bezeichnet werden. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung die Form eines Computerprogrammproduktes auf einem computernutzbaren Speichermedium mit einem in dem Medium verkörperten computernutzbaren Programmcode annehmen.

[0033] Es kann jedes geeignete computerlesbare Medium verwendet werden. Das computernutzbare oder computerlesbare Medium kann z.B. ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleiter-System, -apparat, -gerät oder Übertragungsmedium ohne eine Beschränkung auf diese sein. Weitere spezielle Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) der computerlesbaren Medien würde die folgenden enthalten: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Random Access Memory (RAM), ein Read Only Memory (ROM), ein löschbares programmierbares Read Only Memory (EPROM oder Flash Memory), eine optische Faser, ein tragbares Kompaktdisk Read Only Memory (CD-ROM), eine optische Speichereinrichtung, ein Übertragungsmedium wie z.B. solche, die das Internet oder ein Intranet unterstützen, oder eine magnetische Speichereinrichtung. Man beachte, dass das computernutzbare oder computerlesbare Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein könnte, auf dem das Programm ausgedruckt ist, wenn das Programm z.B. durch optisches Scannen des Papiers oder des anderen Mediums elektronisch erfasst, danach kompiliert, interpretiert oder auf eine geeignete Art anders verarbeitet werden, wenn es erforderlich ist, und danach in einem Computerspeicher gespeichert werden könnte. Im Sinne dieses Dokumentes kann ein computernutzbareres oder computerlesbares Medium ein beliebiges Medium sein, das das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, -apparat oder -gerät enthalten, speichern, übermitteln, verbreiten oder transportieren kann.

[0034] Der Computerprogrammcode zum Ausführen von Abläufen der vorliegenden Erfindung kann in einer objektorientierten Programmiersprache, wie z.B. Java7, Smalltalk oder C++ oder dergleichen geschrieben sein. Der Computerprogrammcode zum Ausführen von Abläufen der vorliegenden Erfindung könnte jedoch auch in konventionellen prozeduralen Programmiersprachen, wie z.B. der Programmiersprache «C» oder einer ähnlichen Sprache geschrieben sein. Der Programmcode kann vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als ein Standalone-Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf dem entfernten Computer laufen. In dem letztgenannten Szenario kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers über ein Local Area Network (LAN) oder ein Wide Area Network (WAN) verbunden sein, oder die Verbindung kann (z.B. über das Internet unter Nutzung eines Internetdienstanbieters) zu einem externen Computer hergestellt werden.

[0035] Die vorliegende Erfindung ist unten unter Bezug auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme oder Verfahren, Geräte (Systeme) und Computerprogrammprodukte gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben. Es wird erkannt, dass jeder Block der Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammbefehle implementiert sein können. Diese Computerprogrammbefehle können einem Prozessor eines Vielzweckcomputers, eines Spezialzweckcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsanlage zugeführt werden, um eine Maschine zu ergeben, so dass die Befehle, die über den Prozessor des Computers oder der anderen Datenverarbeitungsanlage ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen/Handlungen schaffen, die in dem Block bzw. den Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms bezeichnet sind.

[0036] Diese Computerprogrammbefehle können auch in einem computerlesbaren Speicher abgelegt sein, der einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsanlage anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Speicher abgelegten Befehle ein Erzeugnis herstellen, das die Befehlsmittel enthält, die die Funktion/Handlung implementieren, die in dem Block bzw. den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramm bezeichnet ist. Die Computerprogrammbefehle können auch in einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsanlage geladen werden, um zu bewirken, dass eine Folge von Arbeitsschritten auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Anlage ausgeführt wird, um ein computerimplementiertes Verfahren zu schaffen, so dass die Befehle, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Anlage ausgeführt werden, Schritte zum Implementieren der Funktionen/Handlungen schaffen, die in dem Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammblock bezeichnet sind.

[0037] Die vorliegende Erfindung kann das Steuerungssystem 110 oder dergleichen enthalten, das die technische Wirkung einer automatischen Auswahl eines optimalen Anschlusses aus einer Anzahl von Entnahmeanschlüssen 120a-f hat, aus dem ein Teil des Dampfes für den unabhängigen Prozess 112 entnommen werden muss. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung dazu eingerichtet sein, die Turbomaschine 102 kontinuierlich zu betreiben, während die Entnahme des Dampfes stattfindet. Alternativ kann das Steuerungssystem 110 dazu eingerichtet sein, zum Einleiten des Ablaufes eine Bedienerhandlung zu verlangen. Eine Ausführungsform des Steuerungssystems 110 der vorliegenden Erfindung kann als ein Standalone-System funktionieren. Alternativ kann das Steuerungssystem 110 als ein Modul oder dergleichen in einem breiteren System, wie z.B. einer Turbomaschinensteuerung oder einem Dampfkraftwerkssteuerungssystem integriert ausgebildet sein. Das Steuerungssystem 110 der vorliegenden Erfindung kann z.B. mit dem Steuerungssystem 110, das die Turbomaschine 102 mit dem Entnahmesystem 108 betreibt, integriert ausgebildet sein, ohne darauf beschränkt zu sein.

[0038] Nun unter Bezug auf Fig. 2, die ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel für ein Verfahren 200 zum optimalen Bestimmen von Entnahmeanschlüssen 120a-f zum Steigern der Effizienz der Turbomaschine 102 gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110, das mit einer vorprogrammierten Logik arbeiten kann, wie unten beschrieben durch das Verfahren 200 navigieren. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 mit einer graphischen Bedienerschnittstelle (GUI für Graphic User Interface) oder dergleichen integriert ausgebildet sein. Die GUI kann dem Bediener des Steuerungssystems 110 ermöglichen, durch das Verfahren 200 zu navigieren.

[0039] In dem Schritt 210 kann das Verfahren 200 mit der Turbomaschine 102 mit dem Entnahmesystem 108 versehen werden. Die Turbomaschine 102 kann alle Arten von Maschinen, wie z.B. eine Dampfturbine, eine Gasturbine oder dergleichen ohne eine Beschränkung auf diese enthalten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Entnahmesystem 108 mehrere Entnahmeanschlüsse 120a-f aufweisen, die an verschiedenen physikalischen Stellen bzw. Positionen mit der Turbomaschine 102 integriert ausgebildet sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jeder der Entnahmeanschlüsse 120a-f ein zugehöriges Servoventil 122a-f zum Betätigen des Entnahmeanschlusses 120a-f aufweisen. Weiterhin kann der Einlassdruck des Fluids in der Turbomaschine 102 eine direkte Funktion der Turbomaschinenleistung sein. Demnach kann sich der an dem jeweiligen Entnahmeanschluss 120a-f anliegende Druck bei Schwankungen der Turbomaschinenleistung ändern.

[0040] Von dem Entnahmesystem 108, wie es in Figur 1 erläutert ist, kann verlangt werden, einen Teil des durch die Turbomaschine 102 strömenden Fluids für den unabhängigen Prozess 112 zu entnehmen. Allgemein ist der unabhängige Prozess 112 nicht von dem Turbomaschinenzyklus abhängig, und demnach können der Entnahmeleistungsbedarf des unabhängigen Prozesses 112 von der Turbomaschinenleistung entkoppelt sein. Zum Beispiel entnimmt das Entnahmesystem 108 im Falle einer Dampfturbine 102 einen Teil des durch die Dampfturbine 102 hindurch strömenden Dampfes für den unabhängigen Prozess 112, wie z.B. Fernwärmeanwendungen, einen chemischen Prozess, Kohlevergasung, Ölvorwärmung und -Zerstäubung, Speise-und Getränkeverarbeitung und dergleichen ohne eine Beschränkung auf diese.

[0041] In dem Schritt 220 kann das Verfahren den Entnahmeleistungsbedarf des unabhängigen Prozesses 112 bestimmen. Der Entnahmeleistungsbedarf kann eine physikalische Anforderung an Fluid zur Deckung des Bedarfs des unabhängigen Prozesses 112 umfassen. Die physikalische Anforderung kann einen Druck, eine Temperatur und/oder einen Durchsatz oder Kombinationen davon enthalten. Das Verfahren 200 kann das Steuerungssystem 110 zum Ermitteln des physikalischen Bedarfs an Fluid für den unabhängigen Prozess 112 einrichten. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuerungssystem 110 kommunikativ mit dem unabhängigen Prozess 112 gekoppelt sein und die physikalische Anforderung an das Fluid durch Verwendung eines oder mehrerer (in den Figuren nicht dargestellter) Sensoren oder Wandler bestimmen. Darüber hinaus kann es der unabhängige Prozess 112 in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erforderlich machen, dass das Fluid dem Entnahmesystem 108 bei einem konstanten Druck entnommen wird. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 200 Daten zu dem Entnahmeleistungsbedarf aus einer unabhängigen dritten Quelle empfangen. In einer anderen alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Verfahren einen Default-Wert oder einen Bereich von Werten für den Entnahmeleistungsbedarf.

[0042] In dem Schritt 230 kann das Verfahren 200 den Turbomaschinenleistungsbedarf bestimmen. Der Turbomaschinenleistungsbedarf kann direkt von dem zu versorgenden elektrischen Verbraucher oder dem zu erzeugenden mechanischem Antrieb abhängig sein. Das Verfahren 200 kann das Steuerungssystem 110 in die Lage versetzen, den Turbomaschinenleistungsbedarf aus einem elektrischen Signal zu berechnen, das von einem oder mehreren (in den Figuren nicht dargestellten) Sensoren oder Wandlern empfangen wird, die mit der Turbomaschine 102 integriert ausgebildet sein können.

[0043] Im Schritt 240 kann das Verfahren 200 die Daten zu dem Entnahmeleistungsbedarf und die Daten zu der Turbomaschinenleistung verwenden, um die Position des optimalen Entnahmeanschlusses 120a-f zu ermitteln, dem das Fluid entnommen werden sollte. Das Verfahren 200 kann das Steuerungssystem 110 in die Lage versetzen, den optimalen Entnahmeanschluss zu ermitteln, der die Beeinträchtigung der Effizienz der Turbomaschine 102 verringern kann, während das Entnahmesystem in Betrieb ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 200 verschiedene Entnahmeanschlüsse 120a-f als eine Funktion der Variation der Turbomaschinenleistung auswählen. Zum Verbessern der Effizienz der Turbomaschine 102 kann das Steuerungssystem 110 den Entnahmeanschluss 120a-f auswählen, der dem niedrigsten Druck entsprechen kann, der in einem bestimmten Betriebszustand geeignet ist, um den Entnahmeleistungsbedarf zu decken. Zum Beispiel könnte ohne eine Beschränkung darauf bei der maximalen Dampfturbinenleistung der niedrigste zulässige Druck dem an der Niederdruckturbine 118 verfügbaren Entnahmeanschluss entsprechen. Wenn die Dampfturbinenleistung sinkt, könnte der niedrigste geeignete Druck jedoch dem an der Hochdruckturbine 116 verfügbaren Entnahmeanschluss entsprechen. Dies kann dem Dampf ermöglichen, in der Dampfturbine 102 zu expandieren und dadurch die Gesamteffizienz der Dampfturbine 102 verbessern.

[0044] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 200 darüber hinaus das Steuerungssystem 110 in die Lage versetzen, einen Druckkaskadenprozess anzuwenden, um auszuwählen, welcher der mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f zum Decken des Entnahmeleistungsbedarfes bei gleichzeitiger Einhaltung der Turbomaschinenleistung zu verwenden ist. Bei der maximalen Turbomaschinenleistung könnte das Verfahren 200 ohne eine Beschränkung darauf z.B. mehrere Entnahmeanschlüsse 120a-f auf einem niedrigeren Druckniveau auswählen, um den Dampf bei dem niedrigsten geeigneten Druck zu entnehmen und den Entnahmeleistungsbedarf zu decken. Wenn sich die Turbomaschinenleistung jedoch verringert, könnte das Verfahren mehrere Entnahmeanschlüsse 120a-f auf einen höheren Druckniveau auswählen, um den Entnahmeleistungsbedarf zu decken.

[0045] In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die physikalische Anforderung an das Fluid für den unabhängigen Prozess 112 einem konstanten Druck des Fluids entsprechen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung könnte das Verfahren 200 das Steuerungssystem 110 in die Lage versetzen, festzustellen, welcher der mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f zum Bereitstellen des Fluides bei dem konstanten Druck und zum gleichzeitigen Einhalten der Turbomaschinenleistung verwendet werden könnte. Darüber hinaus können die mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f optimal ausgewählt werden, um die geringste Beeinträchtigung der Effizienz der Turbomaschine 102 zu erhalten. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte das Verfahren 200 den Kaskadenprozess kontinuierlich ausführen, während die Turbomaschine 102 in Betrieb ist. Dies kann die Entnahme des Fluids über einen weiten Bereich von Betriebszuständen ermöglichen und dadurch die Flexibilität des Verfahrens 200 maximieren und verbesserte Teillasteigenschaften ergeben.

[0046] Fig. 3 ist eine graphische Darstellung 300, die die funktionale Beziehung zwischen der Turbomaschinenleistung und der Entnahmeleistung gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

[0047] Wie in dem Kurvendiagramm 300 gezeigt, ist der optimale Entnahmeanschluss eine Funktion der Dampfturbinenleistung. Demnach kann die Auswahl des optimalen Entnahmeanschlusses zum Decken des Entnahmeleistungsbedarfes eine Funktion der Dampfturbinenleistung werden. Um die Beeinträchtigung der Effizienz der Turbomaschine 102 zu verringern, kann die optimale Bestimmung des Entnahmeanschlusses 120a-f dem niedrigsten geeigneten Druck entsprechen, der die Anforderungen des Entnahmeverbrauchers erfüllen kann. Demnach kann sich der optimale Entnahmeanschluss bei der maximalen Dampfturbinenleistung zu einem niedrigeren Druckniveau hin verschieben. In ähnlicher Weise kann sich der optimale Entnahmeanschluss bei der minimalen Dampfturbinenleistung aufwärts zu einem höheren Druckniveau hin verschieben, um den gleichen Entnahmeleistungsbedarf zu decken.

[0048] In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1gezeigt ist, können sechs Entnahmeanschlüsse 120a-f vorhanden sein, wobei 120a dem Entnahmeanschluss mit dem höchsten Druck (PI) und 120f dem Entnahmeanschluss mit dem niedrigsten Druck (P6) entspricht. Wenn die Dampfturbine 102 bei der höchsten Leistung arbeitet, kann in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der optimale Anschluss dem niedrigsten Druckniveau, angenommen wird in diesem Falle P6 (120f), entsprechen. Wenn die Dampfturbine 102 bei der minimalen Leistung betrieben wird, kann sich in ähnlicher Weise zur Deckung des gleichen Entnahmeleistungsbedarfs der optimale Anschluss im Druckniveau nach oben verschieben und den Entnahmeanschluss 120a verwenden, der dem Druck PI entspricht. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der optimale Anschluss durch einen Kaskadenprozess bestimmt werden. Der Kaskadenprozess kann angewandt werden, um festzustellen, welcher der mehreren Entnahmeanschlüsse 120a-f in irgendeinem bestimmten Betriebszustand verwendet werden sollte, um den Entnahmeleistungsbedarf zu decken.

[0049] Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuerungssystems 110 zum optimalen Bestimmen des Entnahmeanschlusses 120a-f gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Elemente des Verfahrens 200 können in dem System 400 verkörpert sein und von diesem ausgeführt werden. Das System 400 kann eine oder mehrere Bediener- oder Client-Kommunikationseinrichtungen 402 oder ähnliche Systeme oder Vorrichtungen aufweisen (von denen in Fig. 4 zwei dargestellt sind). Jede Kommunikationseinrichtung 402 kann z.B. ein Computersystem, ein Persönlicher Digitaler Assistent (PDA), ein Mobiltelefon oder eine ähnliche Einrichtung, die zum Senden und Empfangen einer elektronischen Nachricht geeignet ist, ohne eine Beschränkung auf diese sein.

[0050] Die Kommunikationseinrichtung 402 kann einen Systemspeicher 404 oder ein lokales Dateisystem enthalten. Der Systemspeicher 404 kann z.B. ein Read Only Memory (ROM) oder ein Random Access Memory (RAM) ohne eine Beschränkung auf diese enthalten. Das ROM kann ein Basic Input/Output System (BIOS) enthalten. Das BIOS kann Basisroutinen enthalten, die beim Übertragen von Informationen zwischen Elementen oder Komponenten der Kommunikationseinrichtung 402 helfen. Der Systemspeicher 404 kann ein Betriebssystem 406 zum Steuern des Gesamtbetriebs der Kommunikationseinrichtung 402 enthalten. Der Systemspeicher 404 kann auch einen Browser 408 oder einen Webbrowser enthalten. Der Systemspeicher 404 kann auch Datenstrukturen 410 oder computerausführbaren Code zum optimalen Bestimmen des Entnahmeanschlusses 120a-f enthalten, der den Elementen des Verfahrens 200 in Figur 2ähnlich sein oder diese enthalten kann. Die Auswahl ist auf die Verwendung von Entnahmeleistungsbedarfsdaten und die Energienachfragedaten (oder Turbomaschinenlastdaten) gestützt, wobei der Entnahmeleistungsbedarf nicht von Schwankungen der Energienachfrage abhängig ist.

[0051] Der Systemspeicher 404 kann weiterhin einen Vorlagen- bzw. Template-Cachespeicher 412 enthalten, der in Verbindung mit dem Verfahren 200 in Fig. 2zum optimalen Bestimmen des Entnahmeanschlusses 120a-f verwendet werden kann.

[0052] Die Kommunikationseinrichtung 402 kann auch einen Prozessor oder eine Verarbeitungseinheit 414 zum Steuern des Betriebs der anderen Komponenten der Kommunikationseinrichtung 402 enthalten. Das Betriebssystem 406, der Browser 408 und Datenstrukturen 410 können auf der Verarbeitungseinheit 414 lauffähig sein. Die Verarbeitungseinheit 414 kann über einen Systembus 416 mit dem Systemspeicher 404 und anderen Komponenten der Kommunikationseinrichtung 402 gekoppelt sein.

[0053] Die Kommunikationseinrichtung 402 kann auch mehrere Eingabeeinrichtungen, Ausgabeeinrichtungen oder kombinierte Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen (I/O) 418 enthalten. Jede Eingabe/Ausgabe-Einrichtung 418 kann durch eine (in Fig. 4 nicht gezeigte) Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle an den Systembus 416 angeschlossen sein. Die Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen oder kombinierten I/O-Einrichtungen 418 ermöglichen einem Bediener, die Kommunikationseinrichtung 402 zu betätigen und sich an diese anzukoppeln und den Betrieb des Browsers 408 und der Datenstrukturen 410 zu steuern, um auf die Software zum optimalen Bestimmen des Entnahmeanschlusses 120a-f zuzugreifen und diese zu betreiben und zu steuern. Die I/O-Einrichtungen 418 können eine Tastatur und eine Computerzeigeeinrichtung oder dergleichen zum Durchführen der hierin beschriebenen Vorgänge enthalten.

[0054] Die I/O-Einrichtungen 418 können z.B. auch Plattenlaufwerke, optische, mechanische, magnetische oder Infrarot-Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen, Modems oder dergleichen ohne eine Beschränkung auf diese enthalten. Die I/O-Einrichtungen 418 können verwendet werden, um auf ein Speichermedium 420 zuzugreifen. Das Medium 420 kann computerlesbare oder computerausführbare Befehle oder andere Informationen zur Verwendung durch ein System oder in Verbindung mit einem System, wie z.B. den Kommunikationseinrichtungen 402 enthalten, speichern, übermitteln oder transportieren.

[0055] Die Kommunikationseinrichtung 402 kann auch andere Einrichtungen, wie z.B. eine Anzeige oder einen Monitor 422, enthalten oder mit diesen verbunden sein. Der Monitor 422 kann es dem Bediener ermöglichen, mit der Kommunikationseinrichtung 402 in Verbindung zu treten.

[0056] Die Kommunikationseinrichtung 402 kann auch eine Festplatte 424 enthalten. Die Festplatte 424 kann mit dem Systembus 416 über eine (in Figur 4nicht gezeigte) Festplattenschnittstelle verbunden sein. Die Festplatte 424 kann auch ein Teil des lokalen Dateisystems oder Systemspeichers 404 bilden. Programme, Software und Daten können für den Betrieb der Kommunikationseinrichtung 402 zwischen dem System-Speicher 404 und der Festplatte 424 übertragen und ausgetauscht werden.

[0057] Die Kommunikationseinrichtung 402 kann mit wenigstens einer Kraftwerks- bzw. Anlagensteuerung 426 kommunizieren und über ein Netzwerk 428 auf andere Server oder andere Kommunikationseinrichtungen zugreifen, die der Kommunikationseinrichtung 402 ähnlich sind. Der Systembus 416 kann über eine Netzwerkschnittstelle 430 mit dem Netzwerk 428 verbunden sein. Die Netzwerkschnittstelle 430 kann ein Modem, eine Ethernetkarte, ein Router, ein Gateway oder dergleichen zum Anschliessen an das Netzwerk 428 sein. Die Verbindung kann eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung sein. Das Netzwerk 428 kann das Internet, ein privates Netzwerk, ein Intranet oder dergleichen sein.

[0058] Die wenigstens eine Anlagensteuerung 426 kann auch einen Systemspeicher 432 enthalten, der ein Dateisystem, ein ROM, ein RAM oder dergleichen enthalten kann. Der Systemspeicher 432 kann ein Betriebssystem 434 ähnlich dem Betriebssystem 406 in den Verbindungseinrichtungen 402 enthalten. Der Systemspeicher 432 kann auch Datenstrukturen 436 zum optimalen Bestimmen des Entnahmeanschlusses 120a-f enthalten. Die Datenstrukturen 436 können Operationen ähnlich denjenigen umfassen, die in Verbindung mit dem Verfahren 200 zum optimalen Bestimmen des Entnahmeanschlusses 120a-f beschrieben sind. Der Serversystemspeicher 432 kann auch weitere Dateien 438, Anwendungen, Module und dergleichen enthalten.

[0059] Die wenigstens eine Anlagensteuerung 426 kann auch einen Prozessor oder eine Verarbeitungseinheit 442 zum Steuern des Betriebs anderer Einrichtungen in der wenigstens einen Anlagensteuerung 426 enthalten. Die wenigstens eine Anlagensteuerung 426 kann auch eine I/O-Einrichtung 444 enthalten. Die I/O-Einrichtungen 444 können den I/O-Einrichtungen 418 der Kommunikationseinrichtungen 402 ähnlich sein. Die wenigstens eine Anlagensteuerung 426 kann weiterhin weitere Einrichtungen 446, wie z.B. einen Monitor oder dergleichen zum Bereitstellen einer Schnittstelle zusammen mit den I/O-Einrichtungen 444 für die wenigstens eine Anlagesteuerung 426 enthalten. Die wenigstens eine Anlagensteuerung 426 kann ein Festplattenlaufwerk 448 enthalten. Ein Systembus 450 kann die verschiedenen Komponenten der wenigstens einen Anlagensteuerung 426 verbinden. Eine Netzwerkschnittstelle 452 kann die wenigstens eine Anlagensteuerung 426 über den Systembus 450 an das Netzwerk 428 anschliessen.

[0060] Die Flussdiagramme und Schrittdiagramme in den Figuren stellen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäss Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Hinsicht kann jeder Schritt in dem Flussdiagramm oder Schrittdiagramm ein Modul, ein Segment oder einen Teil des Codes repräsentieren, der einen oder mehrere ausführbare Befehle zum Implementieren der speziellen logischen Funktionen umfasst. Es sollte auch erkannt werden, dass in einigen alternativen Implementierungen die in dem Schritt bezeichneten Funktionen in einer anderen als der in den Figuren gezeigten Reihenfolge auftreten könnten. Zum Beispiel könnten zwei aufeinander folgend gezeigte Schritte tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Schritte könnten manchmal abhängig von der zugehörigen Funktionalität auch in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Es wird auch erkannt, dass jeder Schritt der Schrittdiagramme und/oder der Flussdiagrammdarstellung sowie Kombinationen von Schritten in den Schrittdiagrammen und/oder der Flussdiagrammdarstellung durch Spezialzweck-Hardware gestützte Systeme, die die speziellen Funktionen oder Handlungen ausführen, oder durch Kombinationen von Spezialzweck-Hardware und Computerbefehlen implementiert sein können.

[0061] Während bestimmte Ausführungsbeispiele hierin dargestellt und beschrieben worden sind, sollte erkannt werden, dass jede beliebige Anordnung, von der das Erreichen des gleichen Ziels erwartet wird, für die speziellen gezeigten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden könnte und dass die Erfindung in anderen Umgebungen noch weitere Anwendungen hat. Es ist beabsichtigt, dass diese Anmeldung beliebige Anpassungen oder Abwandlungen der vorliegenden Erfindung abdeckt. Es ist in keiner Weise beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche den Bereich der Erfindung auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele eingrenzen.

[0062] Es werden ein Verfahren 200 und ein System zum Steigern der Effizienz einer Turbomaschine 102 mit einem Entnahmesystem 108 geschaffen. Das Entnahmesystem 108 kann mehrere Entnahmeanschlüsse 120 aufweisen, denen das Arbeitsfluid der Turbomaschine 102 entnommen wird, um den Entnahmeleistungsbedarf eines unabhängigen Prozesses zu decken. Das Verfahren 200 und das System können ein Steuerungssystem 110 in die Lage versetzen, optimal zu ermitteln, welchem der Entnahmeanschlüsse 120 das Arbeitsfluid zu entnehmen ist, um den Entnahmeleistungsbedarf zu decken. Die optimale Position kann unter Verwendung der Daten zu dem Leistungsbedarf ermittelt werden, wobei der Entnahmeleistungsbedarf von der Turbomaschinenlast betrieblich unabhängig sein kann.

Bezugszeichenliste

[0063] <tb>100<sep>Kraftwerk <tb>102<sep>Turbomaschine, Dampfturbine <tb>104<sep>Zwischenüberhitzereinheit <tb>106<sep>Last <tb>108<sep>Entnahmesystem <tb>110<sep>Steuerungssystem <tb>112<sep>Unabhängige Prozesse <tb>114<sep>Hochdruckturbine (HP) <tb>116<sep>Mitteldruckturbine (IP) <tb>118<sep>Niederdruckturbine (LP) <tb>120a-f<sep>Entnahmeanschlüsse <tb>122a-f<sep>Servoventile <tb>200<sep>Verfahren zum optimalen Bestimmen von Entnahmeanschlüssen <tb>210<sep>Bereitstellen einer Turbomaschine mit einem Entnahmesystem mit mehreren Entnahmeanschlüssen <tb>220<sep>Bestimmen eines Entnahmeleistungsbedarfs <tb>230<sep>Bestimmen des Turbomaschinenleistungsbedarfs <tb>240<sep>Bestimmen der optimalen Lage eines Entnahmeanschlusses des Entnahmesystems <tb>300<sep>Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Turbomaschinenleistung und dem Entnahmedruckniveau zeigt <tb>400<sep>System <tb>402<sep>Client-Kommunikationseinrichtung <tb>404<sep>Systemspeicher <tb>406<sep>Betriebssystem <tb>408<sep>Browser <tb>410<sep>Datenstrukturen <tb>412<sep>Cachespeicher <tb>414<sep>Prozessor, Verarbeitungseinheit <tb>416<sep>Systembus <tb>418<sep>Input/Output-Einrichtung <tb>420<sep>Speichermedium <tb>422<sep>Anzeige, Monitor <tb>424<sep>Festplatte <tb>426<sep>Anlagensteuerung <tb>428<sep>Netzwerk <tb>430<sep>Netzwerkschnittstelle <tb>432<sep>Systemspeicher <tb>434<sep>Betriebssystem <tb>436<sep>Datenstrukturen <tb>438<sep>Weitere Dateien, Anwendungen, Module und dergleichen <tb>442<sep>Prozessor <tb>444<sep>Eingabe/Ausgabe-Einrichtung <tb>446<sep>Weitere Einrichtungen <tb>448<sep>Festplattenlaufwerk <tb>450<sep>Systembus

Claims

1. Verfahren (200) zum Verbessern der Teillasteffizienz einer Turbomaschine (102), wobei das Verfahren (200) enthält: Bereitstellen einer Turbomaschine (102) mit einem Entnahmesystem (108), das eine Anzahl von Anschlüssen (120) aufweist; Bestimmen (220) eines Entnahmeleistungsbedarfs, der eine physikalische Anforderung an ein Fluid enthält, das der Turbomaschine (102) durch das Entnahmesystem (108) entnommen wird; Bestimmen (230) eines Turbomaschinenleistungsbedarfs; und Auswählen (240) eines optimalen Anschlusses aus der Anzahl von Anschlüssen (120); wobei der Schritt des Bestimmens (240) des optimalen Anschlusses das Verwenden von Daten des Turbomaschinenleistungsbedarfs umfasst und der Entnahmeleistungsbedarf durch einen unabhängigen Prozess festgelegt ist, der von dem Turbomaschinenleistungsbedarf unabhängig ist.

2. Verfahren (200) nach Anspruch 1, das weiterhin ein kontinuierliches Auswählen (240) des optimalen Anschlusses enthält, während die Turbomaschine (102) in Betrieb ist.

3. Verfahren (200) nach Anspruch 2, bei dem die Turbomaschine (102) eine Dampfturbine aufweist.

4. Verfahren (200) nach Anspruch 3, bei dem das Entnahmesystem (108) einen Teil des durch die Dampfturbine strömenden Dampfes entnimmt.

5. Verfahren (200) nach Anspruch 4, bei dem die physikalische Anforderung einen Druck, eine Temperatur und/oder einen Durchsatz oder Kombinationen von diesen enthält.

6. Verfahren (200) nach Anspruch 2, das weiterhin einen Kaskadenprozess anwendet, um zu bestimmen, welcher aus der Anzahl von Anschlüssen (120) zu verwenden ist, um den Turbomaschinenleistungsbedarf und den Entnahmeleistungsbedarf zu decken.

7. Verfahren (200) nach Anspruch 6, bei dem der Kaskadenprozess kontinuierlich ausgeführt wird, während die Turbomaschine (102) in Betrieb ist.

8. System zum Erhöhen einer Teillasteffizienz einer Turbomaschine (102), wobei das System aufweist: eine Turbomaschine (102) mit einem Entnahmesystem (108), wobei das Entnahmesystem (108) mehrere Entnahmeanschlüsse (120) aufweist, die an der Turbomaschine angeordnet sind; und ein Steuerungssystem (110), das zum Durchführen der folgenden Schritte eingerichtet ist: Bestimmen (220) eines Entnahmeleistungsbedarfs, der eine physikalische Anforderung an ein Fluid umfasst, das der Turbomaschine (102) durch das Entnahmesystem (108) entnommen wird; Bestimmen (230) eines Leistungsbedarfs der Turbomaschine (102); und Auswählen (240) eines optimalen Anschlusses aus den mehreren Entnahmeanschlüssen (120); wobei der Schritt des Auswählens (240) des optimalen Anschlusses das Verwenden von Daten des Turbomaschinenleistungsbedarf s enthält und der Entnahmeleistungsbedarf durch einen Entnahmeprozess festgelegt ist, der von dem Turbomaschinenleistungsbedarf unabhängig ist.

9. System nach Anspruch 8, bei dem die Turbomaschine (102) eine Dampfturbine aufweist und das Entnahmesystem (108) einen Teil des in einem Strömungspfad in Verbindung mit der Dampfturbine strömenden Dampfes entnimmt.

10. System nach Anspruch 9, bei dem das Steuerungssystem (110) weiterhin den Schritt des Anwendens eines Kaskadenprozesses ausführt, um zu bestimmen, welcher der mehreren Entnahmeanschlüsse (120) zu verwenden ist, um den Turbomaschinenleistungsbedarf und den Entnahmeleistungsbedarf zu decken.