CN101519984B - 用于将蒸汽导入涡轮的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将蒸汽导入涡轮的系统和方法，具体而言，本发明提供了一种用于在联合循环发电系统中操作蒸汽涡轮(20)的控制系统。该控制系统配置成将第一数量的蒸汽从第一蒸汽发生器(32)引向蒸汽涡轮，以利于给蒸汽涡轮提供动力，在与蒸汽涡轮成流动连通联接的第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽，在将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮的情况下计算蒸汽涡轮中的预测应力水平，确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，使得所计算的预测应力水平将不超过蒸汽涡轮的预定应力极限，并且在所确定的起始时间自动地将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮。

Description

用于将蒸汽导入涡轮的系统和方法
技术领域
本发明一般地涉及联合循环发电系统，而更具体地，涉及用于将蒸汽导入涡轮的系统和方法。
背景技术
至少某些已知的联合循环发电系统包括至少两个燃气涡轮发动机和至少一个蒸汽涡轮发动机。各燃气涡轮发动机与热回收蒸汽发生器(“HRSG”)成流动连通联接，这有利于产生蒸汽。具体地说，来自各燃气涡轮发动机的排气被引入相应的HRSG，以产生用于其它电厂过程的蒸汽，这些过程例如但不局限于给蒸汽涡轮提供动力。
在至少某些已知的联合循环发电系统中，第一燃气涡轮发动机被指定为先导燃气涡轮发动机(lead gas turbine engine)，而第二燃气涡轮机被指定为滞后燃气涡轮机(lag gas turbine)。由先导燃气涡轮机所排放的排气产生的蒸汽最初为蒸汽涡轮提供动力，并且在随后的时间将滞后燃气涡轮机所排放的排气所产生的蒸汽导入蒸汽涡轮。在至少某些已知的联合循环系统中，将滞后燃气涡轮机的蒸汽混合到蒸汽涡轮中在各种蒸汽涡轮构件中产生温度梯度。根据该梯度的温度范围，在蒸汽涡轮中导致温度应力。此外，混合蒸汽的流率也可能在蒸汽涡轮中产生应力。此外，根据蒸汽的温度，随着时间的流逝，这种应力可能降低蒸汽涡轮构件的有效寿命，和/或可能负面地影响涡轮的效率。
为了防止对蒸汽涡轮产生热应力，至少某些已知的联合循环发电系统在延长的时间周期内手动地将所产生的蒸汽在滞后HRSG中混合。然而，将滞后蒸汽缓慢地混合到蒸汽涡轮中可能导致电力系统的总效率降低。
发明内容
在一个方面，提供了一种在联合循环发电系统中操作蒸汽涡轮的方法。该方法包括将第一数量的蒸汽从第一蒸汽发生器引入蒸汽涡轮以利于给蒸汽涡轮提供动力，在与蒸汽涡轮成流动连通联接的第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽，并在将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮的情况下计算蒸汽涡轮中的预测应力水平。确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，使得计算出的预测应力水平将不超过该蒸汽涡轮的预定应力极限。在所确定的起始时间将第二数量的蒸汽自动地从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮。
提供的第一备选方法还包括计算旁通阀的闭合速率，其利于防止所计算的预测应力水平超过蒸汽涡轮的预定应力极限。
提供的另一备选方法还包括确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，还包括利用模型预测控制来确定起始时间。
提供的又一备选方法还包括确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，还包括控制至少一个隔离阀和至少一个旁通阀中的至少一个阀门，以利于将第二蒸汽压力保持在预定的第一蒸汽压力的范围内。
提供的又一备选方法还包括确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，还包括确定第一蒸汽流和第二蒸汽流的化学成分，并将第二蒸汽流的化学成分同第一蒸汽流的化学成分进行比较，以确定第二蒸汽流和第一蒸汽流的混合物的化学成分是否在蒸汽涡轮的预定操作参数的范围内。
提供的又一备选方法还包括在将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮的情况下，确定多个蒸汽涡轮构件的温度，计算多个蒸汽涡轮构件的当前应力变化率，并计算多个蒸汽涡轮构件的预测应力变化率。
提供的又一备选方法还包括在所确定的起始时间打开至少一个隔离阀，以利于将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮，并以一个旁通阀闭合速率关闭至少一个旁通阀，以利于增加引入蒸汽涡轮的第二数量的蒸汽。
在另一方面，提供了在联合循环发电系统中操作蒸汽涡轮的控制系统。该控制系统配置成将第一数量的蒸汽从第一蒸汽发生器引入蒸汽涡轮，以利于给蒸汽涡轮提供动力，在与蒸汽涡轮成流动连通联接的第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽，并在将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮的情况下计算蒸汽涡轮中的预测应力水平。该控制系统还配置成确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，使得所计算的预测应力水平将不超过蒸汽涡轮的预定应力极限，并且在所确定的起始时间自动地将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮。
提供的第一备选控制系统还配置成在将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮的情况下，确定多个蒸汽涡轮构件的温度，计算所述多个蒸汽涡轮构件的当前应力的变化率，并计算多个蒸汽涡轮构件的预测应力的变化率。
提供的另一备选控制系统还配置成控制至少一个隔离阀和至少一个旁通阀中的至少其中一个阀门，以利于将第二蒸汽压力保持在预定的第一蒸汽压力的范围内。
提供的又一备选控制系统还配置成确定第一蒸汽流和第二蒸汽流的化学成分，并将第二蒸汽流的化学成分同第一蒸汽流的化学成分进行比较，以确定第二蒸汽流和第一蒸汽流的混合物的化学成分是否在蒸汽涡轮的预定操作参数的范围内。
提供的又一备选控制系统还配置成计算旁通阀的闭合速率，其利于防止所计算的预测应力水平超过蒸汽涡轮的预定应力极限。
提供的又一备选控制系统还配置成在所确定的起始时间打开至少一个隔离阀，以利于将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮，并以一个旁通阀闭合速率关闭至少一个旁通阀，以利于增加引入蒸汽涡轮的第二数量的蒸汽。
提供的又一备选控制系统还配置成利用模型预测控制而计算预测应力水平，并确定起始时间。
在又一方面，提供了一种联合循环发电系统。该联合循环发电系统包括蒸汽涡轮、与第一蒸汽发生器成流动连通联接的第一燃烧涡轮、以及与第二蒸汽发生器成流动连通联接的第二燃烧涡轮，该第一蒸汽发生器与蒸汽涡轮成流动连通联接，该第二蒸汽发生器与蒸汽涡轮成流动连通联接。该系统还包括与第一蒸汽发生器、第二蒸汽发生器及蒸汽涡轮中的至少其中一个成连通联接的控制器。该控制器配置成将第一数量的蒸汽从第一蒸汽发生器引入蒸汽涡轮，以利于给蒸汽涡轮提供动力，在与蒸汽涡轮成流动连通联接的第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽，并在将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮的情况下计算蒸汽涡轮中的预测应力水平。该控制器还配置成确定将第二数量的蒸汽引入蒸汽涡轮的起始时间，使得所计算的预测应力水平将不超过蒸汽涡轮的预定应力极限，并且在所确定的起始时间自动地将第二数量的蒸汽从第二蒸汽发生器引入蒸汽涡轮。
提供的第一备选联合循环发电系统还配置成可计算旁通阀的闭合速率，其利于防止所计算的预测应力水平超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限。
提供的另一备选联合循环发电系统还配置成确定第一蒸汽流和第二蒸汽流的化学成分，并将第二蒸汽流的化学成分同第一蒸汽流的化学成分进行比较，以确定第二蒸汽流和第一蒸汽流的混合物的化学成分是否在蒸汽涡轮的预定操作参数的范围内。
提供的又一备选联合循环发电系统还配置成控制至少一个隔离阀和至少一个旁通阀中的至少其中一个阀门，以利于将第二蒸汽压力保持在预定的第一蒸汽压力的范围内。
提供的又一备选联合循环发电系统还配置成在所确定的起始时间打开至少一个隔离阀，以利于将第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮，并以一个旁通阀闭合速率关闭至少一个旁通阀，以利于增加引入所述蒸汽涡轮的第二数量的蒸汽。
提供的又一备选联合循环发电系统还配置成在将第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，确定多个蒸汽涡轮构件的温度，计算所述多个蒸汽涡轮构件的当前应力的变化率，并计算所述多个蒸汽涡轮构件的预测应力的变化率。
附图说明
图1是一种示范性联合循环发电系统的示意图，和
图2是图1中所示的联合循环发电系统的一种示范性操作方法的流程图。
部件列表
10联合循环发电系统
12先导侧
14滞后侧
16燃气涡轮发动机
18热回收蒸汽发生器(HRSG)
20蒸汽涡轮
22高压(HP)涡轮
24中间压力(IP)涡轮
26低压(LP)涡轮
28LP跨接集管
30转子轴
32发电机
34压缩机
36燃烧器
38涡轮
40转子轴
42发电机
44燃料
46燃烧气体
48HP滚筒
50IP滚筒
52LP滚筒
54HP蒸汽集管
56IP蒸汽集管
58LP蒸汽集管
60压力和温度(PT)传感器
62HP隔离阀
64HP旁通阀
66冷的再热蒸汽集管
68冷的再热隔离阀
70PT传感器
72IP隔离阀
74IP旁通阀
76冷凝器
78PT传感器
80LP隔离阀
82LP旁通阀
84控制器
86联接导线
116燃气涡轮发动机
118HRSG
134压缩机
136燃烧器
138涡轮
140转子轴
142发电机
146燃烧气体
148HP滚筒
150IP滚筒
152LP滚筒
154HP蒸汽集管
156IP蒸汽集管
158LP蒸汽集管
160PT传感器
162隔离阀
164HP旁通阀
166冷的再热蒸汽集管
168冷的再热隔离阀
170PT传感器
172IP隔离阀
174IP旁通阀
178PT传感器
180LP隔离阀
182LP旁通阀
200方法
202将热的排气从第二燃气涡轮引入第二HRSG
204将第一蒸汽从第一HRSG引入蒸汽涡轮
206在第二HRSG中产生第二蒸汽
208控制至少其中一个旁通阀
210确定第一蒸汽和第二蒸汽的化学成分
212将第二蒸汽化学成分与第一蒸汽化学成分进行比较，以确定化学成分是否在预定范围内
214确定蒸汽涡轮构件的温度
216计算蒸汽涡轮中的当前应力率变化
218计算蒸汽涡轮中的预测的应力率变化
220利用预测算法计算蒸汽涡轮的最大的预测应力
222确定混合起始点
224利用预测算法计算旁通阀的闭合速率
226自动地调节隔离阀和旁通阀
228一旦已经确定起始点，就自动地打开隔离阀
230以这种旁通阀闭合速率自动地关闭旁通阀
具体实施方式
图1是一种示范性联合循环发电系统10的示意图。总体而言，系统10包括先导侧12和滞后侧14。在该示范性实施例中，先导侧12与滞后侧14是基本相同的。
先导侧12包括燃气涡轮发动机16，该燃气涡轮发动机16与热回收蒸汽发生器(“HRSG”)18成流动连通联接，以利于产生第一蒸汽或先导蒸汽(未显示)。HRSG18与蒸汽涡轮组件20成流动连通联接。在该示范性实施例中，蒸汽涡轮组件20包括高压(“HP”)涡轮22、中间压力(“IP”)涡轮24和低压(“LP”)涡轮26。IP涡轮24利用IP-LP跨接集管(crossover header)28而与LP涡轮26成流动连通联接，如以下更详细所述。涡轮22，24和26各联接在转子轴30上。此外，在该示范性实施例中，转子轴30还联接在发电机32上。
在该示范性实施例中，先导燃气涡轮发动机16包括压缩机34、燃烧器36和涡轮38。压缩机34与燃烧器36成流动连通联接，燃烧器36与涡轮38的上游成流动连通联接。压缩机34和涡轮38各联接在转子轴40上。此外，在该示范性实施例中，转子轴40联接在发电机42上。
在操作期间，进入燃气涡轮发动机16的空气被压缩机34压缩，然后引向燃烧器36。燃烧器36接收来自燃料源(未显示)的燃料44，并在点燃混合物之前使燃料44和空气混合，从而形成热的燃烧气体46。燃烧气体46被引向涡轮38，以使涡轮旋转。因此，涡轮38的旋转造成轴40使发电机42旋转，发电机42产生电力。此外，在该示范性实施例中，从涡轮38排出的燃烧气体46被引向HRSG18，以利于加热引导穿过HRSG的水，从而在HRSG18中产生蒸汽。应该懂得，HRSG18可以是任何类型的使系统10能够如此处所述起作用的HRSG。
在该示范性实施例中，HRSG18包括HP滚筒48、IP滚筒50和LP滚筒52。HP滚筒48与HP蒸汽集管54成流动连通联接，从而使HP蒸汽能够被引向蒸汽涡轮20的HP涡轮22，如以下更详细所述。此外，IP滚筒50与IP蒸汽集管56成流动连通联接，从而使IP蒸汽，或热的再热蒸汽能够被引向蒸汽涡轮20的IP涡轮24，如以下更详细所述。LP滚筒52与LP蒸汽集管58成流动连通联接，从而使低压蒸汽能够被引向蒸汽涡轮20的LP涡轮26，如以下更详细所述。
在该示范性实施例中，HP蒸汽集管54包括至少一个压力和温度(“PT”)传感器60、至少一个HP隔离阀62和至少一个HP旁通阀64。PT传感器60测量HP蒸汽集管54和/或HP滚筒48中的HP蒸汽的压力和温度。在该示范性实施例中，HP蒸汽集管54通过至少一个HP隔离阀62而与HP涡轮22成流动连通联接，并且/或者通过至少一个HP旁通阀64而与冷的再热蒸汽集管66成流动连通联接。如以下更详细所述，在该示范性实施例中，HP隔离阀62或者打开，以使HP蒸汽能够被引向HP涡轮22，或者关闭，以基本上防止HP蒸汽被引向HP涡轮22。备选地，可不定地调节HP隔离阀62，以利于将至少一部分HP蒸汽引向HP涡轮22。在该示范性实施例中，HP旁通阀64是节流型阀门，其计量引向冷的再热蒸汽集管66的HP蒸汽的数量。备选地，HP旁通阀64可以是使系统10能够如此处所述起作用的任何类型的阀门。
冷的再热蒸汽集管66包括至少一个冷的再热隔离阀68。此外，在该示范性实施例中，冷的再热蒸汽集管66与HRSG18成流动连通联接。更具体地说，在该示范性实施例中，冷的再热隔离阀68联接在HP涡轮22和HRSG18之间，以利于控制自HP涡轮22排出并引向HRSG18的冷的再热蒸汽流，如以下更详细所述。
在该示范性实施例中，IP蒸汽集管56包括至少一个PT传感器70、至少一个热的再热IP隔离阀72、以及至少一个IP旁通阀74。PT传感器70测量IP蒸汽集管56和/或IP滚筒50中的IP蒸汽的压力和温度。此外，IP蒸汽集管56通过至少一个热的再热IP隔离阀72而与IP涡轮24成流动连通联接，并且/或者通过至少一个IP旁通阀74而与冷凝器76成流动连通联接。在该示范性实施例中，IP隔离阀72或者打开以将IP蒸汽引向IP涡轮24，或者关闭，以基本上防止IP蒸汽被引向IP涡轮24。备选地，可将IP隔离阀72调节到多个位置，以利于将至少一部分IP蒸汽引向IP涡轮24。在该示范性实施例中，IP旁通阀74是节流型阀门，其计量引向冷凝器76的IP蒸汽的数量。备选地，IP旁通阀74可以是使系统10能够如此处所述起作用的任何类型的阀门。
在该示范性实施例中，LP蒸汽集管58包括至少一个PT传感器78、至少一个LP隔离阀80和至少一个LP旁通阀82。PT传感器78测量LP蒸汽集管58和/或LP滚筒52中的LP蒸汽的压力和温度。在该示范性实施例中，LP蒸汽集管58通过至少一个LP隔离阀80而与LP涡轮26成流动连通联接，并且/或者通过至少一个LP旁通阀82而与冷凝器76成流动连通联接。在该示范性实施例中，LP隔离阀80或者打开，以利于将LP蒸汽引向LP涡轮26，或者关闭，以基本上防止LP蒸汽被引向LP涡轮26。备选地，可将LP隔离阀80调节到多个位置，以计量引向LP涡轮26的LP蒸汽的数量。在该示范性实施例中，LP旁通阀82是节流型阀门，其计量引向冷凝器76的LP蒸汽的数量。备选地，LP旁通阀82可以是使系统10能够如此处所述起作用的任何类型的阀门。
在该示范性实施例中，滞后侧14包括燃气涡轮发动机116，该燃气涡轮发动机116与HRSG118成流动连通联接，以利于产生用于蒸汽涡轮20的蒸汽。HRSG118与蒸汽涡轮20成流动连通联接。在该示范性实施例中，燃气涡轮发动机116包括压缩机134、燃烧器136和涡轮138。压缩机134与燃烧器136成流动连通联接，燃烧器136与涡轮138的上游成流动连通联接。压缩机134和涡轮138各联接在转子轴140上。此外，在该示范性实施例中，转子轴140联接在发电机142上。燃气涡轮发动机116与先导燃气涡轮发动机16是基本相同的，因此，滞后燃气涡轮发动机116的操作与先导燃气涡轮发动机16的操作是基本相同的。
在该示范性实施例中，HRSG118包括HP滚筒148、IP滚筒150和LP滚筒152。HP滚筒148与HP蒸汽集管154成流动连通联接，从而使HP蒸汽能够被引向蒸汽涡轮20的HP涡轮22，如以下更详细所述。此外，IP滚筒150与IP蒸汽集管156成流动连通联接，从而使IP蒸汽，或热的再热蒸汽能够被引向蒸汽涡轮20的IP涡轮24，如以下更详细所述。LP滚筒152与LP蒸汽集管158成流动连通联接，从而使低压蒸汽能够被引向蒸汽涡轮20的LP涡轮26，如以下更详细所述。
在该示范性实施例中，HP蒸汽集管154包括至少一个PT传感器160、至少一个HP隔离阀162和至少一个HP旁通阀164。PT传感器160测量HP蒸汽集管154和/或HP滚筒148中的HP蒸汽的压力和温度。在该示范性实施例中，HP蒸汽集管154通过至少一个HP隔离阀162而与HP涡轮22成流动连通联接，并且/或者通过至少一个HP旁通阀164而与冷的再热蒸汽集管166成流动连通联接。如以下更详细所述，在该示范性实施例中，HP隔离阀162或者打开，以使HP蒸汽能够被引向HP涡轮22，或者关闭，以基本上防止HP蒸汽被引向HP涡轮22。备选地，可将HP隔离阀162调节到多个位置，以利于将至少一部分HP蒸汽引向HP涡轮22。在该示范性实施例中，HP旁通阀164是节流型阀门，其计量引向冷的再热蒸汽集管166的HP蒸汽的数量。备选地，HP旁通阀164可以是利于系统10如此处所述起作用的任何类型的阀门。
冷的再热蒸汽集管166包括至少一个冷的再热隔离阀168。此外，冷的再热蒸汽集管166与HRSG118成流动连通联接。更具体地说，在该示范性实施例中，冷的再热隔离阀168联接在HP涡轮22和滞后HRSG118之间，以利于控制自HP涡轮22流向HRSG118的冷的再热蒸汽流，如以下更详细所述。
在该示范性实施例中，IP蒸汽集管156包括至少一个PT传感器170、至少一个热的再热IP隔离阀172、以及至少一个IP旁通阀174。PT传感器170测量IP蒸汽集管156和/或IP滚筒150中的IP蒸汽的压力和温度。此外，IP蒸汽集管156通过至少一个热的再热IP隔离阀172而与IP涡轮24成流动连通联接，并且/或者通过至少一个IP旁通阀174而与冷凝器76成流动连通联接。在该示范性实施例中，IP隔离阀172或者打开以使IP蒸汽能够被引向IP涡轮24，或者关闭，以基本上防止IP蒸汽被引向IP涡轮24。备选地，可将IP隔离阀172调节到多个位置，以便将至少一部分IP蒸汽引向IP涡轮24。在该示范性实施例中，IP旁通阀174是节流型阀门，其计量引向冷凝器76的IP蒸汽的数量。备选地，IP旁通阀174可以是使系统10能够如此处所述起作用的任何类型的阀门。
在该示范性实施例中，LP蒸汽集管158包括至少一个PT传感器178、至少一个LP隔离阀180和至少一个LP旁通阀182。PT传感器178测量LP蒸汽集管158和/或LP滚筒152中的LP蒸汽的压力和温度。在该示范性实施例中，LP蒸汽集管158通过至少一个LP隔离阀180而与LP涡轮26成流动连通联接，并且/或者通过至少一个LP旁通阀182而与冷凝器76成流动连通联接。在该示范性实施例中，LP隔离阀180或者打开，以使LP蒸汽能够被引向LP涡轮26，或者关闭，以基本上防止LP蒸汽被引向LP涡轮26。备选地，可将LP隔离阀180调节到可变位置，以便计量至少一部分被导向LP涡轮26的LP蒸汽。在该示范性实施例中，LP旁通阀182是节流型阀门，其计量引向冷凝器76的LP蒸汽的数量。备选地，LP旁通阀182可以是利于系统10如此处所述起作用的任何类型的阀门。
在该示范性实施例中，滞后侧14与先导侧12是基本相同的。因此，以下对先导侧12的构件的操作的描述也适用于滞后侧14的构件的操作。在操作期间，在该示范性实施例中，从先导燃气涡轮16排出的燃烧气体46被引入HRSG18，以利于在HRSG中产生蒸汽。具体地说，燃烧气体46利于加热HRSG18中的水，以便在HP、IP和LP滚筒48，50和52中产生蒸汽。在HP滚筒48中所产生的HP蒸汽被引向先导HP蒸汽集管54。在该示范性实施例中，HP隔离阀62控制从先导HP蒸汽集管54引向HP涡轮22的HP蒸汽的数量。此外，HP旁通阀64控制引向先导冷的再热蒸汽集管66、且随后引入先导HRSG18的HP蒸汽的数量。因此，阀门64控制HP滚筒48和/或先导HP蒸汽集管54中的蒸汽压力。在该示范性实施例中，引向HP涡轮22的蒸汽将使其旋转。此外，涡轮22和轴30的旋转造成发电机32旋转，这使得能够产生电力。从HP涡轮22排出的冷的再热蒸汽通过先导冷的再热蒸汽集管66经由冷的再热隔离阀68而被引向HRSG18。
在该示范性实施例中，冷的再热蒸汽在先导HRSG18中进行再加热，并与IP滚筒50中所产生的IP蒸汽相接合。IP蒸汽被引向先导IP蒸汽集管56。在该示范性实施例中，IP隔离阀72控制从先导IP蒸汽集管56引向IP涡轮24的IP蒸汽的数量。此外，IP旁通阀74控制从先导IP蒸汽集管56引向冷凝器76的IP蒸汽的数量，并因而控制着IP滚筒50和/或先导IP蒸汽集管56中的蒸汽压力。在该示范性实施例中，引向IP涡轮24的IP蒸汽使其旋转。此外，涡轮24和轴30的旋转使发电机32旋转，这使得能够产生电力。自IP涡轮24排出的蒸汽通过IP-LP跨接集管28而被引入LP涡轮26，并使LP涡轮26和轴30旋转。
此外，在该示范性实施例中，LP滚筒52中所产生的LP蒸汽被引入LP蒸汽集管58。在该示范性实施例中，LP隔离阀80利于将LP蒸汽从LP蒸汽集管58引向LP涡轮26。此外，LP旁通阀82利于将LP蒸汽引向冷凝器76，以利于控制LP滚筒52和/或LP蒸汽集管58中的LP蒸汽的压力。在该示范性实施例中，LP蒸汽从先导LP蒸汽集管58引向LP涡轮26，以使其旋转。涡轮26和轴30的旋转使发电机32旋转，这使得能够产生电力。自LP涡轮26排出的蒸汽被引向冷凝器76。
在该示范性实施例中，系统10还包括控制器84，控制器84与多个构件成连通联接，包括但不局限于隔离阀62，68，72，80，162，168，172和180，旁通阀64，74，82，164，174和182，涡轮22，24和26，以及多个PT传感器60，70，78，160，170和178。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84发送和/或接收来自系统10的各个构件的信号。在一个实施例中，控制器84是使系统10能够如此处所述起作用的任何合适的控制器，例如商业上可从General Electric Power Systems，SchenectadyNew York获得的Mark VI SPEEDTRONICTM控制器。在该示范性实施例中，控制器84是基于处理器的系统，其包括发动机控制软件，该软件将控制器84配置成执行下述过程。如此处所述，用语“处理器”并不只局限于本领域中被称为处理器的集成电路，而是广泛地指计算机、处理器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路以及其它可编程电路。
控制器84包括处理器(未显示)、存储器(未显示)、多个输入渠道(未显示)、多个输出渠道(未显示)，并可能包括计算机(未显示)。如此处所用，用语“计算机”并不只局限于本领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指处理器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路以及其它可编程电路，这些用语在这里可互换使用。在该示范性实施例中，存储器可包括，但不局限于计算机可读介质，例如随机存取存储器。备选地，可使用大容量存储装置(未显示)，以使控制器84能够永久地保留大量数据。大容量存储装置可包括所有类型的磁盘驱动器，例如软盘、硬盘和光盘，以及可读取数据并将数据写入到磁带上的磁带驱动器，磁带可包括数字录音带(“DAT”)、数字线性磁带(“DLT”)或其它磁编码介质。另外，在该示范性实施例中，多个输入渠道可代表，但不局限于与操作界面相关联的计算机外围设备，例如鼠标和键盘。备选地，还可使用其它计算机外围设备例如扫描仪。此外，在该示范性实施例中，多个输出渠道可包括，但不局限于操作界面监视器。
在该示范性实施例中，如这里所述，控制器84通过多个使数据传输能够进行的联接导线86而与系统构件成连通联接。在一个备选实施例中，控制器84通过收发器或使系统10能够如此处所述起作用的任何其它无线通信装置而无线地联接到系统构件上。在另一实施例中，控制器84可以是远程定位的，并可通过网络，例如但不局限于局域网(“LAN”)、无线局域网和/或广域网(“WAN”)而与系统10的构件通信。
控制器84接受来自系统构件的多个输入，处理输入，基于至少一个编程算法和/或离散环境而产生合适的输出，并将信号发送给合适的系统构件，以控制那些构件。在该示范性实施例中，控制器84利用预测性算法。在一个实施例中，控制器84利用模型预测控制(“MPC”)算法，例如在D’Amato等人转让给General Electric Power Systems，Schenectady New York的美国专利申请No.2007/0055392中所述的算法。备选地，控制器84可利用使系统10能够如此处所述起作用的任何算法和/或程序。在该示范性实施例中，如以下更详细所述，该算法预测在滞后HRSG118中所产生的滞后蒸汽被引入或混入蒸汽涡轮20的情况下，蒸汽涡轮20构件中的未来的温度梯度和压力差或应力。该预测算法将蒸汽涡轮20的预测应力同储存在控制器84中的蒸汽涡轮20的预定操作参数进行比较。
在该示范性实施例中，控制器84控制系统构件，以使先导燃气涡轮发动机16和滞后燃气涡轮发动机116所产生的蒸汽能够被引入蒸汽涡轮20，而不会在蒸汽涡轮20中使任何构件产生过应力。更具体地说，控制器84利于将蒸汽涡轮20中所产生的应力降低至蒸汽涡轮20的预定操作参数范围内的水平。此外，控制器84利于最大程度地减小将滞后蒸汽混入到蒸汽涡轮20中所需要的时间量。因此，控制器84利于防止蒸汽涡轮20产生过应力，并且利于提高蒸汽涡轮20的效率和寿命。
在该示范性实施例中，在混合其中的滞后蒸汽之前，将足够数量的先导蒸汽供给蒸汽涡轮20，以利于给蒸汽涡轮20提供动力。为了给蒸汽涡轮20供给先导蒸汽，操作员首先将燃气涡轮发动机16指定为先导涡轮，并同样将HRSG18用作先导HSRG。因此，发动机116和HRSG118被用作滞后构件。一旦指定先导燃气涡轮发动机16，即开始燃气涡轮发动机16的操作，使得燃烧气体46被引向HRSG18，以产生其受动旋转。
在将蒸汽从HRSG18引入蒸汽涡轮20之前，在集管54，56和58中产生足够量的蒸汽压力。在该示范性实施例中，控制器84通过有选择地定位隔离阀62，72和80以及旁通阀64，74和82而控制着先导HP、IP和LP集管54，56和58中的压力。更具体地说，在该示范性实施例中，控制器84利用逻辑HP设定点SP1和SP2(如以下更详细所述)而控制HP隔离阀62和HP旁通阀64。更具体地说，在该示范性实施例中，控制器84控制着阀门62和64，以确保在一段时间内，将先导HP蒸汽集管54中所产生的蒸汽引向蒸汽涡轮20，而不会超过蒸汽涡轮20的预定操作参数。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84将HP设定点SP1设置为基本等于先导HP蒸汽集管54中的最小可容许压力，其可基于其预定的操作参数而引入HP涡轮22。例如，在先导HP蒸汽集管54中的压力小于HP设定点SP1的情况下，关闭HP旁通阀64，以利于提高先导HP蒸汽集管54中的压力。此外，在先导HP蒸汽集管54中的压力超过HP设定点SP1的情况下，打开HP旁通阀64，以利于降低先导HP蒸汽集管54中的压力。
在先导HP蒸汽集管54中的压力基本等于HP设定点SP1之后，控制器84控制HP旁通阀64的位置，以利于将先导HP蒸汽集管54中的压力保持在HP设定点SP1上。接下来，控制器84打开HP隔离阀62，以便将蒸汽引入HP涡轮22。此外，在打开HP隔离阀62的同时或在打开HP隔离阀62之前，控制器84打开冷的再热隔离阀68，以利于将冷的再热蒸汽从HP涡轮22引向先导HRSG18。
此外，在该示范性实施例中，控制器84还利用逻辑IP设定点SP1和SP2而控制IP隔离阀72和IP旁通阀74。更具体地说，在该示范性实施例中，控制器84使阀门72和74定位成使包含在先导IP蒸汽集管56中的蒸汽能够被引向IP涡轮24，而不会超过蒸汽涡轮20的预定操作参数。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84将IP设定点SP1设置为与先导IP蒸汽集管56中可容许的最小压力基本相等，其可基于设置在控制器84中的预定操作参数而被引入IP涡轮24。例如，在先导IP蒸汽集管56中的压力小于IP设定点SP1的情况下，控制器84关闭IP旁通阀74，以利于提高先导IP蒸汽集管56中的压力。此外，在先导IP蒸汽集管56中的压力超过IP设定点SP1的情况下，控制器84打开IP旁通阀74，以利于将先导IP蒸汽集管56中的压力降低至IP设定点SP1。
一旦先导IP蒸汽集管56中的压力基本等于IP设定点SP1，控制器84控制IP旁通阀74的位置，以利于将先导IP蒸汽集管56中的压力保持在IP设定点SP1上。然后控制器84打开IP隔离阀72，以使蒸汽能够被引入IP涡轮24。自IP涡轮24排出的蒸汽通过IP-LP跨接集管28而被引向LP涡轮。
在该示范性实施例中，控制器84还利用逻辑LP设定点SP1和SP2而控制LP隔离阀80和LP旁通阀82。更具体地说，在该示范性实施例中，控制器84控制阀门80和82，以使包含在先导LP蒸汽集管58中的蒸汽能够被引向LP涡轮26，而不会超过蒸汽涡轮20的预定的操作参数。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84将LP设定点SP1设置为与先导LP蒸汽集管58中的可容许的最小压力大致相等，其可基于设置在控制器84中的预定操作参数而被引入LP涡轮26。例如，在先导LP蒸汽集管58中的压力小于LP设定点SP1的情况下，控制器84关闭LP旁通阀82，以利于增加先导LP蒸汽集管58中的压力。此外，在先导LP蒸汽集管58中的压力超过LP设定点SP1的情况下，控制器84打开LP旁通阀82，以利于将先导LP蒸汽集管58中的压力降低至LP设定点SP1。
一旦先导LP蒸汽集管58中的压力基本等于LP设定点SP1，控制器84控制LP旁通阀82的位置，以利于将先导LP蒸汽集管58中的压力保持在LP设定点SP1上。接下来，控制器84打开LP隔离阀80，以便将蒸汽引入LP涡轮26。自LP涡轮26排出的蒸汽被引入冷凝器76，以冷凝成水，随后水被引向先导HRSG18。
在该示范性实施例中，一旦先导燃气涡轮发动机16和先导HRSG18产生足以驱动HP涡轮22的蒸汽流，关闭旁通阀64，并且控制器84中逻辑化编程的入口压力控制(“IPC”)发送TRUE逻辑(未显示)至控制器84。一旦接收到TRUE IPC逻辑，控制器84开始使用HP、IP和LP设定点SP2来控制相应的先导HP、IP和LP蒸汽集管54，56和58中的蒸汽压力。更具体地说，控制器使用设定点SP2以利于通过关闭旁通阀64，74和82而将HRSG18所产生的蒸汽引向蒸汽涡轮20。在该示范性实施例中，各个设定点SP2通常是变化的设定点，其中用于各先导集管54，56和58的设定点SP2的值通常设置为大致为各个先导集管54，56和58中的压力加上偏差。结果，各个设定点SP2的值通常高于各个相应的先导集管54，56和58中的压力，这使相应的旁通阀64，74和82能够保持关闭。同样，先导集管54，56和58中的基本上所有的蒸汽都被引入蒸汽涡轮20。
此外，一旦控制器84接收到来自IPC的TRUE逻辑，则控制器84激活模型预测控制算法，该算法开始计算在将滞后蒸汽混入到蒸汽涡轮20的情况下，蒸汽涡轮20的最大的预测应力，如以下更详细所述。
图2是一种将蒸汽引入蒸汽涡轮20的示范性方法200的流程图。最初，在步骤202，燃烧气体146从滞后燃气涡轮116引入滞后HRSG118，以利于产生滞后蒸汽。在该示范性实施例中，操作员确认滞后燃气涡轮发动机116在运转并在产生蒸汽。备选地，控制器84可确认滞后燃气涡轮发动机116是否在运转并产生蒸汽。在滞后燃气涡轮发动机116不运转的情况下，操作员则开始其操作。备选地，控制器84可确认滞后燃气涡轮发动机116的操作或开始其操作。如上所述，在步骤204，先导蒸汽从先导HRSG18引入蒸汽涡轮20，以利于给蒸汽涡轮20提供动力。
在步骤206中，控制器84促进在滞后HRSG118中，更具体地说，在滞后集管154，156和158中产生滞后蒸汽压力。此外，在步骤208中，控制器84控制旁通阀164，174和182，以使滞后集管154，156，和158中的压力保持基本等于，和/或处于相应的HP、IP和LP涡轮22，24和26中的预定压力范围内。更具体地说，在该示范性实施例中，控制器84利用逻辑HP设定点SP1和SP3而在步骤208控制HP隔离阀162和HP旁通阀164。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84确立HP设定点SP1，使其基本上等于HP涡轮22中的先导蒸汽的压力。备选地，可将HP设定点SP1设为处于HP涡轮22中的先导蒸汽压力的预定压力范围内的压力。例如，在滞后HP蒸汽集管154中的压力小于HP设定点SP1的情况下，控制器84关闭HP旁通阀164，以利于提高滞后HP蒸汽集管154中的压力。此外，在滞后HP蒸汽集管154中的压力超过HP设定点SP1的情况下，控制器84打开HP旁通阀164，以利于将滞后HP蒸汽集管154中的压力降低至HP设定点SP1。一旦滞后HP蒸汽集管154中的压力基本等于HP设定点SP1，在步骤208控制器84就控制HP旁通阀164的位置，以便将滞后HP蒸汽集管154中的压力保持在HP设定点SP1上。
此外，在该示范性实施例中，在步骤208控制器84还利用逻辑IP设定点SP1和SP3而控制IP隔离阀172和IP旁通阀174。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84确立IP设定点SP1，使其基本上等于IP涡轮24中的蒸汽压力。备选地，可将IP设定点SP1设为处于IP涡轮24中的先导蒸汽压力的预定压力范围内的压力。例如，在滞后IP蒸汽集管156中的压力小于IP设定点SP1的情况下，控制器84关闭IP旁通阀174，以利于增加滞后IP蒸汽集管156中的压力。此外，在滞后IP蒸汽集管156中的压力超过IP设定点SP1的情况下，控制器84打开IP旁通阀174，以利于将滞后IP蒸汽集管156中的压力减小至IP设定点SP1。一旦滞后IP蒸汽集管156中的压力基本等于IP设定点SP1，在步骤208控制器84控制IP旁通阀174的可变位置，以利于将滞后IP蒸汽集管156中的压力保持在IP设定点SP1上。
在该示范性实施例中，在步骤208控制器84还利用逻辑LP设定点SP1和SP3而控制LP隔离阀180和LP旁通阀182。具体地说，在该示范性实施例中，控制器84设置LP设定点SP1，使其基本上等于LP涡轮26中的先导蒸汽压力。备选地，可将LP设定点SP1设为处于LP涡轮26中的先导蒸汽压力的预定压力范围内的压力。例如，在滞后LP蒸汽集管158中的压力小于LP设定点SP1的情况下，控制器84关闭LP旁通阀182，以利于增加滞后LP蒸汽集管158中的压力。此外，在滞后LP蒸汽集管158中的压力超过LP设定点SP1的情况下，控制器84打开LP旁通阀182，以利于将滞后LP蒸汽集管158中的压力减小至LP设定点SP1。一旦滞后LP蒸汽集管158中的压力基本等于LP设定点SP1时，在步骤208控制器84控制LP旁通阀182的可变位置，以利于将滞后LP蒸汽集管158中的压力保持在LP设定点SP1上。
然后在步骤210确定先导蒸汽和滞后蒸汽的化学成分。更具体地说，在该示范性实施例中，控制器84基于先导蒸汽和滞后蒸汽的化学成分而在步骤210确定是否容许将滞后蒸汽混入先导蒸汽。在该示范性实施例中，在步骤210操作员手动确定滞后蒸汽和/或先导蒸汽的化学成分，并将数据输入到控制器84中。备选地，控制器84可利用多个传感器(未显示)而自动地测试先导蒸汽和/或滞后蒸汽的化学成分，这些传感器联接在先导蒸汽集管54，56和58、滞后蒸汽集管154，156和158、以及蒸汽涡轮20的至少其中一个上。在该示范性实施例中，操作员测试先导蒸汽和滞后蒸汽的浓度，包括但不局限于钠、硅、氯和硫酸盐。在步骤212控制器84将先导蒸汽化学成分与滞后蒸汽化学成分进行比较，以确定先导蒸汽和滞后蒸汽的混合物的化学成分是否在设置于控制器84中的预定混合参数的范围内。在控制器84在步骤210中确定滞后蒸汽具有适合混合的化学成分的情况下，控制器84将化学成分逻辑设为TRUE。
然后，在步骤214控制器84确定蒸汽涡轮20的构件的温度，包括但不局限于HP涡轮22和IP涡轮24的表面温度和孔内温度。此外，在步骤216控制器84计算蒸汽涡轮20中的当前应力的变化率。更具体地说，在该示范性实施例中，在步骤216控制器84计算蒸汽涡轮20的构件的温度梯度改变的应力率。例如，在流向蒸汽涡轮20的先导蒸汽的流量恒定不变的情况下，蒸汽涡轮构件的温度梯度将随着蒸汽涡轮构件的温度变得相对彼此均匀而以该应力率耗散。此外，在将滞后蒸汽引入蒸汽涡轮20的情况下，在步骤218控制器84计算蒸汽涡轮20中的预测应力率变化。具体地说，在该示范性实施例中，在将滞后蒸汽引入蒸汽涡轮20的情况下，在步骤218控制器84计算产生温度梯度的预测的应力率。
在该示范性实施例中，在将滞后蒸汽混入到蒸汽涡轮20中的情况下，在计算出预测的最大应力时，在步骤220控制器84还利用预测算法而计算蒸汽涡轮20的最大的预测应力。在一个备选实施例中，控制器84在步骤220利用模型预测控制而计算最大的预测应力。如此处所用，用语“最大的预测应力”是从滞后蒸汽混入蒸汽涡轮20时起，在未来的一个预定时间蒸汽涡轮20中的最大应力。此外，控制器84基于所确定的蒸汽涡轮20的温度以及滞后HP蒸汽集管154及IP蒸汽集管156的压力和温度而在步骤220计算蒸汽涡轮20中的最大的预测应力。在该示范性实施例中，预测算法在步骤220计算未来大约一小时以内蒸汽涡轮20的最大预测应力。备选地，预测算法在步骤220计算未来使系统10能够如此处所述起作用的任何时候的蒸汽涡轮20的最大预测应力。在预测算法确定蒸汽涡轮20的最大的预测应力低于蒸汽涡轮20的预定最大工作应力的情况下，预测算法在控制器84中将非过应力逻辑设为TRUE。
然后控制器84在步骤222确定混合起始点，一旦滞后HP集管154和IP集管156中的压力基本上等于相应涡轮22和24中的压力，就将化学成分逻辑设为TRUE，并且将非过应力逻辑设为TRUE。在该示范性实施例中，控制器84在步骤224利用预测算法计算旁通阀的闭合速率。在该示范性实施例中，旁通阀的闭合速率利于限制旁通阀164，174和182关闭的速率。更具体地说，旁通阀的闭合速率利于防止蒸汽涡轮20中的应力超过蒸汽涡轮20的预定操作参数。
一旦在步骤222已经确定起始点，控制器84在步骤226利用相应的HP、IP和LP设定点SP3而自动地调整隔离阀162，168，172和180以及旁通阀164，174和182，以利于将滞后蒸汽引入蒸汽涡轮20。在该示范性实施例中，各个设定点SP3通常是变化的设定点，使得设定点SP3的值通常大于各个相应的滞后集管154，156和158中的压力，使得将关闭相应的旁通阀164，174和182。具体地说，设定点SP3的值还包括旁通阀的闭合速率，其利于调节关闭旁通阀164，174和182的速率。一旦在步骤222已经确定起始点，控制器84在步骤228就自动地打开隔离阀162，168，172，和180，以利于将滞后蒸汽引向蒸汽涡轮20。然后控制器84在步骤230以该旁通阀的闭合速率自动地关闭旁通阀164，174和182，以利于增加引入蒸汽涡轮20的滞后蒸汽的数量，而不会超过蒸汽涡轮20的预定的最大工作应力。此外，控制器84利于最大程度地减小将滞后蒸汽引导并完全混入蒸汽涡轮20所需要的时间量。结果，控制器84利于防止蒸汽涡轮20中产生过应力状态，并且利于提高蒸汽涡轮20的效率和寿命。
如此处所用，以单数形式引用，且前缀“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非明确地陈述了这种例外情形。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意图被理解为排除其它实施例的存在，其也包含所陈述的特征。
以上详细地描述了用于将蒸汽引入涡轮的系统和方法的示范性实施例。所示的该系统和方法并不局限于此处所述的特定的实施例，相反该系统的构件可与此处所述的其它构件独立且分开地使用。此外，在该方法中所描述的步骤可与此处所述的其它步骤独立且分开地进行使用。
虽然已经就各种特定的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会认识到可利用在权利要求书的精神和范围内的变型来实践本发明。

Claims (20)

1.一种用于操作联合循环发电系统中的蒸汽涡轮的方法，所述方法包括：
将第一数量的蒸汽从第一蒸汽发生器引向所述蒸汽涡轮，以利于给所述蒸汽涡轮提供动力；
在与所述蒸汽涡轮成流动连通联接的第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽；
在将所述第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，计算所述蒸汽涡轮中的预测应力水平；
确定将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮的起始时间，使得计算出的预测应力水平将不超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限；且
在所确定的起始时间将所述第二数量的蒸汽自动地从所述第二蒸汽发生器引向所述蒸汽涡轮。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括计算旁通阀的闭合速率，这利于防止所计算的预测应力水平超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮的起始时间还包括利用模型预测控制确定所述起始时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮的起始时间还包括控制至少一个隔离阀和至少一个旁通阀中的至少一个，以利于将所述第二蒸汽压力保持在第一蒸汽压力的预定范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮的起始时间还包括：
确定第一蒸汽流和第二蒸汽流的化学成分；且
将所述第二蒸汽流的化学成分与所述第一蒸汽流的化学成分进行比较，以确定所述第二蒸汽流和所述第一蒸汽流的混合物的化学成分是否处于所述蒸汽涡轮的预定操作参数的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定多个蒸汽涡轮构件的温度；
计算所述多个蒸汽涡轮构件的当前应力率的变化；且
在将所述第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，计算所述多个蒸汽涡轮构件的预测应力率变化。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所确定的起始时间打开至少一个隔离阀，以利于将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮；以及
以旁通阀闭合速率关闭至少一个旁通阀，以利于增加被引向所述蒸汽涡轮的第二数量的蒸汽。
8.一种用于在联合循环发电系统中操作蒸汽涡轮的控制系统，所述控制系统配置成：
将第一数量的蒸汽从第一蒸汽发生器引向蒸汽涡轮，以利于给所述蒸汽涡轮提供动力；
在与所述蒸汽涡轮成流动连通联接的第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽；
在将所述第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，计算所述蒸汽涡轮中的预测应力水平；
确定将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮的起始时间，使得计算出的预测应力水平将不超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限；且
在所确定的起始时间将所述第二数量的蒸汽自动地从所述第二蒸汽发生器引向所述蒸汽涡轮。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还配置成：
确定多个蒸汽涡轮构件的温度；
计算所述多个蒸汽涡轮构件的当前应力率的变化；且
在将所述第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，计算所述多个蒸汽涡轮构件的预测应力率变化。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还配置成控制至少一个隔离阀和至少一个旁通阀中的至少一个，以利于将所述第二蒸汽压力保持在第一蒸汽压力的预定范围内。
11.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还配置成：
确定第一蒸汽流和第二蒸汽流的化学成分；且
将所述第二蒸汽流的化学成分与所述第一蒸汽流的化学成分进行比较，以确定所述第二蒸汽流和所述第一蒸汽流的混合物的化学成分是否处于所述蒸汽涡轮的预定操作参数的范围内。
12.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还配置成计算旁通阀的闭合速率，这利于防止所计算的预测应力水平超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限。
13.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还配置成：
在所确定的起始时间打开至少一个隔离阀，以利于将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮；以及
以旁通阀闭合速率关闭至少一个旁通阀，以利于增加被引向所述蒸汽涡轮的第二数量的蒸汽。
14.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还配置成利用模型预测控制而计算预测的应力水平，并确定所述起始时间。
15.一种联合循环发电系统，包括：
蒸汽涡轮；
与第一蒸汽发生器成流动连通联接的第一燃烧涡轮，所述第一蒸汽发生器与所述蒸汽涡轮成流动连通联接；
与第二蒸汽发生器成流动连通联接的第二燃烧涡轮，所述第二蒸汽发生器与所述蒸汽涡轮成流动连通联接；和
控制器，其与所述第一蒸汽发生器、所述第二蒸汽发生器及所述蒸汽涡轮中的至少其中一个成连通联接，其中，所述控制器配置成：
将第一数量的蒸汽从所述第一蒸汽发生器引向所述蒸汽涡轮，以利于给所述蒸汽涡轮提供动力；
在与所述蒸汽涡轮成流动连通联接的所述第二蒸汽发生器中产生第二数量的蒸汽；
在将所述第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，计算所述蒸汽涡轮中的预测应力水平；
确定将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮的起始时间，使得计算出的预测应力水平将不超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限，且
在所确定的所述起始时间将所述第二数量的蒸汽自动地从所述第二蒸汽发生器引向所述蒸汽涡轮。
16.根据权利要求15所述的联合循环发电系统，其特征在于，所述控制器还配置成计算旁通阀的闭合速率，这利于防止所计算的预测应力水平超过所述蒸汽涡轮的预定应力极限。
17.根据权利要求15所述的联合循环发电系统，其特征在于，所述控制器还配置成：
确定第一蒸汽流和第二蒸汽流的化学成分；且
将所述第二蒸汽流的化学成分与所述第一蒸汽流的化学成分进行比较，以确定所述第二蒸汽流和所述第一蒸汽流的混合物的化学成分是否处于所述蒸汽涡轮的预定操作参数的范围内。
18.根据权利要求15所述的联合循环发电系统，其特征在于，所述控制器还配置成控制至少一个隔离阀和至少一个旁通阀中的至少一个，以利于将所述第二蒸汽压力保持在第一蒸汽压力的预定范围内。
19.根据权利要求15所述的联合循环发电系统，其特征在于，所述控制器还配置成：
在所确定的起始时间打开至少一个隔离阀，以利于将所述第二数量的蒸汽引入所述蒸汽涡轮；以及
以旁通阀闭合速率关闭至少一个旁通阀，以利于增加被引向所述蒸汽涡轮的第二数量的蒸汽。
20.根据权利要求15所述的联合循环发电系统，其特征在于，所述控制器还配置成：
确定多个蒸汽涡轮构件的温度；
计算所述多个蒸汽涡轮构件的当前应力率的变化；且
在将所述第二数量的蒸汽从所述第二蒸汽发生器引入所述蒸汽涡轮的情况下，计算所述多个蒸汽涡轮构件的预测应力率变化。
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