JP2000356140A - ガスタービン起動時の車室変形防止方法 - Google Patents
ガスタービン起動時の車室変形防止方法Info
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- JP2000356140A JP2000356140A JP11168489A JP16848999A JP2000356140A JP 2000356140 A JP2000356140 A JP 2000356140A JP 11168489 A JP11168489 A JP 11168489A JP 16848999 A JP16848999 A JP 16848999A JP 2000356140 A JP2000356140 A JP 2000356140A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気冷却方式を採用したガスタービン起動時
の車室変形防止方法に関し、起動前や停止時における蒸
気もれによる車室の熱変形に起因するロータと静止側と
の接触をなくする。 【解決手段】 車室５１には温度センサ２−１，２−
２，２−３，２−４が設けられ、車室メタル温度を測定
して制御装置１へ入力する。制御装置１では、予め設定
された危険温度と測定値の平均値とを比較し、測定値が
危険温度を超えると駆動信号５により起動用モータ４１
を所定時間駆動してロータを回転させ車室５１のメタル
温度を下げる。これによりロータ６０と車室５１の静止
側とのクリアランスも広がり、その後制御信号６により
燃料制御弁４２を開き、燃焼器４０へ燃料を供給する。
停止時には冷却用蒸気が車室内にもれ、車室５１の上部
が伸び、下部が縮まって車室５１に温度差ができて変形
し、ロータ６０と車室５１とのクリアランスが狭くなり
接触するが、起動用モータ４１を駆動し、車室５１の温
度を下げるので接触が回避される。
の車室変形防止方法に関し、起動前や停止時における蒸
気もれによる車室の熱変形に起因するロータと静止側と
の接触をなくする。 【解決手段】 車室５１には温度センサ２−１，２−
２，２−３，２−４が設けられ、車室メタル温度を測定
して制御装置１へ入力する。制御装置１では、予め設定
された危険温度と測定値の平均値とを比較し、測定値が
危険温度を超えると駆動信号５により起動用モータ４１
を所定時間駆動してロータを回転させ車室５１のメタル
温度を下げる。これによりロータ６０と車室５１の静止
側とのクリアランスも広がり、その後制御信号６により
燃料制御弁４２を開き、燃焼器４０へ燃料を供給する。
停止時には冷却用蒸気が車室内にもれ、車室５１の上部
が伸び、下部が縮まって車室５１に温度差ができて変形
し、ロータ６０と車室５１とのクリアランスが狭くなり
接触するが、起動用モータ４１を駆動し、車室５１の温
度を下げるので接触が回避される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン起動時
の車室変形防止方法に関し、起動時又は停止後に車室内
に冷却蒸気のもれが発生して車室が変形し、ロータ側と
静止側とのクリアランスが狭くなった場合に安全な起動
を行うようにしたものである。
の車室変形防止方法に関し、起動時又は停止後に車室内
に冷却蒸気のもれが発生して車室が変形し、ロータ側と
静止側とのクリアランスが狭くなった場合に安全な起動
を行うようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】近年のガスタービンの高温化に伴いガス
タービンの冷却も蒸気冷却方式が採用され始めている。
図５は従来の代表的な蒸気冷却方式を採用したガスター
ビンの断面図である。図において、５０は圧縮機、５１
はガスタービンの車室であり、ガスタービンにはロータ
６０の周囲に設けられた動翼７１，７２，７３が設けら
れており、高温燃焼ガスが燃焼ガス通路５２に導かれて
流れ、固定側の静翼８３，８４，８５と動翼７１，７
２，７３との間に流れ、膨張して仕事をし、動翼７１，
７２，７３が回転し、ロータ６０を回転させる。
タービンの冷却も蒸気冷却方式が採用され始めている。
図５は従来の代表的な蒸気冷却方式を採用したガスター
ビンの断面図である。図において、５０は圧縮機、５１
はガスタービンの車室であり、ガスタービンにはロータ
６０の周囲に設けられた動翼７１，７２，７３が設けら
れており、高温燃焼ガスが燃焼ガス通路５２に導かれて
流れ、固定側の静翼８３，８４，８５と動翼７１，７
２，７３との間に流れ、膨張して仕事をし、動翼７１，
７２，７３が回転し、ロータ６０を回転させる。
【０００３】ロータディスク６１には蒸気通路６３が連
通して軸方向に貫通しており、この蒸気通路６３は周方
向に複数本設けられている。冷却用蒸気８０はシャフト
６４の蒸気入口６５から蒸気通路に導かれ、通路６２を
通り、キャビティ６６に入り、供給側通路６７から２段
動翼７２内に入り、翼を冷却し、冷却後の蒸気は回収通
路６８よりキャビティ６９に流出する。一方、蒸気通路
６２の蒸気はキャビティ９０より供給側通路９１へ入
り、ここから１段動翼７１に流入して翼内部を冷却し、
冷却後の蒸気は回収側通路９２よりキャビティ６９に流
出し、ここから先の２段動翼７２から流出した回収蒸気
と合流してキャビティ９３に流出し、ロータ６０の中心
を通ってシャフト６４側へ回収される。又、蒸気通路６
２からの蒸気の一部はキャビティ９４を通り、圧縮機５
０側へも供給され、冷却に供される。
通して軸方向に貫通しており、この蒸気通路６３は周方
向に複数本設けられている。冷却用蒸気８０はシャフト
６４の蒸気入口６５から蒸気通路に導かれ、通路６２を
通り、キャビティ６６に入り、供給側通路６７から２段
動翼７２内に入り、翼を冷却し、冷却後の蒸気は回収通
路６８よりキャビティ６９に流出する。一方、蒸気通路
６２の蒸気はキャビティ９０より供給側通路９１へ入
り、ここから１段動翼７１に流入して翼内部を冷却し、
冷却後の蒸気は回収側通路９２よりキャビティ６９に流
出し、ここから先の２段動翼７２から流出した回収蒸気
と合流してキャビティ９３に流出し、ロータ６０の中心
を通ってシャフト６４側へ回収される。又、蒸気通路６
２からの蒸気の一部はキャビティ９４を通り、圧縮機５
０側へも供給され、冷却に供される。
【０００４】上記のような蒸気冷却方式を採用したガス
タービンは、近年の発電プラントの高温、高効率化に伴
ってコンバインドサイクルのプラントが多く建設される
ようになるに従い、ガスタービンの有力な冷却方式とし
て空気冷却方式に代わり、採用が検討されている。特に
コンバインドプラントにおいては蒸気タービンで発生し
た蒸気の一部を抽気してガスタービンに導き、ガスター
ビンを冷却し、冷却後の温度が上昇した蒸気を回収して
蒸気タービン側へ戻し、有効活用できるので発電プラン
トの効率化に貢献するもので、近年注目を集めている。
タービンは、近年の発電プラントの高温、高効率化に伴
ってコンバインドサイクルのプラントが多く建設される
ようになるに従い、ガスタービンの有力な冷却方式とし
て空気冷却方式に代わり、採用が検討されている。特に
コンバインドプラントにおいては蒸気タービンで発生し
た蒸気の一部を抽気してガスタービンに導き、ガスター
ビンを冷却し、冷却後の温度が上昇した蒸気を回収して
蒸気タービン側へ戻し、有効活用できるので発電プラン
トの効率化に貢献するもので、近年注目を集めている。
【０００５】上記に説明の蒸気冷却ガスタービンにおい
ては、運転開始前には３００℃前後の蒸気で予め蒸気を
冷却系統に流し、所定温度に維持してから起動を行う
が、このような起動前に冷却用蒸気が車室内にもれ、又
は停止後に車室内に蒸気がもれた場合には車室壁の温度
分布に場所によって差が生じ、そのために車室が変形
し、ロータと車室に結合している静止側との間のクリア
ランスが縮まり、場合によっては接触することが起こ
る。
ては、運転開始前には３００℃前後の蒸気で予め蒸気を
冷却系統に流し、所定温度に維持してから起動を行う
が、このような起動前に冷却用蒸気が車室内にもれ、又
は停止後に車室内に蒸気がもれた場合には車室壁の温度
分布に場所によって差が生じ、そのために車室が変形
し、ロータと車室に結合している静止側との間のクリア
ランスが縮まり、場合によっては接触することが起こ
る。
【０００６】図４は上記に説明した車室の変形を示す図
で、（ａ）は変形前、（ｂ）は変形後の状態を示してい
る。図３（ａ）において、車室５１が正常時には車室５
１には温度分布に差がなく、ロータ６０との間には所定
のクリアランスＬ1 を保持している。図５（ｂ）におい
て、停止時に蒸気のもれがあると、車室５１内では蒸気
が上方に滞溜し、３００℃前後の蒸気で上部が加熱さ
れ、一方冷えた蒸気は凝縮して水滴となり、下方に溜ま
る。この結果、車室５１の上部５１ａは高温となり、下
部５１ｂが低温となって上部５１ａ、下部５１ｂとで温
度差が生ずる。これにより車室５１の上部５１ａは熱伸
びが生じ、下部５１ｂが逆に縮み、図示のように車室が
変形する（キャットバック現象）。
で、（ａ）は変形前、（ｂ）は変形後の状態を示してい
る。図３（ａ）において、車室５１が正常時には車室５
１には温度分布に差がなく、ロータ６０との間には所定
のクリアランスＬ1 を保持している。図５（ｂ）におい
て、停止時に蒸気のもれがあると、車室５１内では蒸気
が上方に滞溜し、３００℃前後の蒸気で上部が加熱さ
れ、一方冷えた蒸気は凝縮して水滴となり、下方に溜ま
る。この結果、車室５１の上部５１ａは高温となり、下
部５１ｂが低温となって上部５１ａ、下部５１ｂとで温
度差が生ずる。これにより車室５１の上部５１ａは熱伸
びが生じ、下部５１ｂが逆に縮み、図示のように車室が
変形する（キャットバック現象）。
【０００７】一方、ロータ６０は均一温度であり変形す
ることはなく、結果としてロータ６０と車室５１の下部
５１ｂとの間のクリアランスはＬ2 となり、Ｌ1 −Ｌ2
＝ΔＬだけクリアランスが少なくなり、場合によっては
接触してしまう。このような状態で燃焼器から高温のガ
スを導入し、起動するとロータ６０が高温燃焼ガスで加
熱されその熱的影響も受けてクリアランスが更に厳しく
なり、危険な状態となって事故の原因となる。従って起
動時にはこのような状態を充分にチェックしなければな
らない。
ることはなく、結果としてロータ６０と車室５１の下部
５１ｂとの間のクリアランスはＬ2 となり、Ｌ1 −Ｌ2
＝ΔＬだけクリアランスが少なくなり、場合によっては
接触してしまう。このような状態で燃焼器から高温のガ
スを導入し、起動するとロータ６０が高温燃焼ガスで加
熱されその熱的影響も受けてクリアランスが更に厳しく
なり、危険な状態となって事故の原因となる。従って起
動時にはこのような状態を充分にチェックしなければな
らない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の蒸
気冷却方式を採用したガスタービンにおいては、起動前
に冷却用蒸気を所定時間流すが、その際に車室内に蒸気
のもれが生ずる。又、ガスタービンを停止後には運転中
の冷却蒸気がもれ、停止中にこのもれた蒸気が車室内に
溜まり、前述のようなキャットバック現象を起こし、車
室が変形して車室下部の静止側とロータとのクリアラン
スが狭くなり、場合によっては接触する場合が生ずる。
この接触した状態でガスタービンを起動すると事故の原
因となるので、何らかの方法でロータと静止側とのクリ
アランスの接触を回避してから起動しなければならな
い。
気冷却方式を採用したガスタービンにおいては、起動前
に冷却用蒸気を所定時間流すが、その際に車室内に蒸気
のもれが生ずる。又、ガスタービンを停止後には運転中
の冷却蒸気がもれ、停止中にこのもれた蒸気が車室内に
溜まり、前述のようなキャットバック現象を起こし、車
室が変形して車室下部の静止側とロータとのクリアラン
スが狭くなり、場合によっては接触する場合が生ずる。
この接触した状態でガスタービンを起動すると事故の原
因となるので、何らかの方法でロータと静止側とのクリ
アランスの接触を回避してから起動しなければならな
い。
【０００９】そこで本発明では、ガスタービンの起動
前、又は停止中に車室の温度を計測し、冷却蒸気のもれ
による車室の変形を推測してロータと車室側とのクリア
ランスを広げるような方法を提供し、蒸気冷却方式にお
けるガスタービンの起動時のロータと静止側との接触を
防止することを課題としてなされたものである。
前、又は停止中に車室の温度を計測し、冷却蒸気のもれ
による車室の変形を推測してロータと車室側とのクリア
ランスを広げるような方法を提供し、蒸気冷却方式にお
けるガスタービンの起動時のロータと静止側との接触を
防止することを課題としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために次の手段を提供する。
解決するために次の手段を提供する。
【００１１】蒸気冷却方式を採用したガスタービンの停
止時において、車室のメタル温度を測定し、同メタル温
度が予め定められた設定温度を超えているとロータと静
止側とのクリアランスが接触もしくは接触に近い状態と
判定し、起動用モータを駆動してロータを所定時間回転
させてメタル温度を低下させることを特徴とするガスタ
ービン起動時の車室変形防止方法。
止時において、車室のメタル温度を測定し、同メタル温
度が予め定められた設定温度を超えているとロータと静
止側とのクリアランスが接触もしくは接触に近い状態と
判定し、起動用モータを駆動してロータを所定時間回転
させてメタル温度を低下させることを特徴とするガスタ
ービン起動時の車室変形防止方法。
【００１２】蒸気冷却方式を採用したガスタービンにお
いては、ガスタービンの起動前又は停止後に冷却用蒸気
が車室内にもれていると車室のメタル温度が場所によっ
て差が生ずる。即ち、蒸気は車室の上部へ滞溜し、冷え
た蒸気は水滴となって下部へ溜まり、車室の上部と下部
とで温度差が生じ、その結果、車室の上部は伸び、下部
は逆に縮み、車室が変形し、車室側とロータとのクリア
ランスが狭くなり場合によっては接触してしまう。この
状態で起動すると危険な状態となるのでこれを避けなけ
ればならない。
いては、ガスタービンの起動前又は停止後に冷却用蒸気
が車室内にもれていると車室のメタル温度が場所によっ
て差が生ずる。即ち、蒸気は車室の上部へ滞溜し、冷え
た蒸気は水滴となって下部へ溜まり、車室の上部と下部
とで温度差が生じ、その結果、車室の上部は伸び、下部
は逆に縮み、車室が変形し、車室側とロータとのクリア
ランスが狭くなり場合によっては接触してしまう。この
状態で起動すると危険な状態となるのでこれを避けなけ
ればならない。
【００１３】本発明の車室変形防止方法では、車室のメ
タル温度を測定し、予め経験により値られたクリアラン
スが接触状態となる車室の停止中での蒸気もれによるメ
タル温度がわかっているので、この危険温度と比較し、
計測したメタル温度がこの経験則上で得た危険温度を超
えるとロータと静止側とが接触状態であると推定する。
この温度になると起動用モータを駆動し、所定時間ロー
タを廻して翼の回転による空気の流れにより車室の温度
を下げ、これにより車室の変形をなくし、ロータと静止
側とのクリアランスを正常な状態に戻して広げるように
する。その後ガスタービンを起動するようにすれば安全
な起動ができる。
タル温度を測定し、予め経験により値られたクリアラン
スが接触状態となる車室の停止中での蒸気もれによるメ
タル温度がわかっているので、この危険温度と比較し、
計測したメタル温度がこの経験則上で得た危険温度を超
えるとロータと静止側とが接触状態であると推定する。
この温度になると起動用モータを駆動し、所定時間ロー
タを廻して翼の回転による空気の流れにより車室の温度
を下げ、これにより車室の変形をなくし、ロータと静止
側とのクリアランスを正常な状態に戻して広げるように
する。その後ガスタービンを起動するようにすれば安全
な起動ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン起動時の車室変形防止方
法を適用する装置の系統図である。図において、１は制
御装置、２−１，２−２，２−３，２−４は車室５１の
メタル温度を検出する温度センサであり、車室５１の各
場所にそれぞれ４ヶ所設置されている。３は入力装置で
あり、４はこれら温度センサ２−１〜２−４が検出する
温度検出信号である。５は起動用モータ４１を駆動する
信号、６は燃料制御弁４２を制御する信号である。４０
は燃焼器、４１は前述の起動用モータ、４２は燃料制御
弁、４３は冷却用蒸気でロータ６０に供給され、ロー
タ、動翼及び静翼を冷却し、回収蒸気４４として回収さ
れる。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン起動時の車室変形防止方
法を適用する装置の系統図である。図において、１は制
御装置、２−１，２−２，２−３，２−４は車室５１の
メタル温度を検出する温度センサであり、車室５１の各
場所にそれぞれ４ヶ所設置されている。３は入力装置で
あり、４はこれら温度センサ２−１〜２−４が検出する
温度検出信号である。５は起動用モータ４１を駆動する
信号、６は燃料制御弁４２を制御する信号である。４０
は燃焼器、４１は前述の起動用モータ、４２は燃料制御
弁、４３は冷却用蒸気でロータ６０に供給され、ロー
タ、動翼及び静翼を冷却し、回収蒸気４４として回収さ
れる。
【００１５】上記のような構成で、ガスタービンが停止
中に車室５１のメタル温度が温度検出器２−１，２−
２，２−３，２−４により検出され、それらの検出信号
４が制御装置１に入力される。制御装置１では、車室５
１の危険温度が予め設定されており、入力装置３により
ガスタービンの起動予定時刻が入力されると、車室５１
を監視し、車室５１の温度が設定された危険温度を超え
ると制御信号５を出力し、起動用モータ４１を駆動し、
設定温度以下になると起動用モータ４１を停止する。
中に車室５１のメタル温度が温度検出器２−１，２−
２，２−３，２−４により検出され、それらの検出信号
４が制御装置１に入力される。制御装置１では、車室５
１の危険温度が予め設定されており、入力装置３により
ガスタービンの起動予定時刻が入力されると、車室５１
を監視し、車室５１の温度が設定された危険温度を超え
ると制御信号５を出力し、起動用モータ４１を駆動し、
設定温度以下になると起動用モータ４１を停止する。
【００１６】起動用モータ４１が駆動し、ガスタービン
のロータ６０を回転させるとガスタービンの燃焼ガス通
路に高温の燃焼ガスを流すことなく、翼で発生する空気
流によって車室５１内が冷却され、蒸気のもれにより温
度上昇していた車室５１の上部の温度が低下し、車室５
１の温度差がなくなり、車室５１の変形が徐々に矯正さ
れ、元の変形のない状態に戻る。
のロータ６０を回転させるとガスタービンの燃焼ガス通
路に高温の燃焼ガスを流すことなく、翼で発生する空気
流によって車室５１内が冷却され、蒸気のもれにより温
度上昇していた車室５１の上部の温度が低下し、車室５
１の温度差がなくなり、車室５１の変形が徐々に矯正さ
れ、元の変形のない状態に戻る。
【００１７】この状態で、入力装置３から予め入力され
ていたガスタービン起動の予定時刻になると制御装置１
は信号６を出力し、燃料制御弁４２を開き燃料を燃焼器
４０へ供給してガスタービンを起動するように制御す
る。
ていたガスタービン起動の予定時刻になると制御装置１
は信号６を出力し、燃料制御弁４２を開き燃料を燃焼器
４０へ供給してガスタービンを起動するように制御す
る。
【００１８】図２は上記に説明の温度センサの配置の一
例を示す図であり、車室５１の１段〜４段の翼に対応す
る位置の車室の内部又は外部にそれぞれ温度センサ２−
１，２−２，２−３，２−４を配置し、車室５１のメタ
ル温度を測定し、これら検出信号３は制御装置１に入力
され、制御装置１からは前述のように演算がなされ、制
御信号５，６が出力される。
例を示す図であり、車室５１の１段〜４段の翼に対応す
る位置の車室の内部又は外部にそれぞれ温度センサ２−
１，２−２，２−３，２−４を配置し、車室５１のメタ
ル温度を測定し、これら検出信号３は制御装置１に入力
され、制御装置１からは前述のように演算がなされ、制
御信号５，６が出力される。
【００１９】これら温度センサ２−１〜２−４は図２に
おいては４個を配置した例で示したが、センサの数はこ
れよりも多くても、あるいは少くても良い。又その配置
する位置も、車室５１の上部及び下部に分けて配置し、
上部の温度と下部の温度とを測定し、制御装置１ではこ
れらを比較してその温度差を検出するようにすればより
正確な制御が可能になる。
おいては４個を配置した例で示したが、センサの数はこ
れよりも多くても、あるいは少くても良い。又その配置
する位置も、車室５１の上部及び下部に分けて配置し、
上部の温度と下部の温度とを測定し、制御装置１ではこ
れらを比較してその温度差を検出するようにすればより
正確な制御が可能になる。
【００２０】上記の制御装置１での制御は、複数の温度
センサ２−１〜２−４からの検出温度を平均してその平
均値が予め設定した危険温度に達したか否かを判定し、
危険温度になると車室５１の上部と下部に温度差が生じ
てキャットバック現象が生じてロータ６０と車室５１の
静止側とのクリアランスが狭まって接触状態になったと
判定し、起動用モータ４１を駆動する信号５を出力す
る。
センサ２−１〜２−４からの検出温度を平均してその平
均値が予め設定した危険温度に達したか否かを判定し、
危険温度になると車室５１の上部と下部に温度差が生じ
てキャットバック現象が生じてロータ６０と車室５１の
静止側とのクリアランスが狭まって接触状態になったと
判定し、起動用モータ４１を駆動する信号５を出力す
る。
【００２１】温度センサ２−１〜２−４の配置も前述の
ように車室５１の上部と下部に配置し、制御装置１では
上部と下部との温度差を検出してその温度差が所定の値
以上となるとロータ側と静止側とが接触した状態と判定
し、制御するようにしても良く、このような方式ではそ
の制御が一層正確になる。又、温度センサの代わりにロ
ータ側と車室の静止側の隙間を計測するセンサを設置
し、実際の隙間を検出し、所定の隙間以下に狭まったら
起動用モータ４１を駆動するようにすればより一層正確
な制御が可能となる。
ように車室５１の上部と下部に配置し、制御装置１では
上部と下部との温度差を検出してその温度差が所定の値
以上となるとロータ側と静止側とが接触した状態と判定
し、制御するようにしても良く、このような方式ではそ
の制御が一層正確になる。又、温度センサの代わりにロ
ータ側と車室の静止側の隙間を計測するセンサを設置
し、実際の隙間を検出し、所定の隙間以下に狭まったら
起動用モータ４１を駆動するようにすればより一層正確
な制御が可能となる。
【００２２】図３は上記に説明の実施の形態における作
用を説明する図である。図において（ａ）は車室温度の
検出値の推移を示し、Ｔ0 は予め制御装置１に設定され
る危険温度であり、（Ａ−１）は車室温度で蒸気もれに
よる温度上昇を、（Ａ−２）は本発明の制御を適用した
場合の車室温度の推移である。図においては、時刻ｔ 3
にガスタービンを起動する場合に本発明の制御を適用す
る例である。図ではまず、時刻ｔ1 からｔ3 にかけて危
険温度Ｔ0 を超えて蒸気のもれにより車室温度が（Ａ−
１）のように上昇した場合に、本発明の制御により（Ａ
−２）のようにｔ2 で危険温度Ｔ0 まで下降させ、その
後正常な温度に戻すように制御される。
用を説明する図である。図において（ａ）は車室温度の
検出値の推移を示し、Ｔ0 は予め制御装置１に設定され
る危険温度であり、（Ａ−１）は車室温度で蒸気もれに
よる温度上昇を、（Ａ−２）は本発明の制御を適用した
場合の車室温度の推移である。図においては、時刻ｔ 3
にガスタービンを起動する場合に本発明の制御を適用す
る例である。図ではまず、時刻ｔ1 からｔ3 にかけて危
険温度Ｔ0 を超えて蒸気のもれにより車室温度が（Ａ−
１）のように上昇した場合に、本発明の制御により（Ａ
−２）のようにｔ2 で危険温度Ｔ0 まで下降させ、その
後正常な温度に戻すように制御される。
【００２３】図３（ｂ）はロータと静止側のクリアラン
スを示し、Ｃ2 は正常なクリアランス、Ｃ1 は危険ライ
ン、Ｃ0 は接触状態を示し、（Ｂ−１）は上記図３
（ａ）の（Ａ−１）の温度でのクリアランスの状態を示
しており、時刻ｔ1 からクリアランスは狭まり、ｔ1 ’
において接触状態となる。（Ｂ−２）は本発明の制御を
適用した場合のクリアランスの状態を示し、時刻ｔ1 か
らクリアランスを徐々に広めてｔ2 でＣ1 まで戻し、そ
の後徐々に広めてｔ3 では完全に元の状態のクリアラン
スＣ2 に戻している。
スを示し、Ｃ2 は正常なクリアランス、Ｃ1 は危険ライ
ン、Ｃ0 は接触状態を示し、（Ｂ−１）は上記図３
（ａ）の（Ａ−１）の温度でのクリアランスの状態を示
しており、時刻ｔ1 からクリアランスは狭まり、ｔ1 ’
において接触状態となる。（Ｂ−２）は本発明の制御を
適用した場合のクリアランスの状態を示し、時刻ｔ1 か
らクリアランスを徐々に広めてｔ2 でＣ1 まで戻し、そ
の後徐々に広めてｔ3 では完全に元の状態のクリアラン
スＣ2 に戻している。
【００２４】図３（ｃ）は起動用モータの駆動信号であ
り、時刻ｔ1 では図３（ａ）に示す温度（Ａ−１）が危
険温度Ｔ0 となったので制御装置１は起動用モータ４１
を起動させるものである。起動用モータ４１がこの信号
で駆動するとロータ６０が回転し、図３（ａ）の車室温
度は（Ａ−２）で示すように低下してゆき、時刻ｔ2に
なると危険温度Ｔ0 に戻り、その後徐々に低下してゆ
く。この時刻ｔ2 になると制御装置１は起動用モータの
駆動信号を停止させる。
り、時刻ｔ1 では図３（ａ）に示す温度（Ａ−１）が危
険温度Ｔ0 となったので制御装置１は起動用モータ４１
を起動させるものである。起動用モータ４１がこの信号
で駆動するとロータ６０が回転し、図３（ａ）の車室温
度は（Ａ−２）で示すように低下してゆき、時刻ｔ2に
なると危険温度Ｔ0 に戻り、その後徐々に低下してゆ
く。この時刻ｔ2 になると制御装置１は起動用モータの
駆動信号を停止させる。
【００２５】この時のクリアランスは図３（ｂ）の（Ｂ
−２）で示すように、起動用モータが駆動した時刻ｔ1
からクリアランスが徐々に広がり、ｔ2 においてＣ1 に
達し、その後車室温度の低下に伴って広がり、ｔ3 では
完全に元のクリアランスＣ2に戻っている。
−２）で示すように、起動用モータが駆動した時刻ｔ1
からクリアランスが徐々に広がり、ｔ2 においてＣ1 に
達し、その後車室温度の低下に伴って広がり、ｔ3 では
完全に元のクリアランスＣ2に戻っている。
【００２６】図３（ｄ）はガスタービン起動信号であ
り、時刻ｔ3 にガスタービンを起動するように制御装置
１に予め入力装置３により設定され、制御装置１により
時刻ｔ 3 に起動信号が出力される。このように、制御装
置１に時刻ｔ3 にガスタービンの起動がセットされる
と、制御装置１は温度センサ２−１〜２−４の検出信号
を入力して車室５１の温度を監視し、時刻ｔ1 におい
て、蒸気もれによりあらかじめ設定した危険温度Ｔ0 に
車室温度が上昇すると時刻ｔ1 に起動用モータの駆動信
号を出力して起動用モータ４１を駆動し、時刻ｔ2 には
車室温度（Ａ−２）がＴ0 まで下降すると起動用モータ
を停止させる。この過程においてはクリアランスも（Ｂ
−２）で示すように狭まった状態から徐々に広がり、ｔ
2 ではＣ1 となり、その後徐々に広がって時刻ｔ3 では
ほぼ正常なＣ2 にまで広がる。制御装置１はこのように
予め入力装置３から入力されたガスタービンの起動時刻
ｔ3 にはクリアランスを正常な状態のＣ2 にまで広げる
ように制御し、この状態で起動するのでロータ６０と車
室５１の静止側との接触が回避され、安全な運転が可能
となる。
り、時刻ｔ3 にガスタービンを起動するように制御装置
１に予め入力装置３により設定され、制御装置１により
時刻ｔ 3 に起動信号が出力される。このように、制御装
置１に時刻ｔ3 にガスタービンの起動がセットされる
と、制御装置１は温度センサ２−１〜２−４の検出信号
を入力して車室５１の温度を監視し、時刻ｔ1 におい
て、蒸気もれによりあらかじめ設定した危険温度Ｔ0 に
車室温度が上昇すると時刻ｔ1 に起動用モータの駆動信
号を出力して起動用モータ４１を駆動し、時刻ｔ2 には
車室温度（Ａ−２）がＴ0 まで下降すると起動用モータ
を停止させる。この過程においてはクリアランスも（Ｂ
−２）で示すように狭まった状態から徐々に広がり、ｔ
2 ではＣ1 となり、その後徐々に広がって時刻ｔ3 では
ほぼ正常なＣ2 にまで広がる。制御装置１はこのように
予め入力装置３から入力されたガスタービンの起動時刻
ｔ3 にはクリアランスを正常な状態のＣ2 にまで広げる
ように制御し、この状態で起動するのでロータ６０と車
室５１の静止側との接触が回避され、安全な運転が可能
となる。
【００２７】なお、上記の制御では、制御装置１は危険
温度Ｔ0 を予め設定しておき、時刻ｔ1 において（Ａ−
１）の温度がＴ0 を超えると起動用モータの駆動信号を
出力し、（Ａ−１）がＴ0 に戻るｔ2 になると駆動信号
を停止するように制御する例で説明したが、この駆動信
号の期間は予め、経験上得られた値に設定しておき、温
度Ｔ0 に依存せず一定時間出力し、起動用モータ４１を
駆動するようにしても良い。
温度Ｔ0 を予め設定しておき、時刻ｔ1 において（Ａ−
１）の温度がＴ0 を超えると起動用モータの駆動信号を
出力し、（Ａ−１）がＴ0 に戻るｔ2 になると駆動信号
を停止するように制御する例で説明したが、この駆動信
号の期間は予め、経験上得られた値に設定しておき、温
度Ｔ0 に依存せず一定時間出力し、起動用モータ４１を
駆動するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明のガスタービン起動時の車室変形
防止方法は、蒸気冷却方式を採用したガスタービンの停
止時において、車室のメタル温度を測定し、同メタル温
度が予め定められた設定温度を超えているとロータと静
止側とのクリアランスが接触もしくは接触に近い状態と
判定し、起動用モータを駆動してロータを所定時間回転
させてメタル温度を低下させることを特徴としている。
このような方法によりガスタービン停止時や起動時の冷
却蒸気もれによるロータと静止側との接触が回避され、
安全な起動が可能となる。
防止方法は、蒸気冷却方式を採用したガスタービンの停
止時において、車室のメタル温度を測定し、同メタル温
度が予め定められた設定温度を超えているとロータと静
止側とのクリアランスが接触もしくは接触に近い状態と
判定し、起動用モータを駆動してロータを所定時間回転
させてメタル温度を低下させることを特徴としている。
このような方法によりガスタービン停止時や起動時の冷
却蒸気もれによるロータと静止側との接触が回避され、
安全な起動が可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン起動
時の車室変形防止装置を適用する装置の系統図である。
時の車室変形防止装置を適用する装置の系統図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るガスタービン起動
時の車室変形防止方法に用いられる温度センサの配置図
である。
時の車室変形防止方法に用いられる温度センサの配置図
である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るガスタービン起動
時の車室変形防止方法の作用を説明する図であり、
（ａ）は車室の温度、（ｂ）はクリアランス、（ｃ）は
起動用モータ駆動信号、（ｄ）はガスタービン起動信号
をそれぞれ示す。
時の車室変形防止方法の作用を説明する図であり、
（ａ）は車室の温度、（ｂ）はクリアランス、（ｃ）は
起動用モータ駆動信号、（ｄ）はガスタービン起動信号
をそれぞれ示す。
【図４】ガスタービンの車室の熱変形を示し、（ａ）は
正常時の形状、（ｂ）は温度差による変形時の形状をそ
れぞれ示す。
正常時の形状、（ｂ）は温度差による変形時の形状をそ
れぞれ示す。
【図５】蒸気冷却方式を採用したガスタービンの一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 制御装置 ２−１，２−２，２−３，２−４ 温度センサ ３ 入力装置 ４ 温度検出信号 ５ 起動用モータ駆動信号 ６ 燃料制御弁制御信号 ４０ 燃焼器 ４１ 起動用モータ ４２ 燃料制御弁 ５１ 車室 ６０ ロータ
Claims (1)
- 【請求項１】 蒸気冷却方式を採用したガスタービンの
停止時において、車室のメタル温度を測定し、同メタル
温度が予め定められた設定温度を超えているとロータと
静止側とのクリアランスが接触もしくは接触に近い状態
と判定し、起動用モータを駆動してロータを所定時間回
転させてメタル温度を低下させることを特徴とするガス
タービン起動時の車室変形防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168489A JP2000356140A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | ガスタービン起動時の車室変形防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168489A JP2000356140A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | ガスタービン起動時の車室変形防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356140A true JP2000356140A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15869047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11168489A Pending JP2000356140A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | ガスタービン起動時の車室変形防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000356140A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005090513A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | General Electric Co <Ge> | タービンケーシングに作用する配管力を測定する方法 |
| US7766611B2 (en) | 2005-04-28 | 2010-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for setting a radial gap of an axial-throughflow turbomachine and compressor |
| JP2017125499A (ja) * | 2015-12-30 | 2017-07-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 停止後エンジン温度低減システム及び方法 |
| KR20190007486A (ko) * | 2016-05-17 | 2019-01-22 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 터보머신 안전 시동 클리어런스들을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들 |
| WO2023090089A1 (ja) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械の監視制御装置、回転機械設備、回転機械の監視制御方法及び回転機械の監視制御プログラム |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11168489A patent/JP2000356140A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005090513A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | General Electric Co <Ge> | タービンケーシングに作用する配管力を測定する方法 |
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| US11149642B2 (en) | 2015-12-30 | 2021-10-19 | General Electric Company | System and method of reducing post-shutdown engine temperatures |
| US11384690B2 (en) | 2015-12-30 | 2022-07-12 | General Electric Company | System and method of reducing post-shutdown engine temperatures |
| KR20190007486A (ko) * | 2016-05-17 | 2019-01-22 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 터보머신 안전 시동 클리어런스들을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들 |
| JP2019518901A (ja) * | 2016-05-17 | 2019-07-04 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | ターボ機械の安全始動クリアランスを判定するシステムおよび方法 |
| KR102192435B1 (ko) * | 2016-05-17 | 2020-12-17 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 터보머신 안전 시동 클리어런스들을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들 |
| WO2023090089A1 (ja) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械の監視制御装置、回転機械設備、回転機械の監視制御方法及び回転機械の監視制御プログラム |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070425 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070501 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070518 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070821 |