JP2002030945A - ２軸再生式ガスタービンの排ガス温度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い負荷範囲において再生器を最も効率がよ
い動作点に維持する。広い負荷範囲においてガスタービ
ンの燃料消費量を低減させる。ガスタービンの特性変化
に対しても排ガス温度を常に目標値に維持する。 【解決手段】 コンプレッサ１０に直結され燃焼器１２
からの燃焼ガスによって駆動するガスジェネレータター
ビン１４と、負荷２２に連結された出力タービン１６
と、出力タービン１６入口に設けられた可変ノズル３０
と、コンプレッサ１０と燃焼器１２の間に設けられた再
生器２４とを備えた２軸再生式ガスタービンにおいて、
ガスジェネレータ軸１８の回転数による可変ノズル開度
のスケジュール制御と排ガス温度のフィードバック制御
の組合せにより可変ノズル３０の開度を操作し、再生器
２４に導入される排ガス温度を再生器が最も効率のよい
状態で運用される条件に維持できるように出力タービン
１６の排ガス温度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２軸再生式ガスタ
ービンにおいて、タービン入口の可変ノズルを用いて排
ガス温度を制御する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】舶用主機などの推進用ガスタービンは、
広い負荷範囲において高い効率が求められるため、部分
負荷時の効率特性に優れる２軸式ガスタービンが多く採
用されている。また、近年はより一層の効率向上が求め
られているため、ガスタービンの排ガスの熱を再生器と
呼ばれる熱交換器にて回収し、燃料消費量の低減を図る
ことができる再生式ガスタービンの開発・実用化が進め
られている。

【０００３】特開昭６３−２１２７２５号公報には、燃
料量及び出力タービンの可動ノズルを制御するととも
に、コンプレッサ回転数に応じてコンプレッサの可動ス
テータブレードを制御することにより、効率向上を図る
ようにした二軸ガスタービン制御システムが開示されて
いる。また、特開平２−３７１１９号公報には、機関の
過渡状態から定常状態へ移行した後の所定時間において
コンプレッサの速度を一定に保ちながら燃焼器出口温度
を目標値に制御することにより、機関の破損を防止する
ようにした二軸式ガスタービン機関の制御装置が開示さ
れている。また、特開平３−１３０５３９号公報には、
別軸の出力タービンにおける出口温度センサの故障時に
は、機関回転数に基づいて予め定めた開度位置に可変ノ
ズルを制御し、出力タービンにおける実際の出口温度を
過大にすることなく、車両の走行を可能にした二軸式ガ
スタービン機関が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した２軸再生式ガ
スタービンにおいて、再生器における熱回収の効率に着
目すると、一般的には定格条件において効率が高くなる
ように設計され、再生器入口のガス温度が低下するほど
熱回収の効率も低下する。したがって、部分負荷時にお
いても燃料消費量の低減を図るためには、再生器による
熱回収の効率を高い状態に維持することが必要になる。
そのためには、再生器入口のガス温度、すなわち、ガス
タービンの排ガス温度が、部分負荷時においても再生器
の設計条件の値に維持されればよい。ここで、出力ター
ビンにおいて可変機構を有していない場合には、部分負
荷時には排ガス温度が低下してしまうが、タービン入口
に可変ノズルを設けることにより排ガス温度の制御が可
能となる。

【０００５】上記の特開昭６３−２１２７２５号公報記
載の発明は、タービン入口の可変ノズルにより排ガス温
度制御を行ったものであるが、再生式ガスタービンへの
適用ではなく、ガスタービン本体のみの効率向上を目的
としたものである。特開平２−３７１１９号公報、特開
平３−１３０５３９号公報記載の発明は、再生式ガスタ
ービンへの適用であるが、タービン入口の可変ノズルに
より制御するのは燃焼器出口温度であり、主に燃焼器出
口温度が過大になることを防止することを目的としたも
のである。したがって、上記先行技術はいずれも、再生
器の動作点を最適にすることによる効率向上を考慮した
ものではない。

【０００６】上述したように、出力タービン入口に可変
ノズル機構を有しているガスタービンでは、この可変ノ
ズルを操作することにより排ガス温度の制御が可能とな
り、広い負荷範囲において再生器による熱回収の効率を
高い状態に維持することができる。本発明は上記の諸点
に鑑みなされたもので、本発明の目的は、出力軸タービ
ンの入口に可変ノズルを設けた２軸再生式ガスタービン
において、タービン入口の可変ノズルを用いてガスター
ビンの排ガス温度を制御することにより、再生器に導入
される排ガス温度を再生器が最も効率のよい状態で運用
される条件に維持することができ、これにより、広い負
荷範囲において再生器による熱回収の効率を高い状態に
維持することができ、ガスタービンの燃料消費量を低減
させることができる２軸再生式ガスタービンの排ガス温
度制御方法及び装置を提供することにある。また、本発
明の目的は、出力軸タービンの入口に可変ノズルを設け
た２軸再生式ガスタービンにおいて、ガスジェネレータ
軸の修正回転数によるタービン入口の可変ノズル開度の
スケジュール制御と、排ガス温度のフィードバックによ
る補正制御の組み合わせでタービン入口の可変ノズルを
操作し、ガスタービンの排ガス温度を制御することによ
り、広い負荷範囲において再生器を最も効率がよい動作
点に維持することができ、ガスタービンの燃料消費量を
低減させることができることに加えて、ガスタービンの
特性変化に対しても排ガス温度を常に目標値に維持する
ことができる２軸再生式ガスタービンの排ガス温度制御
方法及び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の２軸再生式ガスタービンの排ガス温度制
御方法は、コンプレッサに直結され、燃焼器からの燃焼
ガスによって駆動されるガスジェネレータタービンと、
負荷に連結された出力タービンと、出力タービンの入口
に設けられた可変ノズルと、コンプレッサと燃焼器との
間に設けられ、出力タービンからの排ガスを取り入れて
コンプレッサより導入される圧縮空気を加熱する再生器
とを備えた２軸再生式ガスタービンにおいて、出力ター
ビンの入口に設けた可変ノズルの開度を操作して、再生
器に導入される排ガス温度を再生器が最も効率のよい状
態で運用される条件に維持できるように、ガスタービン
の排ガス温度を制御するように構成されている。上記の
ようなガスタービンにおいて、コンプレッサとガスジェ
ネレータタービンとを連結するガスジェネレータ軸の回
転数によって可変ノズル開度のスケジュール制御を行う
ことが、ガスタービンの特性上から有効な手段である。

【０００８】また、本発明の２軸再生式ガスタービンの
排ガス温度制御方法は、コンプレッサにガスジェネレー
タ軸によって直結され、燃焼器からの燃焼ガスによって
駆動されるガスジェネレータタービンと、負荷に連結さ
れた出力タービンと、出力タービンの入口に設けられた
可変ノズルと、コンプレッサと燃焼器との間に設けら
れ、出力タービンからの排ガスを取り入れてコンプレッ
サより導入される圧縮空気を加熱する再生器とを備えた
２軸再生式ガスタービンにおいて、ガスジェネレータ軸
の修正回転数による出力タービン入口の可変ノズル開度
のスケジュール制御と、実際の排ガス温度のフィードバ
ックによる補正制御との組み合わせにより出力タービン
入口の可変ノズルの開度を操作して、再生器に導入され
る排ガス温度を再生器が最も効率のよい状態で運用され
る条件に維持できるように、ガスタービンの排ガス温度
を制御することを特徴としている。上記の本発明の方法
において、ガスタービンに投入される燃料流量を制御す
る回転数制御系（燃料制御系）と、タービン入口の可変
ノズル開度を制御する排ガス温度制御系との相互干渉が
発生しないように、排ガス温度制御系の感度を調整する
ことが好ましい。

【０００９】本発明の２軸再生式ガスタービンの排ガス
温度制御装置は、コンプレッサにガスジェネレータ軸に
よって直結され、燃焼器からの燃焼ガスによって駆動さ
れるガスジェネレータタービンと、負荷に連結された出
力タービンと、出力タービンの入口に設けられた可変ノ
ズルと、コンプレッサと燃焼器との間に設けられ、出力
タービンからの排ガスを取り入れてコンプレッサより導
入される圧縮空気を加熱する再生器とを備えた２軸再生
式ガスタービンにおいて、ガスジェネレータ軸の修正回
転数によって出力タービン入口の可変ノズル開度のスケ
ジュール制御を行うとともに、出力タービンの排ガス温
度をフィードバックして補正制御を行う排ガス温度制御
手段を設け、排ガス温度制御手段からの可変ノズル開度
指令によって出力タービン入口の可変ノズルの開度が操
作され、再生器に導入される排ガス温度を再生器が最も
効率のよい状態で運用される条件に維持できるように、
ガスタービンの排ガス温度が制御されるようにしたこと
を特徴としている。本発明の制御方法及び装置は、推進
用（舶用、車両用等）、発電用、航空用などの２軸再生
式ガスタービン一般の制御方式として採用することがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は、本発明の制御方法に用いる２軸再
生式ガスタービンの概略構成を示している。図１に示す
ように、２軸再生式ガスタービンは、空気を圧縮するコ
ンプレッサ１０と、コンプレッサ１０で圧縮された空気
と燃料を燃焼器１２に投入して燃焼させ、その燃焼ガス
を膨張させコンプレッサ動力を取り出すガスジェネレー
タタービン１４と、さらにその後段で負荷動力を取り出
す出力タービン１６とから構成され、コンプレッサ１０
とガスジェネレータタービン１４とはガスジェネレータ
軸１８により直結されており、また、出力タービン１６
は出力軸２０により負荷２２に直結されている。また、
再生器２４はコンプレッサ１０と燃焼器１２の間に設け
られ、出力タービン１６からの排ガスを取り入れて熱回
収を行い、その熱をコンプレッサ１０より導入される空
気に与え、加熱された圧縮空気が燃焼器１２に投入され
る。また、燃料制御手段（回転数制御手段）２６からの
燃料制御弁開度指令値が燃料制御弁２８に送られ、燃焼
器１２に燃料が供給される。

【００１１】出力タービン１６からの排ガス温度を制御
するための可変ノズル３０は出力タービン１６の入口に
設けられており、可変ノズルアクチュエータ３２によっ
てノズル開度を操作することで出力タービン１６を通過
する燃焼ガスの流量を調節することができる。ここで、
ノズル開度を絞ることにより燃焼ガスの流量は低減する
ので、同程度の熱エネルギを持った燃焼ガスに対しては
相対的にガス温度が高くなることになり、このことから
可変ノズル３０による排ガス温度の調節が可能となる。
可変ノズル開度指令値は排ガス温度制御手段３４によっ
て可変ノズルアクチュエータ３２に送られるが、排ガス
温度制御手段３４の詳細については後述する。

【００１２】上記の特性を考慮して、タービン入口に可
変ノズル機構を有した２軸再生式ガスタービンの排ガス
温度制御方法について以下に説明する。ガスタービンに
おいては、大きな負荷動力を賄う際には多くの熱エネル
ギを要し、要求される負荷動力が小さくなると必要とさ
れる熱エネルギは少なくなる。したがって、タービン入
口の可変ノズルなどの可変機構を持たないガスタービン
では、要求される負荷動力が小さくなるほどガスタービ
ンの排ガス温度は低くなる。このことから、ガスタービ
ンに対する要求負荷が小さくなることに対し、タービン
入口の可変ノズルを絞ることによって排ガス温度を上昇
させれば、再生器に導入される排ガス温度を再生器が最
も良い効率で運用される動作点に維持することができ
る。一方で、ガスタービンにおける動作点は、種々の条
件によって多少の影響は受けるものの、主には要求され
る負荷動力の大きさによって決まる。これは２軸ガスタ
ービンの場合も同様であり、ガスジェネレータ軸の動作
点は負荷動力の大きさによって大きく支配される。この
ことから、要求される負荷動力に対し、再生器が最も効
率のよい状態で運用できるタービン入口の可変ノズルの
開度を、ガスジェネレータ軸の動作点、すなわち、ガス
ジェネレータ軸の回転数（一般には、大気条件によって
標準化された修正回転数が用いられる）の関数として表
すことができる。

【００１３】以上より、タービン入口の可変ノズル開度
をガスジェネレータ軸の修正回転数によってスケジュー
ルした制御方法が、有効な制御手段の一つとして考えら
れる。しかしながら、ガスタービンの動作点は負荷動力
の大きさのみならず種々の条件の影響により変動し、ま
た、量産的に製作されたガスタービンでは微小ではある
が個々の特性のばらつきがあることに加え、長期間にわ
たって使用された場合には経年的な特性変化も生ずるた
め、固定的なスケジュール制御のみではこれらの特性誤
差に対応できない。これを補正するため、上記の可変ノ
ズル開度のスケジュール制御に加え、実際の排ガス温度
をフィードバックした補正制御を加える手段が有効であ
ると考えられる。なお、排ガス温度のフィードバック制
御には、一般的なＰＩ制御器を用いればよい。以上に基
づいて構成した制御系構成図を図２に示す。

【００１４】すなわち、図２は、本発明の実施の第１形
態による２軸再生式ガスタービンの排ガス温度制御方法
を実施する装置を示している。図２に示すように、排ガ
ス温度制御手段３４は、ガスジェネレータ軸１８の修正
回転数による出力タービン入口の可変ノズル開度のスケ
ジュール制御と、実際の排ガス温度のフィードバックに
よる補正制御との組み合わせで構成されており、排ガス
温度制御手段３４からの可変ノズル開度指令値によって
出力タービン１６入口の可変ノズル３０の開度が操作さ
れ、再生器２４に導入される排ガス温度を再生器が最も
効率のよい状態で運用される条件に維持できるように、
出力タービン１６の排ガス温度が制御される。排ガス温
度制御手段３４では、ガスジェネレータ軸１８の回転数
が演算手段３６、３８で修正回転数に標準化され、可変
ノズル開度スケジュール手段４０によって可変ノズル開
度指令値が算出される。なお、修正回転数は、１／√θ
（θ＝吸気温度[K]／標準大気温度[K]（２８８．１５
K、１５℃））をガスジェネレータ軸回転数に乗じて求
められる。また、出力タービン１６の排ガス温度（又は
再生器２４入口の排ガス温度）が制御器４２に入力され
てフィードバック制御が行われ、補正指令値が算出され
る。演算手段４４で補正された可変ノズル開度指令値は
可変ノズルアクチュエータ３２に送られ、可変ノズルア
クチュエータ３２によって可変ノズル３０のノズル開度
が操作される。他の構成及び作用は図１と同様である。

【００１５】

【実施例】以上で説明した制御系構成を適用した例につ
いて、シミュレーション検討によりその有効性を検証し
た例を以下に説明する。なお、以下の実施例に用いたガ
スタービンは、負荷変動に対して出力軸回転数の設定値
を変更することにより対応する形式とした。また、出力
軸回転数を制御する燃料制御系には、２軸ガスタービン
制御において一般的に用いられているものをベースにし
た制御ロジックを使用した。 実施例１ 本実施例は、図３〜図８に示すように、定格負荷から中
間負荷まで負荷変動させたときのシミュレーション検討
であり、排ガス温度制御系に可変ノズル開度のスケジュ
ール制御のみを用いた例である。図３に示すように、Ｐ
／Ｔ（出力タービン）軸回転数の設定値を定格負荷から
中間負荷にステップ変化させた場合（時刻０）、Ｐ／Ｔ
（出力タービン）軸回転数、Ｇ／Ｇ（ガスジェネレー
タ）軸回転数、ガスタービン出力、燃焼ガス（排ガス）
温度、燃料流量、タービン入口ノズル開度は、それぞれ
図３〜図８に示すような経時変化となった。なお、この
例では、ガスタービンの個体差による特性のばらつきや
経年変化による特性の変化などを想定して、中間負荷時
の可変ノズル開度スケジュールに若干の誤差を設けてい
る。スケジュール制御方式は基本的に開ループ制御であ
るため、ガスタービンの特性が当初設定された可変ノズ
ル開度スケジュールからずれた場合、図６に示されるよ
うに制御目標値に対して誤差を生じ、それを補正するこ
とができないまま運転が継続されてしまう。そのため、
再生器の動作点が設計条件に維持されているとは限ら
ず、ガスタービン全体の効率が常に最適な状態に維持さ
れているとはいえない。

【００１６】実施例２ 本実施例は、図９〜図１４に示すように、実施例１と同
様の負荷変動に対するシミュレーション検討であり、排
ガス温度制御系を可変ノズル開度のスケジュール制御に
排ガス温度のフィードバック制御を加えたものとした例
である。また、可変ノズル開度スケジュールはフィード
バック制御による補正効果を比較するため、実施例１と
同じものを用いた。図９に示すように、Ｐ／Ｔ軸回転数
の設定値をステップ変化させた場合（時刻０）、Ｐ／Ｔ
軸回転数、Ｇ／Ｇ軸回転数、ガスタービン出力、燃焼ガ
ス（排ガス）温度、燃料流量、タービン入口ノズル開度
は、それぞれ図９〜図１４に示すような経時変化となっ
た。図１２、図１４からわかるように、実施例１（図
６、図８参照）で生じていた中間負荷時における制御目
標値に対する誤差が補正されている効果が確認できる。
なお、本実施例では、回転数制御系（燃料制御系）と排
ガス温度制御系の干渉に配慮して、排ガス温度のフィー
ドバック制御の制御ゲインを低めに設定してある。

【００１７】実施例３ 実施例２の項で言及した回転数制御系（燃料制御系）と
排ガス温度制御系の干渉について検討した例を以下で説
明する。回転数制御系はガスタービンに投入される燃料
流量を制御しており、一方で本発明にて提案している排
ガス温度制御系は、前述したようにタービン入口の可変
ノズル開度を制御している。そして、これらはともにガ
スタービンの動作点に対して大きく影響するため、双方
の制御系の感度が高いとそれぞれの制御効果が干渉し合
い、制御動作が振動的になる場合がある。本実施例はこ
のようなケースについて検証したものであり、制御ゲイ
ン以外は実施例２と同一の条件でシミュレーションを行
った。なお、制御ゲインは比例・積分とも実施例２に対
して５倍の感度となるように与えた。図１５に示すよう
に、Ｐ／Ｔ軸回転数の設定値をステップ変化させた場合
（時刻０）、Ｐ／Ｔ軸回転数、Ｇ／Ｇ軸回転数、ガスタ
ービン出力、燃焼ガス（排ガス）温度、燃料流量、ター
ビン入口ノズル開度は、それぞれ図１５〜図２０に示す
ような経時変化となった。図１８からわかるように、排
ガス温度（再生器燃焼ガス温度）は負荷変動中において
も実施例２の場合（図１２）より設定値の近傍に制御さ
れているものの、図１９に示すように、負荷変動の開始
直後から燃料流量に大きな振動が表れており、双方の制
御系が干渉している現象が確認される。このように燃料
流量が大きく急変するようなことは、ガスタービンの運
用上好ましくないため、排ガス温度制御系の感度を落と
して干渉を防止しなければならない。回転数制御系には
負荷変動に対して高い応答性が求められることから、実
施例２のように排ガス温度制御系の制御ゲインを低めに
設定する方法が適切である。

【００１８】なお、図３〜図２０において各プロセス量
のスケールは、Ｐ／Ｔ軸回転数、Ｇ／Ｇ軸回転数、ガス
タービン出力、燃料流量についてはそれぞれの定格状態
により、燃焼ガス温度については再生器入口の定格状態
により正規化している。また、タービン入口ノズル開度
については、定格状態における開度を標準開度（＝０）
とし、最大操作範囲により正規化したスケールで表示し
ている（ノズルの閉方向を正とする）。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） ２軸再生式ガスタービンにおいて、出力タービ
ンの入口に設けられた可変ノズルによりガスタービンの
排ガス温度を制御することにより、再生器に導入される
排ガス温度を再生器が最も良い効率で運用される動作点
に維持することができる。 （２） 上記制御の効果により、広い負荷範囲において
再生器による熱回収の効率を高い状態に維持することが
でき、ガスタービンの燃料消費量を低減させることがで
きる。 （３） ガスタービンの特性が、環境条件の変化、ガス
タービンの個体差、経年変化などにより設計条件からず
れた場合でも、排ガス温度をフィードバックして補正す
ることにより、常に排ガス温度を目標値に維持すること
ができる。 （４） 回転数制御系（燃料制御系）と排ガス温度制御
系の感度を考慮した制御系調整とすることにより、２つ
の制御系による相互干渉が発生しないように制御動作を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御方法に用いる２軸再生式ガスター
ビンを示す概略構成図である。

【図２】本発明の実施の第１形態による２軸再生式ガス
タービンの排ガス温度制御方法を実施する装置を示す系
統的概略構成図である。

【図３】実施例１においてＰ／Ｔ（出力タービン）軸回
転数の設定値を定格負荷から中間負荷にステップ変化さ
せたとき（時刻０）のＰ／Ｔ軸回転数の経時変化を示す
グラフである。

【図４】実施例１においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値をス
テップ変化させたときのＧ／Ｇ（ガスジェネレータ）軸
回転数の経時変化を示すグラフである。

【図５】実施例１においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値をス
テップ変化させたときのガスタービン出力の経時変化を
示すグラフである。

【図６】実施例１においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値をス
テップ変化させたときの燃焼ガス（排ガス）温度の経時
変化を示すグラフである。

【図７】実施例１においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値をス
テップ変化させたときの燃料流量の経時変化を示すグラ
フである。

【図８】実施例１においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値をス
テップ変化させたときのタービン入口ノズル開度の経時
変化を示すグラフである。

【図９】実施例２においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値をス
テップ変化させたとき（時刻０）のＰ／Ｔ軸回転数の経
時変化を示すグラフである。

【図１０】実施例２においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときのＧ／Ｇ軸回転数の経時変化を
示すグラフである。

【図１１】実施例２においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときのガスタービン出力の経時変化
を示すグラフである。

【図１２】実施例２においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときの燃焼ガス（排ガス）温度の経
時変化を示すグラフである。

【図１３】実施例２においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときの燃料流量の経時変化を示すグ
ラフである。

【図１４】実施例２においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときのタービン入口ノズル開度の経
時変化を示すグラフである。

【図１５】実施例３においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたとき（時刻０）のＰ／Ｔ軸回転数の
経時変化を示すグラフである。

【図１６】実施例３においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときのＧ／Ｇ軸回転数の経時変化を
示すグラフである。

【図１７】実施例３においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときのガスタービン出力の経時変化
を示すグラフである。

【図１８】実施例３においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときの燃焼ガス（排ガス）温度の経
時変化を示すグラフである。

【図１９】実施例３においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときの燃料流量の経時変化を示すグ
ラフである。

【図２０】実施例３においてＰ／Ｔ軸回転数の設定値を
ステップ変化させたときのタービン入口ノズル開度の経
時変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ コンプレッサ １２ 燃焼器 １４ ガスジェネレータタービン １６ 出力タービン １８ ガスジェネレータ軸 ２０ 出力軸 ２２ 負荷 ２４ 再生器 ２６ 燃料制御手段（回転数制御手段） ２８ 燃料制御弁 ３０ 可変ノズル ３２ 可変ノズルアクチュエータ ３４ 排ガス温度制御手段 ３６、３８、４４ 演算手段 ４０ 可変ノズル開度スケジュール手段 ４２ 制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 隆雄 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 宮地 宏 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 3G071 AA05 AB05 BA10 DA01 FA06 HA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサに直結され、燃焼器からの
   燃焼ガスによって駆動されるガスジェネレータタービン
   と、負荷に連結された出力タービンと、出力タービンの
   入口に設けられた可変ノズルと、コンプレッサと燃焼器
   との間に設けられ、出力タービンからの排ガスを取り入
   れてコンプレッサより導入される圧縮空気を加熱する再
   生器とを備えた２軸再生式ガスタービンにおいて、出力
   タービンの入口に設けた可変ノズルの開度を操作して、
   再生器に導入される排ガス温度を再生器が最も効率のよ
   い状態で運用される条件に維持できるように、ガスター
   ビンの排ガス温度を制御することを特徴とする２軸再生
   式ガスタービンの排ガス温度制御方法。
2. 【請求項２】 コンプレッサにガスジェネレータ軸によ
   って直結され、燃焼器からの燃焼ガスによって駆動され
   るガスジェネレータタービンと、負荷に連結された出力
   タービンと、出力タービンの入口に設けられた可変ノズ
   ルと、コンプレッサと燃焼器との間に設けられ、出力タ
   ービンからの排ガスを取り入れてコンプレッサより導入
   される圧縮空気を加熱する再生器とを備えた２軸再生式
   ガスタービンにおいて、ガスジェネレータ軸の修正回転
   数による出力タービン入口の可変ノズル開度のスケジュ
   ール制御と、実際の排ガス温度のフィードバックによる
   補正制御との組み合わせにより出力タービン入口の可変
   ノズルの開度を操作して、再生器に導入される排ガス温
   度を再生器が最も効率のよい状態で運用される条件に維
   持できるように、ガスタービンの排ガス温度を制御する
   ことを特徴とする２軸再生式ガスタービンの排ガス温度
   制御方法。
3. 【請求項３】 ガスタービンに投入される燃料流量を制
   御する回転数制御系と、タービン入口の可変ノズル開度
   を制御する排ガス温度制御系との相互干渉が発生しない
   ように、排ガス温度制御系の感度を調整する請求項１又
   は２記載の２軸再生式ガスタービンの排ガス温度制御方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の排ガス温度制
   御方法を、推進用、発電用又は航空用の２軸再生式ガス
   タービンに適用することを特徴とする２軸再生式ガスタ
   ービンの排ガス温度制御方法。
5. 【請求項５】 コンプレッサにガスジェネレータ軸によ
   って直結され、燃焼器からの燃焼ガスによって駆動され
   るガスジェネレータタービンと、負荷に連結された出力
   タービンと、出力タービンの入口に設けられた可変ノズ
   ルと、コンプレッサと燃焼器との間に設けられ、出力タ
   ービンからの排ガスを取り入れてコンプレッサより導入
   される圧縮空気を加熱する再生器とを備えた２軸再生式
   ガスタービンにおいて、ガスジェネレータ軸の修正回転
   数によって出力タービン入口の可変ノズル開度のスケジ
   ュール制御を行うとともに、出力タービンの排ガス温度
   をフィードバックして補正制御を行う排ガス温度制御手
   段を設け、排ガス温度制御手段からの可変ノズル開度指
   令によって出力タービン入口の可変ノズルの開度が操作
   され、再生器に導入される排ガス温度を再生器が最も効
   率のよい状態で運用される条件に維持できるように、ガ
   スタービンの排ガス温度が制御されるようにしたことを
   特徴とする２軸再生式ガスタービンの排ガス温度制御装
   置。