JP2010265901A - タービンホイールスペースの温度制御 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガスタービン(10)のタービンセクション(14)のホイールスペース(68)に供給される冷却空気量を制御するための装置を提供する。
【解決手段】本装置は、ホイールスペース(68)の温度を検知しかつ検知温度信号(52)を提供するセンサ(70)を含む。本装置はまた、検知温度信号(52)に応答して、ホイールスペース(68)の温度が所望の値を超えているかどうかを判定するプロセッサ(50)を含む。ホイールスペース(68)の温度が所望の値を超えている場合には、プロセッサ(50)は、アクチュエータ制御信号(54)を起動させて冷却空気制御バルブ(82、102)の移動を制御して、ガスタービン(10)の圧縮機セクション(12)から又は該ガスタービン(10)の圧縮機セクション(12)から空気を受けた冷却空気冷却器(33)から供給されたより多量の冷却空気がホイールスペース(68)に流れるようにし、それによって該ホイールスペース(68)の温度を冷却する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、ガスタービンに関し、具体的には、ホイールスペースに供給する冷却空気流の制御によるガスタービンのタービンセクションのホイールスペースの温度の制御に関する。
タービンホイールスペースは、対応するタービンブレード列を支持するタービンロータディスク又はホイール間に設置された、ガスタービンのタービンセクション内の空洞又は領域である。ホイールスペースは、隣接するタービン段を通るガスのメインストリームガス流の半径方向内側に設置される。一般的に、半径方向内側ディスクは、ロータブレードを通しての熱伝導、ホイールスペース空洞内へのメインストリーム流の侵入、及びホイールスペース内でのウィンデージ加熱を含む様々な作用によって加熱される。
実際のタービンホイールスペース温度は一般的に、タービン出力、周囲温度、及びユニット劣化又は状況の関数である。一般的に、ホイールスペース温度を検知又は監視しかつ警報を使用して、許容可能な温度よりも高い読取値を知らせることができる。ガスタービンオペレータは、出力を低下させて、許容不能な高いホイールスペース温度に起因してそのような警報が発生するのを防止することができる。しかしながら、このような実施法は、収益の損失を引き起こし、また比較的暑い日における総プラント出力を制限する可能性がある。
ホイールスペース温度の低下を実現する別の方法は、ガスタービンを停止し、冷却供給回路内のオリフィス板を交換し、次にガスタービンを再始動させることを含む。しかしながら、この方法は、停止及び始動遅延を引き起こし、かつ外気温度に応じて頻繁に調整することを必要とする。
ホイールスペース温度を調整するさらに別の方法は、冷却流量を減少させ、それによってホイールスペース温度を上昇させる作用を行なわせることを含む。比較的高いホイールスペース温度を設定することにより、性能の増大が得られるが、しかしながらこれはまた、ガスタービンの寿命を短縮させる可能性がある。
ガスタービンのその他の構成要素に供給される冷却空気流と直列に又は並列に同時にホイールスペースに冷却空気流を供給することもまた公知である。しかしながら、この実施法の幾つかの実施形態における問題は、たとえ可変冷却空気流を使用したとしても、ホイールスペースに対して適正な冷却空気流を供給した場合には、一般的にその他のガスタービン構成要素(例えば、タービンノズル、ダイヤフラム、シュラウドなど)に供給される冷却空気流が、これらその他の構成要素の適正な冷却には不十分となる可能性があることである。
米国特許第7237386号明細書
本発明の1つの態様によると、ガスタービンのタービンセクションのホイールスペースに供給される冷却空気量を制御するための装置は、ホイールスペースの温度を検知しかつ検知温度信号を提供するセンサを含む。本装置はまた、検知温度信号に応答して、ホイールスペースの温度が所望の値を超えているかどうかを判定するプロセッサを含む。ホイールスペースの温度が所望の値を超えている場合には、プロセッサは、アクチュエータ制御信号を起動させて冷却空気制御バルブの移動を制御して、ガスタービンの圧縮機セクションから又は該ガスタービンの圧縮機セクションから空気を受けた冷却空気冷却器から供給されたより多量の冷却空気がホイールスペースに流れるようにし、それによって該ホイールスペースの温度を冷却する。
本発明の別の態様によると、ガスタービンのタービンセクションのホイールスペースに供給される冷却空気量を制御するための装置は、ホイールスペースの温度を検知しかつ検知温度信号を提供するセンサを含む。本装置はまた、検知温度信号に応答して、ホイールスペースの温度が所望の値以下であるかどうかを判定するプロセッサを含む。ホイールスペースの温度が所望の値以下である場合には、プロセッサは、アクチュエータ制御信号を起動させて冷却空気制御バルブの移動を制御して、ガスタービンの圧縮機セクションから又は該ガスタービンの圧縮機セクションから空気を受けた冷却空気冷却器から供給されたより少ない量の冷却空気がホイールスペースに流れるようにし、それによって該ホイールスペースの温度を上昇させるのを可能にする。
これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。
発明は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の説明から明らかである。
その中に設置された本発明の実施形態を有するガスタービンのブロック図。 本発明の実施形態を含むガスタービンのタービンセクションの一部分の断面図。 本発明の別の実施形態を含むガスタービンのタービンセクションの一部分の断面図。
詳細な説明は、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。
図1には、加圧空気を供給する圧縮機セクション12を含むガスタービン10を示している。圧縮機12は、長手方向中心線16で表している単一のシャフト上でガスタービン10のタービンセクション14と軸方向に整列することができる。加圧空気の大半は、タービン燃焼器(図示せず)に供給することができるが、加圧空気の幾らかは、他の用途のために抽出することができる。例えば、冷却空気は、抽出ポート18、20において圧縮機12から抽出しかつ管路(例えば、パイプ、導管など)22、24を介してタービンセクション14の選択領域に、また最終的には、より詳細に後述しかつ図2〜図3に図示するような本発明の実施形態による入口ポート26、28、30、32(例えば、タービンケーシング内の孔)を介してタービンセクション14内のホイールスペース(図2〜図3)に供給することができる。別の実施形態では、冷却空気冷却器33を管路24の1つ内に設けかつガスタービン10の外部に設置することができる。管路24において圧縮機セクション12から供給された冷却空気は、冷却空気冷却器33に供給することができ、冷却空気冷却器33はさらに、加圧空気を冷却し、この冷却した空気を次に、対応する入口ポート26、28に供給することができる。同様に、冷却空気は、圧縮機ポート34、36から抽出しかつ管路38、40(例えば、パイプ、導管など)を介して、また最終的には、これもまたより詳細に後述しかつ図2〜図3に図示するような本発明の実施形態による入口ポート42、44、46、48(例えば、タービンケーシング内の孔)を介してタービンセクション14内のホイールスペースに供給することができる。
本発明の実施形態は、ホイールスペース温度をそれぞれ所望の下限及び上限つまり限界値(例えば、許容可能範囲内の値)以上又は以下に制御するフィードバック制御ループを含むことができる。従って、本発明の実施形態は、マイクロプロセッサ50、或いはその他の適当なタイプのプロセッサ、コンピュータ又は論理回路を含むことができる。マイクロプロセッサ50は、経路52の各々を確立する有線又は無線又は同様のものの少なくとも1つ或いはそれらの組合せのような対応する信号経路52上の1つ又はそれ以上の信号に応答する。対応する信号経路52上の各信号は、ホイールスペース内に設置された適当な温度センサ(図2〜図3)によって提供された対応するホイールスペースの温度を直接的に又は間接的に示す。しかしながら、その他の適当な検知信号を、ホイールスペースの温度を直接的に又は間接的に示すのに使用することができる。図2〜図3に関してより詳細に後述するように、マイクロプロセッサ50は、ホイールスペース温度信号に応答して、経路54の各々を確立する有線又は無線又は同様のものの少なくとも1つ或いはそれらの組合せのような対応する信号経路54上に1つ又はそれ以上のアクチュエータ制御信号を提供する。アクチュエータ制御信号を利用して圧縮機からの冷却空気流量を制御して、様々なホイールスペースの各々の温度を所望の又は許容可能な値に制御する。
図2には、一体(例えば、鋳鉄)タービンケーシング60を貫通してかつ内側空洞又はプレナム62内に孔を形成した本発明の実施形態を示している。孔を通して配置されるのは、圧縮機12(図1)からの加圧空気を開放領域プレナム62内に供給する管路(パイプ、導管など)22、24、38、40の1つである。プレナム62内の加圧空気は、公知のように、図2において下向きに自由に流れて、翼形部形状とすることができる中空ノズル64内に流入する。この加圧空気はまた、下方に開放領域ダイヤフラム66内に自由に流入することができる。詳細に後述するように、プレナム62に流入した加圧空気を利用して、本発明の実施形態により、タービンセクション14(図1)内における図2に示す対応するホイールスペース68の温度を制御する。
ホイールスペース68の各ホイールスペース内には、1つ又はそれ以上の温度センサ70を設置することができる。各ホイールスペース68は、ガスタービン10のタービンセクション14(図1)内の連続した360度円周方向空洞とすることができる。タービンセクション14(図1)は一般的に、複数列のタービンブレードを有するので、ブレード列間に複数のホイールスペース68が存在する。センサ70は、ホイールスペース68の温度を直接的に又は間接的にかのいずれかで検知しかつ信号経路52でホイールスペース温度信号をマイクロプロセッサ50に提供するあらゆる適当なタイプのセンサとすることができる。本発明の実施形態によると、マイクロプロセッサ50が、いずれか1つ又はそれ以上の特定のホイールスペース68の現在最新の温度が所望の又は許容可能な上限値よりも高いと判定した(例えば、マイクロプロセッサ50に関連するメモリ内に記憶されているなどの所望の1つ又はそれ以上の値と検知ホイールスペース温度を比較することによって)時に、マイクロプロセッサ50は、最終的にその特定のホイールスペース68の温度を所望の値まで低下させるアクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させる。
本発明の実施形態はまた、マイクロプロセッサ50に、いずれか1つ又はそれ以上の特定のホイールスペース68の現在最新の温度が、例えば同様の比較法などを使用して所望の又は許容可能な下限値よりも低いかどうかを判定させることができる。検知温度が所望の値よりも低い場合には、マイクロプロセッサは、最終的にその特定のホイールスペース68の温度を所望の値まで上昇させるアクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させることができる。
信号経路54上のアクチュエータ制御信号は、電気機械装置(例えば、モータ)、油圧式アクチュエータ又はその他の適当な装置のような装置72に接続することができる。装置72の出力74は、ガスタービン10のタービンセクション14(図1)の全周辺部に隣接しかつ該全周辺部を囲むことができるオプション同期リング76に連結することができる。同期リング76は、それを利用する場合には、タービンケーシング60の外側に設置された複数のアクチュエータ78の各アクチュエータに連結される。図2には、1つのそのようなアクチュエータ78を示している。幾つかのその他の適当な方法で回転可能又は移動可能とすることができるアクチュエータ78の出力シャフトは、これもまた幾つかのその他の適当な方法で回転可能又は移動可能とすることができるシャフト80に連結される。シャフト80は、プレナム62内に設置されたその底端部(図2に見られるように)において、1つ又はそれ以上の楕円(又は、その他の適当な)形状の開口部84を有する冷却空気制御バルブ82に連結される。プレナム62内に設置することができるバルブ82は、幾つかのその他の適当な方法で回転可能又は移動可能とすることができる。冷却空気制御バルブ82はまた、バタフライバルブ、ゲートバルブ又はボールバルブのようなその他の適当なタイプのバルブを含むことができる。シール及び/又はブッシュ86を設けて、アクチュエータ78の出力とのその連結部においてシャフト80を適正にシールする。ブッシュ86はまた、タービンケーシング60内に形成された(例えば、ドリル加工された)孔を通して配置して、シャフト80の周りにシールを形成する。シール及び/又はブッシュ86は、タービンケーシング60の内側からケーシング60の外側への加圧空気ガスの漏洩を減少させる。
チューブ90が、中空ノズル64内部及びダイヤフラム66内に設置される。チューブ90の頂部又は上部部分(図2に見られるように)はまた、シャフト80の底部部分の孔84とほぼ同じ垂直方向位置に1つ又はそれ以上の楕円(又は、その他の適当な)形状の孔92を有する。チューブ90の底部部分は、ホイールスペース68と流体連通状態になったより細い直径部分を有する。
運転中に、マイクロプロセッサ50が、特定のホイールスペース68の現在最新温度が所望の又は許容可能な上限値よりも高いと判定した時には、マイクロプロセッサは、最終的に冷却空気制御バルブ82内の孔84をチューブ90の上部部分内の孔92に整列させる(完全に又は部分的にかのいずれかで)アクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させる。このような整列状態になると、それによって、プレナム62内の加圧空気量がチューブ90内に流入し、該チューブ90を通って下方に流れ、かつ最終的にホイールスペース68内に流入することが可能になる。この加圧空気は一般的に、上限値を超えたホイールスペース68内の検知高温空気よりも低温であり、ホイールスペース68への冷却加圧空気の流れを発生させ、それによってホイールスペース68の温度を低下させる。マイクロプロセッサ50が、ホイールスペース温度が上限値と同等又はそれ以下であり、従って許容可能な値であると判定すると、マイクロプロセッサは次に、冷却空気制御バルブ82を移動させるアクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させ、従ってバルブ82内の孔84がチューブ90の上部部分内の孔92と全く整列しないか又は部分的にのみ整列するようにする。これにより、チューブ90を通るホイールスペース68への冷却加圧空気の流れを停止又は減少させる。
同様に、マイクロプロセッサ50が、特定のホイールスペース68の現在最新温度が所望の又は許容可能な下限値よりも低いと判定した時には、マイクロプロセッサは、最終的にバルブ82内の孔84をチューブ90の上部部分内の孔92と整列させる(部分的に又は全く整列させないかのいずれかで)アクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させる。このような整列状態になると、それにより、プレナム62内の加圧空気がチューブ90内に流入し、該チューブ90を通って下方に流れ、かつ最終的にホイールスペース68内に流入することが全くできないか又はその僅かな量のみが可能になる。ホイールスペース68に供給される冷却空気量のこの減少によって、ホイールスペース68の温度は、前述した理由によって上昇させることが可能になる。
本発明の実施形態によると、各ホイールスペース68は、図2に示しかつ上述したように複数のアクチュエータ78及びバルブ82の組合せを利用することになる。従って、同期リング76は、それを利用する場合には、タービンセクション14(図1)の全周辺部を囲みかつ単一のホイールスペース68に対応する複数のアクチュエータ78及びバルブ82の組合せの同時作動を生じさせて、それによってそのホイールスペース68の温度を所望の値に適正に制御するように使用することができる。各ホイールスペース68は、それ自体の専用同期リング76を有することができる。
図3には、図2の実施形態と幾らか類似した本発明の別の実施形態を示している。従って、図2及び図3間では、同じ参照符号が同様の要素を示している。図3では、チューブ90の代わりにシャフト80が、下方に中空ノズル64の高さ全体を貫通してかつダイヤフラム66内に延びる(図3に見られるように)。シャフト80の底部には、移動可能な(例えば回転可能な)連結部100があり、この連結部100は、その中に1つ又はそれ以上の間隔を置いて配置した開口部104を形成した回転バルブリングの形態の冷却空気制御バルブ102に連結される。図2の実施形態と同様に、冷却空気制御バルブ102は、バタフライバルブ、ゲートバルブ又はボールバルブのようなその他の適当なタイプのバルブを含むことができる。回転バルブリングは、ガスタービン10のタービンセクション14(図1)の全周辺部を囲むことができる。各開口部104は、ダイヤフラム66の一体金属部分内に形成された(例えば、ドリル加工された)対応する孔106を通してホイールスペース68と流体連通状態になっている。
運転中に、マイクロプロセッサ50が、特定のホイールスペース68の現在最新温度が所望の又は許容可能な上限値よりも高いと判定した時には、マイクロプロセッサは、回転バルブリング102内の開口部104の各々が、孔106の対応する孔と整列する(完全に又は部分的にかのいずれかで)まで、最終的にシャフト80を移動(例えば、回転)させかつ連結部100を移動(例えば、回転)させるアクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させる。開口部104がこのような整列状態になると、それにより、ダイヤフラム66内の冷却加圧空気量が、整列した開口部104を通って流れ、孔106内に流入し、下方に該孔106を通って流れ(図3に見られるように)、かつ最終的にホイールスペース68内に流入して、それによってホイールスペース68の温度を許容可能な値まで低下させることが可能になる。図2の実施形態と同様に、マイクロプロセッサ50が、ホイールスペース温度が上限値以下であると判定すると、マイクロプロセッサは、冷却空気制御バルブ102を移動(例えば、回転)させるアクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させ、従ってバルブ102内の開口部104が対応する孔106と全く整列しないか又は部分的にのみ整列するようにする。これにより、ホイールスペース68への冷却加圧空気の流れを停止又は減少させる。
また、マイクロプロセッサ50が、特定のホイールスペース68の現在最新温度が所望の又は許容可能な下限値よりも低いと判定した時には、マイクロプロセッサは、回転バルブリング102内の開口部104の各々が、孔106の対応する孔と整列していない(全く又は部分的にかのいずれかで)状態になるまで、最終的にシャフト80を移動(例えば、回転)させかつ連結部100を移動(例えば、回転)させるアクチュエータ制御信号を信号経路54上に起動させる。このような整列状態になると、それにより、ダイヤフラム66内への冷却加圧空気が整列した開口部104を通って流れ、孔106内に流入し、下方に該孔106を通って流れ(図3に見られるように)、かつ最終的にホイールスペース68内に流入することが全くできないか又はその僅かな量のみが可能になる。このことにより、ホイールスペース68の温度は、前述した理由によって所望の又は許容可能な値まで上昇させることが可能になる。
本発明の実施形態は、その他のガスタービン構成要素に給送される冷却空気流から主として分離しかつ別個にホイールスペース68に供給する冷却加圧空気流を制御することにより、タービンホイールスペース温度の制御を改善する。従って、本発明の実施形態は、これらその他のガスタービン構成要素に別個に供給される冷却空気流及びそれに関連する漏洩に全く悪影響を与えずかつそれらによって影響を受けない。本発明の実施形態は、修正品(改造品)として又はオリジナル設計の部品としてのいずれかとして、ガスタービンのホイールスペースに適用することができる。
本発明の実施形態はまた、寄生二次空気流の使用の低減をもたらし、それによってガスタービン効率及び出力を増加させる。フィードバック制御システムの一部としてマイクロプロセッサ50と組合せて圧縮機抽出流量調整を用いることによって、周囲条件変動、負荷変動、及び機械間の漏洩流変動に関係なく、ホイールスペース68に対して減量した加圧空気流を送給することができる。
限られた数の実施形態に関してのみ本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
10 ガスタービン
12 圧縮機セクション
14 タービンセクション
16 中心線
18、20 ポート
22、24、38、40 管路
26、28、30、32、42、44、46、48 入口ポート
33 空気冷却器
34、36 ポート
50 マイクロプロセッサ
52、54 信号経路
60 タービンケーシング
62 プレナム
64 ノズル
66 ダイヤフラム
68 ホイールスペース
70 センサ
72 装置
74 出力
76 同期リング
78 アクチュエータ
80 シャフト
82 バルブ
84、92 孔
86 ブッシュ
90 チューブ
92、106 孔
100 連結部
102 バルブリング
104 開口部

Claims (10)

  1. ガスタービン(10)のタービンセクション(14)のホイールスペース(68)に供給される冷却空気量を制御するための装置であって、当該装置が、
    前記ホイールスペース(68)の温度を検知しかつ検知温度信号(52)を提供するセンサ(70)と、
    前記検知温度信号(52)に応答して、前記ホイールスペース(68)の温度が所望の値を超えているかどうかを判定するプロセッサ(50)と
    を備えていて、前記ホイールスペース(68)の温度が前記所望の値を超えている場合には、前記プロセッサ(50)が、アクチュエータ制御信号(54)を起動させて冷却空気制御バルブ(82、102)の移動を制御して、前記ガスタービン(10)の圧縮機セクション(12)から又は前記ガスタービン(10)の圧縮機セクション(12)から空気を受けた冷却空気冷却器(33)から供給されたより多量の冷却空気が前記ホイールスペース(68)に流れるようにし、それによって該ホイールスペース(68)の温度を冷却する、装置。
  2. 前記冷却空気が、その中に前記冷却空気制御バルブ(82)が設置されたプレナム(62)に供給される、請求項1記載の装置。
  3. 前記アクチュエータ制御信号(54)が、該アクチュエータ制御信号(54)に応答してその出力シャフト(80)の移動を制御する第1のアクチュエータ(78)に提供され、
    前記第1のアクチュエータ(78)の出力シャフト(80)が、前記冷却空気制御バルブ(82、102)と連結され、
    前記第1のアクチュエータ出力シャフト(80)の移動が、前記冷却空気制御バルブ(82、102)の移動を制御して、前記冷却空気が前記ホイールスペース(68)に流れるようにする、請求項1記載の装置。
  4. 前記冷却空気制御バルブ(82)が、前記冷却空気制御バルブ(82)の1つ又はそれ以上の開口部(84)と整列する1つ又はそれ以上の開口部(92)を有するチューブ(90)と連結されて、前記ホイールスペース(68)の温度が前記所望の値を超えた時に前記冷却空気が該ホイールスペース(68)に流れるようにする、請求項3記載の装置。
  5. 前記第1のアクチュエータ出力シャフト(80)及び冷却空気制御バルブ(82)が、回転可能である、請求項3記載の装置。
  6. 第2のアクチュエータ(72)が、前記アクチュエータ制御信号(54)に接続され、
    前記第2のアクチュエータ(72)が、前記第1のアクチュエータ(78)に連結されかつ前記アクチュエータ制御信号(54)に応答して該第2のアクチュエータ(72)の出力シャフトの移動を制御する出力を有し、
    前記第1のアクチュエータ(78)の出力シャフト(80)が、前記冷却空気制御バルブ(82)に連結され、
    前記第1のアクチュエータ出力シャフト(80)の移動が、前記冷却空気制御バルブ(82)の移動を制御して、前記冷却空気が前記ホイールスペース(68)に流れるようにする、請求項1記載の装置。
  7. 前記第2のアクチュエータ(72)が、モータ又は油圧式アクチュエータの1つを含む、請求項6記載の装置。
  8. 前記冷却空気が、パイプ、導管又は孔によって、その中に前記冷却空気制御バルブ(82)が設置されたプレナム(62)に供給される、請求項1記載の装置。
  9. 複数の第1のアクチュエータ(78)が、前記アクチュエータ制御信号(54)に接続され、
    前記複数の第1のアクチュエータ(78)の各々が、前記アクチュエータ制御信号(54)に応答して該複数の第1のアクチュエータ(78)の各々の出力シャフト(80)の移動を同時に制御する同期リング(76)に連結された出力を有し、
    前記複数の第1のアクチュエータ(78)の各々の出力シャフト(80)が、複数の前記冷却空気制御バルブ(82)の対応する冷却空気制御バルブに連結され、
    前記第1のアクチュエータ出力シャフト(80)の各出力シャフトの移動が、前記対応する冷却空気制御バルブ(82)の移動を制御して、前記冷却空気が前記ホイールスペース(68)に流れるようにする、請求項1記載の装置。
  10. 前記冷却空気制御バルブ(82)が、ダイヤフラム(66)内に設置された回転バルブリング(102)を含み、前記冷却空気が、その中に前記回転バルブリング(102)が設置された前記ダイヤフラム(66)に供給される、請求項1記載の装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015513636A (ja) * 2012-03-01 2015-05-14 ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータNuovo Pignone S.R.L. オペレータの動作に助言するための方法およびシステム
JP2015145677A (ja) * 2015-04-03 2015-08-13 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201121426D0 (en) * 2011-12-14 2012-01-25 Rolls Royce Plc Controller
US20130170966A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-04 General Electric Company Turbine cooling system
US9670797B2 (en) * 2012-09-28 2017-06-06 United Technologies Corporation Modulated turbine vane cooling
JP6320063B2 (ja) * 2014-02-03 2018-05-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン、ガスタービンの制御装置、ガスタービンの冷却方法
US9816390B2 (en) 2015-07-01 2017-11-14 Hamilton Sundstrand Corporation Electric actuator for engine control
US10514065B2 (en) * 2015-12-14 2019-12-24 Hamilton Sundstrand Corporation Bearing thermal management system and method
US10619509B2 (en) * 2018-04-27 2020-04-14 United Technologies Corporation Gas turbine engine flow modulation in a rotating vane
US11047313B2 (en) * 2018-12-10 2021-06-29 Bell Helicopter Textron Inc. System and method for selectively modulating the flow of bleed air used for high pressure turbine stage cooling in a power turbine engine
US20220136404A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-05 General Electric Company Gas turbine mass differential determination system and method
CN112832909B (zh) * 2021-03-23 2022-03-29 中国航发沈阳发动机研究所 一种航空发动机飞行包线控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4117669A (en) * 1977-03-04 1978-10-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Apparatus and method for reducing thermal stress in a turbine rotor
JPH0643811B2 (ja) * 1985-07-29 1994-06-08 株式会社日立製作所 ガスタービンのホットパーツ冷却方法
US4893983A (en) * 1988-04-07 1990-01-16 General Electric Company Clearance control system
US5224332A (en) * 1990-12-27 1993-07-06 Schwarz Frederick M Modulated gas turbine cooling air
GB2319307B (en) * 1996-11-12 2000-11-08 Rolls Royce Plc Gas turbine engine cooling air flow control
DE19824766C2 (de) * 1998-06-03 2000-05-11 Siemens Ag Gasturbine sowie Verfahren zur Kühlung einer Turbinenstufe
US6523346B1 (en) * 2001-11-02 2003-02-25 Alstom (Switzerland) Ltd Process for controlling the cooling air mass flow of a gas turbine set
US20070137213A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 General Electric Company Turbine wheelspace temperature control

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015513636A (ja) * 2012-03-01 2015-05-14 ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータNuovo Pignone S.R.L. オペレータの動作に助言するための方法およびシステム
US9921577B2 (en) 2012-03-01 2018-03-20 Nuovo Pignone Srl Method and system for diagnostic rules for heavy duty gas turbines
US10088839B2 (en) 2012-03-01 2018-10-02 Nuovo Pignone Srl Method and system for real-time performance degradation advisory for centrifugal compressors
JP2015145677A (ja) * 2015-04-03 2015-08-13 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン

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