JP2015155703A - ガスタービン及びガスタービン冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスタービン1は、燃焼用空気を吸入して圧縮空気とする圧縮部2と、燃料を噴射して燃焼させる燃焼部3と、燃焼部3を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部5と、圧縮部2の途中から圧縮空気の一部を抽出してタービン部5の内部に導く冷却空気系統6と、制御部7と、を備えている。冷却空気系統6は、圧縮空気の一部を冷却するクーラー10と、このクーラー10を通過する圧縮空気が流れる主系統11と、この主系統11を流れる空気流量を調整する第一流量調整弁12と、クーラー10を回避して再び主系統11と合流する流れを形成するバイパス系統13と、このバイパス系統13を流れる空気流量を調整する第二流量調整弁15と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明に係るガスタービンは、燃焼用空気を吸入して圧縮空気とする圧縮部と、この圧縮部から送られてきた前記圧縮空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、前記圧縮部の途中から前記圧縮空気の一部を抽出して前記タービン部の内部に導く冷却空気系統と、を備え、前記冷却空気系統が、前記圧縮空気の一部を冷却する冷却部と、この冷却部を通過する圧縮空気が流れる主系統と、この主系統を流れる空気流量を調整する第一流量調整部と、前記主系統とは別に、前記冷却部を回避して再び前記主系統と合流する流れを形成するバイパス系統と、このバイパス系統を流れる空気流量を調整する第二流量調整部と、ガスタービン負荷に応じて予め算出された前記燃焼用空気の吸入量に係るパラメータと、前記圧縮部における前記燃焼用空気の吸気温度と、の関係式に基づき、前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
本実施形態に係るガスタービン1は、図1に示すように、燃焼用空気を吸入して圧縮空気とする圧縮部2と、この圧縮部2から送られてきた圧縮空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部3と、この燃焼部3の下流側に位置し、燃焼部3を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部5と、圧縮部2の途中から圧縮空気の一部を抽出してタービン部5の内部に導く冷却空気系統6と、制御部7と、を備えている。
ガスタービン1の冷却方法としては、図7に示すように、圧縮空気の一部を主系統11とバイパス系統13との流れに分流する分流ステップ(S01)と、主系統11を流れる圧縮空気をクーラー10によって冷却する冷却ステップ(S02)と、主系統11を流れる圧縮空気の流量を第一流量調整弁12にて調整する第一調整ステップ(S03)と、バイパス系統13を流れる圧縮空気の流量を第二流量調整弁15にて調整する第二調整ステップ(S04)と、主系統11とバイパス系統13とを流れる圧縮空気を再び合流する合流ステップ(S05)と、を備えている。
例えば、温度変化にかかわらず弁開度がある程度一定となるように各関係式を算出しているが、バイパス系統13側に調整幅を確保することができる場合には、もっと勾配を持たせた関係式としてもよい。また、各関係式とも、試運転時の調整結果等に応じて見直しても構わない。
2 圧縮部
3 燃焼部
5 タービン部
6 冷却空気系統
7 制御部
8 IGV(吸入量調整部)
10 クーラー(冷却部)
11 主系統
12 第一流量調整弁(第一流量調整部)
13 バイパス系統
15 第二流量調整弁(第二流量調整部)
f1 第一関係式
f2 第二関係式
f3 第三関係式
Claims (6)
- 燃焼用空気を吸入して圧縮空気とする圧縮部と、
この圧縮部から送られてきた前記圧縮空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、
この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、
前記圧縮部の途中から前記圧縮空気の一部を抽出して前記タービン部の内部に導く冷却空気系統と、
を備え、
前記冷却空気系統が、前記圧縮空気の一部を冷却する冷却部と、
この冷却部を通過する圧縮空気が流れる主系統と、
この主系統を流れる空気流量を調整する第一流量調整部と、
前記主系統とは別に、前記冷却部を回避して再び前記主系統と合流する流れを形成するバイパス系統と、
このバイパス系統を流れる空気流量を調整する第二流量調整部と、
ガスタービン負荷に応じて予め算出された前記燃焼用空気の吸入量に係るパラメータと、前記圧縮部における前記燃焼用空気の吸気温度と、の関係式に基づき、前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とするガスタービン。 - 前記圧縮部の入口の開度を変動して、吸入する前記燃焼用空気量を調整する吸入量調整部を備え、
前記関係式が、前記ガスタービン負荷が相対的に高い場合における前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部の開度と前記吸気温度との関係を示す第一関係式と、
前記ガスタービン負荷が相対的に低い場合における前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部の開度と前記吸気温度との関係を示す第二関係式と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のガスタービン。 - 前記圧縮空気の一部が流れる開口面積が変化するように前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部の開度が調整され、
前記制御部が、前記第一流量調整部又は前記第二流量調整部の少なくとも一方の開度状態が所定の開度未満の場合、又は前記冷却空気系統の出口温度が所定の温度以上の場合に警告を発することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスタービン。 - 圧縮部で燃焼用空気を吸入して圧縮した圧縮空気の一部を利用してタービン部の内部を冷却するガスタービン冷却方法であって、
前記圧縮空気の一部を主系統とバイパス系統との流れに分流する分流ステップと、
前記主系統を流れる前記圧縮空気を冷却する冷却ステップと、
前記主系統を流れる前記圧縮空気の流量を調整する第一調整ステップと、
前記バイパス系統を流れる前記圧縮空気の流量を調整する第二調整ステップと、
前記主系統と前記バイパス系統とを流れる圧縮空気を再び合流する合流ステップと、
を備え、
前記第一調整ステップ及び前記第二調整ステップでは、ガスタービン負荷に応じて予め算出された前記燃焼用空気の吸入量に係るパラメータと、前記圧縮部における前記燃焼用空気の吸気温度と、の関係式に基づき、前記圧縮空気の流量を調整することを特徴とするガスタービン冷却方法。 - 前記第一調整ステップでは、前記主系統を流れる前記圧縮空気の流量を第一流量調整部の開度を変えて調整し、前記第二調整ステップでは、前記バイパス系統を流れる前記圧縮空気の流量を第二流量調整部の開度を変えて調整し、
前記関係式が、前記ガスタービン負荷が相対的に高い場合における前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部の開度と前記吸気温度との関係を示す第一関係式と、
前記ガスタービン負荷が相対的に低い場合における前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部の開度と前記吸気温度との関係を示す第二関係式と、
を備えていることを特徴とする請求項4に記載のガスタービン冷却方法。 - 前記第一調整ステップでは、前記主系統を流れる前記圧縮空気の流量を第一流量調整部の開度を変えて調整し、前記第二調整ステップでは、前記バイパス系統を流れる前記圧縮空気の流量を第二流量調整部の開度を変えて調整し、
前記第一調整ステップ及び前記第二調整ステップにおいて、前記圧縮空気の一部が流れる開口面積が変化するように前記第一流量調整部及び前記第二流量調整部の開度が調整されるとともに、前記第一流量調整部又は前記第二流量調整部の開度状態の少なくとも一方が所定の開度未満の場合、又は前記主系統と前記バイパス系統とを流れる前記圧縮空気が合流してから前記タービン部の内部に至るまでの間での前記圧縮空気の温度が所定の温度以上の場合に警告を発することを特徴とする請求項4又は5に記載のガスタービン冷却方法。
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---|---|---|---|---|
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