JP6243622B2 - タービンコンポーネント冷却システム - Google Patents

Description

本明細書で開示されている主題は、タービンコンポーネントを冷却するためのシステムに関する。より詳細には、本開示の態様は、タービンコンポーネントの冷却を制御するためのシステムに関する。

タービンコンポーネントのための従来の冷却水システムは、デジタル制御を使用しており、デジタル制御は、冷却システムを、２つのモード（オンまたはオフ）のうちの１つに置く。これらの冷却水システムは、室温勾配（下限値は別として）、または冷却されているコンポーネントの温度を考慮しないことがある。さらに、これらのシステムは、冷却システムの連続最大運転のために設計されている。室温が下限値に到達または接近するとき、これらの従来のシステムは、稼働し続ける。これらのプロセスおよび制御は、非効率であり、コストがかかる可能性がある。

米国特許出願公開第２０１０／０１８０５７１号公報

タービンコンポーネントを冷却するためのシステムが開示されている。様々な実施形態は、タービンコンポーネントに流体接続された導管のセットを冷却するためのファンシステムのセットと、タービンコンポーネントに動作可能に接続された、タービンコンポーネントの温度指示値を獲得するための温度センサーと、ファンシステムのセットおよび温度センサーに動作可能に接続された制御システムであって、温度指示値が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答してファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を速度の範囲にわたって修正するための制御システムとを有する、システムを含む。

本発明の第１の態様は、タービンコンポーネントに流体接続された導管のセットを冷却するためのファンシステムのセットと、タービンコンポーネントに動作可能に接続された、タービンコンポーネントの温度指示値を獲得するための温度センサーと、ファンシステムのセットおよび温度センサーに動作可能に接続された制御システムであって、温度指示値が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答してファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を速度の範囲にわたって修正するための制御システムとを有する、システムを含む。

本発明の第２の態様は、タービン冷却流体を冷却するように構成されたタービンファンシステムのセットに動作可能に接続された制御システムを有するシステムを含み、制御システムは、タービン冷却流体の温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を速度の範囲にわたって修正するように構成されている。

本発明の第３の態様は、少なくとも１つのコンピューティングデバイスを有するシステムを含み、少なくとも１つのコンピューティングデバイスは、タービン冷却流体の温度を決定することと、タービン冷却流体の温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答してファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を速度の範囲にわたって修正することとを実行することによってファンシステムのセットを制御するように構成されている。

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面と関連付けられた、本発明の様々な態様の以下の詳細な説明によって、より容易に理解される。

本発明の様々な実施形態による導管の３次元の斜視図である。 本発明の様々な実施形態によるファンシステムおよび複数の導管の概略断面図である。 本発明の様々な実施形態による冷却システムの概略図である。 本発明の様々な実施形態によるデータフロー図である。 本発明の様々な実施形態による制御システムを含む図示の環境を示す図である。

本発明の図面は、原寸に比例していないということに留意されたい。図面は、単に、本発明の典型的な態様を示すことが意図されており、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。図面では、図面同士の間において、同様の参照符号は同様の要素を表している。

本明細書で開示されている本発明の態様は、タービンコンポーネント（例えば、ガスタービンコンポーネントおよびガスタービン付属設備）を冷却するためのシステムに関する。より具体的には、本開示の態様は、冷却流体導管を使用して、タービンコンポーネントの制御された冷却をするためのシステムに関する。

本明細書で記述しているように、タービンのための従来の冷却水システムは、デジタル制御を使用しており、デジタル制御は、冷却システムを、２つのモード（オンまたはオフ）のうちの１つに置く。これらの冷却水システムは、室温勾配（下限値は別として）、または、冷却されているコンポーネントの温度を考慮しないことがある。さらに、これらのシステムは、冷却システムの連続最大運転のために設計されている。室温が下限値に到達または接近するとき、これらの従来のシステムは、稼働し続ける。すなわち、これらの従来のシステムは、水または冷却流体混合物の冷却が実際に必要であるかどうかにかかわらず、冷却ファンを稼働させ続ける。

これらの従来の冷却水システムとは対照的に、本発明の様々な実施形態は、その冷却水ファンを制御して、タービンコンポーネントに所望の冷却効果を提供するシステムを含む。すなわち、本発明の様々な実施形態にしたがって開示されているシステムは、１つまたは複数のファンの速度を、速度の範囲（例えば、３６０毎分回転数（ＲＰＭ）から、１２００ＲＰＭへ、１８００ＲＰＭへ、など）にわたって制御し、タービンコンポーネントの冷却要求を満たす。システムは、１つまたは複数のファンの速度を、この速度の範囲にわたって調節し、所望の冷却効果を実現することが可能である。本発明の様々な実施形態では、この速度の「範囲」は、それぞれのファンシステムについて、おおよそ１ＲＰＭから最大ＲＰＭレベルに及ぶことが可能であるということが理解される。すなわち、この速度の範囲は、いくつかの場合では、おおよそ１ＲＰＭから１８００ＲＰＭに及ぶことが可能であるが、当技術分野で知られているように、これらの速度は、開示されている本発明の範囲の中にあるままで、変化させられることが可能である。本発明の様々な実施形態では、システムは、１つまたは複数のファンの速度を調節することが可能であり、速度が、この速度の範囲の中で特定のレベルに設定されるようになっている。一層さらに、本明細書で記載されているように、本発明の様々な実施形態では、システムは、タービンおよびそのコンポーネントに関連する、１つまたは複数の関心ポイント／コンポーネントの温度を決定することに応答して、１つまたは複数のファンの速度を調節することが可能である。

図１を見てみると、本発明の様々な実施形態にしたがって、冷却導管２の３次元の斜視図が示されている。冷却導管２は、複数の熱交換エレメント４を含むように示されており、熱交換エレメント４は、例えば、熱交換エレメント４、および／または、導管２の本体部５を横切る対流冷却によって、導管２の冷却を可能とするように構成されている。いくつかの場合では、熱交換エレメント４は、熱交換フィン、隆起部、または、他の熱交換エレメントを含む。図２は、導管２のセット（複数の導管２を含む）に流体接続されたファンシステム６の概略断面端面図を示しており、それらの導管２は、冷却流体（例えば、冷却水または冷却混合物）をタービンシステムの１つまたは複数のコンポーネント（図示せず）に供給するように構成されている。導管２のセットは、（１つまたは複数の）タービンコンポーネントに流体接続され、（１つまたは複数の）タービンコンポーネントの温度を修正するために冷却流体を供給することが可能である。示されているように、それぞれのファンシステム６は、ファン／ファンモーター７の運転速度を修正するために、ファン／ファンモーター７および可変周波数駆動（ＶＦＤ）９を含むことが可能である。さらに本明細書で説明されるように、ファンシステム６は、（例えば、従来のワイヤレスおよび／またはハードワイヤード手段を介して）制御システム（図３）に動作可能に接続されてもよい。

図３は、タービンシステム１１（例えば、ガスタービン、および、それに関連するガスタービン付属設備）の中の１つまたは複数のタービンコンポーネント（複数可）１２を冷却するための冷却システム１０の概略図を示している。冷却システム１０は、図２に関して説明されているように、ファンシステム６のセットを含んでもよい。冷却システム１０は、冷却システム１０および／またはタービンコンポーネント１２に動作可能に接続（一点鎖線によって示されているデータ接続）された少なくとも１つの温度センサー１４をさらに含んでもよい。（１つまたは複数の）温度センサー１４は、例えば、タービンシステム１１の運転の間に、冷却システム１０および／またはタービンコンポーネント１２の温度指示値を獲得することができる。（１つまたは複数の）温度センサー１４は、（１つまたは複数の）それらのシステムの任意の位置において、冷却システム１０、タービンシステム１１の様々なタービンコンポーネント１２、および／または、制御システム１６（さらに本明細書で示され、説明されている）に、動作可能に接続されてもよい（例えば、物理的に接続された手段、ワイヤレス接続された手段、または、ハードワイヤを介して接続された手段）ということが理解される。

記述しているように、冷却システム１０は、ファンシステムのセットの中のそれぞれのファンシステム６、タービンシステム１１、および、タービンコンポーネント１２に動作可能に接続された制御システム１６をさらに含むことが可能である。制御システム１６は、温度指示値が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、ファンシステムのセットの中の１つまたは複数のファンシステム６の速度を修正することができる。とりわけ、制御システム１６は、それぞれのファンシステム６の可変周波数駆動９（図２）に命令を供給し、そのファンシステム６の中のファンモーター７の運転（例えば、運転速度）を修正するように構成されている。例えば、いくつかの場合では、制御システム１６は、温度指示値が所定の範囲の上限を超えている（望ましくない程に高い温度を示している）と決定することに応答して、（例えば、可変周波数駆動９の出力を修正することによって）ファンモーター７の運転速度を増加させることが可能である。代替的に、制御システム１６は、温度指示値が所定の範囲の下限より下である（望ましくない程に低い温度を示している）と決定することに応答して、ファンモーター７の運転速度を減少させることが可能である。所定の温度値の範囲は、タービンコンポーネント１２の望ましい運転温度によって、または、タービンシステム１１の中の他の態様（例えば、周囲空気温度、タービン負荷条件、空気／流体入口部および／または出口部温度など）によって決定することができる。

また、制御システム１６は、ファンシステム６の（例えば、２つまたはそれより多くの）セットを監視するように構成されており、ファンシステム６のそのセットの中のそれぞれのファンシステム６の中のファンモーター７の運転速度を独立して修正する。多くの場合、これによって、制御システム１６が、個別のファンシステム６の運転速度を個別のレベルに設定することが可能になる。

図３は、図２を参照して示され、説明されているのと同様の方式で、導管を覆っている複数のファンシステム６の概略上面図を図示している。この場合、ファンシステム６の２つの並列のグループが、タービン流体（例えば、冷却水または冷却混合物）を冷却するために配置されている。示されているように、ファンシステム６のうちの少なくとも２つが、並列に配置されており、この場合、６つのファンシステム６が、２つの個別のグループで示されており、２つの個別のグループが、並列に配置されている。ファンシステム６を流体接続しているのは、冷却流体をタービンコンポーネント１２に運搬することができる導管である。いくつかの場合では、それぞれのファンシステム６を通り抜ける導管２は、共通導管１７に接続され、共通導管１７は、ファンシステム６、および／または、タービンシステム１１などの追加的なコンポーネントの間を通ることが可能である。記述しているように、図３に示されている配置は、概略的な表現を含むことが可能であり、本発明を限定することは全く意図されていない。例えば、冷却システム１０は、６つよりも多いまたは少ないファンシステム６を有することが可能であり、これらファンシステム６のより多くのまたはより少ない並列の構成および一連の構成を有することが可能である。

本発明の様々な実施形態では、制御システム１６は、ファンシステムの（例えば、２つまたはそれより多くの）セットの中の１つまたは複数のファンシステム６の運転速度を積極的に監視および修正する機能を果たすように構成されている。一実施形態では、制御システム１６は、ファンシステム６の全部のセットの速度を第１のレベルに設定するように構成されている。例えば、ファンシステム６が起動されると、全てのファンシステム６を、おおよそ１００パーセントの能力の運転速度に設定することができる。この起動局面に続いて、制御システム１６は、（例えば、１つまたは複数の温度センサー１４から）温度指示値を決定し、その指示値を所定の温度値の範囲と比較し、タービンコンポーネント１２および／またはタービンシステム１１が、所望の範囲よりも上または下の温度にあるかどうかを決定することが可能である。

温度指示値が、所定の温度値の範囲よりも下である場合、制御システム１６が、少なくとも１つのファンシステム６（または、セクション「Ａ」によって示されているファンシステム６のセクション）に命令を提供し、（１つまたは複数の）ファンシステム６の速度を、第１のレベルより下の第２のレベルへ低減させる。いくつかの場合では、低減された第２のレベルは、第１のレベルよりもおおよそ３３％下にある。いくつかの場合では、温度指示値が、所定の温度値の範囲より下であるままの場合、制御システム１６は、（１つまたは複数の）追加的なファンシステム６（または、セクション「Ｂ」によって示されているファンシステム６のセクション）の運転速度をさらに低減させることができる。この速度低減は、ファンシステム６のグループの間で（例えば、セクションＡ、Ｂ、およびＣの間で）段階的に実行可能である。さらに、コンポーネントの温度が所定の温度値の範囲よりも小さい、第２のより低い閾値レベルの下であるということを、次に続く温度指示値が示している場合、制御システム１６は、ファンシステムのセットの中の追加的なファンシステム６の速度をさらに低減させることができる。制御システム１６は、（例えば、温度センサー１４から）タービンコンポーネント１２の温度に関する、次に続く温度指示値を連続的に獲得することが可能であり、１つまたは複数のファンシステム６の運転速度をリアルタイムに修正し、すなわち、前のレベルから次に続くレベルへの温度指示値の変化を伴って実質的に瞬間的に修正するということが理解される。

いくつかの実施形態では、第１のファンシステム６、または、ファンシステムのグループ（例えば、グループＣ）の速度は、（制御システム１６によって）速度の範囲の中の第１の（例えば、相対的に高い）速度に設定可能であり、個別の第２のファンシステム６（または、ファンシステムのグループ、例えば、グループＢ）は、温度指示値２４が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、第１の速度よりも低い第２の速度に設定可能であるということが理解される。いくつかの実施形態では、（１つまたは複数の）他のファンシステム６は運転中のままであるが、１つまたは複数のファンシステム（複数可）６（例えば、ファンシステムのグループ）を完全に停止してもよい。この場合、運転し続けている（１つまたは複数の）ファンシステム６は、個別の速度に設定可能である。

一層さらなる実施形態では、制御システム１６は、ファンシステム６のグループ（例えば、グループＣ）を実質的に連続的に稼働したままにしてもよく、一方、残りのグループ（例えば、グループＡおよび／またはＢ）の中の１つまたは複数のファンシステム（複数可）６の速度を、温度指示値２４が所定の温度値の範囲に入るまで修正することが可能である。これらの場合、制御システム１６は、連続的に稼働しているファンシステム６のグループを低レベル速度または中レベル速度（高い速度と低い速度との間）に設定可能であり、冷却要求の増加（例えば、温度指示値２４が所定の閾値を超えている）に応答して、これらのファンシステム６の速度を増加させることが可能である。ファンシステム６の特定のセクションの運転の変化に関連する、冷却システム１０の中のそれぞれのファンシステム６の設定および運転は、説明目的のためのものであり、冷却システム１０を運転しながら、上述された運転条件の組み合わせが可能である。さらに、３つの個別のファンシステム６のセクションを含む例は、説明目的のためだけのものであり、１つまたは複数のファンシステム６が、組み合わせて（または、切り離して）使用され、本発明の様々な実施形態によって記載されている効果を実現することが可能である。

図４は、本発明の様々な実施形態にしたがって実行される論理演算を図示する概略データフロー図を示している。示されているように、制御システム１６は、（例えば、１つまたは複数の室温センサーからの）室温データ２０、および、タービン（例えば、ガスタービンおよび関連する付属設備）の上のセンサーからの熱負荷データ２２などのような、データを獲得するように構成されている。制御システムは、図４に関連して説明されているように、温度指示値２４をさらに獲得することができ、それらの温度指示値２４は、流入する流体温度２６、流出する冷却された流体温度２８、冷却されたコンポーネント温度３０、および、冷却されたプロセス流体温度３２のうちの１つまたは複数を含んでもよい。制御システムは、これらの温度指示値２４を連続的に監視することが可能であり、それらの指示値を所定の閾値範囲と比較し、１つまたは複数のファンシステム６の運転を修正するかどうかを決定可能である。示されているように、所望の温度を実現するために、制御システム１６は、（例えば、運転速度変調命令３４を介して）運転速度を修正することができ、そのファンは、（例えば、ファン運転選択命令３６を介して）運転されており、および／または、流体流量変調３８を介して、導管を通して流れる流体のボリュームを修正することができる。所定の閾値範囲は、室温データ２０および／または熱負荷データ２２に基づいて決定可能であり、それは、室温センサー、流体温度センサー、および／または、タービンコンポーネントセンサーのうちの１つまたは複数から連続的に獲得することができる。

当業者によって認識されるように、本明細書で記載されている制御システム１６は、（１つまたは複数の）システム、（１つまたは複数の）方法、または、（１つまたは複数の）コンピュータープログラム製品として、例えば、ガスタービン監視システムの一部として、具現化してもよい。したがって、本発明の実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）完全にソフトウェアの実施形態の形をとるか、または、本明細書で、全て全体的に「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」と称されることがある、ソフトウェア的側面とハードウェア的側面とを組み合わせた実施形態の形をとることが可能である。そのうえ、本発明は、任意の有形的表現媒体に具現化されたコンピュータープログラム製品の形をとることが可能であり、有形的表現媒体は、媒体の中に具現化されたコンピューターが使用可能なプログラムコードを有している。

１つまたは複数のコンピューターが使用可能な媒体、または、（１つまたは複数の）コンピューター可読媒体の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピューターが使用可能な媒体、または、コンピューター可読媒体は、例えば、それに限定されないが、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、または、半導体式の、システム、装置、または、デバイスであることが可能である。コンピューター可読媒体のより具体的な例（完全に網羅されていないリスト）は、以下を含むこととなる：１つまたは複数のワイヤを有する電気的接続、ポータブルコンピューターディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバー、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶デバイス、インターネットもしくはイントラネットなどを補助するような伝送媒体、または、磁気記憶デバイス。プログラムが、例えば、紙または他の媒体を光学的にスキャンすることを介して電子的に獲得され、次いで、必要に応じて、コンパイルされるか、解釈されるか、または、そうでなければ、適切な方法で処理され、次いで、コンピューターメモリの中に記憶されるので、コンピューターが使用可能な媒体、または、コンピューター可読媒体は、その上にプログラムが印刷される紙または別の適切な媒体であることも可能であるということに留意されたい。本明細書の文脈では、コンピューターが使用可能な媒体またはコンピューター可読媒体は、命令実行システム、命令実行装置、または命令実行デバイスによって使用されるプログラムを、または、それと共に使用されるためのプログラムを、包含、記憶、通信、または伝送することが可能な任意の媒体であることが可能である。コンピューターが使用可能な媒体は、ベースバンド内または搬送波の一部として、その中に具現化された、コンピューターが使用可能なプログラムコードを備えた伝搬データ信号を含むことが可能である。コンピューターが使用可能なプログラムコードは、任意の適当な媒体を使用して送信可能であり、それに限定されないが、ワイヤレス、ワイヤライン、光ファイバーケーブル、ＲＦなどを含む。

本発明の運転を実施するためのコンピューター（または制御装置）プログラムコードは、（１つまたは複数の）任意のプログラミング言語で書かれることが可能であり、プログラミング言語は、例えば、それに限定されないが、Ｊａｖａ(登録商標）、Ｍａｇｉｋ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのようなオブジェクト指向プログラミング言語、および、「Ｃ」プログラミング言語、プロプライエタリソフトウェア、制御装置言語、組み込まれたまたは同様のプログラミング言語などのような従来の手続き型プログラミング言語である。プログラムコードは、完全に使用者のコンピューター上で実行される、部分的に使用者のコンピューター上で実行される、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして実行される、一部が使用者のコンピューター上で、一部がリモートコンピューター上で実行される、または、完全にリモートコンピューターまたはサーバー上で実行されることが可能である。後者のシナリオでは、リモートコンピューターは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通して、使用者のコンピューターに接続可能であり、または、外部コンピューターに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用して、インターネットを通して）接続がなされてもよい。

本発明の実施形態は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータープログラム製品のデータフロー図および／またはブロック図を参照して、明細書で記載されている。データフロー図および／またはブロック図のそれぞれのブロック、ならびに、フローチャート図および／またはブロック図の中のブロックの組み合わせは、コンピュータープログラム命令によって実施可能であるということが理解される。これらのコンピュータープログラム命令は、汎用コンピューター、専用コンピューター、または、他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサーに提供され、マシンを形成することが可能であり、コンピューターまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサーを介して実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて特定された機能／動作を実施するための手段を生成するようにする。

また、これらのコンピュータープログラム命令は、コンピューター可読媒体の中に記憶することができ、それは、コンピューターまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を特定の方式で機能させることができ、コンピューター可読媒体の中に記憶された命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて特定された機能／動作を実施する命令手段を含む製品を製造するようになっている。

また、コンピュータープログラム命令は、コンピューターまたは他のプログラム可能なデータ処理装置の上にロード可能であり、一連の動作ステップをコンピューターまたは他のプログラム可能な装置の上で実行させて、コンピューターで実行されたプロセスを生成し、コンピューターまたは他のプログラム可能な装置の上で実行された命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて特定された機能／動作を実施するためのプロセスを提供するようになっている。

図５を見てみると、制御システム（例えば、ガスタービン制御システム）１６を含む図示の環境１００が、本発明の実施形態にしたがって示されている。環境１００は、本明細書で記載されている様々なプロセスを実行することが可能なコンピューターインフラストラクチャー１０２を含む。とりわけ、コンピューターインフラストラクチャー１０２は、コンピューティングデバイス１０４を含むように示されており、コンピューティングデバイス１０４は、制御システム１６を含み、制御システム１６は、コンピューティングデバイス１０４が、本開示のプロセスを実行することによって、（１つまたは複数の）ファンシステム６のリアルタイム制御を提供することを可能にし、ファンシステム６は、（想像線によって示されているように）タービンシステム１１の中に、または、タービンシステム１１に近接して、位置付けられることが可能である。制御システム１６は、本明細書で記載されている制御システム１６の機能のいくつかまたは全てを実行するように構成されたインターフェース（例えば、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ））１１５を含むことが可能であるということが理解される。インターフェース１１５は、人間のオペレータが、制御システム１６と対話することを可能にするために、１つまたは複数のディスプレイ、作動可能ボタン、タッチスクリーンなどを有する１つまたは複数のＩ／Ｏデバイス１２０を含むことが可能である。いくつかの場合では、インターフェース１１５は、人間とマシンとの間、人間とプラントとの間、マシンとソフトウェアとの間などのインターフェースの役割を果たすことが可能な、標準産業的なヒューマン−マシン／マン−マシンインターフェース（ＨＭＩ／ＭＭＩ）システムを含むことが可能である。

コンピューティングデバイス１０４は、メモリ１１２、プロセッサー（ＰＵ）１１４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１１６、および、バス１１８を含むように示されている。さらに、コンピューティングデバイス１０４は、Ｉ／Ｏデバイス／リソース１２０および記憶システム１２２を含むように示されている。当技術分野で知られているように、一般に、プロセッサー１１４は、メモリ１１２および／または記憶システム１２２の中に記憶された、制御システム１６などのようなコンピュータープログラムコードを実行する。コンピュータープログラムコードを実行している間、プロセッサー１１４は、温度指示値データ２４（例えば、流入する流体温度データ２６、流出する冷却された流体温度データ２８、冷却されたコンポーネント温度データ３０、および／または、冷却されたプロセス流体温度データ３２、室温データ２０、および／または熱負荷データ２２）などのようなデータを、メモリ１１２、記憶システム１２２、および／またはＩ／Ｏインターフェース１１６から読み込んだり、かつ／または、それらに書き込んだりすることが可能である。バス１１８は、コンピューティングデバイス１０４の中のコンポーネントのそれぞれの間に通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏデバイス１２０は、使用者がコンピューティングデバイス１０４と対話することを可能にする任意のデバイス、または、コンピューティングデバイス１０４が１つまたは複数の他のコンピューティングデバイスと通信することを可能にする任意のデバイスを含むことが可能である。（それに限定されないが、キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイスなどを含む）入力／出力デバイスは、直接に、または、介在するＩ／Ｏ制御装置を通してのいずれかによって、システムに連結されてもよい。

図５に示されているように、環境１００は、（例えば、コンピューティングデバイス１０４を介して）制御システム１６に動作可能に接続されたタービンシステム（例えば、ガスタービンおよび関連するガスタービン付属設備）１１を適宜含むことができ、コンピューティングデバイス１０４およびタービンシステム１１は、任意のタイプの従来ネットワークを介して、例えば、産業ネットワーク／ホームネットワーク／ＩＰネットワーク／シリアルネットワークを介して接続されている。タービンシステム１１は、従来の手段によって（例えば、ワイヤレス手段またはハードワイヤード手段を介して）、（コンピューティングデバイス１０４を介して）制御システム１６に接続されてもよい。

いずれの場合も、コンピューティングデバイス１０４は、使用者によってインストールされたコンピュータープログラムコードを実行することができる任意の汎用コンピューティング製品（例えば、パーソナルコンピューター、サーバー、手持ち式デバイスなど）を含むことが可能である。しかし、コンピューティングデバイス１０４および制御システム１６が、単に、本開示の様々なプロセスステップを実行することが可能な、考えられる様々な等価のコンピューティングデバイスの代表例であるということが理解される。この点に関して、他の実施形態では、コンピューティングデバイス１０４は、特定の機能を実行するためのハードウェアおよび／またはコンピュータープログラムコードを含む任意の専用コンピューティング製品、専用ハードウェア／ソフトウェアと汎用ハードウェア／ソフトウェアとの組み合わせなどを含む任意のコンピューティング製品などを含むことが可能である。いずれの場合も、プログラムコードおよびハードウェアは、それぞれ、標準的なプログラミング技術および工学的技術を使用して作られることが可能である。

同様に、コンピューターインフラストラクチャー１０２は、単に、本開示を実施するための様々なタイプのコンピューターインフラストラクチャーを図示したものである。例えば、一実施形態では、コンピューターインフラストラクチャー１０２は、２つまたはそれより多くのコンピューティングデバイス（例えば、サーバークラスター）を含み、コンピューティングデバイスは、ネットワーク、共有メモリなどのような、任意のタイプのワイヤードおよび／またはワイヤレス通信リンクで通信し、本開示の様々なプロセスステップを実行する。通信リンクが、ネットワークを含むとき、ネットワークは、１つまたは複数のタイプのネットワーク（例えば、インターネット、ワイドエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、仮想プライベートネットワークなど）の任意の組み合わせを含むことが可能である。また、ネットワークアダプターが、システムに連結されてもよく、介在するプライベートネットワークまたは公共ネットワークを通して、データ処理システムが、他のデータ処理システム、または遠隔プリンター、または記憶デバイスに連結されるようになることを可能にする。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネット(登録商標）カードは、現状利用可能なタイプのネットワークアダプターのほんの一部にすぎない。とにかく、コンピューティングデバイスの間の通信は、様々なタイプの伝送技術の任意の組み合わせを利用することが可能である。

本明細書で述べられているように、制御システム１６は、コンピューティングインフラストラクチャー１０２が、とりわけ、本明細書で記載されているタービン冷却制御機能を果たすことを可能にするという技術的効果を有する。図５に示されている様々なコンポーネントのうちのいくつかは、コンピューターインフラストラクチャー１０２の中に含まれている１つまたは複数の別個のコンピューティングデバイスに対して、独立して実施され、組み合わされ、かつ／または、メモリの中に記憶されてもよいことが理解される。さらに、コンポーネントおよび／または機能性のうちのいくつかは、実施されないことがあり、または、追加的なスキーマおよび／または機能性が、環境１００の一部として含まれてもよいことが理解される。

本明細書で使用されている専門用語は特定の実施形態のみを説明することを目的としており、本開示を限定することは意図されていない。本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈で別の意味で明確に示されない限り、複数形も含むことが意図されている。さらに、本明細書で使用されている場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、述べられる特徴、整数、ステップ、オペレーション、要素、および／またはコンポーネントが存在することを明示しており、１つまたは複数の別の特徴、整数、ステップ、オペレーション、要素、コンポーネント、および／または、それらのグループが存在することまたは追加されることを排除しないということが理解されるであろう。さらに、用語「前方」および「後方」は、限定されるということが意図されておらず、かつ、必要に応じて、交換可能であるということが意図されているということが理解される。

この書面による説明は、本発明を開示するために、また、任意の当業者が本発明を実施（任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む）することができるように、例（最良の形態を含む）を使用している。本発明の特許の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含んでいる場合には、または、特許請求の範囲の文言とわずかに異なる、均等な構造的要素を含んでいる場合には、そのような他の例は、特許請求の範囲内に含まれるということが意図されている。

２ 冷却導管
４ 熱交換エレメント
５ 本体部
６ ファンシステム
７ ファン／ファンモーター
９ 可変周波数駆動（ＶＦＤ）
１０ 冷却システム
１１ タービンシステム
１２ タービンコンポーネント
１４ 温度センサー
１６ 制御システム
１７ 導管
２０ 室温データ
２２ 熱負荷データ
２４ 温度指示値
２６ 流入する流体温度
２８ 流出する冷却された流体温度
３０ 冷却されたコンポーネント温度
３２ 冷却されたプロセス流体温度
３４ 運転速度変調命令
３６ ファン運転選択命令
３８ 流体流量変調
１００ 環境
１０２ コンピューターインフラストラクチャー
１０４ コンピューティングデバイス
１１２ メモリ
１１４ プロセッサー（ＰＵ）
１１５ インターフェース（ＨＭＩ）
１１６ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
１１８ バス
１２０ Ｉ／Ｏデバイス
１２２ 記憶システム

Claims (19)

1. タービンコンポーネントに流体接続された導管のセット内のタービン冷却流体であって、前記タービンコンポーネントを冷却する前記タービン冷却流体を冷却するためのファンシステムのセットと、
   前記タービンコンポーネントに動作可能に接続された、前記タービンコンポーネントの温度指示値を獲得するための温度センサーと、
   前記ファンシステムのセットおよび前記温度センサーに動作可能に接続された制御システムであって、前記温度指示値が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を、速度の範囲にわたって修正するための制御システムと
   を含むシステム。
2. タービンコンポーネントに流体接続された導管のセット内のタービン冷却流体であって、前記タービンコンポーネントを冷却する前記タービン冷却流体を冷却するためのファンシステムのセットと、
   前記タービンコンポーネントに動作可能に接続された、前記タービンコンポーネントの第１の温度指示値を獲得するための第１の温度センサーと、
   前記タービン冷却流体の第２の温度指示値を獲得するための第２の温度センサーと、
   前記ファンシステムのセットおよび前記第１及び第２の温度センサーに動作可能に接続された制御システムであって、前記第１及び第２の温度指示値が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度及び、前記タービン冷却流体の流量を、速度及び、流量の範囲にわたって修正するための制御システムと
   を含むシステム。
3. タービンコンポーネントを冷却するタービン冷却流体を冷却するように構成されたタービンファンシステムのセットに動作可能に接続された制御システムを含み、前記制御システムは、
   前記タービン冷却流体の温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を、速度の範囲にわたって修正する
   ように構成されている、システム。
4. タービンコンポーネントを冷却するタービン冷却流体を冷却するように構成されたタービンファンシステムのセットに動作可能に接続された制御システムを含み、前記制御システムは、
   前記タービンコンポーネントの温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を、速度の範囲にわたって修正し、
   前記タービン冷却流体の温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記タービン冷却流体の流量を、流量の範囲にわたって修正する
   ように構成されている、システム。
5. 前記制御システムは、
   前記タービンファンシステムの全部のセットの速度を前記速度の範囲の中の第１の速度に設定することと、
   前記温度が前記所定の温度値の範囲よりも下であると決定することに応答して、前記タービンファンシステムのセットの中のファンシステム前記速度を、前記第１の速度よりも小さい第２の速度に低減させることと
   を実行するようにさらに構成されている、請求項３または４に記載のシステム。
6. それぞれのファンシステムが、
   ファンと、
   前記ファンに動作可能に接続されたファンモーターと、
   前記ファンモーターの前記運転速度を修正するための可変周波数駆動と
   を含む、請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記制御システムが、
   前記温度指示値が前記所定の範囲の上限を超えていると決定することに応答して、前記ファンモーターの前記運転速度を増加させるように前記可変周波数駆動に命令を提供し、
   前記温度指示値が前記所定の範囲の下限よりも下であると決定することに応答して、前記ファンモーターの前記運転速度を減少させるように前記可変周波数駆動に命令を提供する
   ようにさらに構成されている、請求項６記載のシステム。
8. 前記ファンシステムのセットの中の少なくとも２つのファンシステムは、並列に配置されている、請求項１乃至７のいずれかに記載のシステム。
9. 前記ファンシステムのセットが、直列に接続されたファンの２つの個別のグループを含んでおり、前記２つの個別のグループが並列に配置されている、請求項１乃至８のいずれかに記載のシステム。
10. 前記ファンシステムのセットに流体接続された、冷却流体を前記タービンコンポーネントに運搬するための導管のセットをさらに含む、請求項１記載のシステム。
11. 前記導管のセットの中のそれぞれの導管が熱交換エレメントを含む、請求項２または１０に記載のシステム。
12. 前記制御システムは、
    前記ファンシステムの全部のセットの速度を前記速度の範囲の中の第１の速度に設定することと、
    前記温度指示値が前記所定の温度値の範囲よりも下であると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中のファンシステム前記速度を、前記第１の速度よりも低い第２の速度に低減させることと
    を実行するように構成されている、請求項１乃至１１のいずれかに記載のシステム。
13. 前記制御システムは、次に続く温度指示値が前記温度指示値より下であると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の追加的なファンシステムの前記速度を低減させるようにさらに構成されている、請求項１２記載のシステム。
14. 前記制御システムは、
    前記ファンシステムのセットの中の第１のファンシステムの速度を、前記速度の範囲の中の第１の速度に設定することと、
    前記温度指示値が前記所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の第２のファンシステムの速度を、前記第１の速度よりも小さい第２の速度に設定することと
    を実行するように構成されている、請求項１乃至１３のいずれかに記載のシステム。
15. 少なくとも１つのコンピューティングデバイスを含み、前記少なくとも１つのコンピューティングデバイスは、
    タービンコンポーネントを冷却するタービン冷却流体の温度を決定することと、
    前記タービン冷却流体の前記温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を、速度の範囲にわたって修正することと
    を実行することによって、ファンシステムのセットを制御するように構成されている、システム。
16. 少なくとも１つのコンピューティングデバイスを含み、前記少なくとも１つのコンピューティングデバイスは、
    タービンコンポーネントに流体接続されたタービン冷却流体の温度を決定することと、
    前記タービン冷却流体の前記温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度を、速度の範囲にわたって修正することと
    前記タービンコンポーネントの前記温度が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記タービン冷却流体の流量を、流量の範囲にわたって修正することと
    を実行することによって、ファンシステムのセット、及び前記タービン冷却流体を制御するように構成されている、システム。
17. 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイスは、
    前記ファンシステムの全部のセットの速度を前記速度の範囲の中の第１の速度に設定することと、
    前記温度が前記所定の温度値の範囲よりも下であると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中のファンシステム前記速度を、前記第１の速度よりも小さい第２の速度に低減させることと
    を実行するようにさらに構成されている、請求項１５または１６に記載のシステム。
18. 前記少なくとも１つのコンピューティングデバイスは、次に続く温度指示値が前記温度指示値より下であると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の追加的なファンシステムの前記速度を低減させるようにさらに構成されている、請求項１７記載のシステム。
19. 前記ファンシステムのセットが配置された室温の温度指示値を獲得するための温度センサーと、
    前記室温の温度指示値が所定の温度値の範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記ファンシステムのセットの中の少なくとも１つのファンシステムの速度及び、前記流体の流量を、速度及び、流量の範囲にわたって修正するための制御システムと
    を含む、請求項１乃至１８のいずれかに記載のシステム。