KR102102071B1 - 연료 제어 장치, 연소기, 가스 터빈, 연료 제어 방법 및 프로그램 - Google Patents

연료 제어 장치, 연소기, 가스 터빈, 연료 제어 방법 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

연료 제어 장치는, 주 연료 밸브 개방도 결정부와, 분기 계통 유량 결정부와, 보정치 결정부를 구비한다. 상기 주 연료 밸브 개방도 결정부는, 가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정한다. 상기 분기 계통 유량 결정부는, 상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정한다. 상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정한다.

Description

연료 제어 장치, 연소기, 가스 터빈, 연료 제어 방법 및 프로그램
본 발명은, 연료 제어 장치, 연소기, 가스 터빈, 연료 제어 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
본원은, 2016년 3월 8일에 일본에 출원된 특허 출원 2016-044242호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
복수의 노즐을 포함하고 있는 연소기를 구비하는 가스 터빈이 있다.
특허문헌 1에는, 관련되는 기술로서, 복수의 노즐을 포함하고 있는 연소기를 구비하고, 가스 터빈의 운전 상태에 근거하여, 연료 유량을 제어하는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2007-77866호 공보
그런데, 연소기의 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화하면 가스 터빈의 연소 특성이 변화하여 버린다고 하는 문제가 있었다.
그래서 본 발명은, 상기의 과제를 해결할 수 있는 연료 제어 장치, 연소기, 가스 터빈, 연료 제어 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 연료 제어 장치는, 가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 주 연료 밸브 개방도 결정부와, 상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 분기 계통 유량 결정부와, 상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 보정치 결정부를 구비한다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 제 1 태양에 있어서의 연료 제어 장치에 있어서, 상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 2 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 저하한 경우, 제 3 연료 제어 신호 지령치를 높이는 보정치를 결정하더라도 좋다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 제 1 태양 또는 제 2 태양에 있어서의 연료 제어 장치에 있어서, 상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 2 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값이 0.1메가파스칼 내지 1메가파스칼인 경우에, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하더라도 좋다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 제 1 태양 내지 제 3 태양 중 어느 하나에 있어서의 연료 제어 장치에 있어서, 상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 1 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 저하한 경우, 제 1 연료 제어 신호 지령치를 높이는 보정치를 결정하더라도 좋다.
본 발명의 제 5 태양에 의하면, 제 1 태양 내지 제 4 태양 중 어느 하나에 있어서의 연료 제어 장치에 있어서, 상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 1 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값이 0.01메가파스칼 내지 0.1메가파스칼인 경우에, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하더라도 좋다.
본 발명의 제 6 태양에 의하면, 연소기는, 제 1 태양 내지 제 5 태양 중 어느 하나에 있어서의 연료 제어 장치가 구비하는 제 1 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 1 연료 노즐과, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 2 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 2 연료 노즐과, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 3 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 3 연료 노즐을 구비한다.
본 발명의 제 7 태양에 의하면, 가스 터빈은, 제 1 태양 내지 제 5 태양 중 어느 하나에 있어서의 연료 제어 장치와, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 1 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 1 연료 노즐, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 2 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 2 연료 노즐, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 3 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 3 연료 노즐을 구비하는 연소기를 구비한다.
본 발명의 제 8 태양에 의하면, 연료 제어 방법은, 가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것, 상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것, 상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 것을 포함한다.
본 발명의 제 9 태양에 의하면, 프로그램은, 컴퓨터에, 가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것, 상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것, 상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 것을 실행시킨다.
본 발명의 실시 형태에 의한 연료 제어 장치에 의하면, 연소기의 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화한 경우에 생기는 가스 터빈의 연소 특성의 변화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 가스 터빈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 연료 제어 신호 지령치와 제 3 연료 배분비의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 연료 제어 신호 지령치와 Δ제 3 연료 배분비의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 제 2 연료 노즐의 차압과 보정 계수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 제 2 연료 노즐의 차압과 가스 터빈의 연소 특성의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 제 1 연료 배분비와 제 1 연료 노즐의 차압의 관계, 제 1 연료 배분비와 연료 특성의 관계의 각각을 나타내는 도면이다.
<실시 형태>
이하, 도면을 참조하면서 실시 형태에 대하여 자세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의한 가스 터빈(1)의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의한 가스 터빈(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 연료 제어 장치(10)와, 제 1 유량 조정 밸브(20)와, 제 2 유량 조정 밸브(30)와, 제 3 유량 조정 밸브(40)와, 제 4 유량 조정 밸브(50)와, 연소기(60)와, 터빈 본체(70)를 구비한다.
또, 도 1에는, 주 연료 공급 계통이 부호 Ra로 나타나 있다. 또한, 도 1에는, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 복수의 분기 계통 중 1개인 제 1 분기 계통이 부호 R1로 나타나 있다. 또한, 도 1에는, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 제 2 분기 계통이 부호 R2로, 제 3 분기 계통이 부호 R3으로 나타나 있다.
연료 제어 장치(10)는, 주 연료 밸브 개방도 결정부(101)와, 분기 계통 유량 결정부(102)와, 보정치 결정부(103)를 구비한다.
주 연료 밸브 개방도 결정부(101)는, 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통(제 1 분기 계통 R1, 제 2 분기 계통 R2, 제 3 분기 계통 R3)의 기원이 되는 주 연료 공급 계통 Ra의 유량 조정 밸브(제 1 유량 조정 밸브(20))의 개방도를 결정한다. 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치는, 예컨대, 가스 터빈(1)에 의해 구동되는 발전기(도시하지 않음)의 출력에 비례하는 값이나, 가스 터빈 입구 연료 가스 온도에 비례하는 값으로서 정의된다.
분기 계통 유량 결정부(102)는, 가스 터빈(1)의 운전 상황에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 복수의 분기 계통의 각 유량 조정 밸브(제 2 유량 조정 밸브(30), 제 3 유량 조정 밸브(40), 제 4 유량 조정 밸브(50))의 개방도를 결정한다.
보정치 결정부(103)는, 분기 계통에 각각 접속된 노즐(후술하는 제 1 연료 노즐(601), 제 2 연료 노즐(602), 제 3 연료 노즐(603)) 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압(도면에 있어서는 "노즐의 차압"이라고 기재)의 값에 근거하여, 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정한다.
제 1 유량 조정 밸브(20)는, 주 연료 밸브 개방도 결정부(101)에 의한 제어에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra의 유량을 조정한다.
제 2 유량 조정 밸브(30)는, 분기 계통 유량 결정부(102)에 의한 제어에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 제 1 분기 계통 R1로의 유량을 조정한다.
제 3 유량 조정 밸브(40)는, 분기 계통 유량 결정부(102)에 의한 제어에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 제 2 분기 계통 R2로의 유량을 조정한다.
제 4 유량 조정 밸브(50)는, 분기 계통 유량 결정부(102)에 의한 제어에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 제 3 분기 계통 R3으로의 유량을 조정한다.
연소기(60)는, 제 1 연료 노즐(601)과, 제 2 연료 노즐(602)과, 제 3 연료 노즐(603)을 구비한다.
제 1 연료 노즐(601)은, 제 1 분기 계통 R1에 접속된다.
제 2 연료 노즐(602)은, 제 2 분기 계통 R2에 접속된다.
제 3 연료 노즐(603)은, 제 3 분기 계통 R3에 접속된다.
연소기(60)는, 제 1 연료 노즐(601), 제 2 연료 노즐(602), 제 3 연료 노즐(603)의 각각으로부터 공급된 연료 가스를 연소시켜 고온의 연소 가스를 생성한다. 연소기(60)는, 생성한 고온의 연소 가스를 터빈 본체(70)에 배기한다.
터빈 본체(70)는, 연소기(60)로부터 받아들인 고온의 연소 가스가 팽창하는 것에 의한 열 에너지를 로터(회전축)의 회전 에너지로 변환한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의한 가스 터빈(1)은, 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하고, 주 연료 공급 계통 Ra의 유량을 결정한다. 가스 터빈(1)은, 가스 터빈(1)의 운전 상황에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 복수의 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정한다. 이 개방도의 결정에 의해, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 복수의 각 분기 계통에 공급되는 유량의 배분이 결정된다. 가스 터빈(1)은, 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하고, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 복수의 각 분기 계통에 공급되는 유량의 배분을 보정한다.
이와 같이 하면, 가스 터빈(1)은, 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하고, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 복수의 각 분기 계통에 공급되는 유량의 배분을 보정하는 것에 의해, 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화하는 것에 기인하는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제할 수 있다.
(제 1 실시예)
우선, 연소기(60)에 있어서의 연소에 가장 기여하는 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화하는 것에 기인하는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제하는 예에 대하여 설명한다.
제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압은, 다음에 나타내는 식(1)에 의해 구할 수 있다.
[수학식 1]
제 2 연료 노즐(602)의 차압=매니폴드 압력-연소기(60)의 압력 … (1)
또, 제 2 연료 노즐(602)의 매니폴드 압력은, 압력계를 이용하여 검출한다.
압력계를 이용하여 차실 압력을 검출하고, 연소기(60)의 압력(터빈 본체(70)의 상류에 있어서의 압력)은,
(차실 압력)×α를 연산하는 것에 의해 구할 수 있다.
도 3에 나타내는 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치와 Δ제 3 연료 배분비의 관계는, 도 2에서 나타낸 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치와 제 3 연료 배분비의 관계에 있어서의 제 3 연료 배분비를 0으로부터 1로 변환하는 것에 의해 얻을 수 있다.
도 4에 나타내는 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압과 보정 계수의 관계의 일례에 있어서, 보정 계수는, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 Pr1[㎫](메가파스칼)을 넘으면 0이다. 또한, 도 4에 나타내는 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압과 보정 계수의 관계의 일례에 있어서, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 Pr1[㎫]로부터 감소함에 따라, 보정 계수는, 감소한다.
또, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압과 보정 계수의 관계는, 다음과 같이 결정하면 된다. 즉, 도 5에 나타내는 바와 같은 가스 터빈(1)에 있어서의 제 2 연료 노즐(602)과 가스 터빈(1)의 연소 특성의 관계를 구하고, 이 관계로부터, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 예컨대 Pr1[㎫] 이하가 된 경우에 제 3 연료 배분비를 낮추는 보정을 행하는 것을 결정한다. 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 Pr1[㎫] 이하가 된 경우에 제 3 연료 배분비를 낮추는 보정을 행함으로써, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 높아지고, 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제할 수 있다.
또, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압과 보정 계수의 관계는, 실제의 가스 터빈(1)에 대하여 실험을 행하고, 그 실험 결과에 근거하여 결정하면 된다.
또, 도 5에서 나타낸 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압과 가스 터빈(1)의 연소 특성의 관계의 예에 대하여, 차압 Pr1[㎫] 이하가 된 경우에 제 3 연료 배분비를 낮추는 보정을 행하는 것을 결정했지만, 이것으로 한정하지 않는다. 제 3 연료 배분비를 낮추는 보정을 행한다고 결정하는 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 범위는, 약 0.1[㎫]~1[㎫]이다.
도 3에서 나타낸 제 3 연료 배분비와 도 4에서 나타낸 보정 계수를 곱하는 것에 의해, 제 3 연료 배분비의 보정치를 구할 수 있다.
즉, 보정 후의 제 3 연료 배분비 FTH는, 도 2에서 나타낸 보정 전의 제 3 연료 배분비 FX1과, 도 3에서 나타낸 제 3 연료 배분비와, 도 4에서 나타낸 보정 계수를 이용하여, 다음에 나타내는 식(2)에 의해 구할 수 있다.
[수학식 2]
FTH=FX1+FX2×FX3 … (2)
주 연료 밸브 개방도 결정부(101)는, 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra의 유량 조정 밸브(제 1 유량 조정 밸브(20))의 개방도를 결정한다. 분기 계통 유량 결정부(102)는, 가스 터빈(1)의 운전 상황에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 복수의 분기 계통(제 1 분기 계통 R1, 제 2 분기 계통 R2, 제 3 분기 계통 R3)의 각 유량 조정 밸브(제 2 유량 조정 밸브(30), 제 3 유량 조정 밸브(40), 제 4 유량 조정 밸브(50))의 개방도를 결정한다. 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 저하에 기인하는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제하는 경우, 보정치 결정부(103)는, 제 2 연료 노즐(602)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압치에 근거하여, 제 3 연료 제어 신호 지령치의 비율을 높여 제 2 연료 제어 신호 지령치를 증가시킨다.
(제 2 실시예)
다음으로, 연소기(60)에 있어서의 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화하는 것에 기인하는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제하는 예에 대하여 설명한다.
그런데, 연소기(60)에 있어서의 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화하는 것에 기인하는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제하는 경우, 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압에 근거하여, 제 1 연료 제어 신호 지령치를 제어한다.
예컨대, 제 1 연료 배분비와 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 관계, 제 1 연료 배분비와 연료 특성의 관계가 도 6에 나타내는 바와 같은 관계에 있을 때, 제 1 연료 배분비와 연료 특성의 관계로부터 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 Pr2[㎫] 이하가 된 경우에 제 1 연료 배분비를 높이는 보정을 행하는 것을 결정한다. 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 Pr2[㎫] 이하가 된 경우에 제 1 연료 배분비를 높이는 보정을 행함으로써, 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 높아지고, 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제할 수 있다.
또, 제 1 연료 배분비와 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 관계는, 실제의 가스 터빈(1)에 대하여 실험을 행하고, 그 실험 결과에 근거하여 결정하면 된다.
또, 도 6에서 나타낸 제 1 연료 배분비와 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 관계의 예에 대하여, Pr2[㎫] 이하가 된 경우에 제 1 연료 배분비를 높이는 보정을 행하는 것을 결정했지만, 이것으로 한정하지 않는다. 제 1 연료 배분비를 높이는 보정을 행한다고 결정하는 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 범위는, 약 0.01[㎫]~0.1[㎫]이다.
주 연료 밸브 개방도 결정부(101)는, 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra의 유량 조정 밸브(제 1 유량 조정 밸브(20))의 개방도를 결정한다. 분기 계통 유량 결정부(102)는, 가스 터빈(1)의 운전 상황에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 복수의 분기 계통(제 1 분기 계통 R1, 제 2 분기 계통 R2, 제 3 분기 계통 R3)의 각 유량 조정 밸브(제 2 유량 조정 밸브(30), 제 3 유량 조정 밸브(40), 제 4 유량 조정 밸브(50))의 개방도를 결정한다. 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 저하에 기인하는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변동을 억제하는 경우, 보정치 결정부(103)는, 제 1 연료 노즐(601)의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압치에 근거하여, 제 1 연료 제어 신호 지령치의 비율을 높인다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 가스 터빈(1)에 대하여 설명했다. 가스 터빈(1)에 있어서, 연료 제어 장치(10)는, 주 연료 밸브 개방도 결정부(101)와, 분기 계통 유량 결정부(102)와, 보정치 결정부(103)를 구비한다. 주 연료 밸브 개방도 결정부(101)는, 가스 터빈(1)의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra의 유량 조정 밸브(제 1 유량 조정 밸브(20))의 개방도를 결정한다. 분기 계통 유량 결정부(102)는, 가스 터빈(1)의 운전 상황에 근거하여, 주 연료 공급 계통 Ra로부터 분기되는 복수의 분기 계통(제 1 분기 계통 R1, 제 2 분기 계통 R2, 제 3 분기 계통 R3)의 각 유량 조정 밸브(제 2 유량 조정 밸브(30), 제 3 유량 조정 밸브(40), 제 4 유량 조정 밸브(50))의 개방도를 결정한다. 보정치 결정부(103)는, 분기 계통에 각각 접속된 노즐(제 1 연료 노즐(601), 제 2 연료 노즐(602), 제 3 연료 노즐(603)) 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정한다.
이와 같이 하면, 연료 제어 장치(10)는, 연소기(60)의 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화한 경우에 생기는 가스 터빈(1)의 연소 특성의 변화를 억제할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상술한 연료 제어 장치(10)는 내부에, 컴퓨터 시스템을 갖고 있더라도 좋다. 그리고, 상술한 처리의 과정은, 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 읽어내서 실행하는 것에 의해, 상기 처리가 행해진다. 여기서 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전달하고, 이 전달을 받은 컴퓨터가 그 프로그램을 실행하도록 하더라도 좋다.
또한, 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하더라도 좋다. 또한, 상기 프로그램은, 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 파일, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이더라도 좋다.
본 발명의 몇몇의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예이고, 발명의 범위를 한정하지 않는다. 이들 실시 형태는, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 추가, 생략, 치환, 변경을 행하더라도 좋다.
산업상 이용가능성
본 발명의 실시 형태에 의한 연료 제어 장치에 의하면, 연소기의 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 변화한 경우에 생기는 가스 터빈의 연소 특성의 변화를 억제할 수 있다.
1 : 가스 터빈
10 : 연료 제어 장치
20 : 제 1 유량 조정 밸브
30 : 제 2 유량 조정 밸브
40 : 제 3 유량 조정 밸브
50 : 제 4 유량 조정 밸브
60 : 연소기
70 : 터빈 본체
101 : 주 연료 밸브 개방도 결정부
102 : 분기 계통 유량 결정부
103 : 보정치 결정부
601 : 제 1 연료 노즐
602 : 제 2 연료 노즐
603 : 제 3 연료 노즐

Claims (9)

  1. 가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 주 연료 밸브 개방도 결정부와,
    상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 분기 계통 유량 결정부와,
    상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 보정치 결정부
    를 구비하고,
    상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 2 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 저하한 경우, 상기 제 2 연료 노즐과는 상이하고 상기 분기 계통에 접속된 제 3 연료 노즐에 공급되는 연료의 전체 연료에 있어서의 비율을 저하시키는 보정치를 결정하는
    연료 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 2 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값이 0.1메가파스칼 내지 1메가파스칼인 경우에, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 연료 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 1 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 저하한 경우, 제 1 연료 제어 신호 지령치를 높이는 보정치를 결정하는 연료 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정치 결정부는, 상기 분기 계통에 접속된 제 1 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값이 0.01메가파스칼 내지 0.1메가파스칼인 경우에, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 연료 제어 장치.
  6. 청구항 1에 기재된 연료 제어 장치가 구비하는 제 2 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 1 연료 노즐과,
    상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 3 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 2 연료 노즐과,
    상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 4 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 3 연료 노즐
    을 구비하는 연소기.
  7. 청구항 1에 기재된 연료 제어 장치와,
    상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 2 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 1 연료 노즐, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 3 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 2 연료 노즐, 상기 연료 제어 장치가 구비하는 제 4 유량 조정 밸브에 의해 유량이 제어되는 제 3 연료 노즐을 구비하는 연소기
    를 구비하는 가스 터빈.
  8. 가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것,
    상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것,
    상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 것으로서, 상기 분기 계통에 접속된 제 2 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 저하한 경우, 상기 제 2 연료 노즐과는 상이하고 상기 분기 계통에 접속된 제 3 연료 노즐에 공급되는 연료의 전체 연료에 있어서의 비율을 저하시키는 보정치를 결정하는 것
    을 포함하는 연료 제어 방법.
  9. 컴퓨터에,
    가스 터빈의 출력에 근거하는 연료 제어 신호 지령치에 근거하여, 복수의 분기 계통의 기원이 되는 주 연료 공급 계통의 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것,
    상기 가스 터빈의 운전 상황에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도를 결정하는 것,
    상기 분기 계통에 각각 접속된 노즐 각각의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압의 값에 근거하여, 상기 분기 계통의 각 유량 조정 밸브의 개방도의 보정치를 결정하는 것으로서, 상기 분기 계통에 접속된 제 2 연료 노즐의 상류에 있어서의 연료의 압력과 출구에 있어서의 연료의 압력에 보정을 가한 압력의 차압이 저하한 경우, 상기 제 2 연료 노즐과는 상이하고 상기 분기 계통에 접속된 제 3 연료 노즐에 공급되는 연료의 전체 연료에 있어서의 비율을 저하시키는 보정치를 결정하는 것
    을 실행시키는 기록 매체에 저장된 프로그램.
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