KR20170074979A - 마스터 제어기로서 열적 응력 제어기를 포함하는 터빈 제어 유닛 - Google Patents

마스터 제어기로서 열적 응력 제어기를 포함하는 터빈 제어 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터빈(6, 8, 10)을 제어하기 위한, 특히 터빈(6, 8, 10)의 시동을 제어하기 위한 터빈 제어 유닛(1)에 관한 것으로서, 상기 유닛은 마스터 제어기(2) 및 내부 제어기(3)를 포함하는 캐스케이드 제어기로서 설계되고, 마스터 제어기는 열적 응력을 받는 구성요소의 온도를 위한 열적 응력 제어기(2)이다. 본 발명은 또한 연관된 방법에 관한 것이다.

Description

마스터 제어기로서 열적 응력 제어기를 포함하는 터빈 제어 유닛{TURBINE CONTROL UNIT COMPRISING A THERMAL STRESS CONTROLLER AS A MASTER CONTROLLER}
터빈, 특히 증기 터빈이 시동될 때, 구성요소에 대한 손상을 방지하기 위해서, 과다하게 급격한 온도 상승을 피하여야 한다. 그에 따라, 열적 응력을 받는 구성요소의 온도가 모니터링된다. 만약 온도 또는 온도 상승이 설정점 값을 초과한다면, 터빈 출력(turbine power level)의 제어기가 작용하여 전력 상승을 중단시킨다. 일부 경우에, 이는 터빈의 시동 중에 지연을 초래한다.
GB 2 074 757 A는, 시운전, 비활성화 및 다른 부하 변화의 기간 중에, 증기 터빈의 구성요소의 열적 응력을 최대 부하율 및 부하-제거율에서 제어하기 위한 방법 및 배열체를 제시한다. 모니터링되고 유도되는 변수로부터는 복수의 미리 선택된 터빈 구성요소의 각각에 대한 부하율이 계산되고, 가장 낮은 속도가 제어를 위해서 선택된다. 동시에, 응력 감소의 필요성에 따라서, 터빈의 증기 작용 동작 모드가 부분적 원호 동작 모드 또는 완전 원호 동작 모드로 자동적으로 지향된다.
US 4,208,060 A는 터빈 발전기의 모든 동작 위상 중의 제어 및 모니터링을 허용하기 위해서, 통상적인 아날로그 전자유압 제어 시스템과 상호작용적으로 협력하는 마이크로컴퓨터 부분적 시스템의 계층 구조(hierarchy)를 가지는 증기 터빈 발전기용 모니터링 제어 시스템을 제시한다.
US 2006/233637 A1은 현재 시간을 기초로 예측 기간 동안에 터빈 회전자에서 일어날 것으로 결정되는 열적 응력을 예측하기 위한 최적의 시동 제어 유닛을 가지는 터빈 시동 제어기를 제시하며, 여기에서 터빈 가속율 및 부하 증가율이 제어 변수로서 이용된다.
US 5,044,152 A는 가스 터빈 시스템 및 증발기를 가지는 조합된 발전 시설을 동작시키기 위한 방법을 제시하며, 그러한 증발기 내에서는 증기가 터빈 배기 가스의 열로부터 생성되고 증기 터빈으로 공급되며, 증기 터빈은 이러한 방식으로 생성된 증기에 의해서 동작된다. 가스 터빈 시스템 내로의 유입구가 증발기의 또는 증기 터빈의 상태를 기초로 제어된다.
본 발명의 목적은 이러한 지연을 가능한 한 피하고, 적어도 감소시키는 것이며, 동시에 구성요소에 대한 손상을 방지하는 것이다. 이러한 목적은 특히 독립항에 의해서 달성된다. 종속항은 유리한 개선예를 구체화한다.
본 발명에 따라서, 터빈을 제어하기 위한, 특히 터빈의 시동을 제어하기 위한, 캐스케이드 제어기(cascade controller)로서 구현된, 터빈 제어 유닛이 제시된다.
업계에서 일반적인 바와 같이, 캐스케이드 제어기는, 적어도 2개의 제어 회로에서 하나의 회로가 다른 회로 내에 연결되는, 제어기인 것으로 이해된다. 이러한 맥락에서, 마스터 제어기로서 지칭되는, 외부 제어 회로가 존재한다. 이는, 내부 제어 회로, 즉 종속 제어 회로를 위해 설정점 값을 미리 규정하는, 또는 적어도 영향을 미치는 것을 목적으로 한다.
열적 응력을 받는 구성요소의 온도를 위한 열적 응력 제어기가 여기에서 마스터 제어기로서 존재한다. 그에 따라, 마스터 제어기는, 과다한 열적 응력을 회피하는 방식으로, 내부 제어 회로를 위한 설정점 값을 미리 규정하거나 그에 영향을 미치는 기능을 갖는다. 이제까지, 일반적인 바와 같이 터빈 출력을 위한 제어기로 터빈을 시동할 때, 출력이 제어되고, 더 정확하게는 출력 증가가 제어된다. 과다한 열적 응력을 피하기 위해서 온도가 측정되고, 과다한 열적 응력이 발생될 때 시동이 중단된다. 그에 따라, 출력 증가가 중단된다. 비록 이러한 것이 구성요소의 과다한 열적 응력을 방지하지만, 터빈이 희망하는 출력에 도달할 수 있을 때까지 시간 손실을 감수해야 한다.
만약, 다른 한편으로, 본 발명에 따라서 제공되는 바와 같이, 열적 응력 제어기가 열적 응력을 받는 구성요소의 온도를 위해 마스터 제어기로서 제공된다면, 허용 가능한 열적 응력이 대부분 사용되도록 보장할 수 있고, 다시 말해서, 예를 들어 시동시에, 구성요소의 허용 가능한 열적 응력을 초과하지 않으면서, 선택되는 터빈의 출력 증가가 가능한 클 수 있다. 그에 따라, 출력을 보다 신속하게 증가시킬 수 있고 희망하는 터빈 출력에 보다 신속하게 도달할 수 있다.
마스터 제어기로서 구현되는 열적 응력 제어기에 더하여, 내부 제어기가 항상 존재한다. 허용 가능한 열적 응력을 초과하지 않는 방식으로 터빈이 제어되도록 보장하기 위해서, 열적 응력 제어기는 적절한 설정점 값을 내부 제어기로 전달한다.
본 발명은 특히, 열적 응력, 특히 시동시의 열적 응력이 상당한 문제가 되는 증기 터빈을 목적으로 한다. 그러나, 본 발명이 예를 들어, 가스 터빈에서 또한 이용되는 것을 배제하는 것은 아니다.
하나의 중요한 실시예에서, 내부 제어기는 터빈 제어기, 특히 터빈 출력의 제어기이다. 그러한 터빈 제어기가 종래 기술에서 공지되어 있고 터빈을 제어하는데 있어서, 특히 터빈 시동시에 터빈을 제어하는데 있어서 매우 적합하다. 이러한 경우에, 열적 응력 제어기는 터빈의 출력에 대한 설정점 값을 내부 제어기로 전달한다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 이는 또한 출력 증가를 위한 설정점 값일 수 있다.
확실히 터빈의 시동이 주요 적용예의 경우가 된다. 그러나, 예를 들어 완전 부하 동작 모드에서, 마스터 제어기로서 구현된 열적 응력 제어기에 의해서 과열을 방지하는 것도 고려할 수 있다.
열적 응력 제어기에 대해 적어도 하나의 설정점 값을 미리 규정하기 위해서, 열적 응력 계산 유닛이 일반적으로 존재한다. 열적 응력 계산 유닛은, 일반적으로 데이터베이스에 저장된 데이터를 기초로, 온도 상승이 허용될 수 있는지의 여부를 계산한다.
하나의 중요한 실시예에서, 그러한 터빈의 제어가 시간에 걸친 희망하는 온도 상승 즉, 단위 시간 당 특정 온도 상승을 초과하지 않게 보장하도록, 열적 응력 제어기가 설계된다. 일반적으로, 특히 터빈을 시동할 때, 절대 온도를 초과하지 않는 것이 결정적으로 중요하다. 이러한 맥락에서, 물론, 초과하지 않아야 하는 온도가 존재한다는 것을 염두해둘 필요가 있다. 그러나, 용인될 수 없는 재료 응력을 피하기 위해서, 시동 중에, 온도가 너무 빨리 상승하지 않게 하는 것이 결정적으로 중요하다. 그에 따라, 열적 응력 제어기는 일반적으로 온도가 너무 빨리 상승되지 않게 보장하여야 한다.
전술한 열적 응력 계산 유닛을 다시 참조하면, 그에 따라, 이는, 열적 응력 계산 유닛이 감지된 온도 값 및 그들의 연대기적 시퀀스(chronological sequence)로부터 온도 상승을 추론할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 온도 상승이 저장된 데이터와 비교될 수 있다. 이는, 온도 상승이 증가될 수 있는지, 감소되어야 하는지 또는 동일하게 유지될 것인 지의 여부를 결정할 수 있다. 이러한 정보는 열적 응력 제어기로 전달될 수 있다. 열적 응력 제어기는 이러한 정보로부터 내부 제어기를 위한 적절한 설정점 값을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 열적 응력 제어기는 온도 차이에 의해서 유발되는 열적 응력을 피하도록 설계된다. 일부 경우에, 열적 응력이 하나의 구성요소 내의 상이한 온도들로부터 또는 여러 구성요소들 사이의 상이한 온도들로부터 발생된다. 그에 따라, 예를 들어, 가열의 결과로서 터빈의 블레이드가 팽창되고 더 느린 가열로 인해서 터빈의 하우징이 더 서서히 팽창되는 경우에, 이는 문제가 될 수 있다. 그에 따라, 일부 경우에, 열적 응력을 유발하는 온도 차이를 검출하는 것 그리고 제어를 통해서 그러한 온도 차이를 방지하는 것이 필요하다.
일 실시예에서, 터빈 출력의 제어기는 작동 밸브의 위치를 제어하는 위치 제어기를 위해 설정점 값을 생성하도록 설계된다. 작동 밸브는 각각 통과 유동하는 증기의 양에, 그리고 그에 따라, 터빈의 출력 또는 출력 프로파일에 상당한 영향을 미친다. 그에 따라, 이러한 실시예에서, 터빈 제어 유닛은 이중 캐스케이딩(dual cascading)을 갖는다. 열적 응력 제어기는, 우선, 터빈 출력의 제어기를 위한 설정점 값을 생성하는 상위 마스터 제어기로서 존재한다. 터빈 출력의 제어기는 위치 제어기를 위한 설정점 값을 재차 생성한다.
일 실시예에서, 터빈 제어 유닛은 부분적인 터빈을 제어하도록, 특히 고압 터빈, 중압 터빈 및 저압 터빈을 개별적으로 제어하도록 설계된다. 이는, 특히 상이한 열적 응력으로 인해서, 출력이 상이하게 증가될 수 있다는 사실을 고려한다. 물론, 완전히 분리된 제어는 일반적으로 구현될 수 없다. 상이한 증기 경로들이 이용될 수 있는 경우에도, 개별적인 부분적 터빈의 출력의 특정 의존도가, 증기가 고압 터빈으로부터 중압 터빈 내로 유동되고 그로부터 저압 터빈 내로 유동되는 주변 조건(peripheral condition)으로부터 발생될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 개별적인 부분적 터빈을 별개로 제어할 수 있는 것이 기본적으로 유리하다. 이는, 예를 들어, 바람직하지 못한 열적 응력을 방지하기 위해서 다른 부분적인 터빈의 출력이 보다 서서히 증가될 수 있는 동안, 부분적인 터빈의 출력이 더 신속하게 증가 될 수 있게 허용한다.
일 실시예에서, 온도 센서가 터빈의 여러 위치에, 특히 고압 터빈 및/또는 중압 터빈 상에 장착된다. 고압 터빈 및 중압 터빈은 더 큰 열적 응력을 받는 구성요소이고, 결과적으로 온도 센서가 특히 그러한 곳에서 필요하다. 많은 경우에, 물론, 저압 터빈 내에 온도 센서를 장착하는 것이 또한 적절하다.
본 발명은 또한 마스터 제어기 및 내부 제어기를 포함하는 캐스케이드 제어기를 가지는 터빈을 제어하기 위한 방법에 관한 것이고, 그러한 마스터 제어기는 터빈의 열적 응력을 감지하고, 터빈의 바람직하지 못한 열적 응력을 방지하기 위한 설정점 값을 내부 제어기로 전달한다. 방법에 관한 추가적인 설명을 여기에서 제공하지 않을 것이다. 전술한 그리고 그러한 방법을 실시하기 위해서 이용될 수 있는 터빈 제어 유닛과 관련한 설명을 참조한다.
방법의 일 실시예에서, 마스터 제어기는 시간에 걸친 온도 상승에 의한, 즉 단위 시간 당 온도 상승에 의한 터빈의 열적 응력을 감지하고, 그로부터 발생되는 열적 응력을 결정하며, 과다하게 큰 열적 응력의 경우에, 터빈의 출력 증가를 감소시키도록 설정점 값이 내부 제어기로 전달되며, 열적 응력이 희망 범위 내에 있는 경우에, 출력 증가를 유지할 수 있도록 설정점 값이 전달되고, 그리고 열적 응력이 문턱값 미만인 경우에, 출력 증가를 높일 수 있도록 설정점 값이 전달된다. 과다하게 큰 열적 응력이, 여기에서, 열적 응력이 이미 용인될 수 없을 정도로 높다는 것을 의미하지 않는다는 것이 분명하다. 과다하게 큰 열적 응력은, 단지 제어를 위한 한계 값이 초과되었다는 것을 의미한다. 제어는 용인될 수 없을 정도로 큰 열적 응력을 단지 피하기 위한 것이다. 이러한 제어는 용인될 수 없을 정도로 큰 열적 응력이 없이, 터빈의 신속한 시동을 가능하게 한다.
터빈 제어 유닛을 개략도로 도시하는 도면을 참조하여, 추가적인 상세 내용을 설명할 것이다.
터빈 제어 유닛(1)이 도시되어 있다. 열적 응력 제어기(2)는 마스터 제어기로서의 역할을 하고, 터빈 출력의 제어기로서 구현된 내부 제어기(3)로 설정점 값을 전달한다. 열적 응력 계산 유닛(4)은 열적 응력 제어기(2)의 상류에 연결된다. 그러한 열적 응력 계산 유닛은, 고압 터빈(6)용 온도 센서(5)로부터 그리고 중압 터빈(8)용 온도 센서(7)로부터 기원하는 신호를 평가한다. 비록 도면이 개략도로 단지 하나의 온도 센서를 개별적으로 도시하지만, 사실상, 적절하게 복수의 온도 센서가 존재한다. 열적 응력 계산 유닛(4)은 저장된 데이터를 이용하여 온도 센서(5 및 7)의 신호로부터 고압 터빈(6)의, 중압 터빈(8)의 그리고 저압 터빈(10)의 열적 응력을 결정한다. 이러한 맥락에서, 특히 시간에 걸친 온도 상승이 고려되고, 그러한 상승은 과다하게 큰 열적 응력을 방지하기 위해서, 너무 크지 않아야 한다.
열적 응력 계산 유닛(4)은 열적 응력이 증가될 수 있을 것인지, 동일하게 유지될 것인지 또는 강하될 것인지의 여부를 열적 응력 제어기(2)로 전달한다. 이에 따라, 열적 응력 제어기(2)는 적절한 설정점 값을 터빈 출력의 제어기(3)로 전달하고, 그러한 설정점 값에 따라서, 터빈의 출력 증가가 감소되는지, 증가되는지 또는 일정하게 유지되는지의 여부가 결정된다. 이는 고압 터빈(6), 중압 터빈(8) 및 저압 터빈(10)에 대해서 각각 별개로 실행된다.
터빈 출력의 제어기(3)는 상응하는 설정점 값을 위치 제어기(11)로 전달한다. 위치 제어기(11)는 전달된 설정점 값을 기초로, 고압 터빈(6)으로의 증기의 공급에 영향을 미치는 생 증기 작동 밸브(12)의 위치, 중압 터빈(8)으로의 증기의 공급에 영향을 미치는 차단 작동 밸브(13)의 위치, 및 저압 터빈(10)으로의 증기의 공급에 영향을 미치는 공급 증기 밸브(14)의 위치를 제어한다.
위치 계측기(15)는 생 증기 작동 밸브(12) 상에 위치되고, 위치 계측기(16)가 차단 작동 밸브(13) 상에 위치되고, 그리고 위치 계측기(17)는 공급 증기 밸브(14) 상에 위치된다. 위치 계측기(15, 16 및 17)는 값을 위치 제어기(11)로 전달한다. 그에 따라, 위치 제어기(11)는 생 증기 작동 밸브(11), 차단 작동 밸브(13) 및 공급 증기 밸브(14)의 위치가 각각의 희망 값을 가지는 지의 여부 또는 개방이나 폐쇄가 필요한 지의 여부에 관한 정보를 갖는다.
이 시점에서, 단순화된 증기 회로에 관한 구체적인 설명이 간단히 주어질 것이다. 저압 터빈(10)으로부터의 습한 증기가 응축기(18) 내에서 응축된다. 여기에서 생산되는 물은 공급 물 펌프(19)를 이용하여 증기 발생기(20)로 공급된다. 그러한 증기 발생기로부터, 증기가 생 증기 작동 밸브(12)를 통해서 고압 터빈(6)으로 전달된다. 고압 터빈으로부터의 증기가 재가열기(26) 내에서 가열된다. 증기가 재가열기(26)로부터 차단 작동 밸브(13)를 통해서 중압 터빈(8) 내로 유동된다. 중압 터빈(8) 내에서의 이완(relaxing) 이후에, 증기가 저압 터빈(10) 내로 유동된다. 이러한 맥락에서, 증기 발생기(20)로부터의 증기가 공급 증기 밸브(14)의 개방 정도에 따라서 부가될 수 있다.
고압 터빈(6), 중압 터빈(8) 및 저압 터빈(10)은 함께 발전기(21)를 구동한다. 그러한 발전기의 출력이 출력 계측기(22)로 결정되고, 터빈 출력의 제어기(3)로 전달된다. 또한, 터빈 및 발전기(21)의 회전수를 터빈 출력의 제어기(3)로 공급하는 회전수 계측기(23)가 제공된다.
유동 방향으로 생 증기 작동 밸브(12)의 하류에 압력 계측기(24)가 존재하고, 차단 작동 밸브(13)의 하류에 압력 계측기(25)가 존재하며, 그리고 공급 증기 밸브(14)의 하류에 압력 계측기(27)가 존재한다. 각각의 감지된 압력 값이 터빈 출력의 제어기(3)로 전달된다.
본 발명이 비록 바람직한 예시적 실시예에 의해서 구체적으로 설명되고 완전히 예시되었지만, 본 발명은 개시된 예에 의해서 제한되지 않으며, 특허의 보호 범위로부터 벗어나지 않고도, 다른 변경이 당업자에 의해서 그로부터 안출될 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 마스터 제어기(2) 및 내부 제어기(3)를 가지는 캐스케이드 제어기로서 구현된, 터빈(6, 8, 10)을 제어하기 위한, 특히 터빈(6, 8, 10)의 시동을 제어하기 위한 터빈 제어 유닛(1)이며,
    상기 마스터 제어기는 열적 응력을 받는 구성요소의 온도를 위한 열적 응력 제어기(2)인, 터빈 제어 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    터빈 제어기, 특히 터빈 출력의 제어기(3)가 내부 제어기로서 존재하는 것을 특징으로 하는 터빈 제어 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    열적 응력 제어기(2)에 대한 적어도 하나의 설정점 값을 미리 규정하기 위해서, 열적 응력 계산 유닛(4)이 존재하는 것을 특징으로 하는, 터빈 제어 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열적 응력 제어기(2)는, 상기 터빈(6, 8, 10)의 제어가 시간에 걸친 희망 온도 상승을 초과하지 않게 보장하도록, 설계되는 것을 특징으로 하는, 터빈 제어 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열적 응력 제어기(2)는 온도 차이에 의해서 유발되는 열적 응력을 피하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 터빈 제어 유닛.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈 출력의 제어기(3)는 상기 작동 밸브(12, 13, 14)의 위치를 제어할 수 있는 위치 제어기(11)를 위해 설정점 값을 생성하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 터빈 제어 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈 제어 유닛(1)은 부분적인 터빈을, 특히 고압 터빈(6), 중압 터빈(8) 및 저압 터빈(10)을 개별적으로 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 터빈 제어 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    온도 센서(5, 7)가, 상기 터빈(6, 8, 10)의 여러 위치에, 특히 고압 터빈(6) 및/또는 중압 터빈(8) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 터빈 제어 유닛.
  9. 마스터 제어기(2) 및 내부 제어기(3)를 포함하는 캐스케이드 제어기를 가지는 터빈(6, 8, 10)을 제어하기 위한 방법이며,
    상기 마스터 제어기는 상기 터빈(6, 8, 10)의 열적 응력을 감지하고, 상기 터빈(6, 8, 10)의 바람직하지 못한 열적 응력이 방지되도록 하는 설정점 값을 상기 내부 제어기(3)로 전달하는, 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마스터 제어기(3)는 시간에 걸친 온도 상승에 의해서 상기 터빈(6, 8, 10)의 열적 응력을 감지하고, 그로부터 발생되는 열적 응력을 결정하며,
    과다하게 큰 열적 응력의 경우에, 상기 터빈(6, 8, 10)의 출력 증가를 감소시키도록 설정점 값이 상기 내부 제어기(3)로 전달되며, 열적 응력이 희망 범위 내에 있는 경우에, 출력 증가를 유지할 수 있도록 설정점 값이 전달되고, 그리고 열적 응력이 문턱값 미만인 경우에, 출력 증가를 높일 수 있도록 설정점 값이 전달되는 것을 특징으로 하는, 제어 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200051031A (ko) * 2017-09-22 2020-05-12 지멘스 악티엔게젤샤프트 증기 터빈 제어

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6614503B2 (ja) * 2016-10-21 2019-12-04 三菱重工業株式会社 蒸気タービン及び蒸気タービンの制御方法
EP3318732A1 (de) * 2016-11-07 2018-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines gud-kraftwerks
US11162428B2 (en) 2017-12-18 2021-11-02 General Electric Company Method of starting a gas turbine engine
US11525375B2 (en) 2020-04-09 2022-12-13 General Electric Company Modeling and control of gas cycle power plant operation with variant control profile
US11428115B2 (en) * 2020-09-25 2022-08-30 General Electric Company Control of rotor stress within turbomachine during startup operation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4280060A (en) * 1980-06-09 1981-07-21 General Electric Company Dedicated microcomputer-based control system for steam turbine-generators
US4320625A (en) * 1980-04-30 1982-03-23 General Electric Company Method and apparatus for thermal stress controlled loading of steam turbines
JP2680033B2 (ja) * 1988-05-11 1997-11-19 株式会社日立製作所 コンバインドプラントの運転方法及び装置
JPH09317404A (ja) * 1996-05-23 1997-12-09 Toshiba Corp 蒸気タービン起動制御装置
JP4723884B2 (ja) * 2005-03-16 2011-07-13 株式会社東芝 タービン起動制御装置およびその起動制御方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4208060A (en) 1979-01-15 1980-06-17 Bellofram Corporation Sealed shaft
JPH043017A (ja) 1990-04-20 1992-01-08 Fujitsu General Ltd Ｐｌｚｔ光シャッタアレーの電極形成方法
JP3325413B2 (ja) * 1994-12-09 2002-09-17 株式会社東芝 蒸気タービンの熱応力監視保護装置
JPH08303210A (ja) * 1995-05-11 1996-11-19 Hitachi Ltd 火力発電プラントの自律適応最適化制御システム
JPH08326506A (ja) * 1995-05-30 1996-12-10 Hitachi Ltd 再熱蒸気タービンの加熱蒸気圧力制御方法及び再熱蒸気タービンプラント
JP4208397B2 (ja) * 2000-09-29 2009-01-14 株式会社東芝 コンバインドサイクル発電プラントの起動制御装置
IT1396516B1 (it) 2009-11-27 2012-12-14 Nuovo Pignone Spa Metodo di controllo di modo basato su temperatura di scarico per turbina a gas e turbina a gas
US9523313B2 (en) * 2013-03-12 2016-12-20 General Electric Company System and method for loading a combined cycle power plant
JP6037448B2 (ja) * 2013-03-15 2016-12-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン発電プラント

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4320625A (en) * 1980-04-30 1982-03-23 General Electric Company Method and apparatus for thermal stress controlled loading of steam turbines
US4280060A (en) * 1980-06-09 1981-07-21 General Electric Company Dedicated microcomputer-based control system for steam turbine-generators
JP2680033B2 (ja) * 1988-05-11 1997-11-19 株式会社日立製作所 コンバインドプラントの運転方法及び装置
JPH09317404A (ja) * 1996-05-23 1997-12-09 Toshiba Corp 蒸気タービン起動制御装置
JP4723884B2 (ja) * 2005-03-16 2011-07-13 株式会社東芝 タービン起動制御装置およびその起動制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200051031A (ko) * 2017-09-22 2020-05-12 지멘스 악티엔게젤샤프트 증기 터빈 제어
US11047263B2 (en) 2017-09-22 2021-06-29 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Steam turbine control

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