KR20230024842A - 가스 터빈 엔진에서 저압 회복 공기를 제어하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
가스 터빈 연소 배기관(18) 및 가스 터빈 엔진 인클로저(14)에 결합된 저압 회복 공기 배관(24)을 이용한 가스 터빈 인클로저(14) 내에 배치된 가스 터빈 엔진(12)에서의 저압 회복 공기의 제어가 개시된다. 배관(24)의 제1 밸브(V1)는 가스 터빈 연소 배기관(18)으로의 회복 공기의 유동을 제어한다. 배관(24)의 제2 밸브(V2)는 공기 흡입구로의 궁극적인 유동을 위해 회복 공기를 인클로저로 방향전환시킨다. 제어기(64)는 배관(24)으로부터 배기관(18) 및/또는 인클로저(14)로의 회복 공기의 유동을, 주변 및 공기 흡입 온도 측정치들, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어한다.
Description
본 개시내용의 실시예는 대체적으로 가스 터빈 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로, 가스 터빈 엔진에서 저압 회복 공기(low pressure recoup air)를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가스 터빈 엔진은 전기 전력 발생을 위해 또는 다양한 기후 조건 하에 장비를 작동하기 위한 기계식 드라이브로서 전세계적으로 사용된다. 저온 주변 온도 및 높은 습도 조건 동안의 작동은 가스 터빈 엔진이 사용되는 가스 터빈 시스템에서 결빙 문제를 초래할 수 있다. 예를 들어, 얼음이 가스 터빈 엔진에 대한 공기 흡입 시스템의 여과 시스템을 막아 공기 흡입 시스템에서 압력의 상당한 강하를 유발할 수 있으며, 이는 이어서, 성능 손실(예를 들어, 가스 터빈 전력 출력 저하)로 이어진다. 극단적인 경우에, 심지어 얼음 조각이 가스 터빈 엔진에서 압축기의 제1 블레이드 스테이지로 들어갈 수 있는 가능성도 있고, 이는 손상을 야기할 수 있다. 얼음은 또한, 과도한 진동 때문에 압축기 일의 혼란을 야기하거나, 입구 유동을 감소시킴으로써 서징(surging)을 야기할 수 있다. 결과적으로, 결빙 조건이 존재할 수 있는 영역에 위치된 가스 터빈 시스템에는 전형적으로, 흡입 공기가 가스 터빈 엔진의 압축기에 진입하기 전에 흡입 공기를 가열할 수 있는 결빙방지(anti-icing) 시스템이 장착된다.
하기는 본 명세서에 기재된 다양한 실시예의 일부 태양에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 개시된 주제의 단순화된 요약을 제시한다. 이러한 요약은 다양한 실시예의 광범위한 개요가 아니다. 청구범위에 기재된 청구된 주제의 주요 특징 또는 필수 특징을 배타적으로 식별하도록 의도되지도 않고, 청구된 주제의 범주를 결정하는 데 도움을 주기 위한 것으로서 의도되지도 않는다. 그의 유일한 목적은 이후에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 간결한 형태로 본 발명의 일부 개념을 제시하는 것이다.
본 발명의 다양한 실시예는 가스 터빈 엔진을 이용하는 가스 터빈 시스템과 함께 사용하기 위한 신규하고 비자명한 결빙방지 접근법을 제공하는 것에 관한 것이다. 다양한 실시예에 의해 제공되는 해결책은 가스 터빈 엔진으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 사용하여, 결빙 조건 동안 가스 터빈 엔진에 대한 공기 흡입 시스템의 입구에서 공기를 가열하는 것을 돕거나, 더 차가운 주변 조건 동안 가스 터빈 엔진을 둘러싸는 가스 터빈 인클로저를 가열하는 것을 돕는 것을 포함한다. 특히, 저압 회복 공기 배관은, 가스 터빈 엔진으로부터 가스 터빈 인클로저의 외측으로 배기 유동을 출력하는 가스 터빈 연소 배기관으로 가스 터빈 엔진으로부터 저압 회복 공기를 운반하기 위해, 가스 터빈 엔진에 작동 가능하게 결합된다. 제1 밸브 및 제2 밸브는 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된다. 제1 밸브는 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어할 수 있는 한편, 제2 밸브는 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 저압 회복 공기의 유동을 방향전환할 수 있다.
제어기는 제1 밸브 및 제2 밸브에 작동 가능하게 결합되고, 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저 및 공기 흡입 시스템으로의 저압 회복 공기의 유동을 자동으로 제어하도록 구성된다. 제어기는 제어 로직을 포함하고, 제어 로직은 제어기가 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 방향전환되는 저압 회복 공기를 사용하도록 인에이블하여, 가스터빈 엔진으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위해, 공기 흡입 시스템, 가스 터빈 엔진 및 가스 터빈 인클로저에 작동 가능하게 결합된 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템에 의하여 입구에 제공된 공기와 함께 공기 흡입 시스템의 입구에서 공기를 가열하는 것을 도울 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기의 제어 로직은 공기 흡입 시스템에서 결빙을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 제어기의 제어 로직은 저압 회복 공기 배관으로부터 방향전환되는 저압 회복 공기를 사용하여, 더 차가운 주변 조건에서의 가스 터빈 인클로저를 가열하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어기는 공기 흡입 시스템 주위의 주변 온도를 나타내는 제1 온도 측정치, 및 공기 흡입 시스템 내에서 획득된 제2 온도 측정치를 획득할 수 있다. 제어기의 로직은, 제어기가 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저 및 공기 흡입 시스템으로의 저압 회복 공기 배관 내의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 측정치, 공기 흡입 시스템 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하도록 인에이블한다. 특히, 제어기는 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저 및 공기 흡입 시스템으로의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약과 관련된 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초하여 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 주변 온도 제약은 약 40℉ 미만의 주변 온도를 포함하고, 공기 흡입 시스템 온도차 제약은 40℉와 공기 흡입 시스템 온도 측정치 사이의 온도차 또는 공기 흡입 시스템 온도 측정치로부터의 10℉ 증가 또는 상승 중 더 낮은 것을 포함한다. 하나의 시나리오에서, 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 약 40℉를 초과하면, 제어기는 제1 밸브가 100% 개방이 되도록 그리고 제2 밸브가 0% 개방이 되도록(즉, 폐쇄됨) 지시할 수 있다. 이러한 정도로, 저압 회복 공기 배관은 저압 회복 공기의 모든 유동을 가스 터빈 연소 배기관으로 지향시킬 것이다. 추가로, 이러한 조건에서, 제어기는 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템에 지시하여 환기 공기 제어 댐퍼를 위치시켜, 환기 배기 공기의 100%를 가스 터빈 인클로저로부터 주변으로 이동시킬 것이다.
공기 흡입 시스템 온도 측정치가 약 40℉ 미만인 경우, 제어기는 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템에 지시하여 환기 공기 제어 댐퍼를 조절하거나 점진적으로 위치시켜, 가스 터빈 인클로저로부터 환기 배기 공기의 100%를 공기 흡입 시스템의 공기 필터 하우징과 유체 연통하는 공기 입구 가열 덕트를 통해 공기 흡입 시스템으로 이동시킬 것이다. 이어서, 제어기는 공기 흡입 시스템 주위의 추가적인 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 내의 온도 측정치를 획득함으로써 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기의 100%를 공기 흡입 시스템으로 이동하는 효과를 모니터링할 수 있다. 특히, 제어기의 제어 로직은 이러한 온도 측정치들을 미리결정된 온도 요건의 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약과 비교할 것이다. 공기 흡입 시스템 온도차 제약이 여전히 충족되지 않은 경우, 제어기는 저압 회복 공기의 유동의 일부분을 가스 터빈 인클로저로 방향전환시키기 위해 저압 회복 공기 배관과 연관된 제2 밸브를 100% 개방이 되도록 조절하거나 점진적으로 개방할 수 있다. 이러한 정도로, 가스터빈 인클로저 환기 배기 시스템은 방향전환된 저압 회복 공기를 포함할 가스 터빈 인클로저로부터의 환기 배기 공기를 사용하고, 이를 공기 입구 가열 덕트를 통해 공기 흡입 시스템의 공기 필터 하우징으로 지향시킬 수 있다. 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기 및 저압 회복 공기로부터의 열은 공기 필터 하우징을 통해 공기 흡입 시스템 내로 진입하는 주변 공기를 가열할 것이다.
이어서, 제어기는 공기 흡입 시스템 주위의 추가적인 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 내의 온도 측정치를 수신하여, 제2 밸브를 개방하는 것이 공기 흡입 시스템 온도차 제약이 충족되는 결과를 초래하였는지 여부를 결정할 수 있다. 공기 흡입 시스템 온도차 제약의 목적이 여전히 충족되지 않은 경우, 제어기는 제1 밸브가 완전히 폐쇄될 때까지 제1 밸브를 조절하여, 저압 회복 공기의 모든 유동이 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 방향전환되는 결과를 초래할 것이다. 이어서, 제어기는 공기 흡입 시스템 온도차 제약의 목적이 충족될 때까지 환기 공기 제어 댐퍼, 제1 밸브 및 제2 밸브의 위치설정을 유지할 수 있다. 일단 공기 흡입 시스템 온도차 제약이 충족되면, 제어기는 목적을 달성한 위치에서 환기 공기 제어 댐퍼 및 밸브들을 유지할 수 있다.
이어서, 제어기는 추가 측정치를 획득함으로써 공기 흡입 시스템 주위의 주변 온도 및 공기 흡입 시스템 내의 온도를 계속 모니터링할 수 있다. 제어기가 공기 흡입 시스템 주위의 주변 온도의 개선을 감지하는 경우, 제어기는 주변 온도가 약 40℉ 초과인 경우에 환기 공기 제어 댐퍼, 제1 밸브 및 제2 밸브에 지시하여 그의 원래의 지정된 위치로 서서히 복귀하도록 구성된다(즉, 환기 공기 제어 댐퍼는 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기의 100%를 주변으로 보내고, 제1 밸브는 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관으로 지향시키기 위해 100% 개방되고, 제2 밸브는 저압 회복 공기가 방향전환되지 않도록 0% 개방(폐쇄)됨).
저압 회복 공기 배관, 제1 밸브 및 제2 밸브의 이러한 구성 및 작동, 그리고 제어 로직에 의하여, 다양한 실시예는 가스 터빈 엔진 주위의 온도 조건에 의존하여 가스 터빈 엔진으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 제어할 수 있다. 이는 결빙 조건에 처해 있는 저온 기후 위치에 놓인 가스 터빈 엔진에 유리하다. 이러한 정도로, 다양한 실시예에 의해 제공되는 접근법은 결빙방지 시스템의 일부로서 사용될 수 있다. 특히, 저압 회복 배관으로부터 방향전환되는 저압 회복 공기는 결빙이 발생할 수 있는 온도의 존재에 응답하여 공기 흡입 시스템에 제공된 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기를 보완할 수 있다. 이러한 방식으로, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기 및/또는 방향전환된 저압 회복 공기로부터의 열은 공기 흡입 시스템을, 결빙방지 목적을 성취하는 미리결정된 온도 요건을 만족시키는 온도로 가열할 수 있다. 결빙 조건이 문제인 것은 아니지만 온도가 여전히 저온 주변 조건(예컨대, 40℉에 근접함)인 것으로 간주되는 경우, 방향전환된 저압 회복 공기가 가스 터빈 인클로저를 가열하는 데 사용될 수 있다. 결빙 및 저온 주변 조건이 문제가 되지 않는 경우, 저압 회복 배관은 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관으로 지향시킬 수 있고, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기는 주변으로 지향될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 인클로저의 외측에 위치된 가스 터빈 연소 배기관에 결합된 저압 회복 공기 배관 및 연소를 위해 가스 터빈 엔진에 공기를 제공하기 위한 공기 흡입 시스템을 갖는 시스템을 이용하여 제어하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브; 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브; 및 제1 밸브 및 제2 밸브에 작동 가능하게 결합되어, 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을, 공기 흡입 시스템 주위의 주변 온도를 나타내는 제1 온도 측정치, 공기 흡입 시스템 내에서 획득된 제2 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 자동으로 제어하는 제어기를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 시스템이 제공된다. 시스템은, 가스 터빈 인클로저; 가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진; 가스 터빈 엔진으로 공기를 지향시키기 위해 가스 터빈 인클로저에 작동 가능하게 결합된 공기 흡입 시스템 - 공기 흡입 시스템은 가스 터빈 엔진으로 지향되는 공기를 필터링하기 위한 공기 필터 하우징을 포함함 -; 가스 터빈 엔진으로부터 생성된 배기 유동을 가스 터빈 인클로저 외측으로 출력하기 위해 가스 터빈 엔진에 작동 가능하게 결합된 가스 터빈 연소 배기관; 가스 터빈 엔진으로부터 배출된 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로 제공하기 위해 가스 터빈 엔진, 가스 터빈 인클로저 및 가스 터빈 연소 배기관에 작동 가능하게 결합된 저압 회복 공기 배관; 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브; 저압 회복 공기를 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브; 및 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 제1 밸브 및 제2 밸브에 작동 가능하게 결합된 제어기를 포함하고, 제어기는 저압 회복 공기의 유동을, 공기 흡입 시스템 주위에서 획득된 주변 온도 측정치, 공기 흡입 시스템 내에서 획득된 공기 흡입 시스템 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하도록 구성된 제어 로직을 포함하고, 제어 로직은 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 제약 및 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초하여 제어하도록 구성된다.
제3 실시예에 따르면, 가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 인클로저의 외측에 위치된 가스 터빈 연소 배기관에 결합된 저압 회복 공기 배관, 연소를 위해 가스 터빈 엔진에 공기를 제공하기 위한 공기 흡입 시스템, 및 가스 터빈 엔진으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위한 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템을 이용하여 제어하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은, 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 저압 회복 공기 배관과 협력하여 작동하도록 제1 밸브를 구성하는 단계; 저압 회복 공기를 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관과 협력하여 작동하도록 제2 밸브를 구성하는 단계; 공기 흡입 시스템 주위에서 주변 온도 측정치를 획득하는 단계; 공기 흡입 시스템 내에서부터 공기 흡입 시스템 온도 측정치를 획득하는 단계; 및 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 측정치, 공기 흡입 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하는 단계를 포함하고, 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하는 단계는, 주변 온도 제약 및 가스 터빈 엔진 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여, 비제한적인 실시예의 하기의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가스 터빈 시스템의 개략을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진으로부터 배출된 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관에 결합된 저압 회복 공기 배관을 이용하여 제어하기 위한 시스템의 개략을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 저압 회복 공기 배관의 더 상세한 도면의 개략을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 저압 회복 공기 배관에 의하여 가스 터빈 엔진으로부터 배출된 저압 회복 공기를 제어할 수 있는 제어기의 제어 로직의 추가 세부사항을 갖는 도 2에 도시된 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 가스 터빈 인클로저 및/또는 공기 흡입 시스템의 최종적인 가열을 위해 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위한 도 4에 도시된 제어기의 제어 로직과 연관된 작동을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가스 터빈 시스템의 개략을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진으로부터 배출된 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관에 결합된 저압 회복 공기 배관을 이용하여 제어하기 위한 시스템의 개략을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 저압 회복 공기 배관의 더 상세한 도면의 개략을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 저압 회복 공기 배관에 의하여 가스 터빈 엔진으로부터 배출된 저압 회복 공기를 제어할 수 있는 제어기의 제어 로직의 추가 세부사항을 갖는 도 2에 도시된 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 가스 터빈 인클로저 및/또는 공기 흡입 시스템의 최종적인 가열을 위해 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위한 도 4에 도시된 제어기의 제어 로직과 연관된 작동을 설명하는 흐름도를 도시한다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 모든 실시예는 아니지만 일부 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더 충분히 설명될 것이다. 실제로, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며; 오히려, 이들 실시예는 본 발명이 적용가능한 법적 요건을 만족시키도록 제공된다. 유사한 도면 부호는 전반에 걸쳐 유사한 요소를 지칭할 수 있다.
본 개시내용은 대체적으로 가스 터빈 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로, 항공용개조 가스 터빈 시스템(aeroderivative gas turbine system)의 가스 터빈 엔진에서 저압 회복 공기를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 저압 회복 공기는, 가스 터빈 엔진 주위의 특정 위치에서 엔진의 샤프트를 지지하는 베어링(들)(즉, 샤프트에 대한 중간 지지부를 제공하고 가스 터빈 엔진의 연소기를 장착 및 위치하는 압축기 후방 프레임)을 수용하는 가스 터빈 엔진 베어링 섬프(gas turbine engine bearing sump)의 내부 절연 챔버 내에서 생성되는 기류이다. 특히, 압축기 후방 프레임 주위의 가스 터빈 엔진 베어링 섬프는 주 경로 가스의 열로부터 섬프의 윤활유를 보호하는 2개의 절연 챔버(즉, 외부 절연 챔버 및 내부 절연 챔버)를 가질 수 있다.
외부 절연 챔버 및 내부 절연 챔버는 압축기 배출 압력(compressor discharge pressure, CDP) 및 벤트 래버린스 시일(vent labyrinth seal)에 의해 가스 터빈 엔진의 고압 압축기로부터 격리된다. 시일은 외부 절연 챔버 및 내부 절연 챔버를 고압 회복 공기 챔버 및 저압 회복 공기 챔버로 각각 형성하는 역할을 한다. 고압 회복 공기 챔버 내의 고압 회복 기류는 CDP 시일을 가로질러 누출되는 압축기 배출 공기로부터 초래되는 한편, 저압 회복 공기 챔버 내의 저압 회복 기류는 벤트 시일을 가로질러 누출되는 고압 회복 공기로부터 생성된다.
저압 회복 공기는 압축기 후방 프레임 스트럿으로부터 외부로 보내질 수 있고, 다양한 실시예들 중 임의의 것에 따라 수집 및 제어될 수 있다. 예를 들어, 이하에 더 상세히 개시되는 바와 같이, 저압 회복 공기는 가스 터빈 연소 배기관으로 지향되어, 결빙 조건 동안 가스 터빈 엔진에 대한 공기 흡입 시스템의 입구에서 공기를 가열하는 것을 돕거나, 더 차가운 주변 조건 동안 가스 터빈 엔진을 둘러싸는 가스 터빈 인클로저를 가열하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 가스 터빈 시스템(10)의 개략을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이. 가스 터빈 시스템(10)은 가스 터빈 엔진(12), 가스 터빈 엔진(12)을 수용하는 가스 터빈 인클로저(14), 연소를 위해 가스 터빈 엔진(12)에 필터링된 공기를 제공하는 공기 흡입 시스템(16), 가스 터빈 엔진(12)으로부터 배기 가스를 방출하기 위한 가스 터빈 연소 배기관(18), 및 가스 터빈 엔진(12)으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위한 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)을 포함한다.
가스 터빈 엔진(12)은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함할 수 있다 대체적으로, 압축기는 공기의 유입 유동을 압축할 수 있다. 압축기는 압축된 공기 유동을 연소기로 전달할 수 있으며, 여기서 압축된 공기 유동은 압축된 연료 유동과 혼합된다. 연소기는 공기/연료 혼합물을 점화시켜 연소 가스의 유동을 생성할 수 있다. 연소 가스의 유동은 터빈으로 전달되어 터빈을 구동하여 기계적 일을 생성할 수 있다. 터빈에서 생성된 기계적 일은 압축기를 그리고 발전기 등과 같은 외부 부하를 구동시킬 수 있다. 연소 가스의 유동은 가스 터빈 연소 배기관(18)에 의해 소모되거나 달리 처리될 수 있다.
가스 터빈 엔진(12)은 천연 가스, 다양한 유형의 합성 가스(syngas), 및/또는 다른 유형의 연료를 사용할 수 있다. 추가로, 가스 터빈 엔진(12)은 다수의 상이한 가스 터빈 엔진, 예컨대, General Electric Company에 의해 제공되는 것들 중 임의의 하나일 수 있다 예를 들어, 가스 터빈 엔진(12)은 항공용개조 가스 터빈을 포함할 수 있다.
가스 터빈 엔진(12)을 둘러싸는 가스 터빈 인클로저(14)는 가스 터빈 엔진(12)을 격리시킬 수 있다. 또한, 가스 터빈 인클로저(14)는 가스 터빈(12)과 함께 작동하는 다수의 상이한 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 터빈 인클로저(14)는 윤활유, NOx 배출, 전력 증강 등을 위한 배관을 포함할 수 있다. 다른 구성요소는 가스 검출 시스템, 및 화재 검출 및 억제 시스템을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 또한, 가스 터빈 인클로저(14)는 가스 터빈 엔진(12)의 작동에 기여하는 다수의 상이한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 가스 터빈 인클로저(14)는 가스 터빈 엔진(12)으로부터의 오일 누출을 위한 섬프로서 역할을 할 수 있다.
공기 흡입 시스템(16)은 가스 터빈 엔진(12)으로 공급하기 위해 보내어지는 흡입 공기로부터 수분 및/또는 미립자 물질(예컨대, 먼지, 쓰레기, 오염물질 및/또는 잔해물)을 제거하는 다수의 입구 공기 필터를 갖는 하나 이상의 필터 조립체를 포함하는 입구 스크린 또는 공기 필터 하우징을 포함할 수 있다 깨끗한 공기 덕트는 공기 필터 하우징으로부터 필터링된 공기를 수용할 수 있다. 깨끗한 공기 덕트 내의 공기는 가스 터빈 엔진(12)의 압축기로 이동하는 연소 입구 공기와, 가스 터빈 인클로저(14)로 공급되는 환기 입구 공기로 분할된다. 특히, 연소 입구 공기 덕트는 연소 입구 공기를 압축기에 제공할 수 있는 한편, 환기 입구 공기 바이패스 도관은 환기 입구 공기를 가스 터빈 인클로저(14)로 공급할 수 있다.
가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은 가스 터빈 엔진(12)으로부터의 열 및 배기 생성물을 가스 터빈 인클로저(14)에서 퍼지하기 위해 공기 유동을 생성하도록 작동하는 하나 이상의 환기 팬을 포함할 수 있다 추가로, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은 가스 터빈 엔진(12) 및 가스 터빈 인클로저(14)로부터의 열 및 배기 생성물을 함유하는 공기의 유동을 제어하는 댐퍼를 포함할 수 있다. 특히, 댐퍼는 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기를 공기 흡입 시스템(16)으로 지향할 수 있고/있거나 주변으로 배출할 수 있다.
가스 터빈 시스템(10)은 도 1에 도시되지 않은 다수의 다른 구성요소를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 가스 터빈 시스템(10)은 가스 터빈 엔진(12)의 압축기 및 가스 터빈에 작동 가능하게 결합된 샤프트를 포함할 수 있다. 이러한 정도로, 샤프트는 전력 발생 응용을 위한 발전기에 연결될 수 있다.
도 2는 가스 터빈 인클로저(14) 내에 배치된 가스 터빈 엔진(12)으로부터 배출된 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)에 결합된 저압 회복 공기 배관(24)을 이용하여 제어하기 위한 시스템(22)의 개략을 도시한다. 도 2에 도시되고. 도 1과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 가스 터빈 엔진(12)은 가스 터빈 인클로저(14) 내에 배치된다. 가스 터빈 엔진(12)은 압축기(26), 연소기(28), 및 터빈(30)을 포함한다. 이러한 정도로, 압축기(26)는 공기 흡입 시스템(16)으로부터 수용된 공기를 압축할 수 있다. 연소기(28)는 압축기(26)로부터의 압축된 공기와 그의 연소를 위한 연료의 혼합물을 수용한다. 예를 들어, 하나 이상의 연료 노즐은 연료를 흡입하고 이를 압축기(26)로부터의 압축된 공기와 혼합하며, 공기-연료 혼합물을 연소에 적합한 비율로 연소기(28) 내로 분배할 수 있다. 공기-연료 혼합물은 연소기(28) 내의 챔버에서 연소되어 고온의 가압된 배기 가스를 생성한다. 연소기(28)로부터의 배기 가스는 터빈(30)을 향해 지향될 수 있다
배기 가스가 터빈(30)을 통과함에 따라, 가스가 터빈 블레이드를 강제시켜 가스 터빈 엔진(12)의 축을 따라 샤프트를 회전시킨다. 샤프트는 압축기(26)를 포함하는, 가스 터빈 엔진(12)의 다양한 구성요소에 연결될 수 있다. 압축기(26)는 또한 샤프트에 결합된 블레이드를 포함한다. 이러한 정도로, 샤프트가 회전함에 따라, 압축기(26) 내의 블레이드가 또한 회전하여, 이에 의해 공기 흡입 시스템(16)으로부터 공기 흡입물을 압축기(26)를 통해 압축하여 연료 노즐 및 연소기(28) 내로 보낸다. 샤프트는 또한 발전기와 같은 부하에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 터빈(30)에서의 기계적 일은 발전기를 구동하여 전력을 생성할 수 있다.
저압 회복 공기 배관(24)은 가스 터빈 엔진(12)으로부터 저압 회복 공기를 포착하고 경로설정을 다시 할 수 있다. 일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 저압 회복 공기 배관(24)은 압축기(26), 터빈(30)으로부터 배기 가스를 배출하는 가스 터빈 연소 배기관(18), 및 가스 터빈 엔진(12)이 배치된 가스 터빈 인클로저(14)와 유체 연통한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "유체 연통하는"은 유체가 흐를 수 있게 하는 통로가 존재함을 의미한다. 이러한 방식으로, 저압 회복 공기 배관(24)은 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)을 향해 그리고/또는 가스 터빈 인클로저(14) 내로 지향시킬 수 있다. 특히, 작동 시, 저압 회복 공기 배관(24)은 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18) 내로 그리고/또는 가스 터빈 인클로저(14) 내로 보낼 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 저압 회복 공기 배관(24)은, 가스 터빈 엔진(12)으로부터 가스 터빈 연소 배기관(18)으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해, 저압 회복 공기 배관(24)에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브(V1)를 포함할 수 있다. 저압 회복 공기 배관(24)은 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관(24)에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브(V2)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)는 다수의 유동 제어 밸브 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)는 전자식 유동 제어 밸브를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)는 솔레노이드 작동식 밸브를 포함할 수 있다.
저압 회복 공기 배관(24)은 가스 터빈 엔진(12)으로부터 가스 터빈 연소 배기관(18) 및 가스 터빈 인클로저(14) 내로 저압 회복 공기를 운반하기 위한 각각의 배관을 추가로 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 저압 회복 공기 배관(24)은 저압 회복 공기 도관(32), 가스 터빈 연소 배기 저압 회복 공기 도관(34), 및 가스 터빈 인클로저 저압 회복 공기 도관(36)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 저압 회복 공기 배관(32)은 가스 터빈 엔진(12)(예를 들어, 압축기(26)) 및 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)와 유체 연통한다. 가스 터빈 연소 배기 저압 회복 공기 도관(34)은 가스 터빈 연소 배기관(18) 및 제1 밸브(V1)와 유체 연통한다. 가스 터빈 인클로저 저압 회복 공기 도관(36)은 가스 터빈 인클로저(14) 및 제2 밸브(V2)와 유체 연통한다. 이러한 구성으로, 저압 회복 공기 도관(32)은 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)를 향해 저압 회복 공기를 운반할 수 있고, 가스 터빈 연소 배기 저압 회복 공기 도관(34)은 저압 회복 공기를 제1 밸브(V1)로부터 가스 터빈 연소 배기관(18)을 향해 운반할 수 있는 한편, 가스 터빈 인클로저 저압 회복 공기 도관(36)은 저압 회복 공기를 제2 밸브(V2)로부터 가스 터빈 인클로저(14)를 향해 운반할 수 있다.
일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 가스 터빈 인클로저 저압 회복 공기 도관(36)은 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저(14) 내로 전달하기 위해 다수의 분산 구멍(40)을 갖는 저압 회복 공기 분산 노즐(38)로서 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 분산 구멍(40)을 갖는 저압 회복 공기 분산 노즐(38)은 고속에서 저압 회복 공기가 튀는 것을 방지하는 폭넓은 다양한 패턴으로 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저(14) 내로 전달할 수 있다. 고속에서 저압 회복 공기가 튀는 것을 회피하는 것 외에도, 다수의 분산 구멍(40)을 갖는 저압 회복 공기 분산 노즐(38)은 가스 터빈 인클로저(14) 내에 저압 회복 공기를 원활하게 분배 또는 혼합하는 역할을 한다.
이제 다시 도 2만을 참조하면, 공기 흡입 시스템(16)은 가스 터빈 엔진(12)으로 보내어지는 흡입 공기(44)로부터 수분 및/또는 미립자 물질(예컨대, 먼지 및/또는 잔해물)을 제거하는 공기 필터 하우징(42)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공기 필터 하우징(42)은 가스 터빈 엔진(12)에 제공되는 흡입 공기(44)를 필터링하기 위해 다수의 필터 스테이지(예를 들어, 필터 스테이지 1, 필터 스테이지 2, 필터 스테이지 3)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 필터 스테이지들은 공기 필터 하우징(42) 내에 직렬로 배치될 수 있어, 필터 스테이지 1이 제1 필터를 흡입 공기(44)에 적용하는 한편, 필터 스테이지 1의 하류에 있는 필터 스테이지 2, 및 필터 스테이지 2의 하류에 있는 필터 스테이지 3은 각각 흡입 공기(44)의 추가 필터링을 적용하여, 그로부터 상류의 필터 스테이지에서 필터링된 후 남아 있을 수 있는 어떠한 수분 및/또는 미립자 물질도 추가로 제거한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "하류" 및 "상류"는 가스 터빈 시스템을 통한 작동 유체와 같은 유체의 유동, 예를 들어, 공기 흡입 시스템을 통한 또는 가스 터빈 엔진의 구성요소들 중 하나를 통한 공기의 유동에 대한 방향을 나타내는 용어들이다. 용어 "하류"는 유체의 유동의 방향에 대응하고, 용어 "상류"는 그 유동에 반대되는 방향을 지칭한다.
도 2에 도시된 필터 스테이지들(필터 스테이지 1, 필터 스테이지 2, 필터 스테이지 3)의 수는 공기 필터 하우징(42) 내에 배치될 수 있는 필터 스테이지의 수를 예시하고, 제한적인 것으로 의도되지 않는 것으로 이해된다. 당업자는 공기 필터 하우징(42)이 도 2에 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 필터 스테이지를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
공기 필터 하우징(42) 내의 필터 스테이지들 각각은 모래 입자, 쓰레기, 빗방울, 눈, 및 다른 바람직하지 않은 잔해물과 같은, 흡입 공기(44)에서 발견될 수 있는 잔해물 및/또는 크고 작은 입자들을 제거하고/하거나 필터링하도록 구성될 수 있는 임의의 적합한 필터링 구성요소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공기 필터 하우징(42) 내의 필터 스테이지들 각각은 그를 통해 흐르는 흡입 공기(44)로부터 더 미세하고/하거나 더 작은 미립자를 필터링할 수 있는 패브릭 필터들의 어레이(예를 들어, 패브릭 필터 백, 원추형 패브릭 필터, 펄스 패브릭 필터, 정적 패브릭 필터 등)를 포함할 수 있다.
공기 필터 하우징(42)은 다른 필터링 구성요소를 포함하도록 구성될 수 있고, 다양한 필터 스테이지에서 패브릭 필터의 사용으로 제한되는 것을 의도하지 않는다는 것이 이해된다. 예를 들어, 공기 필터 하우징(42)은 흡입 공기(44)에서 발견될 수 있는 큰 입자 및/또는 잔해물을 제거하고/하거나 필터링하기 위해 베인 필터(예를 들어, 웨더 후드(weather hood) 및/또는 스크린)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 공기 필터 하우징(42)은 큰 입자 및/또는 잔해물을 제거하고/하거나 필터링하기 위해 흡입 공기(44)를 수용하는 입구에 형성된 베인 필터로 구성될 수 있는 한편, 필터 스테이지들 1, 2 및 3은 흡입 공기(44)에 남아 있는 더 작거나 더 미세한 입자를 필터링할 수 있다.
공기 흡입 시스템(16)은 공기 필터 하우징(42)과 유체 연통하는 깨끗한 공기 덕트(46)를 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 깨끗한 공기 덕트(46)는 공기 필터 하우징(42)으로부터 필터링된 공기를 수용할 수 있다. 이어서, 깨끗한 공기 덕트(46) 내의 공기는 가스 터빈 엔진(12)의 압축기(26)로 이동하는 연소 입구 공기와, 가스 터빈 인클로저(14)로 공급되는 환기 입구 공기로 분할된다. 일 실시예에서, 깨끗한 공기 덕트(46)와 유체 연통하는 연소 입구 공기 덕트(48)는 연소 입구 공기를 가스 터빈 엔진(12)의 압축기(26)에 제공하는 한편, 깨끗한 공기 덕트(46)와 유체 연통하는 환기 입구 공기 바이패스 도관(62)은 환기 입구 공기를 가스 터빈 인클로저(14)에 공급한다. 이러한 정도로, 깨끗한 공기 덕트(46)가 공기 필터 하우징(42)의 마지막 필터 스테이지(예를 들어, 필터 스테이지 3)로부터 필터링된 흡입 공기(44)를 수용하는 한편, 연소 입구 공기 덕트(48)는 연소 입구 공기로서 압축기(26)에 제공되고, 환기 입구 공기 바이패스 도관(62)은 환기 입구 공기를 가스 터빈 인클로저(14) 내로 공급한다.
다양한 실시예를 설명하기 위해, 도 2에 도시된 공기 흡입 시스템(16)은 단지 가스 터빈 시스템의 공기 흡입구를 형성할 수 있는 소정의 구성요소를 예시한다. 공기 흡입 시스템(16)이 다른 구성요소를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 공기 흡입 시스템의 일부일 수 있는 구성요소의 다른 예는 입구 스크린, 플리넘 챔버 조립체, 및 소음기 조립체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 입구 스크린은 큰 입자 및/또는 잔해물을 제거하고/하거나 필터링하기 위해 흡입 공기(44)를 수용하는 입구 주위에서 공기 필터 하우징(42)의 상류에 위치될 수 있는 한편, 다수의 소음기 패널로 형성된 소음기 조립체는 공기 흡입 시스템(16)을 통해 전달되는 흡입 공기(44)와 관련된 "소음"을 줄이기 위해 깨끗한 공기 덕트(46) 주위에서 공기 필터 하우징(42)의 하류에 위치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은 가스 터빈 엔진(12)으로부터의 열 및 배기 생성물을 가스 터빈 인클로저(14)에서 퍼지하기 위해 공기 유동을 생성하기 위한 하나 이상의 환기 팬(50)을 포함할 수 있다 각각의 팬(50)과 유체 연통하는 환기 도관(52)은, 가스 터빈 인클로저(14)로부터 공기 유동을 인출하고, 이를 환기 출구 공기로서 환기 공기 제어 댐퍼(54)로 지향시킬 수 있다 전자 제어 디바이스일 수 있는 환기 공기 제어 댐퍼(54)는, 환기 출구 공기를, 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 그리고/또는 대응하는 환기 도관(52)과 유체 연통하는 하나 이상의 공기 입구 가열 덕트(56)로 지향시킬 수 있다 이러한 구성으로, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은, 공기 흡입 시스템(16) 주위의 주변 공기 온도가 결빙이 발생할 수 있는 온도에 도달할 때 공기 흡입 시스템(16)을 가열하거나 결빙하는 것을 방지하기 위해, 또는 더 차가운 주변 조건에서 인클로저를 가열하기 위해 가스 터빈 인클로저(14)로부터의 공기 유동을 사용할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공기 흡입 시스템(16)은, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)으로부터의 가열된 공기를 공기 입구 가열 덕트(56)를 통해 수용하고, 가열된 공기를 공기 필터 하우징(42)으로 진입하는 흡입 공기(44)의 유동으로 분배하는 헤더 또는 매니폴드(58)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 헤더(58)에 의해 흡입 공기(44)로 분배된 가열된 공기는 흡입 공기의 온도를 증가시켜, 이에 의해 공기 필터 하우징(42)에 열을 제공하고, 이는 얼음 잔해 및 터빈 블레이드 손상뿐만 아니라, 완화되지 않은 경우 성능의 손실을 초래할 수 있는 내부에서의 어떠한 얼음 형성도 방지한다.
일 실시예에서, 헤더(58)는, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)으로부터의 가열된 공기를 공기 입구 가열 덕트(56)를 통해 흡입 공기(44)의 유동으로 분배하기 위한 다수의 환기 공기 분산 노즐(60)을 포함할 수 있다. 이러한 정도로, 다수의 환기 공기 분산 노즐(60)은 가열된 공기를 광범위한 패턴으로 흡입 공기(44)의 유동으로 분배할 수 있다. 환기 공기 분산 노즐(60)은 공기 입구 가열 덕트(56)로부터의 가열된 공기를 흡입 공기(44)의 유동으로 주입하는 데 사용될 수 있는 하나의 유형의 분배 파이프이고, 제한하려는 것이 아닌 것으로 이해된다.
도 2의 시스템(22)은 저압 회복 공기 배관(24), 환기 공기 제어 댐퍼(54) 및 환기 팬(50)과 연관된 밸브들(Valve 1 및 Valve 2)에 작동 가능하게 결합되는 제어기(64)를 포함한다. 이러한 방식으로, 제어기(64)는 Valve 1, Valve 2, 환기 공기 제어 댐퍼(54), 및 환기 팬(50)의 작동을 가스 터빈 엔진(12), 공기 흡입 시스템(16). 및 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20) 주위에서 검출된 하나 이상의 조건의 함수로서 제어할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 센서가 가스 터빈 엔진(12), 공기 흡입 시스템(16), 및 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20) 주위에 배치되어 다수의 조건 중 임의의 조건을 검출할 수 있다. 센서는 제어기(64)와 통신하여, 센서가 검출하도록 구성된 임의의 수의 파라미터를 나타내는 측정치를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 온도 센서가 공기 흡입 시스템(16) 주위에 배치되어 공기 흡입 시스템 주위의 온도 측정치를 획득할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주변 온도 센서(T0)가 공기 흡입 시스템(16)의 입구 주위에 배치될 수 있는 한편, 공기 흡입 시스템 온도 센서(T2)는 공기 흡입 시스템 내에 배치될 수 있다. 이러한 정도로, 주변 온도 센서(T0)는 공기 흡입 시스템(16)의 입구 주위의 주변 온도 측정치를 획득할 수 있는 한편, 공기 흡입 시스템 온도 센서(T2)는 공기 흡입 시스템 내의 온도 측정치를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 공기 흡입 시스템 온도 센서(T2)는 연소 입구 공기 덕트(48) 주위에 배치될 수 있다. 온도 센서(T0 및 T2)에 더하여, 온도 센서가 공기 흡입 시스템(16) 내의 상이한 위치에, 또는 대안적으로, 공기 흡입 시스템 내의 다른 위치에 배치될 수 있는 것으로 이해된다. 더욱이, 온도 센서는 공기 흡입 시스템(16)에 대해 언급된 것에 더하여, 다른 위치에 배치될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 온도 센서는 가스 터빈 엔진(12), 가스 터빈 인클로저(14) 및 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20) 내에 배치될 수 있다.
다양한 실시예가 온도 측정과 관련하여 설명되었지만, 가스 터빈 엔진(12), 가스 터빈 인클로저(14), 공기 흡입 시스템(16), 및 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20) 주위에 다수의 다른 유형의 센서가 배치될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 가스 터빈 엔진(12), 가스 터빈 인클로저(14), 공기 흡입 시스템(16), 및 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)과 함께 사용하기에 적합한 센서의 비제한적인 목록은 압력 센서, 유량 센서, 및 습도 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 제어기(64)는, 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 가스 터빈 인클로저(14) 및 궁극적으로는 공기 흡입 시스템(16)으로의 저압 회복 공기의 유동을, 온도 센서(T0)에 의해 획득된 공기 흡입 시스템(16) 주위의 주변 온도를 나타내는 제1 온도 측정치, 공기 흡입 온도 센서(T2)에 의해 공기 흡입 시스템 내에서 획득된 제2 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 자동으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(64)는 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 공기 흡입 시스템(16)으로의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 제1 온도 측정치 및 제2 온도 측정치의 값들에 기초하여 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 주변 온도 제약은 약 40℉ 미만인 주변 온도를 포함할 수 있고, 공기 흡입 시스템 온도차 제약은 40℉와 T2에서 획득된 즉각적인(instant) 제2 온도 측정치 사이의 온도차 또는 즉각적인 제2 온도 측정치로부터의 10℉ 증가 중 더 낮은 것을 포함할 수 있다. 미리결정된 온도 요건의 함수로서, 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위한 저압 회복 공기 배관(24)과 연관된 밸브(Valve 1 및 Valve 2)의 제어뿐만 아니라, 공기 흡입 시스템(16)을 가열하기 위한 환기 공기 제어 댐퍼(54)의 제어에 대한 추가 세부사항이 이하에 논의된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 저압 회복 공기 배관(24)에 의하여 가스 터빈 엔진(12)으로부터 배출된 저압 회복 공기를 제어할 수 있는 제어기(64)의 제어 로직의 추가 세부사항을 갖는 도 2에 도시된 시스템(22)의 개략적인 블록도를 도시한다. 상기에 언급된 바와 같이, 제어기(64)는 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 가스 터빈 인클로저(14)로의 저압 회복 공기 배관(24) 내의 저압 회복 공기의 유동을 자동으로 제어할 수 있다 이러한 정도로, 제어기(64)는 가스 터빈 엔진(12) 주위의 주변 온도가 결빙 및 후속의 성능 문제, 및 가스 터빈 엔진 구성요소의 손상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 문제의 경향이 있는 경우, 결빙을 방지하기 위해 공기 흡입 시스템(16)을 가열하는 것을 돕기 위해, 저압 회복 공기 배관(24) 내의 저압 회복 공기의 유동을 사용할 수 있다. 특히, 제어기(64)는 결빙 조건을 제거하거나 경감하도록 공기 흡입 시스템(16)이 가열되는 방식을 제어하기 위해 전술한 미리결정된 온도 요건과 함께, 공기 흡입 시스템(16) 주위에 위치된 주변 온도 측정치(T0), 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치(T2)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제어기(64)는, 미리결정된 온도 요건과 연관된 기본 목적에 따라, 공기 흡입 시스템(16)을 가열하기 위해, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)으로부터의 가열된 공기를 사용할 수 있다. 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)으로부터의 가열된 공기의 사용이 미리결정된 온도 요건을 만족시키기에 부적합한 경우, 제어기(64)는 저압 회복 공기 배관(24)과 연관된 밸브(Valve 1 및 Valve 2)를 조절하여 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저(14) 내로 방향전환시킬 수 있으며, 이는 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템에 의하여 인클로저로부터 배출되는 공기의 온도를 증가시켜, 이에 의해 공기 흡입 시스템(16)으로 제공되는 가열된 공기를 증가시킬 수 있다. 이러한 정도로, 제어기(64)는 미리결정된 온도 요건의 목적이 만족될 때까지 Valve 1 및 Valve 2를 계속 조절할 수 있다. 이어서, 제어기(64)는 미리결정된 온도 요건의 만족으로 이어지는 위치들에서 Valve 1, Valve 2 및 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 유지할 수 있다. 제어기(64)가 T0에 의해 측정된 바와 같은 주변 온도의 개선을 감지하는 경우, 제어기는 Valve 1, Valve 2 및 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 그들의 원래 위치로 서서히 복귀시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "주변 온도의 개선"은 결빙 온도가 시작되는 40℉ 초과의 온도를 의미한다.
도 4는 제어기(64)가 전술한 작동을 수행하는 데 사용할 수 있는 제어 로직의 개략도를 도시한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 제어 로직은 제어기(64)가 가스 터빈 엔진(12), 공기 흡입 시스템(16) 및 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20) 및 이들 각각의 구성요소를 제어하는 것과 연관된 다양한 작동을 수행하게 할 수 있는 비일시적 유형의 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어를 지칭한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(64)는 터빈 작동 로직(66), 저압 회복 배관 로직(68), 및 환기 로직(70)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 터빈 작동 로직(66)은 가스 터빈 엔진(12)의 일반적인 작동을 제어하도록 구성된 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터빈 작동 로직(66)은 가스 터빈 엔진(12)의 시동 절차, 정상 작동 절차, 및 정지 절차를 제어하도록 구성된 로직을 포함할 수 있다.
저압 회복 배관 로직(68)은 저압 회복 배관(24)과 연관된 밸브(Valve 1 및 Valve 2)의 개방 및 폐쇄를 제어하도록 구성된 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 로직은 Valve 1 및 Valve 2를 완전히 개방된 위치(100%)와 완전히 폐쇄된 위치(0%) 사이에서 조절하는 것(점진적으로 개방 또는 폐쇄하는 것)을 포함할 수 있다.
환기 로직(70)은 환기 공기 제어 댐퍼(54)의 위치결정을 제어하도록 구성된 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 로직은 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 가열된 공기를 완전히 지향시키는 위치들 사이에서, 가스 터빈 인클로저(14)로부터의 가열된 공기를 공기 입구 가열 덕트(56) 및 공기 흡입 시스템(16)으로 완전히 지향시키는 위치들로, 가열된 공기를 주변 및 공기 흡입 시스템 둘 모두로 방향전환시키는 위치들로 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 조절하는 것(점진적으로 개방 또는 폐쇄하는 것)을 포함할 수 있다. 환기 로직(70)은 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)에 의해 수행되는 다른 작동으로 지시되는 다른 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 환기 로직(70)은 가스 터빈 인클로저(14)를 퍼지하기 위해 하나 이상의 환기 팬(50)을 활성화하도록 구성된 로직뿐만 아니라, 퍼지 작동 후 하나 이상의 환기 팬(50)을 비활성화하도록 구성된 로직을 포함할 수 있다.
소정 실시예에서, 제어기(64)는 하나 이상의 액추에이터 또는 드라이브에 결합될 수 있으며, 이는 이어서, Valve V1, Valve V2 및 환기 공기 제어 댐퍼(54)에 결합될 수 있다. 이러한 정도로, 액추에이터 또는 드라이브는 Valve V1, Valve V2 및 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 대응하는 제어 로직에 의해 지시된 위치들에 대응하는 위치들로 구동하도록 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 로직은, 결빙 조건이 존재할 수 있는 온도에서 공기 흡입 시스템(16)을 가열하기 위한 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)에 의한 그의 사용, 및 더 차가운 주변 조건에서 가스 터빈 인클로저(14)를 가열하기 위한 그의 사용을 포함하는, 저압 회복 공기 배관(24) 내의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 다양한 실시예에 의해 사용되는 특정 제어 로직을 나타내는 것으로 이해된다. 당업자는 제어기(64)가 가스 터빈 엔진(12)을 작동하는 동안 발생할 수 있는 조건 및 수행되는 다른 작동과 관련된 다른 로직을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 도 4에 도시된 로직은 제한하려는 의도가 아니다.
도 5는 공기 흡입 시스템(16)의 최종적인 가열을 위해 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 가스 터빈 연소 배기관(18)으로의 그리고/또는 가스 터빈 인클로저(14)로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위한 도 4에 도시된 제어기의 제어 로직과 연관된 작동을 설명하는 흐름도(72)를 도시한다. 도 5의 흐름도(72)는 T0 센서가 공기 흡입 시스템(16) 주위의 주변 온도 측정치를 획득하고, T2 센서가 공기 흡입 시스템 내의 공기 흡입 시스템 온도 측정치를 획득하는 단계(74)에서 시작한다. T2 센서에 의해 획득된 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 단계(76)에서 결정된 바와 같이 약 40℉보다 큰 경우, 단계(78)에서 제어기(64)는 저압 회복 공기 배관(24) 내의 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 그리고 환기된 가열된 배기 공기를 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 지향시킬 수 있다. 특히, 제어기(64)는 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 지향시키기 위해 밸브(V1)가 100% 개방되도록 그리고 밸브(V2)가 0% 개방(즉, 폐쇄)되도록 지시할 수 있으며, 또한 환기된 가열된 배기 공기의 100%를 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 지향시키도록 환기 공기 제어 댐퍼(54)에 지시할 수 있다.
공기 흡입 시스템 온도 측정치가 단계(76)에서 결정된 바와 같이 약 40℉ 미만인 경우, 제어기(64)는 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)에 지시하여 단계(80)에서 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 조절하여 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기를 공기 입구 가열 덕트(56) 및 공기 흡입 시스템(16)을 향해 지향시킬 것이다. 이는, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기의 0%를 공기 입구 가열 덕트(56)를 통해 공기 흡입 시스템(16)으로 이동시키는 위치로부터 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기의 100%를 공기 흡입 시스템(16)의 공기 필터 하우징(42)으로 이동시키는 위치로 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 이동시키는 것을 포함한다.
이어서, 제어기(64)는, 공기 흡입 시스템 주위의 추가적인 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 내의 온도 측정치를 획득함으로써, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기의 0%를 공기 흡입 시스템(16)으로 이동시키는 위치로부터 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기의 100%를 공기 흡입 시스템(16)으로 이동시키는 위치로 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 조절하는 효과를 모니터링할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 단계(82)에서 제어기(64)는 T0 및 T2 센서들로부터의 온도 측정치들을 모니터링한다.
특히, 제어기(64)의 제어 로직은 이러한 온도 측정치들을 미리결정된 온도 요건의 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약과 비교할 것이다. 전술한 바와 같이, 온도 제약은 약 40℉ 미만의 주변 온도를 포함하고, 공기 흡입 시스템 온도차 제약은 40℉와 공기 흡입 시스템 온도 측정치 사이의 온도차 또는 공기 흡입 시스템 온도 측정치로부터의 10℉ 증가 또는 상승 중 더 낮은 것을 포함한다. 예를 들어, 즉각적인 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 32℉인 경우, 공기 흡입 시스템 온도차 제약의 기본 목적을 만족시키기 위해 (예를 들어, 공기 흡입 시스템에서의) 8℉ 상승이 필요할 것이다(즉, 32℉으로부터 40℉로의 8℉ 상승은 32℉ 판독치로부터의 10℉ 상승 또는 증가보다 작다). 다른 예에서, 즉각적인 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 15℉인 경우, 25℉로의 10℉ 상승은 공기 흡입 시스템 온도차 제약의 목적을 만족시킬 것이다(즉, 25℉로의 10℉ 상승이 25℉로부터 40℉로의 15℉보다 작다).
도 5의 흐름도(72)에서 계속하면, 단계(84)에서 공기 흡입 시스템 온도차 제약이 만족된다는 것이 결정되는 경우, 단계(78)에서 제어기(64)는 저압 회복 공기 배관(24) 내의 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 지향시키고, 환기된 가열된 배기 공기를 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 지향시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 이것은, 제어기(64)가, 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 지향시키기 위해 밸브(V1)를 100% 개방하도록 그리고 밸브(V2)를 0% 개방하도록 지시하는 것, 그리고 환기된 가열된 배기 공기의 100%를 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 지향시키도록 환기 공기 제어 댐퍼(54)에 지시하는 것을 포함할 수 있다.
대안적으로, 단계(84)에서 공기 흡입 시스템 온도차 제약이 만족되지 않는다는 것이 결정되는 경우, 제어기(64)는 단계(86)에서 밸브(V2)를 조절하여 공기 흡입 시스템 온도차 제약의 기본 목적을 달성할 수 있다. 특히, 제어기(64)는 저압 회복 공기 배관(24)과 연관된 밸브(V2)를 점진적으로 개방하여, 이를 밸브(V2)가 0% 개방되는 위치로부터 100% 개방된 위치로 이동시켜, 저압 회복 공기의 유동의 일부를 가스 터빈 인클로저로 방향전환시킬 수 있다. 이러한 정도로, 가스터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은, 이제 방향전환된 저압 회복 공기를 포함할 가스 터빈 인클로저(14)로부터의 환기 배기 공기를 사용하고, 이를 공기 입구 가열 덕트(56)를 통해 공기 흡입 시스템(16)으로 지향시킬 수 있다. 그 결과, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기 및 저압 회복 공기로부터의 열은 공기 필터 하우징(42)을 통해 공기 흡입 시스템(16) 내로 진입하는 주변 공기를 가열할 것이다.
공기 흡입 시스템 온도차 제약이 단계(88)에서 결정된 바와 같이 여전히 충족되지 않는 경우, 제어기(64)는 단계(90)에서 저압 회복 공기 배관과 연관된 밸브(V1)를 0% 개방되도록 조절하거나 점진적으로 폐쇄할 수 있다. 이러한 정도로, 가스 터빈 인클로저(14)로부터의 환기 배기 공기의 온도는 증가해야 하는데, 그 이유는 저압 회복 공기의 유동이 가스 터빈 연소 배기관(18)을 통해 주변으로 지향되지 않기 때문이다. 그 결과, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기로부터의 증가된 열은 공기 필터 하우징(42)을 통해 공기 흡입 시스템(16) 내로 진입하는 주변 공기에 더 많은 열을 제공할 것이다.
일단 공기 흡입 시스템 온도차 제약의 기본 목적이 만족되면, 본질적으로 공기 흡입 시스템(16)에서의 온도는, 공기 흡입 시스템(16) 및 가스 터빈 엔진(12)의 구성요소에 대한 손상을 야기할 뿐만 아니라 가스 터빈 시스템의 성능을 감소시킬 수 있는 결빙 조건을 더 이상 조장하지 않으며, 이는 결빙 조건 및 이의 부수적인 문제로 이어질 수 있는 온도가 경감되었기 때문이다. 이러한 정도로, 일단 주변 온도 센서(T0)에 의해 측정된 바와 같은 주변 온도가 40℉ 초과인 것으로 확인되면, 제어기(64)는 단계(92)에서 밸브들(V1 및 V2) 및 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 조절하여 그들의 원래 위치들(Valve 1 - 100% 개방, Valve 2 - 0% 개방, 및 댐퍼는 주변으로 100%를 지향함)로 서서히 복귀시킬 것이다. 이러한 시점에서, 제어기(64)는 저압 회복 공기 배관(24)에 지시하여 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 공급하게 하고, 환기 공기 제어 댐퍼(54)에 지시하여 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기를 주변으로 지향시킬 수 있다
따라서, 도 5에 도시된 흐름도(72)에 의해 구현된 알고리즘은, 그것이 가스 터빈 시스템의 기술분야에 관련되고 결빙 조건으로 이어지는 온도가 공기 흡입 시스템 및 가스 터빈 엔진을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 구성요소의 작동 및 성능에 관하여 가질 수 있는 기술적 문제에 대한 해결책을 제시한다는 점에서 산업적 응용을 가능하게 할 수 있다. 결과적으로, 도 5의 흐름도(72)에 의해 구현된 알고리즘은, 결빙이 발생할 수 있는 온도의 존재에 응답하여, 공기 필터 하우징(42)과 같은 구성요소를 포함하여, 공기 흡입 시스템(16) 내의 결빙을 방지하는 데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기 및/또는 방향전환된 저압 회복 공기로부터의 열은 공기 흡입 시스템(16)을 결빙방지 목적을 성취하는 미리결정된 온도 요건을 만족시키는 온도로 가열할 수 있다.
기본적으로, 저압 회복 공기는 저온 주변 조건에서 가스 터빈 인클로저(14) 내로 배출되고, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은 이를 사용하여, 공기 흡입 시스템(16)의 입구 영역의 결빙을 방지하기 위해 가스 터빈 엔진(12) 및 인클로저의 배기 생성물로부터 인클로저 내에 열을 보충할 수 있다. 추가로, 결빙 조건이 지배적이지 않더라도, 알고리즘을 사용하여 더 추운 주변 조건에서 가스 터빈 인클로저(14)를 가열할 수 있다. 결빙 및 더 차가운 주변 조건이 문제가 아닌 경우, 저압 회복 배관은 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 지향시킬 수 있고, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 공기가 주변으로 지향될 수 있다. 본 명세서에 설명된 접근법으로, 가스 터빈 인클로저(14) 및 가스 터빈 연소 배기관(18) 내의 가열된 공기의 양은 필요에 따라 자동으로 제어될 수 있다.
한편, 설명의 간단함을 위해, 도 5에 도시된 작동들은 일련의 동작들로서 설명된다. 도 5와 연관된 본 혁신은, 일부 동작이, 그에 따라, 상이한 순서로 그리고/또는 본 명세서에 도시되고 설명되는 것과는 다른 동작과 동시에 발생할 수 있기 때문에, 동작의 순서에 의해 제한되지 않는다는 것이 이해 및 인식되어야 한다. 예를 들어, 당업자는, 도 5에 도시된 방법론 또는 작동이, 대안적으로, 상태도에서와 같이, 일련의 상호관련된 상태들 또는 이벤트들로서 표현될 수 있다는 것을 이해 및 인식할 것이다. 게다가, 모든 예시된 동작이 혁신에 따른 방법론을 구현하는 데 요구되지는 않을 수 있다. 더욱이, 상호작용 다이어그램(들)은 이질적 엔티티가 방법론의 이질적 부분을 동작시킬 때 본 발명에 따른 방법론 또는 방법을 나타낼 수 있다. 추가로, 개시된 예시적인 방법들 중 둘 이상은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 특징 또는 이점을 달성하기 위해 서로 조합하여 구현될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 시스템은 필요한 전자장치, 소프트웨어, 메모리, 저장장치, 데이터베이스, 펌웨어, 로직/상태 기계, 마이크로프로세서, 통신 링크, 디스플레이 또는 다른 시각적 또는 청각적 사용자 인터페이스, 인쇄 디바이스, 및 임의의 다른 입력/출력 인터페이스를 포함하여, 실시간으로 성취될 수 있는, 본 명세서에서 설명되는 기능을 수행할 수 있고/있거나 본 명세서에서 설명되는 결과를 달성할 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 제어기(64)는 적어도 하나의 프로세서 및 시스템 메모리/데이터 저장 구조물을 포함할 수 있으며, 시스템 메모리/데이터 저장 구조물은 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 판독 전용 메모리(ROM)를 포함할 수 있다. 제어기(64)의 적어도 하나의 프로세서는 하나 이상의 종래의 마이크로프로세서 및 하나 이상의 보조 코프로세서, 예컨대 수치연산 코프로세서 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 데이터 저장 구조는 자기, 광학 및/또는 반도체 메모리의 적절한 조합을 포함할 수 있고, 예를 들어, RAM, ROM, 플래시 드라이브, 광학 디스크, 예컨대, 콤팩트 디스크, 및/또는 하드 디스크 또는 드라이브를 포함할 수 있다.
추가적으로, 본 명세서에 개시된 작동을 수행하기 위해 제어기(64)를 적응시키는 소프트웨어 애플리케이션은 컴퓨터 판독가능 매체로부터 적어도 하나의 프로세서의 메인 메모리 내로 판독될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "컴퓨터 판독가능 매체"는 실행을 위해 제어기(64)의 적어도 하나의 프로세서(또는 본 명세서에서 설명되는 디바이스의 임의의 다른 프로세서)에 명령어를 제공하거나 명령어를 제공하는 것에 참여하는 임의의 매체를 지칭한다. 그러한 매체는 비휘발성 매체 및 휘발성 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는, 예를 들어, 광학, 자기, 또는 광자기 디스크, 예컨대, 메모리를 포함한다. 휘발성 매체는, 전형적으로 메인 메모리를 구성하는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체의 일반적인 형태는, 예를 들어 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학 매체, RAM, PROM, EPROM 또는 EEPROM(전자적으로 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리), 플래시(FLASH)-EEPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션 내의 명령어의 시퀀스의 실행은 적어도 하나의 프로세서가 본 명세서에서 설명되는 방법/프로세스를 수행하게 하지만, 본 발명의 방법/프로세스의 구현을 위한 소프트웨어 명령어 대신에, 또는 그와 조합하여 하드-와이어드(hard-wired) 회로부가 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 특정 조합으로 제한되지 않는다.
요약서에서 설명되는 것을 포함하여, 본 발명의 예시된 실시예의 위의 설명은 총망라한 것으로 또는 개시된 실시예를 개시된 정확한 형태로 제한하도록 의도되지 않는다. 특정 실시예 및 예가 예시적인 목적을 위해 본 명세서에서 설명되지만, 당업자가 인식할 수 있는 바와 같이, 그러한 실시예 및 예의 범주 내에서 고려되는 다양한 수정이 가능하다. 예를 들어, 상이한 실시예로부터의 부품, 구성요소, 단계 및 태양은 본 개시내용에서 설명되거나 도면에 도시되지는 않았지만 다른 실시예에서 사용하도록 조합되거나 그에 사용하기에 적합할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 포함되는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이, 전술된 본 발명에서 소정의 변경이 이루어질 수 있기 때문에, 첨부 도면에 도시된 상기 설명의 모든 주제는 단지 본 명세서의 본 발명의 개념을 예시하는 예로서 해석되어야 하고 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것으로 의도된다.
이와 관련하여, 개시된 주제는 다양한 실시예 및 대응하는 도면과 관련하여 설명되었지만, 적용가능한 경우, 다른 유사한 실시예가 사용될 수 있거나, 또는 개시된 주제로부터 벗어나지 않고서 그의 동일한, 유사한, 대안적인 또는 대체하는 기능을 수행하기 위해 설명된 실시예에 대해 수정 및 추가가 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 개시된 주제는 본 명세서에서 설명되는 임의의 단일 실시예로 제한되지 않아야 하고, 오히려 아래의 첨부된 청구범위에 따라 폭과 범주가 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 언급은 언급된 특징부를 또한 포함하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다.
첨부된 청구범위에서, 용어 "포함하는(including)" 및 "~ 에 있어서(in which)"는 각각의 용어 "포함하는(comprising)" 및 "여기서(wherein)"의 일반 영문의 등가 표현으로 사용된다. 더욱이, 하기의 청구범위에서, "제1", "제2", "제3", "상부", "하부", "하측", "상측" 등과 같은 용어는 단지 형용 어구로서 사용되고, 그들의 물체 상에 수치적 또는 위치적 요건을 부과하도록 의도된 것이 아니다. 용어 "실질적으로", "대체적으로" 및 "약"은 구성요소 또는 조립체의 기능적 목적을 달성하기에 적합한 이상적인 원하는 상태에 비해, 합리적으로 달성가능한 제조 및 조립 허용오차 내의 상태를 나타낸다. 추가로, 하기의 청구범위의 한정은 수단-플러스-기능(means-plus-function) 형태로 작성되지 않고, 그러한 청구범위 한정이 추가 구조가 없는 기능 설명에 이어지는 문구 "수단"을 명확하게 사용하지 않는 한 그리고 그를 명시적으로 사용할 때까지 그와 같이 해석되도록 의도되지 않는다.
게다가, 용어 "또는"은 배타적 "또는"보다는 포괄적 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 달리 명시되거나 문맥으로부터 명확하지 않은 한, "X는 A 또는 B를 채용한다"는 자연적인 포괄적 순열들 중 임의의 것을 의미하도록 의도된다. 즉, X가 A를 채용하거나; X가 B를 채용하거나; 또는 X가 A 및 B 둘 모두를 채용하는 경우, "X는 A 또는 B를 채용한다"가 전술한 경우들 중 임의의 것 하에서 만족된다. 게다가, 본 명세서 및 첨부 도면에 사용되는 바와 같은 관사 "a" 및 "an"은, 단수 형태에 대한 것으로 달리 명시되거나 문맥으로부터 명확하지 않은 한, 대체적으로, "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
위에서 설명된 것은 개시된 주제를 예시하는 시스템 및 방법의 예를 포함한다. 물론, 여기에서 구성요소들 또는 방법론들의 모든 조합을 설명할 수는 없다. 당업자는 청구된 주제의 많은 추가 조합 및 순열이 가능하다는 것을 인식할 수 있다. 게다가, 용어 "구비하다", "갖는다", "소유하다" 등이 상세한 설명, 청구범위, 부록 및 도면에 사용되는 경우에, 그러한 용어는, "포함하는"이 청구범위에서 전이어로서 채용될 때 해석되는 바와 같이, 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다. 즉, 명백하게 반대로 설명되지 않는 한, 특정한 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소를 "포함하는", "구비하는", 또는 "갖는" 실시예는 그러한 특성을 갖지 않는 추가의 그러한 요소를 포함할 수 있다.
이러한 기재된 설명은 예들을 사용하여, 최상의 모드를 포함한 본 발명의 몇몇 실시예를 개시하고, 또한, 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것 및 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 포함한 본 발명의 실시예를 당업자가 실시하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 특허가능 범주는 청구범위에 의해서 한정되고, 당업자에게 떠오르는 다른 예들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 예들이 청구범위의 문헌적 표현과 상이하지 않은 구조적 요소를 갖는다면, 또는 그들이 청구범위의 문헌적 표현과 사소한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면, 그러한 다른 예들은 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
본 발명의 추가 태양은 하기 항목의 주제에 의해 제공된다:
가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 인클로저의 외측에 위치된 가스 터빈 연소 배기관에 결합된 저압 회복 공기 배관, 및 연소를 위해 가스 터빈 엔진에 공기를 제공하기 위한 공기 흡입 시스템을 이용하여 제어하기 위한 시스템으로서, 시스템은 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브; 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브; 및 제1 밸브 및 제2 밸브에 작동 가능하게 결합되어, 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을, 공기 흡입 시스템 주위의 주변 온도를 나타내는 제1 온도 측정치, 공기 흡입 시스템 내에서 획득된 제2 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 자동으로 제어하는 제어기를 포함한다.
선행하는 항목의 시스템은, 제2 밸브 및 가스 터빈 인클로저에 작동 가능하게 결합된 적어도 하나의 저압 회복 분산 노즐을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 저압 회복 분산 노즐은 저압 회복 공기 배관으로부터 방향전환되는 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저 내로 광범위하게 분산시키도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 주변 온도 제약은 약 40℉ 미만의 주변 온도를 포함하고, 공기 흡입 시스템 온도차 제약은 40℉와 즉각적인 제2 온도 측정치 사이의 온도차 또는 즉각적인 제2 온도 측정치로부터의 10℉ 증가 중 더 낮은 것을 포함한다.
시스템은, 가스 터빈 인클로저; 가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진; 가스 터빈 엔진으로 공기를 지향시키기 위해 가스 터빈 인클로저에 작동 가능하게 결합된 공기 흡입 시스템 - 공기 흡입 시스템은 가스 터빈 엔진으로 지향되는 공기를 필터링하기 위한 공기 필터 하우징을 포함함 -; 가스 터빈 엔진으로부터 생성된 배기 유동을 가스 터빈 인클로저 외측으로 출력하기 위해 가스 터빈 엔진에 작동 가능하게 결합된 가스 터빈 연소 배기관; 가스 터빈 엔진으로부터 배출된 저압 회복 공기를 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로 제공하기 위해 가스 터빈 엔진, 가스 터빈 인클로저 및 가스 터빈 연소 배기관에 작동 가능하게 결합된 저압 회복 공기 배관; 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브; 저압 회복 공기를 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브; 및 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 제1 밸브 및 제2 밸브에 작동 가능하게 결합된 제어기를 포함하고, 제어기는 저압 회복 공기의 유동을, 공기 흡입 시스템 주위에서 획득된 주변 온도 측정치, 공기 흡입 시스템 내에서 획득된 공기 흡입 시스템 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하도록 구성된 제어 로직을 포함하고, 제어 로직은 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 제약 및 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초하여 제어하도록 구성된다.
선행하는 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 주변 온도 제약을 만족시키는 것에 응답하여 제1 밸브 및 제2 밸브를 제어하여 저압 회복 공기의 유동을 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관으로 지향시키도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 주변 온도 제약 및 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약 둘 모두를 만족시키지 못한다는 결정에 응답하여 제1 밸브 및 제2 밸브를 제어하여 저압 회복 공기의 유동의 적어도 일부를 가스 터빈 인클로저로 지향시키도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키기 위해 제2 밸브를 0% 개방 위치로부터 100% 개방 위치로 조절하도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키기 위해 제1 밸브를 100% 개방 위치로부터 0% 개방 위치로 조절하도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 주변 온도 측정치가 미리결정된 주변 온도 임계치를 만족시키는 것을 확인하는 것에 응답하여 제1 밸브 및 제2 밸브를 제어하여 저압 회복 공기의 유동을 가스 터빈 인클로저로부터 멀어지게 그리고 가스 터빈 연소 배기관을 향해 점진적으로 지향시키도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템은, 가스 터빈 엔진으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위해, 공기 흡입 시스템, 가스 터빈 엔진 및 가스 터빈 인클로저에 작동 가능하게 결합된 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템을 추가로 포함하고, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템은 환기 출구 공기를 가스 터빈 인클로저로부터 주변으로 그리고/또는 공기 필터 하우징으로 지향시키도록 구성된 환기 공기 제어 댐퍼를 포함한다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 주변으로의 그리고/또는 공기 필터 하우징으로의 환기 출구 공기의 유동을 제어하도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 주변으로의 그리고/또는 공기 필터 하우징으로의 환기 출구 공기의 유동을, 주변 온도 측정치, 공기 흡입 시스템 온도 측정치, 및 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 공기 흡입 시스템 온도차 제약 및 미리결정된 온도 요건의 만족을 달성하기 위해 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템으로부터의 환기 출구 공기 및 가스 터빈 인클로저로부터의 저압 회복 공기 중 하나 이상을 공기 필터 하우징으로 지향시키도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 제어 로직은 주변 온도 제약에 관련된 주변 온도의 개선을 결정하는 것에 응답하여 제1 밸브, 제2 밸브 및 환기 공기 제어 댐퍼의 작동을 점진적으로 제어하여 원래의 작동 위치들로 복귀하도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템은, 제2 밸브 및 가스 터빈 인클로저에 작동 가능하게 결합된 적어도 하나의 저압 회복 분산 노즐을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 저압 회복 분산 노즐은 저압 회복 공기 배관으로부터의 저압 회복 공기를 가스 터빈 인클로저 내로 광범위하게 분산시키도록 구성된다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 주변 온도 제약은 약 40℉ 미만의 주변 온도를 포함하고, 공기 흡입 시스템 온도차 제약은 40℉와 즉각적인 공기 흡입 시스템 온도 측정치 사이의 온도차 또는 즉각적인 공기 흡입 시스템 온도 측정치로부터의 10℉ 증가 중 더 낮은 것을 포함한다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 시스템에 있어서, 가스 터빈 엔진은 항공용개조 가스 터빈을 포함한다.
가스 터빈 인클로저 내에 배치된 가스 터빈 엔진으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 인클로저의 외측에 위치된 가스 터빈 연소 배기관에 결합된 저압 회복 공기 배관, 연소를 위해 가스 터빈 엔진에 공기를 제공하기 위한 공기 흡입 시스템, 및 가스 터빈 엔진으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위한 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템을 이용하여 제어하기 위한 방법으로서, 본 방법은, 가스 터빈 연소 배기관으로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 저압 회복 공기 배관과 협력하여 작동하도록 제1 밸브를 구성하는 단계; 저압 회복 공기를 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 인클로저로 방향전환하기 위해 저압 회복 공기 배관과 협력하여 작동하도록 제2 밸브를 구성하는 단계; 공기 흡입 시스템 주위에서 주변 온도 측정치를 획득하는 단계; 공기 흡입 시스템 내에서부터 공기 흡입 시스템 온도 측정치를 획득하는 단계; 및 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을, 주변 온도 측정치, 공기 흡입 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하는 단계를 포함하고, 저압 회복 공기 배관으로부터 가스 터빈 연소 배기관 및/또는 가스 터빈 인클로저로의 저압 회복 공기의 유동을 제어하는 단계는, 주변 온도 제약 및 가스 터빈 엔진 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초한다.
선행하는 항목의 방법은, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템으로부터 주변으로의 그리고/또는 공기 흡입 시스템으로의 환기 출구 공기의 유동을 제어하는 단계를 추가로 포함한다.
선행하는 항목들 중 어느 한 항목의 방법에 있어서, 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템으로부터 주변으로의 그리고/또는 공기 흡입 시스템으로의 환기 출구 공기의 유동을 제어하는 단계는 주변 온도 제약 및 가스 터빈 엔진 온도차 제약을 만족시키는 주변 온도 측정치 및 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 함수이다.
Claims (15)
- 가스 터빈 인클로저(14) 내에 배치된 가스 터빈 엔진(12)으로부터 배출되는 저압 회복 공기(low pressure recoup air)를 상기 인클로저의 외측에 위치된 가스 터빈 연소 배기관(18)에 결합된 저압 회복 공기 배관(24) 및 연소를 위해 상기 가스 터빈 엔진(12)에 공기를 제공하기 위한 공기 흡입 시스템(16)을 이용하여 제어하기 위한 시스템(22)으로서,
상기 가스 터빈 연소 배기관(18)으로의 상기 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 상기 저압 회복 공기 배관(24)에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브(V1);
상기 저압 회복 공기를 상기 가스 터빈 인클로저(14)로 방향전환하기 위해 상기 저압 회복 공기 배관(24)에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브(V2); 및
상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)에 작동 가능하게 결합되어, 상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 상기 가스 터빈 인클로저(14)로의 상기 저압 회복 공기의 유동을, 상기 공기 흡입 시스템(16) 주위의 주변 온도를 나타내는 제1 온도 측정치, 상기 공기 흡입 시스템(16) 내에서 획득된 제2 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 자동으로 제어하는 제어기(64)를 포함하는, 시스템(22). - 제1항에 있어서, 상기 주변 온도 제약은 약 40℉ 미만의 주변 온도를 포함하고, 상기 공기 흡입 시스템 온도차 제약은 40℉와 즉각적인(instant) 제2 온도 측정치 사이의 온도차 또는 상기 즉각적인 제2 온도 측정치로부터의 10℉ 증가 중 더 낮은 것을 포함하는, 시스템(22).
- 시스템(22)으로서,
가스 터빈 인클로저(14);
상기 가스 터빈 인클로저(14) 내에 배치된 가스 터빈 엔진(12);
상기 가스 터빈 엔진(12)으로 공기를 지향시키기 위해 상기 가스 터빈 인클로저(14)에 작동 가능하게 결합된 공기 흡입 시스템(16) - 상기 공기 흡입 시스템(16)은 상기 가스 터빈 엔진(12)으로 지향되는 상기 공기를 필터링하기 위한 공기 필터 하우징(42)을 포함함 -;
상기 가스 터빈 엔진(12)으로부터 생성된 배기 유동을 상기 가스 터빈 인클로저(14) 외측으로 출력하기 위해 상기 가스 터빈 엔진(12)에 작동 가능하게 결합된 가스 터빈 연소 배기관(18);
상기 가스 터빈 엔진(12)으로부터 배출된 저압 회복 공기를 상기 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 상기 가스 터빈 인클로저(14)로 제공하기 위해 상기 가스 터빈 엔진(12), 상기 가스 터빈 인클로저(14) 및 상기 가스 터빈 연소 배기관(18)에 작동 가능하게 결합된 저압 회복 공기 배관(24);
상기 가스 터빈 연소 배기관(18)으로의 상기 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 상기 저압 회복 공기 배관(24)에 작동 가능하게 결합된 제1 밸브(V1);
상기 저압 회복 공기를 상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 인클로저(14)로 방향전환하기 위해 상기 저압 회복 공기 배관(24)에 작동 가능하게 결합된 제2 밸브(V2); 및
상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 상기 가스 터빈 인클로저(14)로의 상기 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브에 작동 가능하게 결합된 제어기(64)를 포함하고, 상기 제어기(64)는 상기 저압 회복 공기의 유동을, 상기 공기 흡입 시스템(16) 주위에서 획득된 주변 온도 측정치, 상기 공기 흡입 시스템(16) 내에서 획득된 공기 흡입 시스템 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하도록 구성된 제어 로직을 포함하고, 상기 제어 로직은 상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 상기 가스 터빈 인클로저(14)로의 상기 저압 회복 공기의 유동을, 상기 주변 온도 제약 및 상기 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 상기 주변 온도 측정치 및 상기 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초하여 제어하도록 구성되는, 시스템(22). - 제3항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 상기 주변 온도 제약을 만족시키는 것에 응답하여 상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)를 제어하여 상기 저압 회복 공기의 유동을 상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 연소 배기관(18)으로 지향시키도록 구성되는, 시스템(22).
- 제3항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 공기 흡입 시스템 온도 측정치가 상기 주변 온도 제약 및 상기 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약 둘 모두를 만족시키지 못한다는 결정에 응답하여 상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)를 제어하여 상기 저압 회복 공기의 유동의 적어도 일부를 상기 가스 터빈 인클로저(14)로 지향시키도록 구성되는, 시스템(22).
- 제5항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키기 위해 상기 제2 밸브(V2)를 0% 개방 위치로부터 100% 개방 위치로 조절하도록 구성되는, 시스템(22).
- 제6항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 연소 공기 흡입 시스템 온도차 제약을 만족시키기 위해 상기 제1 밸브(V1)를 100% 개방 위치로부터 0% 개방 위치로 조절하도록 구성되는, 시스템(22).
- 제7항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 주변 온도 측정치가 상기 미리결정된 주변 온도 임계치를 만족시키는 것을 확인하는 것에 응답하여 상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)를 제어하여 상기 저압 회복 공기의 유동을 상기 가스 터빈 인클로저(14)로부터 멀어지게 그리고 상기 가스 터빈 연소 배기관(18)을 향해 점진적으로 지향시키도록 구성되는, 시스템(22).
- 제3항에 있어서,
상기 가스 터빈 엔진(12)으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위해, 상기 공기 흡입 시스템(16), 상기 가스 터빈 엔진(12) 및 상기 가스 터빈 인클로저(14)에 작동 가능하게 결합된 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)을 추가로 포함하고, 상기 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)은 환기 출구 공기를 상기 가스 터빈 인클로저(14)로부터 주변으로 그리고/또는 상기 공기 필터 하우징(42)으로 지향시키도록 구성된 환기 공기 제어 댐퍼(54)를 포함하는, 시스템(22). - 제9항에 있어서, 상기 제어 로직은 주변으로의 그리고/또는 상기 공기 필터 하우징(42)으로의 환기 출구 공기의 유동을 제어하도록 구성되는, 시스템(22).
- 제10항에 있어서, 상기 제어 로직은 주변으로의 그리고/또는 상기 공기 필터 하우징(42)으로의 상기 환기 출구 공기의 유동을, 상기 주변 온도 측정치, 상기 공기 흡입 시스템 온도 측정치, 및 상기 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하도록 구성되는, 시스템(22).
- 제11항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 공기 흡입 시스템 온도차 제약 및 상기 미리결정된 온도 요건의 만족을 달성하기 위해 상기 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)으로부터의 상기 환기 출구 공기 및 상기 가스 터빈 인클로저(12)로부터의 상기 저압 회복 공기 중 하나 이상을 상기 공기 필터 하우징(42)으로 지향시키도록 구성되는, 시스템(22).
- 제12항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 주변 온도 제약에 관련된 주변 온도의 개선을 결정하는 것에 응답하여 상기 제1 밸브(V1), 상기 제2 밸브(V2) 및 상기 환기 공기 제어 댐퍼(54)의 작동을 점진적으로 제어하여 원래의 작동 위치들로 복귀하도록 구성되는, 시스템(22).
- 가스 터빈 인클로저(14) 내에 배치된 가스 터빈 엔진(12)으로부터 배출되는 저압 회복 공기를 상기 인클로저의 외측에 위치된 가스 터빈 연소 배기관(18)에 결합된 저압 회복 공기 배관(24), 연소를 위해 상기 가스 터빈 엔진(12)에 공기를 제공하기 위한 공기 흡입 시스템(16), 및 상기 가스 터빈 엔진(12)으로부터 열 및 배기 생성물을 퍼지 및 환기시키기 위한 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)을 이용하여 제어하기 위한 방법으로서,
가스 터빈 연소 배기관(18)으로의 상기 저압 회복 공기의 유동을 제어하기 위해 상기 저압 회복 공기 배관(24)과 협력하여 작동하도록 제1 밸브(V1)를 구성하는 단계;
상기 저압 회복 공기를 상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 인클로저(14)로 방향전환하기 위해 상기 저압 회복 공기 배관(24)과 협력하여 작동하도록 제2 밸브(V2)를 구성하는 단계;
상기 공기 흡입 시스템(16) 주위에서 주변 온도 측정치를 획득하는 단계;
상기 공기 흡입 시스템 내에서부터 공기 흡입 시스템 온도 측정치를 획득하는 단계; 및
상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 상기 가스 터빈 인클로저(14)로의 상기 저압 회복 공기의 유동을, 상기 주변 온도 측정치, 상기 공기 흡입 온도 측정치, 및 주변 온도 제약 및 공기 흡입 온도차 제약을 갖는 미리결정된 온도 요건의 함수로서 제어하는 단계를 포함하고, 상기 저압 회복 공기 배관(24)으로부터 상기 가스 터빈 연소 배기관(18) 및/또는 상기 가스 터빈 인클로저(14)로의 상기 저압 회복 공기의 유동을 제어하는 단계는, 상기 주변 온도 제약 및 상기 가스 터빈 엔진 온도차 제약을 만족시키는 것과 관련된 상기 주변 온도 측정치 및 상기 공기 흡입 시스템 온도 측정치의 값들에 기초하는, 방법. - 제14항에 있어서, 상기 가스 터빈 인클로저 환기 배기 시스템(20)으로부터 주변으로의 그리고/또는 상기 공기 흡입 시스템(16)으로의 환기 출구 공기의 유동을 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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