Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5595232B2 - Gas turbine and cooling method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5595232B2 - Gas turbine and cooling method - Google Patents

Gas turbine and cooling method Download PDF

Info

Publication number
JP5595232B2
JP5595232B2 JP2010250682A JP2010250682A JP5595232B2 JP 5595232 B2 JP5595232 B2 JP 5595232B2 JP 2010250682 A JP2010250682 A JP 2010250682A JP 2010250682 A JP2010250682 A JP 2010250682A JP 5595232 B2 JP5595232 B2 JP 5595232B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling air
turbine
output
control
adjusting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010250682A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012102648A (en
Inventor
敏昭 大内
昭彦 齋藤
隆 園田
一也 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2010250682A priority Critical patent/JP5595232B2/en
Publication of JP2012102648A publication Critical patent/JP2012102648A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5595232B2 publication Critical patent/JP5595232B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Description

本発明は、圧縮空気から燃焼ガスを生成して、当該燃焼ガスによって駆動するガスタービンに関する。   The present invention relates to a gas turbine that generates combustion gas from compressed air and is driven by the combustion gas.

従来、ガスタービンにおいて、圧縮機から空気を抽出し、当該空気をタービン翼や燃焼器等の冷却対象に送出する技術が特許文献1に開示されている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a technique for extracting air from a compressor and sending the air to a cooling target such as a turbine blade or a combustor in a gas turbine.

特開平5−59965号公報JP-A-5-59965

上述の特許文献1の技術では、プログラマブルコントローラが冷却空気流量制御弁の開度を調節し、過剰に供給されていたタービン翼の冷却空気を適切な量に制御し、ガスタービンの性能を向上させるものである。
ここで、上述のようなガスタービンの技術において、ガスタービンの出力増加を行うための技術が望まれている。
In the technique of the above-mentioned patent document 1, the programmable controller adjusts the opening degree of the cooling air flow rate control valve, controls the cooling air of the turbine blade that has been excessively supplied to an appropriate amount, and improves the performance of the gas turbine. Is.
Here, in the gas turbine technology as described above, a technology for increasing the output of the gas turbine is desired.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるガスタービンを提供することを目的としている。   Then, this invention aims at providing the gas turbine which can solve the above-mentioned subject.

上記目的を達成するために、本発明は、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮空気から燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスによって駆動するタービンと、前記圧縮機から抽気した第1冷却空気を前記タービンまたは燃焼器の冷却対象に送出する抽気配管と、前記抽気配管に設けられ、前記第1冷却空気の流量を調整する第1調整手段と、貯蔵される第2冷却空気の出力量の流量の調整を行う第2調整手段を介して前記第1調整手段より前記第1冷却空気の流れの下流において前記抽気配管に接続された接続管に接続される冷却空気貯蔵手段と、出力増加要求の検出に基づいて出力増加が得られるよう前記第1調整手段による前記第1冷却空気の流量を抑制する制御を行うとともに、前記第2調整手段を制御して前記冷却空気貯蔵手段に貯蔵される前記第2冷却空気を前記抽気配管に出力する制御手段と、を備えることを特徴とするガスタービンである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor that generates compressed air, a combustor that generates combustion gas from the compressed air, a turbine that is driven by the combustion gas, and a compressor that is extracted from the compressor . a bleed pipe and out feeding the first cooling air to the cooling target of the turbine or combustor, is provided in the extraction pipe, a first adjusting means for adjusting the flow rate of the first cooling air, the second cooling air to be stored Cooling air storage means connected to a connection pipe connected to the extraction pipe downstream of the flow of the first cooling air from the first adjustment means via second adjustment means for adjusting the flow rate of the output amount of , performs control to suppress the flow rate of the first cooling air by the first adjusting means so that the output increase is obtained based on the detection output increases demand, the cooling air storage hand by controlling the second adjusting means A gas turbine, characterized in that it comprises a control means for outputting the second cooling air to the bleed pipe to be stored in.

また本発明は、上述のガスタービンにおいて、前記制御手段は、出力増加要求を検出した場合に、前記燃焼器の所定の1箇所以上の温度、または前記燃焼器の所定箇所の圧力、または出力値、の何れか1つまたは複数によって得られる値に基づく開度によって前記調整手段を制御することを特徴とする。   Further, in the gas turbine described above, when the control unit detects an output increase request, the control unit detects a temperature at one or more predetermined locations of the combustor, a pressure at a predetermined location of the combustor, or an output value. The adjusting means is controlled by an opening based on a value obtained by any one or more of the above.

また本発明は、上述のガスタービンにおいて、前記抽気配管に接続され、第3冷却空気を前記タービンまたは燃焼器の冷却対象に送出する第2の圧縮機を備えることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the gas turbine includes a second compressor connected to the extraction pipe and sending third cooling air to a cooling target of the turbine or the combustor.

また本発明は、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮空気から燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスによって駆動するタービンと、前記圧縮機から抽気した第1冷却空気を前記タービンまたは燃焼器の冷却対象に送出する抽気配管と、前記抽気配管に設けられ、前記第1冷却空気の流量を調整する第1調整手段と、貯蔵される第2冷却空気の出力量の流量の調整を行う第2調整手段を介して前記第1調整手段より前記第1冷却空気の流れの下流において前記抽気配管に接続された接続管に接続される冷却空気貯蔵手段と、を備えたガスタービンの制御手段が、出力増加要求の検出に基づいて出力増加が得られるよう前記第1調整手段による前記第1冷却空気の流量を抑制する制御を行うとともに、前記第2調整手段を制御して前記冷却空気貯蔵手段に貯蔵される前記第2冷却空気を前記抽気配管に出力することを特徴とする冷却方法である。The present invention also provides a compressor that generates compressed air, a combustor that generates combustion gas from the compressed air, a turbine that is driven by the combustion gas, and the first cooling air extracted from the compressor as the turbine or A bleed pipe for sending to the cooling target of the combustor, a first adjusting means provided in the bleed pipe for adjusting the flow rate of the first cooling air, and an adjustment of the flow rate of the output amount of the second cooling air stored Control of a gas turbine comprising: cooling air storage means connected to a connection pipe connected to the extraction pipe downstream of the flow of the first cooling air from the first adjustment means via second adjustment means to be performed Means for controlling the flow rate of the first cooling air by the first adjusting means so as to obtain an output increase based on the detection of the output increase request, and controlling the second adjusting means to control the cooling A cooling method and outputting the second cooling air to be stored in the air storage means to the extraction pipe.

本発明によれば、出力増加要求に基づいて冷却空気の流量を調整し、その冷却空気の流量を抑えた場合には、その分、圧縮機内の圧縮空気を燃焼器に対して多く送ることができる。したがって、燃焼ガスの増加により、燃焼ガスの量に応じて投入制御される燃料について増やすことができ、これにより、ガスタービンの出力を一時的に増加させることができる。   According to the present invention, when the flow rate of the cooling air is adjusted based on the output increase request and the flow rate of the cooling air is suppressed, a larger amount of the compressed air in the compressor can be sent to the combustor. it can. Therefore, by increasing the combustion gas, it is possible to increase the fuel whose input is controlled in accordance with the amount of the combustion gas, and thereby it is possible to temporarily increase the output of the gas turbine.

第1の実施形態によるガスタービンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas turbine by 1st Embodiment. 制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device. 制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the control logic of the control valve of a control apparatus. 制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the control logic of the control valve of a control apparatus. 制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第3の図である。It is a 3rd figure which shows the control logic of the control valve of a control apparatus. 制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第4の図である。It is a 4th figure which shows the control logic of the control valve of a control apparatus. 第2の実施形態によるガスタービンの第1の概略構成図である。It is a 1st schematic block diagram of the gas turbine by 2nd Embodiment. 第2の実施形態によるガスタービンの第2の概略構成図である。It is a 2nd schematic block diagram of the gas turbine by 2nd Embodiment. 第3の実施形態によるガスタービンの第1の概略構成図である。It is a 1st schematic block diagram of the gas turbine by 3rd Embodiment. 第3の実施形態によるガスタービンの第2の概略構成図である。It is a 2nd schematic block diagram of the gas turbine by 3rd Embodiment.

<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態によるガスタービンを図面を参照して説明する。
図1は第1の実施形態によるガスタービンの概略構成図である。
この図において、符号1は圧縮空気を生成する圧縮機、符号2は車室、符号3は圧縮空気から燃焼ガスを生成する燃焼器、符号4は燃焼ガスによって駆動するタービン、符号5a,5b,5cは圧縮機1から抽気された冷却空気をタービン4に送出する抽気配管、符号5dは圧縮機1から抽気された冷却空気を燃焼器3の冷却対象(本実施形態においてはロータ)に送出する抽気配管である。また、符号6a,6b,6cは、抽気配管5a,5b,5cにそれぞれ設けられ冷却空気の流量を調整する制御弁(調整手段)、符号6dは抽気配管5d(以下、総称して抽気配管5とする)に設けられ冷却空気の流量を調整する制御弁(調整手段)、符号7は一時的な出力増加が得られるよう制御弁6a,6b,6c,6d(以下、総称して制御弁6とする)による冷却空気の流量を抑制する制御を行う制御装置(制御手段)である。また図1において符号8は、圧縮機1及びタービン4を貫通するロータであり、発電機9がロータ8に接続されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a gas turbine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine according to a first embodiment.
In this figure, reference numeral 1 is a compressor that generates compressed air, reference numeral 2 is a passenger compartment, reference numeral 3 is a combustor that generates combustion gas from the compressed air, reference numeral 4 is a turbine driven by the combustion gas, reference numerals 5a, 5b, Reference numeral 5c denotes an extraction pipe for sending the cooling air extracted from the compressor 1 to the turbine 4, and reference numeral 5d denotes the cooling air extracted from the compressor 1 to an object to be cooled (a rotor in this embodiment) of the combustor 3. Extraction piping. Reference numerals 6a, 6b, and 6c are control valves (adjusting means) that are provided in the extraction pipes 5a, 5b, and 5c, respectively, and reference numeral 6d is an extraction pipe 5d (hereinafter collectively referred to as the extraction pipe 5). A control valve (adjusting means) for adjusting the flow rate of the cooling air provided in the control valve 6a, 6b, 6c, 6d (hereinafter collectively referred to as the control valve 6) so as to obtain a temporary increase in output. Is a control device (control means) that performs control to suppress the flow rate of the cooling air. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a rotor that penetrates the compressor 1 and the turbine 4, and a generator 9 is connected to the rotor 8.

このようなガスタービンにおいては、圧縮機1が大気から空気を吸気圧縮して圧縮空気を生成し、燃焼器3が圧縮機1で生成された圧縮空気に燃料を混合させて燃焼ガスを生成し、燃焼器3で生成された燃焼ガスによりタービン4が回転駆動する。そして、ロータ8が回転し、この回転に基づいて発電機9が発電を行う。
そして、本実施形態においては、タービン翼を冷却する冷却空気の流量を調整する制御弁6a〜6cの1つまたは複数の開度と、ロータ8を冷却する冷却空気の流量を調整する制御弁6dの開度の、何れか一方または両方を制御装置7が調整する。
In such a gas turbine, the compressor 1 sucks and compresses air from the atmosphere to generate compressed air, and the combustor 3 mixes fuel with the compressed air generated by the compressor 1 to generate combustion gas. The turbine 4 is rotationally driven by the combustion gas generated by the combustor 3. Then, the rotor 8 rotates, and the generator 9 generates power based on this rotation.
In the present embodiment, one or a plurality of opening degrees of the control valves 6a to 6c for adjusting the flow rate of the cooling air for cooling the turbine blades and the control valve 6d for adjusting the flow rate of the cooling air for cooling the rotor 8 are used. The control device 7 adjusts one or both of the opening degrees.

図2は制御装置の機能ブロック図である。
この図が示すように、制御装置7は、各種センサの検出した値を、信号線を介して取得し、制御弁6a〜6dの開度の算出に用いるパラメータを算出するパラメータ処理部71、制御弁6a〜6dの開度を算出するために用いる情報等を記憶する記憶部72、PID制御等を行う制御部73、制御部73からの出力に基づいて制御弁6a〜6dの何れかの開度を、対応する制御弁6へ信号線を介して通知する弁開度調整部74を備えている。
各種センサとしては、温度センサ10、圧力センサ11、出力値センサ12などがあり、それぞれ、ガスタービンの所定箇所に備えられる。
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device.
As shown in this figure, the control device 7 acquires the values detected by the various sensors via signal lines, and calculates a parameter processing unit 71 that calculates parameters used for calculating the opening degree of the control valves 6a to 6d. One of the control valves 6a to 6d is opened based on the output from the storage unit 72 that stores information used to calculate the opening degree of the valves 6a to 6d, the control unit 73 that performs PID control, and the like. A valve opening degree adjusting unit 74 that notifies the corresponding control valve 6 via a signal line is provided.
As various sensors, there are a temperature sensor 10, a pressure sensor 11, an output value sensor 12, and the like, which are respectively provided at predetermined locations of the gas turbine.

図3は制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第1の図である。
制御装置7は、図3に示すように、パラメータ処理部71が、GT(ガスタービン)出力やロータ温度を、出力値センサ12や温度センサ10から入力し、記憶部72に記憶されている所定の関数(FX)を用いて設定温度を算出し、この設定温度の値と、ロータ温度との差分のパラメータ値を算出する。そして制御部73がパラメータ値をパラメータ処理部71から入力し、また出力増加要求フラグを記憶部72から読み取る。そして、出力増加要求フラグ(例えば、“0”の場合出力要求なし,“1”の場合出力要求ありとする)が“1”であれば、入力したパラメータ値に基づいてPID制御を行い、制御弁6a〜6dの開度を算出し弁開度調整部74へ出力する。なお、出力増加要求フラグが“0”の場合には出力増加のための制御弁6a〜6dの調整は行わないため処理を終了する。
FIG. 3 is a first diagram showing the control logic of the control valve of the control device.
As shown in FIG. 3, in the control device 7, the parameter processing unit 71 inputs a GT (gas turbine) output and a rotor temperature from the output value sensor 12 and the temperature sensor 10, and is stored in the storage unit 72. Is used to calculate a set temperature, and a parameter value of a difference between the set temperature value and the rotor temperature is calculated. Then, the control unit 73 inputs parameter values from the parameter processing unit 71 and reads the output increase request flag from the storage unit 72. If the output increase request flag (for example, “0” indicates no output request and “1” indicates an output request) is “1”, PID control is performed based on the input parameter value. The opening degrees of the valves 6 a to 6 d are calculated and output to the valve opening degree adjustment unit 74. When the output increase request flag is “0”, the control valves 6a to 6d are not adjusted for increasing the output, and the process is terminated.

弁開度調整部74は、通常は開度指令スイッチTをOFFしておりこれにより、制御弁6a〜6dは全開となっている。そして弁開度調整部74は、制御部73から開度を入力した場合には、開度指令スイッチTをONし、これにより開度指令スイッチTが、制御対象となる制御弁6a〜6dへ、開度の信号を信号線を介して出力する。これにより、制御弁6a〜6dは信号入力した開度に弁の開度を抑制する。なお、制御弁6a〜6dは開度が2値(“0”または“1”)で示されるような場合には、全開または全閉を行う遮断弁であってもよい。また、制御装置7は、タービン翼の冷却空気の流量を調整する制御弁6a〜6cのみに対応する開度指令スイッチTのみのON,OFFを制御するようにしてもよいし、ロータ8の冷却空気の流量を調整する制御弁6dのみに対応する開度指令スイッチTのみのON,OFFを制御するようにしてもよい。またタービン翼の冷却空気の流量を調整する制御弁6a〜6cと、ロータ8の冷却空気の流量を調整する制御弁6dの両方に対応する開度指令スイッチTのON,OFFを同時に制御するようにしてもよい。 The valve opening degree adjusting unit 74 normally turns off the opening degree command switch T, whereby the control valves 6a to 6d are fully opened. When the opening degree is input from the control unit 73, the valve opening degree adjustment unit 74 turns on the opening degree command switch T, whereby the opening degree command switch T is transferred to the control valves 6a to 6d to be controlled. The signal of the opening degree is output via the signal line. Thereby, control valve 6a-6d suppresses the opening degree of a valve to the opening degree which input the signal. Note that the control valves 6a to 6d may be shut-off valves that are fully opened or fully closed when the opening is indicated by a binary value ("0" or "1"). Further, the control device 7 may control ON / OFF of only the opening degree command switch T corresponding to only the control valves 6 a to 6 c for adjusting the flow rate of the cooling air of the turbine blades, or cooling the rotor 8. You may make it control only ON / OFF of the opening degree command switch T corresponding only to the control valve 6d which adjusts the flow volume of air. Further, ON / OFF of the opening degree command switch T corresponding to both the control valves 6a to 6c for adjusting the cooling air flow rate of the turbine blades and the control valve 6d for adjusting the cooling air flow rate of the rotor 8 is controlled simultaneously. It may be.

ここで、タービン翼の冷却空気の流量を調整し、その冷却空気の流量を抑えた場合には、その分、圧縮機1内の圧縮空気を燃焼器3に対して多く送ることができる。したがって、燃焼ガスの増加により、燃焼ガスの量に応じて投入制御される燃料についても増やすことができるため、ガスタービンの出力を増加させることができる。   Here, when the flow rate of the cooling air of the turbine blade is adjusted and the flow rate of the cooling air is suppressed, the compressed air in the compressor 1 can be sent to the combustor 3 correspondingly. Accordingly, the fuel that is controlled to be input according to the amount of the combustion gas can be increased by increasing the combustion gas, so that the output of the gas turbine can be increased.

図4は制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第2の図である。
図4で示すように制御装置7は、制御部73が算出した値が下限値以下である場合には、弁開度調整部74への出力を停止する下限リミッターの制御をPID制御の後段に備えるようにしてもよい。
例えば、下限リミッターを備えることで、冷却空気の流量を著しく多く抑制することによって、タービン翼などの機器が損傷しないように制御できる。このような仕組みにより、出力不足を一時的に補うガスタービンを提供することができる。
FIG. 4 is a second diagram showing the control logic of the control valve of the control device.
As shown in FIG. 4, when the value calculated by the control unit 73 is equal to or lower than the lower limit value, the control device 7 controls the lower limiter that stops the output to the valve opening degree adjustment unit 74 after the PID control. You may make it prepare.
For example, by providing a lower limit limiter, it is possible to control the apparatus such as turbine blades so as not to be damaged by significantly reducing the flow rate of the cooling air. With such a mechanism, it is possible to provide a gas turbine that temporarily compensates for insufficient output.

図5は制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第3の図である。
図5で示すように制御装置7は、タービン側抽気室圧力と、ディスクキャビティ温度とに基づいて制御弁6の開度を調整するようにしてもよい。
具体的には、パラメータ処理部71がタービン側抽気室の圧力を圧力センサ11から入力して制御部73へ出力する。またパラメータ処理部71はディスクキャビティの温度を温度センサ10より入力し、所定の関数(FX)を用いて必要冷却空気量を算出する。そして、制御部73は、パラメータ処理部71から入力するタービン側抽気室圧力と必要冷却空気量から一意に制御弁6a〜6dの開度を算出する。例えば、記憶部72に記録されているタービン側抽気室圧力と必要冷却空気量の各値と開度の値の対応関係から、補間計算によって開度を算出する。
FIG. 5 is a third diagram showing the control logic of the control valve of the control device.
As shown in FIG. 5, the control device 7 may adjust the opening of the control valve 6 based on the turbine-side extraction chamber pressure and the disk cavity temperature.
Specifically, the parameter processing unit 71 inputs the pressure in the turbine-side extraction chamber from the pressure sensor 11 and outputs it to the control unit 73. Further, the parameter processing unit 71 inputs the temperature of the disk cavity from the temperature sensor 10 and calculates the required cooling air amount using a predetermined function (FX). And the control part 73 calculates the opening degree of the control valves 6a-6d uniquely from the turbine side extraction chamber pressure input from the parameter process part 71, and required cooling air amount. For example, the opening degree is calculated by interpolation calculation from the correspondence relationship between each value of the turbine-side extraction chamber pressure, the required cooling air amount, and the opening degree value recorded in the storage unit 72.

図6は制御装置の制御弁の制御ロジックを示す第4の図である。
図6で示すように制御装置7は、車室圧力と、ガスタービンの出力値とに基づいて制御弁6の開度を調整するようにしてもよい。
この場合、パラメータ処理部71が車室2の圧力を圧力センサ11から入力して制御部73へ出力する。またパラメータ処理部71はガスタービン出力の値を出力値センサ12より入力し、所定の関数(FX)を用いて必要冷却空気量を算出する。そして、制御部73は、パラメータ処理部71から入力する車室圧力と必要冷却空気量から一意に制御弁6a〜6dの開度を算出する。例えば、記憶部72に記録されている車室圧力と必要冷却空気量の各値と開度の値の対応関係から、補間計算によって開度を算出する。
FIG. 6 is a fourth diagram showing the control logic of the control valve of the control device.
As shown in FIG. 6, the control device 7 may adjust the opening of the control valve 6 based on the passenger compartment pressure and the output value of the gas turbine.
In this case, the parameter processing unit 71 inputs the pressure in the passenger compartment 2 from the pressure sensor 11 and outputs it to the control unit 73. Further, the parameter processing unit 71 inputs the value of the gas turbine output from the output value sensor 12, and calculates the required cooling air amount using a predetermined function (FX). And the control part 73 calculates the opening degree of the control valves 6a-6d uniquely from the vehicle interior pressure input from the parameter process part 71, and required cooling air amount. For example, the opening degree is calculated by interpolation calculation from the correspondence relationship between the values of the passenger compartment pressure, the required cooling air amount, and the opening degree values recorded in the storage unit 72.

<第2の実施形態>
図7は第2の実施形態によるガスタービンの第1の概略構成図である。
この図に示すようにガスタービンは、抽気配管5a〜5cを流れる冷却空気を貯める冷却空気貯蔵手段であるタンク13a〜13c(総称してタンク13と呼ぶ)を、抽気配管5a〜5cそれぞれに備えるようにしてもよい。
図7の例では、抽気配管5a〜5cにおいて、制御弁6a〜6cの下流側にタンク13a〜13cが介装されている。なおタンク13は所定の圧力で冷却空気が貯められている。
このような構成において制御装置7は、出力増加要求に応じてタンク13より圧縮機1側(上流側)の抽気配管5a〜5cに設けられた制御弁6a〜6cを閉じる制御を行う。これによりガスタービンの出力が増加する。同時に、制御装置7はタンク13a〜13cよりタービン4側(下流側)の抽気配管5e,5f,5gに設けられた制御弁6e,6f,6gを開に制御しておくことで、タンク13a〜13cに貯められた冷却空気をタービン4に抽気することができる。
これにより、ガスタービンの出力を増加できるとともに、冷却空気をタービン4に送ることができる。なお、ロータ8へ冷却空気を送出する抽気配管5dにおいて制御弁6dの下流側にタンク13と制御弁6を介装して、同様の制御を行うようにしてもよい。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a first schematic configuration diagram of a gas turbine according to the second embodiment.
As shown in this figure, the gas turbine includes tanks 13a to 13c (collectively referred to as tanks 13), which are cooling air storage means for storing cooling air flowing through the extraction pipes 5a to 5c, in the extraction pipes 5a to 5c, respectively. You may do it.
In the example of FIG. 7, tanks 13 a to 13 c are interposed downstream of the control valves 6 a to 6 c in the extraction pipes 5 a to 5 c. The tank 13 stores cooling air at a predetermined pressure.
In such a configuration, the control device 7 performs control to close the control valves 6 a to 6 c provided in the extraction pipes 5 a to 5 c on the compressor 1 side (upstream side) from the tank 13 in response to an output increase request. This increases the output of the gas turbine. At the same time, the control device 7 controls the tanks 13a to 13c to open the control valves 6e, 6f and 6g provided on the extraction pipes 5e, 5f and 5g on the turbine 4 side (downstream side) from the tanks 13a to 13c. The cooling air stored in 13c can be extracted to the turbine 4.
Thereby, the output of the gas turbine can be increased and the cooling air can be sent to the turbine 4. In the extraction pipe 5d for sending the cooling air to the rotor 8, the tank 13 and the control valve 6 may be interposed on the downstream side of the control valve 6d to perform the same control.

図8は第2の実施形態によるガスタービンの第2の概略構成図である。
この図に示すガスタービンは、図7で示したガスタービンの構成と比べ、タンク13の設置位置が異なっている。つまり図8で示すガスタービンの例では、抽気配管5a〜5cにおいて制御弁6a〜6cの下流側には接続管Aa,Ab,Acが接続されており、当該接続管Aa,Ab,Acにそれぞれタンク13a,13b,13cが接続されている。このため、タンク13aは、接続管Aaを介して抽気配管5aに接続され、同様にタンク13b,13cも接続管Ab,Acそれぞれを介して抽気配管5b,5cに接続されている。また接続管Aa〜Acには、制御弁6e〜6gがそれぞれ設けられている。
これにより図7の例では、圧縮機1からタービン4までの間の冷却空気の体積が抽気配管5内の容量とタンク13内の容量の合計となっていたが、図8の例ではタンク13の容量の分だけ冷却空気の体積が減少する。なお、接続管Aa〜Acの配管内の体積は比較的小さいものと考える。これにより、タービン4に抽気する冷却空気の量を反応よく抑制することができる。従って、ガスタービンを出力増加させる際の反応がよくなる。なお、制御弁6の開度の調整のタイミングは図7で示した例と同様である。
FIG. 8 is a second schematic configuration diagram of a gas turbine according to the second embodiment.
The gas turbine shown in this figure differs from the configuration of the gas turbine shown in FIG. That is, in the example of the gas turbine shown in FIG. 8, the connection pipes Aa, Ab, Ac are connected to the downstream sides of the control valves 6a-6c in the extraction pipes 5a-5c, and the connection pipes Aa, Ab, Ac are respectively connected. Tanks 13a, 13b and 13c are connected. For this reason, the tank 13a is connected to the extraction pipe 5a via the connection pipe Aa. Similarly, the tanks 13b and 13c are also connected to the extraction pipes 5b and 5c via the connection pipes Ab and Ac, respectively. In addition, control valves 6e to 6g are provided in the connection pipes Aa to Ac, respectively.
Accordingly, in the example of FIG. 7, the volume of the cooling air between the compressor 1 and the turbine 4 is the sum of the capacity in the extraction pipe 5 and the capacity in the tank 13, but in the example in FIG. The volume of the cooling air is reduced by the capacity of. Note that the volume of the connecting pipes Aa to Ac is considered to be relatively small. Thereby, the quantity of the cooling air extracted to the turbine 4 can be suppressed with good reactivity. Therefore, the reaction when increasing the output of the gas turbine is improved. The timing for adjusting the opening degree of the control valve 6 is the same as the example shown in FIG.

<第3の実施形態>
図9は第3の実施形態によるガスタービンの第1の概略構成図である。
この図に示すようにガスタービンは、タービン4や燃焼器3の冷却対象に送出する冷却空気のみを圧縮する第2の圧縮機14を備えるようにしてもよい。制御装置7が、一時的な出力増加を行う際、抽気配管6a〜6c、さらに6dの開度を抑制しても、圧縮機14から送出される冷却空気は接続管Ba,Bb,Bcを介して、それぞれの抽気配管5a〜5cの制御弁6a〜6cの下流側に送出される。
このような構成とすることで、制御装置7がタービン翼への冷却空気を抑制する制御弁6a〜6cを閉に制御したとしても、第2の圧縮機14からタービン4や燃焼器3の冷却対象に対して、冷却空気を送出することができる。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a first schematic configuration diagram of a gas turbine according to a third embodiment.
As shown in this figure, the gas turbine may include a second compressor 14 that compresses only the cooling air that is sent to the turbine 4 or the combustor 3 to be cooled. When the control device 7 temporarily increases the output, even if the opening of the extraction pipes 6a to 6c and 6d is suppressed, the cooling air sent from the compressor 14 passes through the connection pipes Ba, Bb, and Bc. Then, the air is sent to the downstream side of the control valves 6a to 6c of the respective extraction pipes 5a to 5c.
With such a configuration, even if the control device 7 controls the control valves 6 a to 6 c that suppress cooling air to the turbine blades to be closed, the cooling of the turbine 4 and the combustor 3 from the second compressor 14 is performed. Cooling air can be delivered to the subject.

図10は第3の実施形態によるガスタービンの第2の概略構成図である。
この図が示すように、図9で示した構成に加え、接続管Ba〜Bcにタンク13a〜13cがそれぞれ介装され、その下流側にそれぞれ制御弁6e〜gが介装されるようにしてもよい。このような構成の場合、制御装置7は、一時的な出力増加を行う際、抽気配管6a〜6c、さらに6dの開度を抑制した後、制御弁6e,6f,6gを開に制御する。これにより、制御装置7がタービン翼への冷却空気を抑制する制御弁6a〜6cを閉に制御したとしても、第2の圧縮機14からタービン4や燃焼器3の冷却対象に対して、冷却空気を送出することができる。また制御弁6e,6f,6gの開度を制御装置7が制御することで、タービン4に抽気する冷却空気の流量を自由に調整することができる。
FIG. 10 is a second schematic configuration diagram of the gas turbine according to the third embodiment.
As shown in this figure, in addition to the configuration shown in FIG. 9, tanks 13 a to 13 c are respectively installed in connection pipes Ba to Bc, and control valves 6 e to g are respectively installed downstream thereof. Also good. In the case of such a configuration, the control device 7 controls the control valves 6e, 6f, and 6g to be opened after suppressing the opening of the extraction pipes 6a to 6c and 6d when temporarily increasing the output. Thereby, even if the control device 7 controls the control valves 6a to 6c for suppressing the cooling air to the turbine blades to be closed, the cooling from the second compressor 14 to the turbine 4 and the combustor 3 is cooled. Air can be delivered. Further, the control device 7 controls the opening degree of the control valves 6e, 6f, 6g, so that the flow rate of the cooling air extracted to the turbine 4 can be freely adjusted.

1・・・圧縮機
2・・・車室
3・・・燃焼器
4・・・タービン
5・・・抽気配管
6・・・制御弁
7・・・制御装置
8・・・ロータ
9・・・発電機
10・・・温度センサ
11・・・圧力センサ
12・・・出力値センサ
13・・・タンク
14・・・第2の圧縮機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor 2 ... Cabin 3 ... Combustor 4 ... Turbine 5 ... Extraction piping 6 ... Control valve 7 ... Control apparatus 8 ... Rotor 9 ... Generator 10 ... temperature sensor 11 ... pressure sensor 12 ... output value sensor 13 ... tank 14 ... second compressor

Claims (4)

圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記圧縮空気から燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼ガスによって駆動するタービンと、
前記圧縮機から抽気した第1冷却空気を前記タービンまたは燃焼器の冷却対象に送出する抽気配管と、
前記抽気配管に設けられ、前記第1冷却空気の流量を調整する第1調整手段と、
貯蔵される第2冷却空気の出力量の流量の調整を行う第2調整手段を介して前記第1調整手段より前記第1冷却空気の流れの下流において前記抽気配管に接続された接続管に接続される冷却空気貯蔵手段と、
出力増加要求の検出に基づいて出力増加が得られるよう前記第1調整手段による前記第1冷却空気の流量を抑制する制御を行うとともに、前記第2調整手段を制御して前記冷却空気貯蔵手段に貯蔵される前記第2冷却空気を前記抽気配管に出力する制御手段と、
を備えることを特徴とするガスタービン。
A compressor for generating compressed air;
A combustor for generating combustion gas from the compressed air;
A turbine driven by the combustion gas;
A bleed pipe which exits feeding the first cooling air bled from the compressor to be cooled of the turbine or combustor,
A first adjusting means provided in the extraction pipe for adjusting a flow rate of the first cooling air;
Connected to the connecting pipe connected to the extraction pipe downstream of the flow of the first cooling air from the first adjusting means via the second adjusting means for adjusting the flow rate of the output amount of the second cooling air stored. Cooling air storage means,
The first adjustment means controls the flow rate of the first cooling air so that an increase in output is obtained based on the detection of the output increase request, and the second adjustment means is controlled to control the second air to the cooling air storage means. Control means for outputting the stored second cooling air to the extraction pipe ;
A gas turbine comprising:
前記制御手段は、出力増加要求を検出した場合に、前記燃焼器の所定の1箇所以上の温度、または前記燃焼器の所定箇所の圧力、または出力値、の何れか1つまたは複数によって得られる値に基づく開度によって前記調整手段を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のガスタービン。
When the output increase request is detected, the control means is obtained by any one or more of a temperature at one or more predetermined locations of the combustor, a pressure at a predetermined location of the combustor, or an output value. The gas turbine according to claim 1, wherein the adjusting unit is controlled by an opening based on a value.
前記抽気配管に接続され、第3冷却空気を前記タービンまたは燃焼器の冷却対象に送出する第2の圧縮機を備えることを特徴とする請求項1または請求項記載のガスタービン。 Connected to said bleed pipe, the third cooling air the turbine or combustor according to claim 1 or claim 2 wherein the gas turbine, characterized in that it comprises a second compressor for delivering a cooling target. 圧縮空気を生成する圧縮機と、  A compressor for generating compressed air;
前記圧縮空気から燃焼ガスを生成する燃焼器と、  A combustor for generating combustion gas from the compressed air;
前記燃焼ガスによって駆動するタービンと、  A turbine driven by the combustion gas;
前記圧縮機から抽気した第1冷却空気を前記タービンまたは燃焼器の冷却対象に送出する抽気配管と、  A bleed pipe for delivering the first cooling air extracted from the compressor to a cooling target of the turbine or the combustor;
前記抽気配管に設けられ、前記第1冷却空気の流量を調整する第1調整手段と、  A first adjusting means provided in the extraction pipe for adjusting a flow rate of the first cooling air;
貯蔵される第2冷却空気の出力量の流量の調整を行う第2調整手段を介して前記第1調整手段より前記第1冷却空気の流れの下流において前記抽気配管に接続された接続管に接続される冷却空気貯蔵手段と、  Connected to the connecting pipe connected to the extraction pipe downstream of the flow of the first cooling air from the first adjusting means via the second adjusting means for adjusting the flow rate of the output amount of the second cooling air stored. Cooling air storage means,
を備えたガスタービンの制御手段が、  A gas turbine control means comprising:
出力増加要求の検出に基づいて出力増加が得られるよう前記第1調整手段による前記第1冷却空気の流量を抑制する制御を行うとともに、前記第2調整手段を制御して前記冷却空気貯蔵手段に貯蔵される前記第2冷却空気を前記抽気配管に出力する  The first adjustment means controls the flow rate of the first cooling air so that an increase in output is obtained based on the detection of the output increase request, and the second adjustment means is controlled to control the second air to the cooling air storage means. The stored second cooling air is output to the extraction pipe.
ことを特徴とする冷却方法。  A cooling method characterized by that.
JP2010250682A 2010-11-09 2010-11-09 Gas turbine and cooling method Active JP5595232B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010250682A JP5595232B2 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Gas turbine and cooling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010250682A JP5595232B2 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Gas turbine and cooling method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012102648A JP2012102648A (en) 2012-05-31
JP5595232B2 true JP5595232B2 (en) 2014-09-24

Family

ID=46393329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010250682A Active JP5595232B2 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Gas turbine and cooling method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5595232B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3667044A1 (en) * 2018-12-10 2020-06-17 Bell Helicopter Textron Inc. System and method for selectively modulating the flow of bleed air used for high pressure turbine stage cooling in a power turbine engine

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6320063B2 (en) * 2014-02-03 2018-05-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine, gas turbine control device, and gas turbine cooling method
US9840932B2 (en) * 2014-10-06 2017-12-12 General Electric Company System and method for blade tip clearance control
US9957900B2 (en) * 2015-05-11 2018-05-01 General Electric Company System and method for flow control in turbine
JP6738601B2 (en) 2015-11-04 2020-08-12 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine starting method and apparatus
KR102307706B1 (en) * 2017-11-21 2021-10-01 두산중공업 주식회사 Gas turbine including an external cooling system and cooling method thereof
KR102183194B1 (en) * 2017-11-21 2020-11-25 두산중공업 주식회사 Gas turbine including an external cooling system and cooling method thereof
WO2025120997A1 (en) * 2023-12-08 2025-06-12 三菱重工業株式会社 Gas turbine and gas turbine control method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3428041A1 (en) * 1984-07-30 1986-01-30 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau AIR STORAGE GAS TURBINE POWER PLANT WITH FLUID BED FIRING
JPH0693879A (en) * 1992-09-11 1994-04-05 Hitachi Ltd Combined plant and its operating method
JPH0693880A (en) * 1992-09-14 1994-04-05 Hitachi Ltd Gas turbine equipment and operating method thereof
JPH07189740A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Hitachi Ltd Gas turbine cooling system
US8096747B2 (en) * 2008-02-01 2012-01-17 General Electric Company Apparatus and related methods for turbine cooling
JP5039595B2 (en) * 2008-02-08 2012-10-03 三菱重工業株式会社 Gas turbine and gas turbine operation stop method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3667044A1 (en) * 2018-12-10 2020-06-17 Bell Helicopter Textron Inc. System and method for selectively modulating the flow of bleed air used for high pressure turbine stage cooling in a power turbine engine
US11047313B2 (en) 2018-12-10 2021-06-29 Bell Helicopter Textron Inc. System and method for selectively modulating the flow of bleed air used for high pressure turbine stage cooling in a power turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012102648A (en) 2012-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5595232B2 (en) Gas turbine and cooling method
JP5611253B2 (en) Compressor control device, control method therefor, and compressor system
JP5868671B2 (en) Valve control device, gas turbine, and valve control method
UA84280C2 (en) Method and system of controlling a flow of air in a gas turbine
JP6590616B2 (en) Gas turbine control apparatus and method, gas turbine control program, and gas turbine
EP2239438B1 (en) Systems and Methods for Controlling Compressor Extraction Cooling
JP5916479B2 (en) Gas turbine and control method thereof
CN101021182A (en) Pressure control method and system to reduce gas turbine fuel supply pressure requirements
EP2778376A2 (en) System and method for engine transient power response
CN104373221B (en) There is the operation of the GTPU of carbon dioxide separation
KR101655602B1 (en) Fuel cell system
JP2009019528A (en) Operation control device and method of gas turbine
JP5518683B2 (en) Compressor system and control method of compressor system
JP5595221B2 (en) Gas turbine control device, gas turbine, and gas turbine control method
JP2019124134A (en) Fuel supply system, gas turbine, power plant, control method, and program
JP4158120B2 (en) Steam turbine plant
US11125166B2 (en) Control system, gas turbine, power generation plant, and method of controlling fuel temperature
JP6651389B2 (en) Fuel control device, combustor, gas turbine, fuel control method and program
JP6700892B2 (en) Low temperature liquefied gas storage facility
JP6733092B2 (en) Fuel supply system and fuel supply method
JP5888947B2 (en) Valve control device, gas turbine, and valve control method
JP2018085220A (en) Fuel cell system
WO2016002557A1 (en) Multi-stage compression system, control device, control method, and program
JPH0734809A (en) Temperature controller for extraction steam turbine
JP2005069093A (en) Acceleration / deceleration control apparatus and acceleration / deceleration control method for gas turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140415

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140616

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140715

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140805

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5595232

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350