JPH11200895A - ガスタービン停止過程における回転数制御方法 - Google Patents
ガスタービン停止過程における回転数制御方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/46—Emergency fuel control
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
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- F01D21/06—Shutting-down
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン停止過程における回転数制御方
法に関し、停止過程で発生する動翼の応力を低減させ
る。 【解決手段】 （ａ）負荷は時間ｔ1 まで４／４負荷、
ｔ1 で燃料絞り開始し、ｔ2 で０／４負荷となり、無負
荷運転の後ｔ3 で燃料を遮断し、その後低減する。
（ｂ）回転数は０／４負荷到達のｔ2 まで定格回転数で
運転し、ｔ2 から回転数を下げてｔ3 で定格の６０％程
度まで降下させるように制御する。（ｃ）メタル温度は
プラットフォームのＡ点と動翼のＢ点とでは多少の温度
差があり、ｔ1までは一定で、ｔ2 〜ｔ3 間ではやや低
下し、ｔ3 以降の減少途中のｔ4 で最大の温度差Δｔと
なる。（ｄ）動翼に生ずる応力はｔ1 〜ｔ3 まで減少
し、ｔ4 において遠心力と熱応力により最大応力となる
が、ｔ2 〜ｔ3 で回転数を６０％に低減する分、遠心力
の影響が従来より減少し、かつｔ3 での温度低下とそれ
による最大応力が従来より低下し、動翼に生ずる応力が
緩和される。
法に関し、停止過程で発生する動翼の応力を低減させ
る。 【解決手段】 （ａ）負荷は時間ｔ1 まで４／４負荷、
ｔ1 で燃料絞り開始し、ｔ2 で０／４負荷となり、無負
荷運転の後ｔ3 で燃料を遮断し、その後低減する。
（ｂ）回転数は０／４負荷到達のｔ2 まで定格回転数で
運転し、ｔ2 から回転数を下げてｔ3 で定格の６０％程
度まで降下させるように制御する。（ｃ）メタル温度は
プラットフォームのＡ点と動翼のＢ点とでは多少の温度
差があり、ｔ1までは一定で、ｔ2 〜ｔ3 間ではやや低
下し、ｔ3 以降の減少途中のｔ4 で最大の温度差Δｔと
なる。（ｄ）動翼に生ずる応力はｔ1 〜ｔ3 まで減少
し、ｔ4 において遠心力と熱応力により最大応力となる
が、ｔ2 〜ｔ3 で回転数を６０％に低減する分、遠心力
の影響が従来より減少し、かつｔ3 での温度低下とそれ
による最大応力が従来より低下し、動翼に生ずる応力が
緩和される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン停止過
程における回転数制御方法に関し、特に停止過程で回転
数を制御し、停止過程の過大な応力を避けるようにした
運転方法である。
程における回転数制御方法に関し、特に停止過程で回転
数を制御し、停止過程の過大な応力を避けるようにした
運転方法である。
【０００２】
【従来の技術】図３はガスタービンの動翼の斜視図であ
り、１１は動翼で１２はそのプラットフォームであり、
動翼１１には高温の燃焼ガスＧによりＲ方向に回転す
る。このようなガスタービンの動翼は定格回転数で負荷
を無負荷とし、燃料を遮断すると後述するように停止過
程において過大な熱応力及び遠心力が加わり、場合によ
っては翼に亀裂を生ずることがある。
り、１１は動翼で１２はそのプラットフォームであり、
動翼１１には高温の燃焼ガスＧによりＲ方向に回転す
る。このようなガスタービンの動翼は定格回転数で負荷
を無負荷とし、燃料を遮断すると後述するように停止過
程において過大な熱応力及び遠心力が加わり、場合によ
っては翼に亀裂を生ずることがある。
【０００３】図２は上記に説明の停止過程に翼に加わる
応力の発生を説明する図であり、（ａ）は負荷、（ｂ）
は回転数、（ｃ）はメタル温度、（ｄ）は図３における
動翼Ａ部での応力の推移をそれぞれ示している。（ａ）
においてガスタービンの負荷は時間軸でｔ1 までは４／
４負荷（全負荷）で運転しており、ｔ1 で燃料を絞り始
めてからｔ2 までの間で負荷が０／４（無負荷）まで減
少し、ｔ3 時点まで無負荷状態でロータを回転して運転
し、ｔ3 時点で燃料を遮断すると、その後は急激に負荷
が「０」状態になる。
応力の発生を説明する図であり、（ａ）は負荷、（ｂ）
は回転数、（ｃ）はメタル温度、（ｄ）は図３における
動翼Ａ部での応力の推移をそれぞれ示している。（ａ）
においてガスタービンの負荷は時間軸でｔ1 までは４／
４負荷（全負荷）で運転しており、ｔ1 で燃料を絞り始
めてからｔ2 までの間で負荷が０／４（無負荷）まで減
少し、ｔ3 時点まで無負荷状態でロータを回転して運転
し、ｔ3 時点で燃料を遮断すると、その後は急激に負荷
が「０」状態になる。
【０００４】図２（ｂ）において、上記（ａ）の負荷の
推移に応じて回転数は、負荷０／４となるｔ2 時点から
燃料を遮断するｔ3 時点までは通常は定格回転数で推移
させるように運転している。ｔ3 時点で燃料を遮断する
と回転数は急激に減少し、停止に至る。
推移に応じて回転数は、負荷０／４となるｔ2 時点から
燃料を遮断するｔ3 時点までは通常は定格回転数で推移
させるように運転している。ｔ3 時点で燃料を遮断する
と回転数は急激に減少し、停止に至る。
【０００５】図２（ｃ）において、メタル温度は動翼１
１のＡ点とプラットフォーム１２のＢ点について示す
が、負荷が４／４負荷で回転数が定格のｔ1 時点までは
高温ガスが一定の割合で通過しているので高温の状態で
推移し、ｔ1 時点において負荷が減少し始めると、この
時点より燃料を絞るので０／４負荷のｔ2 まで温度は下
がってゆき、負荷０／４の状態が続くｔ3 時点までは一
定に推移する。このｔ3までの間ではプラットフォーム
１２の方が動翼１１よりも熱容量が大きいのでＢ点の方
がＡ点よりもやや温度が高い状態で同じように変化す
る。
１のＡ点とプラットフォーム１２のＢ点について示す
が、負荷が４／４負荷で回転数が定格のｔ1 時点までは
高温ガスが一定の割合で通過しているので高温の状態で
推移し、ｔ1 時点において負荷が減少し始めると、この
時点より燃料を絞るので０／４負荷のｔ2 まで温度は下
がってゆき、負荷０／４の状態が続くｔ3 時点までは一
定に推移する。このｔ3までの間ではプラットフォーム
１２の方が動翼１１よりも熱容量が大きいのでＢ点の方
がＡ点よりもやや温度が高い状態で同じように変化す
る。
【０００６】ｔ3 時点において燃料が遮断されるとＡ，
Ｂ点共、燃料が零となり、温度は急激に下がってゆく。
この過程で回転数も徐々に低下してゆくが、あまり下が
らないｔ4 時点でＡ点とＢ点との温度差が最大となり、
以降両者は漸次同一温度へと低下してゆく。
Ｂ点共、燃料が零となり、温度は急激に下がってゆく。
この過程で回転数も徐々に低下してゆくが、あまり下が
らないｔ4 時点でＡ点とＢ点との温度差が最大となり、
以降両者は漸次同一温度へと低下してゆく。
【０００７】図２（ｄ）は動翼１１のＡ点での応力の状
態を示し、ｔ1 までは一定の応力であり、負荷が減少
し、０／４負荷となるｔ2 時点までは少し減少し、その
後ｔ2からｔ3 の無負荷状態でもわずかに減少し、ｔ4
時点までは（ｃ）で示すような最大の温度差ΔＴが生ず
るので、この時点で過大な熱応力が発生し、この熱応力
に加えて回転数もある程度残っているので、回転数の２
乗に比例する遠心力も加えられ、Ａ点に大きな力が加わ
り、場合によっては亀裂が生じ、翼が破壊されることが
ある。
態を示し、ｔ1 までは一定の応力であり、負荷が減少
し、０／４負荷となるｔ2 時点までは少し減少し、その
後ｔ2からｔ3 の無負荷状態でもわずかに減少し、ｔ4
時点までは（ｃ）で示すような最大の温度差ΔＴが生ず
るので、この時点で過大な熱応力が発生し、この熱応力
に加えて回転数もある程度残っているので、回転数の２
乗に比例する遠心力も加えられ、Ａ点に大きな力が加わ
り、場合によっては亀裂が生じ、翼が破壊されることが
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにガスター
ビンにおいて、全負荷で運転中に、負荷を減少させて無
負荷運転を行い、その後、燃料を遮断すると回転数が減
少してゆく過程において回転数があまり低下しないうち
に動翼とプラットフォームに大きな温度差が付き、この
温度差により動翼に大きな熱応力が発生し、この熱応力
に加えて更に回転数の２乗に比例した遠心力も加わり、
このような過程がくり返されると動翼を破壊する恐れが
ある。従来はこの停止過程における動翼への大きな力を
防止する対策がなく、安全対策上からも何んらかの対応
が強く望まれていた。
ビンにおいて、全負荷で運転中に、負荷を減少させて無
負荷運転を行い、その後、燃料を遮断すると回転数が減
少してゆく過程において回転数があまり低下しないうち
に動翼とプラットフォームに大きな温度差が付き、この
温度差により動翼に大きな熱応力が発生し、この熱応力
に加えて更に回転数の２乗に比例した遠心力も加わり、
このような過程がくり返されると動翼を破壊する恐れが
ある。従来はこの停止過程における動翼への大きな力を
防止する対策がなく、安全対策上からも何んらかの対応
が強く望まれていた。
【０００９】そこで本発明は、ガスタービンの定格運転
中に負荷を減少して無負荷として燃料を遮断する停止過
程において、回転数を制御して停止過程に発生する動翼
の大きな応力のうち、回転数による遠心力を低下させ、
温度差の減少による熱応力との総合的な応力を低下さ
せ、動翼の破壊を起こさないようにするガスタービン停
止過程における回転数制御方法を提供することを課題と
してなされたものである。
中に負荷を減少して無負荷として燃料を遮断する停止過
程において、回転数を制御して停止過程に発生する動翼
の大きな応力のうち、回転数による遠心力を低下させ、
温度差の減少による熱応力との総合的な応力を低下さ
せ、動翼の破壊を起こさないようにするガスタービン停
止過程における回転数制御方法を提供することを課題と
してなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。
決するために次の手段を提供する。
【００１１】ガスタービンの負荷を全負荷として定格回
転数で運転中に、負荷を減少させてゆき、無負荷となる
と燃料を遮断して運転を停止させる過程において、負荷
を減少させて無負荷となる間でガスタービンからの動力
供給が零となる時点から回転数を所定の割合で降下する
ように制御し；前記燃料遮断時に前記回転数が定格回転
数のほぼ６０％となるように降下させ；その後自由降下
させることを特徴とするガスタービン停止過程における
回転数制御方法。
転数で運転中に、負荷を減少させてゆき、無負荷となる
と燃料を遮断して運転を停止させる過程において、負荷
を減少させて無負荷となる間でガスタービンからの動力
供給が零となる時点から回転数を所定の割合で降下する
ように制御し；前記燃料遮断時に前記回転数が定格回転
数のほぼ６０％となるように降下させ；その後自由降下
させることを特徴とするガスタービン停止過程における
回転数制御方法。
【００１２】ガスタービンを定格回転数で運転中に燃料
を絞り、負荷を全負荷から無負荷として燃料を遮断する
と、停止過程で回転数の降下が少ない時に動翼とプラッ
トフォーム間の温度差が大きくなり、このために過大な
熱応力が発生する。この熱応力に回転数の２乗に比例す
る遠心力が加わり、動翼には大きな力が発生し、場合に
よっては動翼を破壊する恐れがある。
を絞り、負荷を全負荷から無負荷として燃料を遮断する
と、停止過程で回転数の降下が少ない時に動翼とプラッ
トフォーム間の温度差が大きくなり、このために過大な
熱応力が発生する。この熱応力に回転数の２乗に比例す
る遠心力が加わり、動翼には大きな力が発生し、場合に
よっては動翼を破壊する恐れがある。
【００１３】そこで本発明では、負荷を減少させて無負
荷に至る過程で動力、例えば発電機が電力を供給しなく
なった時点においてガスタービンの回転数を定格回転数
から所定の割合で降下させるように制御し、燃料を完全
に遮断する時点で定格回転数のほぼ６０％程度になるよ
うに制御する。これは、軸、翼振動及びコンプレッサー
のサージの危険回転数の制約から考えて約６０％とし
た。このように回転数を制御して６０％程度に降下させ
てから燃料が遮断されるのでそれ以降の回転数が従来よ
りも低くなり、それ以降の回転数の２乗に比例する遠心
力も従来より低減することができる。又、回転数の低下
に伴い燃料も少くて良いので燃料遮断時のメタル温度も
従来よりは低くすることができ、燃料遮断以降に発生す
る動翼の応力は、遠心力による影響の低減と熱応力の低
減との総合的な応力が大きく緩和され、動翼の破壊等に
至ることなく、寿命でも大きく改善される。
荷に至る過程で動力、例えば発電機が電力を供給しなく
なった時点においてガスタービンの回転数を定格回転数
から所定の割合で降下させるように制御し、燃料を完全
に遮断する時点で定格回転数のほぼ６０％程度になるよ
うに制御する。これは、軸、翼振動及びコンプレッサー
のサージの危険回転数の制約から考えて約６０％とし
た。このように回転数を制御して６０％程度に降下させ
てから燃料が遮断されるのでそれ以降の回転数が従来よ
りも低くなり、それ以降の回転数の２乗に比例する遠心
力も従来より低減することができる。又、回転数の低下
に伴い燃料も少くて良いので燃料遮断時のメタル温度も
従来よりは低くすることができ、燃料遮断以降に発生す
る動翼の応力は、遠心力による影響の低減と熱応力の低
減との総合的な応力が大きく緩和され、動翼の破壊等に
至ることなく、寿命でも大きく改善される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービンの停止過程における回転
数制御方法の作用を説明する図である。図において
（ａ）はガスタービンの運転中から停止過程における負
荷の状態を、（ｂ）は回転数であり、本発明の特徴であ
る回転数制御の状態を示している。（ｃ）は動翼とプラ
ットフォームのメタル温度、推移を、（ｄ）は動翼に発
生する応力の状態をそれぞれ示している。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービンの停止過程における回転
数制御方法の作用を説明する図である。図において
（ａ）はガスタービンの運転中から停止過程における負
荷の状態を、（ｂ）は回転数であり、本発明の特徴であ
る回転数制御の状態を示している。（ｃ）は動翼とプラ
ットフォームのメタル温度、推移を、（ｄ）は動翼に発
生する応力の状態をそれぞれ示している。
【００１５】図１（ａ）に示す負荷は、図２（ａ）に示
す従来の負荷状態と同じであるので説明は省略するが、
（ｂ）の回転数においては、ｔ1 の時点の４／４負荷の
状態から燃料を絞り、ｔ2 時点で０／４負荷の状態にな
るまでは負荷、即ち発電機は運転状態にあるので回転数
一定の定格で推移させる。
す従来の負荷状態と同じであるので説明は省略するが、
（ｂ）の回転数においては、ｔ1 の時点の４／４負荷の
状態から燃料を絞り、ｔ2 時点で０／４負荷の状態にな
るまでは負荷、即ち発電機は運転状態にあるので回転数
一定の定格で推移させる。
【００１６】ｔ2 時点において０／４負荷となり、ｔ3
時点まで無負荷運転を行うが、この間は従来では回転数
一定で推移させていたが、本発明ではこのｔ2 時点から
回転数を積極的に制御して減少させ、ｔ3 の燃料遮断時
点では定格回転数の６０％程度まで低下させる。その後
は燃料が遮断されるので回転数は急激に減少し、停止に
至る。
時点まで無負荷運転を行うが、この間は従来では回転数
一定で推移させていたが、本発明ではこのｔ2 時点から
回転数を積極的に制御して減少させ、ｔ3 の燃料遮断時
点では定格回転数の６０％程度まで低下させる。その後
は燃料が遮断されるので回転数は急激に減少し、停止に
至る。
【００１７】図１（ｃ）において、メタル温度は従来例
でも述べたようにプラットフォーム１２の方が動翼１１
よりも熱容量が大きいので、Ｂ点の温度の方がＡ点より
全体的にやや高く推移しており、まずｔ1 時点までの４
／４負荷運転中は一定に推移し、ｔ1 時点で燃料の絞り
を開始し、負荷が０／４のｔ2 時点になるまでは従来と
同じく温度は徐々に低下してゆく。
でも述べたようにプラットフォーム１２の方が動翼１１
よりも熱容量が大きいので、Ｂ点の温度の方がＡ点より
全体的にやや高く推移しており、まずｔ1 時点までの４
／４負荷運転中は一定に推移し、ｔ1 時点で燃料の絞り
を開始し、負荷が０／４のｔ2 時点になるまでは従来と
同じく温度は徐々に低下してゆく。
【００１８】ｔ2 時点からｔ3 時点まではわずかの燃料
で０／４負荷（無負荷）で運転しており、回転数は
（ｂ）で説明したように、この間は徐々に６０％程度ま
で低下するように制御しており、従って、この間の燃料
も従来よりは少くてすむので、０／４負荷に到達したｔ
2 時点から燃料を遮断するｔ3 時点までの間はメタル温
度も従来よりは若干低下する。この時点での温度低下は
次のスッテプの温度低下につながるので大きな影響を持
つ。
で０／４負荷（無負荷）で運転しており、回転数は
（ｂ）で説明したように、この間は徐々に６０％程度ま
で低下するように制御しており、従って、この間の燃料
も従来よりは少くてすむので、０／４負荷に到達したｔ
2 時点から燃料を遮断するｔ3 時点までの間はメタル温
度も従来よりは若干低下する。この時点での温度低下は
次のスッテプの温度低下につながるので大きな影響を持
つ。
【００１９】ｔ3 時点で燃料を遮断すると動翼１１のＡ
点、プラットフォーム１２のＢ点共温度は急激に低下し
てゆき、途中のｔ4 時点で両者の温度差Δｔは最大とな
るが、ｔ3 時点でのメタル温度は従来よりは若干低下し
ているので、その後のｔ4 での温度差Δｔも従来よりは
小さくなる。その後両温度は徐々に低下してゆく。
点、プラットフォーム１２のＢ点共温度は急激に低下し
てゆき、途中のｔ4 時点で両者の温度差Δｔは最大とな
るが、ｔ3 時点でのメタル温度は従来よりは若干低下し
ているので、その後のｔ4 での温度差Δｔも従来よりは
小さくなる。その後両温度は徐々に低下してゆく。
【００２０】図１（ｄ）において、動翼１１のＡ点での
応力は、ｔ1 時点までとｔ1 からｔ 2 時点での０／４負
荷となるまでのメタル温度は従来と同じに推移するが、
ｔ2時点からは回転数を低下するように制御し、かつメ
タル温度も低下しているので、遠心力の影響及び熱応力
共従来より相当に低下してゆく。
応力は、ｔ1 時点までとｔ1 からｔ 2 時点での０／４負
荷となるまでのメタル温度は従来と同じに推移するが、
ｔ2時点からは回転数を低下するように制御し、かつメ
タル温度も低下しているので、遠心力の影響及び熱応力
共従来より相当に低下してゆく。
【００２１】ｔ3 時点で燃料を遮断し、ｔ3 時点から回
転数、温度共低下する過程において、ｔ4 時点でＡ点と
Ｂ点との温度差が最大となるので、この時点ではＡ点の
遠心力と熱応力による応力は最大となり、以降、回転数
と温度の低下に従って応力も徐々に低減してゆく。この
場合のｔ4 時点における最大応力は、従来より、回転
数、温度共低下しているので、従来よりもかなり小さな
応力とすることができ、動翼が破壊するようなことがな
くなる。
転数、温度共低下する過程において、ｔ4 時点でＡ点と
Ｂ点との温度差が最大となるので、この時点ではＡ点の
遠心力と熱応力による応力は最大となり、以降、回転数
と温度の低下に従って応力も徐々に低減してゆく。この
場合のｔ4 時点における最大応力は、従来より、回転
数、温度共低下しているので、従来よりもかなり小さな
応力とすることができ、動翼が破壊するようなことがな
くなる。
【００２２】上記の回転数の低下は、サージを起こりに
くい定格回転数の６０％程度になるように回転数を燃料
遮断時点ｔ3 において降下するように制御しており、こ
の場合、遠心力は回転数の２乗に比例するので、遠心力
の影響は、従来と比べて（０．６）2 ＝０．３６程度に
まで大きく低減され、更に、メタル温度も若干低下して
いるので動翼１１のＡ点の応力は相当に大きく低下させ
ることができる。
くい定格回転数の６０％程度になるように回転数を燃料
遮断時点ｔ3 において降下するように制御しており、こ
の場合、遠心力は回転数の２乗に比例するので、遠心力
の影響は、従来と比べて（０．６）2 ＝０．３６程度に
まで大きく低減され、更に、メタル温度も若干低下して
いるので動翼１１のＡ点の応力は相当に大きく低下させ
ることができる。
【００２３】以上説明の本発明の実施の形態に係るガス
タービン停止過程における回転数制御方法によれば、ガ
スタービンの０／４負荷到達のｔ2 時点から回転数を降
下させるように制御し、燃料遮断のｔ3 時点において定
格回転数の６０％程度にまで徐々に回転数を降下させる
とともに燃料も徐々に少なくしてゆくので、燃料遮断の
ｔ3 時点から回転数が低下して停止するまでの過程にお
いて発生する動翼１１のＡ点の応力を、遠心力の影響と
熱応力の両方共で通常約４０％程度も低減させることが
でき、動翼１１が破壊に至ることなく、応力緩和によっ
て寿命が延長されるものである。
タービン停止過程における回転数制御方法によれば、ガ
スタービンの０／４負荷到達のｔ2 時点から回転数を降
下させるように制御し、燃料遮断のｔ3 時点において定
格回転数の６０％程度にまで徐々に回転数を降下させる
とともに燃料も徐々に少なくしてゆくので、燃料遮断の
ｔ3 時点から回転数が低下して停止するまでの過程にお
いて発生する動翼１１のＡ点の応力を、遠心力の影響と
熱応力の両方共で通常約４０％程度も低減させることが
でき、動翼１１が破壊に至ることなく、応力緩和によっ
て寿命が延長されるものである。
【００２４】
【発明の効果】本発明のガスタービン停止過程における
回転数制御方法は、ガスタービンの負荷を全負荷として
定格回転数で運転中に、負荷を減少させてゆき、無負荷
となると燃料を遮断して運転を停止させる過程におい
て、負荷を減少させて無負荷となる間でガスタービンか
らの動力供給が零となる時点から回転数を所定の割合で
降下するように制御し；前記燃料遮断時に前記回転数が
定格回転数のほぼ６０％となるように降下させ；その後
自由降下させることを特徴としている。このような方法
により、停止過程において動翼に発生する遠心力による
応力と熱応力の両方を従来より著しく緩和することがで
きるので動翼の破壊を防ぎ、その結果寿命が大きく改善
される。
回転数制御方法は、ガスタービンの負荷を全負荷として
定格回転数で運転中に、負荷を減少させてゆき、無負荷
となると燃料を遮断して運転を停止させる過程におい
て、負荷を減少させて無負荷となる間でガスタービンか
らの動力供給が零となる時点から回転数を所定の割合で
降下するように制御し；前記燃料遮断時に前記回転数が
定格回転数のほぼ６０％となるように降下させ；その後
自由降下させることを特徴としている。このような方法
により、停止過程において動翼に発生する遠心力による
応力と熱応力の両方を従来より著しく緩和することがで
きるので動翼の破壊を防ぎ、その結果寿命が大きく改善
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービンの停
止過程における回転数制御方法の作用の説明図で、
（ａ）は負荷、（ｂ）は回転数、（ｃ）はメタル温度、
（ｄ）は動翼に発生する応力の推移をそれぞれ示す。
止過程における回転数制御方法の作用の説明図で、
（ａ）は負荷、（ｂ）は回転数、（ｃ）はメタル温度、
（ｄ）は動翼に発生する応力の推移をそれぞれ示す。
【図２】従来のガスタービン停止時における作用の説明
図で、（ａ）は負荷、（ｂ）は回転数、（ｃ）はメタル
温度、（ｄ）は動翼に発生する応力の推移をそれぞれ示
す。
図で、（ａ）は負荷、（ｂ）は回転数、（ｃ）はメタル
温度、（ｄ）は動翼に発生する応力の推移をそれぞれ示
す。
【図３】ガスタービンの動翼とプラットフォームを示す
一般的な斜視図である。
一般的な斜視図である。
１１ 動翼 １２ プラットフォーム
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービンの負荷を全負荷として定格
回転数で運転中に、負荷を減少させてゆき、無負荷とな
ると燃料を遮断して運転を停止させる過程において、負
荷を減少させて無負荷となる間でガスタービンからの動
力供給が零となる時点から回転数を所定の割合で降下す
るように制御し；前記燃料遮断時に前記回転数が定格回
転数のほぼ６０％となるように降下させ；その後自由降
下させることを特徴とするガスタービン停止過程におけ
る回転数制御方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000186A JPH11200895A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | ガスタービン停止過程における回転数制御方法 |
| PCT/JP1998/005988 WO1999035384A1 (en) | 1998-01-05 | 1998-12-28 | Revolution speed control method in gas turbine shutdown process |
| US09/380,460 US6253537B1 (en) | 1998-01-05 | 1998-12-28 | Revolution speed control method in gas turbine shutdown process |
| CA002283862A CA2283862C (en) | 1998-01-05 | 1998-12-28 | Rotational speed control method in gas turbine stopping process |
| EP98961628A EP0979933B1 (en) | 1998-01-05 | 1998-12-28 | Revolution speed control method in gas turbine shutdown process |
| DE69825983T DE69825983T2 (de) | 1998-01-05 | 1998-12-28 | Drehzahlkontrolle beim abschalten einer gasturbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000186A JPH11200895A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | ガスタービン停止過程における回転数制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11200895A true JPH11200895A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11466974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000186A Pending JPH11200895A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | ガスタービン停止過程における回転数制御方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6253537B1 (ja) |
| EP (1) | EP0979933B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11200895A (ja) |
| CA (1) | CA2283862C (ja) |
| DE (1) | DE69825983T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999035384A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010265888A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | General Electric Co <Ge> | 重油燃焼ガスタービンに対する有用性を改善する方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4457778B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2010-04-28 | 株式会社日立製作所 | 高湿分ガスタービン発電プラント |
| US20100275608A1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-11-04 | General Electric Company | Systems and Methods for Rapid Turbine Deceleration |
| US8510013B2 (en) * | 2009-05-04 | 2013-08-13 | General Electric Company | Gas turbine shutdown |
| US8820046B2 (en) * | 2009-10-05 | 2014-09-02 | General Electric Company | Methods and systems for mitigating distortion of gas turbine shaft |
| US8566000B2 (en) * | 2010-02-23 | 2013-10-22 | Williams International Co., L.L.C. | System and method for controlling a single-spool turboshaft engine |
| US8381507B2 (en) | 2011-05-09 | 2013-02-26 | General Electric Company | Systems and methods for optimized gas turbine shutdown |
| US11306654B2 (en) | 2018-12-19 | 2022-04-19 | Raytheon Technologies Corporation | Gas turbine engine system wear reduction |
| US11199139B2 (en) * | 2018-12-19 | 2021-12-14 | Raytheon Technologies Corporation | Gas turbine engine system bowed rotor start mitigation and wear reduction |
| DE102020206269A1 (de) | 2020-05-19 | 2021-11-25 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Betrieb einer Gasturbine bei hoher Temperatur und Gasturbinenanordnung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4201923A (en) * | 1974-08-08 | 1980-05-06 | Westinghouse Electric Corp. | Combined cycle electric power plant and a gas turbine having improved megawatt load control |
| US4010605A (en) * | 1974-08-08 | 1977-03-08 | Westinghouse Electric Corporation | Accurate, stable and highly responsive gas turbine startup speed control with fixed time acceleration especially useful in combined cycle electric power plants |
| JPS5896131A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-08 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン速度制御方法 |
| JP2789701B2 (ja) | 1989-08-10 | 1998-08-20 | 三菱化学株式会社 | 電子写真用感光体 |
| JPH0721885Y2 (ja) * | 1989-11-13 | 1995-05-17 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン用燃料流量制御装置 |
| DE4429539C2 (de) * | 1994-08-19 | 2002-10-24 | Alstom | Verfahren zur Drehzahlregelung einer Gasturbine bei Lastabwurf |
| JP3675880B2 (ja) | 1995-04-14 | 2005-07-27 | 株式会社東芝 | 一軸型コンバインドサイクル発電設備の制御方法及び装置 |
| JPH0932583A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-02-04 | Toshiba Corp | 発電設備の速度制御装置 |
-
1998
- 1998-01-05 JP JP10000186A patent/JPH11200895A/ja active Pending
- 1998-12-28 US US09/380,460 patent/US6253537B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-28 WO PCT/JP1998/005988 patent/WO1999035384A1/ja not_active Ceased
- 1998-12-28 CA CA002283862A patent/CA2283862C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-28 EP EP98961628A patent/EP0979933B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-28 DE DE69825983T patent/DE69825983T2/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010265888A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | General Electric Co <Ge> | 重油燃焼ガスタービンに対する有用性を改善する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0979933A4 (en) | 2002-01-30 |
| WO1999035384A1 (en) | 1999-07-15 |
| DE69825983T2 (de) | 2005-09-08 |
| EP0979933B1 (en) | 2004-09-01 |
| CA2283862C (en) | 2002-03-19 |
| US6253537B1 (en) | 2001-07-03 |
| EP0979933A1 (en) | 2000-02-16 |
| DE69825983D1 (de) | 2004-10-07 |
| CA2283862A1 (en) | 1999-07-15 |
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| A02 | Decision of refusal |
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