JP2001207864A - タービン側壁空洞の圧力変調システムおよび方法 - Google Patents
タービン側壁空洞の圧力変調システムおよび方法Info
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Abstract
とえばタービン外側壁空洞の圧力を変調するシステムお
よび方法が提供される。 【解決手段】 冷却およびパージ空気をタービン外側壁
空洞に供給する際の圧力を、圧縮機排出圧力(Pcd)
に基づいて変調し、これにより過剰な漏れやそれに伴う
性能劣化を最小限に抑えるように、逆流マージン(BF
M)をほぼ維持する。1実施例では、第3段外側壁空洞
内の空気圧力および第4段外側壁空洞内の空気圧力をそ
れぞれ、そのときの圧縮機排出圧力の所定割合(%)で
ある値に制御する。所定割合は、各外側壁圧力の、寒い
日のターンダウン(CDTD)で所定の逆流マージンを
得るのに必要な圧縮機排出圧力に対する比から求めるこ
とができる。
Description
びパージ空気流システムに関する。
周囲空気を圧縮し、これを燃焼器で燃料と混合し、点火
して燃焼ガスを得る、構成である。タービンは、高熱の
燃焼ガスを受け取り、そこからエネルギーを抽出し、圧
縮機の動力を得るとともに、たとえば発電機に動力を供
給するための出力を生成する。タービンは、通常、1段
以上のステータノズルまたはベーン、ロータブレードお
よびタービンブレードのまわりに設けられそれとの間に
適当なクリアランスを維持する環状シュラウドを含む。
ガスタービンエンジンの効率をよくするためにタービン
入口温度が上昇するにつれて、空気などの冷却流体をタ
ービンベーン、ブレードおよびシュラウドに供給してこ
れらの構成要素の温度をその材料が耐えることのできる
レベルに維持し、構成要素の有効寿命を満足なものとす
ることが必要となっている。このような冷却を実現する
には、普通、圧縮機により圧縮された空気の一部を圧縮
機から抽出し、それをタービンの構成要素に送り構成要
素を冷却する。圧縮機で圧縮されたが、燃焼ガスの発生
に用いられなかった空気があれば、それは必然的にエン
ジン効率を下げる。したがって、圧縮機から抽出される
冷却空気の量を最小限に抑えるのが望ましい。さらに、
タービン構成要素を冷却するのに用いた空気は、普通、
これら構成要素のオリフィスまたはギャップから外に出
る。この冷却空気はタービン内の燃焼ガスと混ざり、熱
力学的および空気力学的理由からやはりエンジン効率を
下げることになる。したがって、タービン入口温度が上
昇するにつれてタービン効率は上昇するが、その温度上
昇は加熱された構成要素を効果的に冷却することも必要
とし、そしてこのような冷却を、温度上昇により実現さ
れた効率の上昇を失わないような方法で行うのが適切で
ある。
たは段は、その空気を使用する予定の構成要素またはシ
ステムが必要とする圧力によって決まる。十分に高い供
給圧力を保証するために、通常、最高可能圧力を有する
源を選ぶのが望ましい。しかし、空気を圧縮機の可能な
限り前の方の段から抽出すれば、抽出された空気に投資
された仕事の量が少なくなるので、圧縮機の効率がよく
なる。したがって、圧縮機の最前かつ最低圧力の段から
可能な限り最高のシステム供給圧力を達成するのが望ま
しい。
給し、タービン構成要素を適切に冷却するだけでなく、
逆流マージンを許容範囲内に維持する必要がある。逆流
マージンは、たとえば外側壁の内側の冷却空気圧力と、
タービンに流れる高熱の燃焼ガスの圧力との差として定
義される。正の逆流マージンを維持して、燃焼ガスが外
側壁の内部に吸い込まれないようにするのが望ましい。
における圧力は、逆流マージン(back flow
margin =BFM)を設定する上で重要である。
上述したように、BFMの目的は高熱の流路ガスの外側
壁空洞内への吸引を防止することである。BFMは、空
洞圧力が関連するガス流路内の最高圧力より高い割合
(%)である。通常、あるノズル段について、最高圧力
はエーロフォイル前縁での最高停滞圧力である。従来、
最小逆流マージン(たとえば3%)を、構成要素が露呈
される最悪状態にしたがって設定している。ある種のガ
スタービンシステムの場合、最悪状態は寒い日のターン
ダウン(Cold Day Turn Down =C
DTD)、代表的には約0度、1/2パワーで生じる。
このような状態では、圧縮機抽出圧力が圧縮機出口圧力
と比較して低いので、圧縮機抽出流れを最大にするのが
適切である。しかし、BFMをCDTDで設定すると、
他の状態での圧縮機からの抽出圧力がCDTDでの場合
より高いので、実際の逆流マージンが増加し、CDTD
でのマージンから離れる。BFMが大きすぎると、外側
空洞が過剰に漏れ、その結果、複合サイクル性能が低下
する。この点で、上述したように、この過剰な漏れの負
の結果として性能が低下する。これはその空気を圧縮す
るのに用いられた仕事/動力が無駄になるからである。
るために、本発明は、外側壁空洞内の圧力を、好適な実
施態様における圧縮機排出圧力(Pcd)に基づいて、
変調し、これにより過剰な漏れとそれに伴う性能劣化を
最小限にするようにBFMをほぼ維持する、冷却空気お
よびパージ空気供給システムとして、具体化される。
冷却空気流制御システムとして具体化することができ
る。このような実施態様において、冷却空気流制御シス
テムは、圧縮機からタービンに送られる冷却空気の圧力
を制御する弁と、この弁をガスタービンの運転状態、た
とえば圧縮機排出圧力にしたがって制御するコントロー
ラとを備える。好適な実施態様において、制御システム
は、ガスタービンの運転範囲の少なくとも一部の間、タ
ービンの構成要素内の空気圧力をそのときの圧縮機の排
出圧力の所定割合(%)である値にほぼ維持するように
前記弁を制御する。
空気を多段圧縮機から関連するタービンに供給して、タ
ービンの少なくとも1つの構成要素の冷却および/また
は燃焼ガスのそこへの逆流の防止を達成するシステムお
よび方法として具体化され、ここで冷却および/または
パージ空気の圧力をガスタービンの運転状態、たとえば
圧縮機排出圧力にしたがって制御する。好適な実施態様
において、冷却および/またはパージ空気の圧力を適切
に制御して、タービンの構成要素内の空気圧力をそのと
きの圧縮機の排出圧力の所定割合(%)である値にほぼ
維持する。
効果をさらによく理解できるように、以下にこの発明の
好適な実施態様を、添付の図面を参照しながら、さらに
詳しく説明する。
動力供給に用いるガスタービンの一例を線図的に示す。
このガスタービンは、空気を取り込み、圧縮する環状入
口12を有する圧縮機10を含み、圧縮された空気は圧
縮機10の環状出口14から最高圧力で送り出される。
圧縮機は、空気を順次圧縮するために複数段に交互に配
列されたステータベーン列とロータブレード列とを有す
る軸流圧縮機であり、これらの段は順次下流になるにつ
れて圧力を徐々に高め、最終的に空気を圧縮機出口から
最高圧力(以下、圧縮機排出圧力Pcd)で排出する。
通常の燃焼器16が圧縮された出口空気を圧縮機出口1
4から受け取る。さらに、通常の燃料供給配管およびイ
ンジェクタ(図示せず)が設けられ、適当な燃料を圧縮
された出口空気と混合し、燃焼器16で燃焼させ、高熱
の燃焼ガスを発生する。燃焼器16の下流にはタービン
セクション(部分)18がこれと流通関係で配置され、
この部分で高熱ガスのエネルギーを仕事に変換する。こ
の変換は2段階で行われる。高熱ガスを膨張させ、ター
ビンのノズル部分で熱エネルギーの一部を運動エネルギ
ーに変換する。つぎに、タービンのバケット部分で、運
動エネルギーの一部を回転バケットに転送し、仕事に変
換する。タービンが発生する仕事の一部は圧縮機を駆動
するのに用いられ、残りの部分は発電に使用される。し
たがって、タービンには、燃焼ガスで加熱される構成要
素が、複数段に配列されたステータノズルまたはベーン
の列およびロータブレードの列など多数含まれる。上述
したように、冷却空気を適当な圧力および流量で供給し
て、これらのタービン構成要素を冷却し、逆流マージン
を許容範囲内に維持しなければならない。
臨界的なタービン運転パラメータを処理して、燃料流れ
と分布および取り込み空気流などの制御可能なパラメー
タの最適なセッティングを定めることが必要である。
て、ゼネラル・エレクトリック社のスピードトロニック
・マークV制御システム(Speedtronic(登
録商標) Mark V Control Syste
m)があり、このシステムは、部分負荷状態で燃料流れ
を制御するよう作用する速度および負荷制御機能と、定
格燃焼温度の達成と合致した最高値に燃料流れを限定
し、また空気流れを入口ガイドベーンを介して制御する
温度制御とを含む、すべてのガスタービン制御要件を満
足するように設計されている。マークV制御システム
は、補機のシーケンス設定も取り扱い、全自動化された
始動、停止およびクールダウンを可能にする。基本シス
テムには、悪条件での運転に対するタービン保護や異常
の予告も組み込まれている。
空気およびエミッション制御;始動、停止およびクール
ダウンのためのタービン燃料および補機のシーケンス設
定;発電機およびシステムの同期および電圧マッチン
グ;すべてのタービン、制御および補助機能のモニタリ
ング;ならびに安全を脅かす悪条件での運転に対する保
護など、多数の機能を果たす。これらの機能のすべてを
統合的に行って、所望の予めプログラムされたおよび/
またはオペレータ入力の制御原理を実現する。上に要約
した形式の制御システムの一例が米国特許第5,85
7,321号に詳細に記載されており、この特許の開示
内容を本発明の先行技術として援用する。
最小限に抑えながら、所望通りの冷却を達成し、逆流マ
ージンを維持するように、外側壁空洞内の圧力を制御シ
ステムにより制御または変調する、冷却およびパージ空
気供給システムに具体化される。好適な実施態様では、
外側壁空洞内の圧力を、圧縮機排出圧力(Pcd)の所
定割合(%)となるように制御する。
機から抜き出された(段間抽気)圧縮空気をタービンの
所定の構成要素(1個または複数個)に運ぶ冷却空気通
路(1個または複数個)を提供する。図示の便宜上、図
示の冷却回路は、第3および第4段外側壁を冷却し、ま
たその圧力を、高熱燃焼ガスの外側壁空洞への逆流を防
止するのに十分な高さに維持するための冷却回路にほぼ
限定されている。
の一部を対応する抽気圧力で冷却または抽出空気として
抽出するための圧縮機10の抽気点または段と流通関係
に配置された抽出配管またはライン20,22,24,
26を含む。圧縮空気抽気ラインは、冷却および/また
はパージ空気を必要とするタービン内の加熱された構成
要素のいずれかまで延在させることができる。図示の実
施例では、圧縮機空気抽出配管20,22,24,26
が連結された抽気抽出マニホールドは、圧縮機部分の、
たとえば第12または第13段を取り囲み、冷却空気を
タービン部分18の第3および第4段に差し向ける。ラ
イン28は圧縮機抽出空気を配管20および22から枝
管32に送る。枝管32は空気を、流れ制限器、本例で
はオリフィスプレート38を介して、第3および第4段
外側壁空洞に流し、以下に詳述するような、冷却および
パージ空気の最小必要量を与える。
および26から枝管42に送り、この枝管42は、空気
を可変オリフィス弁44を介して流し、標的の外側壁空
洞に供給される空気の圧力を、ガスタービンの運転状態
(たとえば圧縮機排出圧力の検出値)にしたがって変調
する。可変オリフィス弁44は、最小オリフィスを画定
するように設計されるか、全速力全負荷(FSFL=f
ull speedfull load)運転にふさわ
しい最小オリフィスを画定するように操作され、またC
DTD運転にふさわしい最大流れオリフィスまたは全開
を画定するように設計されるか操作される。CDTDよ
り低い圧縮機排出圧力には、機構がオープン状態にとど
まるように構成するのが好ましく、またFSFLより高
いPcdには、機構が最小オープン状態にとどまるよう
に構成するのが好ましい。それ以外は、可変オリフィス
弁を適当に制御し、以下に詳述するように、弁開度を運
転状態に応じて決める。
リフィス弁44から外側壁46に運び、ここで供給され
た冷却およびパージ空気を内部に送って外側壁を冷却す
る。外側壁空洞に供給された空気は、たとえば第3段ノ
ズル36の後縁に位置する開口(図示せず)を介して、
ガス通路に排出する。
において、圧縮機排出圧力Pcdをたとえば適当なセン
サ48で感知し、また同様に空洞圧力Poswおよび潜
在的に温度を、50で線図的に示す適当なセンサで感知
し、そして弁オリフィス44を制御して外側壁空洞圧力
を定める。具体的には、第3段ノズル外側壁空洞の圧力
および第4段ノズル外側壁空洞の圧力を測定またはモニ
タし、そしてそこに達する圧縮空気流れを可変オリフィ
ス弁44を介して制御して、これらの空洞の圧力を所定
の限度以内、たとえば圧縮機排出圧力の所定割合(%)
に維持する。したがって、好適な実施例では、以下に詳
述するように、第3段ノズルの外側壁空洞の圧力を関与
する運転範囲(ターンダウンTDから全負荷FLまた寒
い日CDから暑い日HD)にわたって圧縮機排気圧力P
cdの約28.2%に設定する。第3段ノズル外側壁空
洞の圧力を(そして温度も)、理想的には外側ケーシン
グの下半部に配置したセンサにより、三重冗長度にて測
定するのが好ましい。また、好適な実施例によれば、以
下に詳述するように、第4段ノズルの外側壁空洞の圧力
を関与する運転範囲(ターンダウンTDから全負荷FL
また寒い日CDから暑い日HD)にわたって圧縮機排気
圧力Pcdの約9.8%に設定する。第4段外側壁空洞
の圧力を二重冗長度にて測定するのが好ましく、この場
合もセンサの位置を外側ケーシングの下半部とするのが
理想的である。
た場合に、その故障が致命的なタービン故障につながら
ないような設計とすることが有利である。部品の寿命も
作動も構成要素の冷却と高熱燃焼ガスの逆流防止に依存
しているので、本発明の1実施例として例示した流れ制
御機構44が故障時開であるか、並列な流路を設けて弁
44の故障時に冷却およびパージ空気流を供給するか、
あるいはその両方をおこなうと有利である。したがっ
て、図示の実施例では、枝管32を圧縮機抽出空気用の
第2流路として設けている。上述したように、枝管32
に挿入された流れ制限器、具体的にはオリフィスプレー
ト38は、可変オリフィス44が故障した場合に、ター
ビン18への圧縮機抽出空気の最小流れを画定する。好
適な実施例では、オリフィスプレートを設けるが、適当
なフェイルセイフ状態を確立できるように他の同様の構
成要素を用いてもよい。
からはずれて、設計外で作動するにつれて、圧縮機にお
ける仕事分布が変化し、したがって段間圧力同士の関係
も変化する。したがって、表計算を設定して外側壁空洞
の圧力を制御するための適切なルールを見いだした。具
体的には、4つの定常状態サイクルポイント、すなわち
寒い日ターンダウン(CDTD)、ISOターンダウン
(ISO−TD)、全速力全負荷(FSFL)および寒
い日(CD)を調べた。この実施例では、冷却/パージ
空気を圧縮機の第12段から抽出した。しかし、本発明
は特定の抽出源に限定されない。データを表1に示す。
2/Pcd]fsfl関係は設計外の状態についての第
12段圧力の劣化を示す。
(Posw/Pcd)の実測値および目標値をPcdに
対してプロットし、逆流マージン(BFM)の実測値お
よび目標値をPcdに対してプロットしてある。図2お
よび図3に示した実測値は、空洞圧力、またしたがって
逆流マージンが、最悪状態について設定されたしきい値
からはずれて上昇することを示している。このことは、
空洞圧力、またしたがって逆流マージンが逆流を防止す
るのに必要な値より大きく、結果として過剰な漏れを生
じることを意味している。したがって、まず第一に、圧
縮機から抽出された冷却空気の流れが、部品を十分に冷
却し構成要素寿命を最適化するのに十分であり、しかも
過剰に冷却しない(過剰な冷却は冷却空気に投資された
仕事を無駄にすることになる)ことが望ましく、そして
第二に、空気の圧力が逆流を防止するのに十分であるこ
とが望ましい。
て、外側壁空洞内の圧力を、最悪状態での最小BFMに
ふさわしい要件を満足するのに十分なレベルに維持し、
十分な圧力および冷却流れを確保し、しかも過剰な漏れ
や冷却を最小限に抑えることのできる、ガスタービンシ
ステムとして具体化される。実施例においては、外側壁
空洞内の圧力を変調して、圧縮機排出圧力のほぼ一定な
割合(%)に維持する。好適な実施例では、この所定の
割合(%)が、構成要素の空気圧力(本例では外側壁空
洞の空気圧力)の、CDTDで所定の最小の逆流マージ
ンを与えるのに必要とされる、圧縮機排出圧力に対する
比に一致する。
および空気流通路は、第3段外側壁空洞の圧力を圧縮機
排出圧力の約28.2%の所定比に設定するように適合
される。したがって、タービン制御システムは、第3段
外側壁空洞内の圧力および圧縮機排出圧力を検出し、そ
して圧縮機抽気を調整して第3段外側壁空洞圧力対圧縮
機排出圧力の所定比をだいたい維持するように適合され
る。これに応じて、最大の逆流マージンをCDTDによ
り規定される最小値近くに維持し、かくして過剰な漏れ
による無駄を最小限に抑える。したがって、表1を参照
すると、寒い日のターンダウン(CDTD)の場合、第
3段外側壁圧力対圧縮機排出圧力の比が所定の制御され
た値であれば、圧縮機排出圧力が224.07であり、
圧縮機第12段空気の圧力が80.5である場合、第3
段外側壁圧力が、本例では約63.19、すなわち圧縮
機排出圧力の28.2%に制御されることがわかる。と
ころで、これらの条件下での第3段ノズルの予測最高圧
力は59.58であり、かくて空洞圧力がガス流路の最
高圧力より高い割合(%)である、逆流マージンが約
6.05%となる。
第12段空気の圧力が147.5に上昇し、圧縮機排出
圧力が338.11に上昇することがわかる。第3段外
側壁の圧力が圧縮機排出圧力の約28.2%に制御され
ている状態で、この実施例では、第3段外側壁空洞圧力
は約95.35に維持される。このような条件下で、最
高ノズル圧力は89.2となると見積もられるので、逆
流マージンが約6.89%に維持されることがわかる。
寒い日(CD)およびISOターンダウン(ISO−T
D)の場合も同様に、第3段外側壁空洞の圧力を圧縮機
排出圧力の所定割合(%)、本例では約28.2%に制
御すれば、逆流マージンが制御されて、最悪状態(CD
TD)について設定されたしきい値近くに維持され、こ
れにより過剰な漏れを最小限に抑える。
段外側壁空洞の圧力も変調して、第4段外側壁空洞内の
圧力を、最悪状態での最小BFMにふさわしい要件を満
足するのに十分なレベルに維持し、十分な圧力および冷
却流れを確保し、しかも過剰な漏れや冷却を最小限に抑
える。1実施例においては、上述したように、外側壁空
洞内の圧力を変調して、圧縮機排出圧力のほぼ一定な割
合(%)に維持する。そして好適な実施例では、この所
定の割合(%)が、構成要素空気圧力(本例では外側壁
空洞の空気圧力)の、CDTDで所定の最小の逆流マー
ジンを与えるのに必要とされる、圧縮機排出圧力に対す
る比に一致する。
および空気流通路は、第4段外側壁空洞の圧力を圧縮機
排出圧力の約9.8%の所定比に設定するように適合さ
れる。
比を所定の値、この好適な実施態様では、タービン運転
全域にわたって所定の最小の逆流マージンを与えるのに
CDTDにて必要とされる比にほぼ対応する値に維持す
ることにより、図3における実測値で示される通り、パ
ージするのに十分であるが、従来のシステムで見られる
過剰な漏れを回避する逆流マージンが得られる。
4段外側壁空洞内の圧力を検出し、そして圧縮機抽気を
調整して第4段外側壁空洞圧力対圧縮機排出圧力の所定
比を維持するように適合される。これに応じて、最大の
逆流マージンをCDTDにより規定される最小値近くに
維持し、かくして過剰な漏れによる無駄を最小限に抑え
る。したがって、表1を参照すると、寒い日のターンダ
ウン(CDTD)の場合、第4段外側壁圧力対圧縮機排
出圧力の比が所定の制御された値であれば、圧縮機排出
圧力が224.07であり、圧縮機第12段空気の圧力
が80.5である場合、第4段外側壁圧力が、本例では
約21.9589、すなわち圧縮機排出圧力の9.8%
に制御されることがわかる。ところで、これらの条件下
での第4段ノズルの予測最高圧力は21.1765であ
り、かくて空洞圧力がガス流路の最高圧力より高い割合
(%)である、逆流マージンが約3.69%となる。
第12段空気の圧力が147.5に上昇し、圧縮機排出
圧力が338.11に上昇することがわかる。第4段外
側壁の圧力が圧縮機排出圧力の約9.8%に制御されて
いる状態で、この実施例では、第4段外側壁空洞圧力は
約33.1348に維持される。このような条件下で、
第4段ノズルの最高圧力は29.7となると見積もられ
るので、逆流マージンが約11.5649%となること
がわかる。この値はCDTD状態でのBFMのおよそ3
倍であるが、図3にプロットされた実測値に示されるよ
うに、従来のシステムで見られるマージンの約3分の1
にすぎない。寒い日(CD)およびISOターンダウン
(ISO−TD)の場合も同様に、第4段外側壁空洞の
圧力を圧縮機排出圧力の所定割合(%)、本例では約
9.8%に制御すれば、逆流マージンが制御されて、最
悪状態(CDTD)について設定されたしきい値に従来
のシステムの場合よりいちじるしく近くに維持され、こ
れにより過剰な漏れを最小限に抑える。
運転状態にしたがって、たとえばPcdの所定割合
(%)に制御するために、2つの制御弁44を、第3段
外側壁に一つ、第4段外側壁に一つ、設けることができ
る。しかし、図示の実施例では、第3段外側壁への流れ
を制御するための単一の空気供給部42および制御弁4
4のみを示してある。そこで、この実施例において、第
4段外側壁における流れと圧力を制御するために、第3
段から第4段への穴(図示せず)を設け、これらの穴
は、第4段外側壁が確実にその圧力あたり適正な量(好
適な実施例ではPcdの9.8%)のパージ流れを受け
とるように適切に定める。
を容易に実現するために、寒い日のターンダウン(CD
TD)で所定の最小の逆流マージンを得るのに必要とさ
れる関係に一致する外側壁圧力と圧縮機排出圧力との関
係を選択して、その関係をタービン運転の範囲の少なく
とも一部の間、たとえば、TDから全負荷FLそして寒
い日CDから暑い日HDの期間適用する。しかし、十分
な冷却流れを実現でき、連続的なパージに十分な逆流マ
ージンが得られるならば、圧力変調は上に開示した例に
限定されない。
に、最悪条件に応じて通常通りに設定し、さらに機械ご
とのばらつきを吸収するのに十分な緩衝を与えるように
設定する。さらに、製造業者それぞれが、正味の効率と
正味の出力を最適化するための適切な圧力とマージンを
定める。このようなわけで、たとえば、外側壁圧力対圧
縮機排出圧力の目標比、またしたがって逆流マージンは
機械に依存するだけでなく、製造業者にも依存する。
的かつ好適な実施例と考えられるものについて説明した
が、本発明は例示の実施例に限定されない。本発明は、
その要旨の範囲内に含まれる種々の変更例や等価な配置
を包含するものである。
側壁空洞に関して圧力変調を行うガスタービンの線図的
断面図である。
の関係およびBFMとPcdの関係を示すグラフであ
る。
とPcdの関係およびBFMとPcdの関係を示すグラ
フである。
Claims (20)
- 【請求項1】 ガスタービンの圧縮機部分からタービン
部分へ冷却空気を送り、タービン部分の少なくとも1つ
の構成要素を冷却する、第1冷却空気回路を有するガス
タービン用冷却空気流制御システムにおいて、 前記構成要素に送られる冷却空気の圧力を制御する弁
と、この弁を前記タービンの運転状態にしたがって制御
するコントローラとを備えるガスタービン用冷却空気流
制御システム。 - 【請求項2】 前記タービンの運転範囲の少なくとも一
部の間、前記コントローラが前記弁を前記圧縮機部分の
排出圧力にしたがって制御する、請求項1に記載のシス
テム。 - 【請求項3】 前記第1冷却空気回路が冷却空気を前記
構成要素の内部に供給し、前記コントローラが前記弁
を、前記構成要素内の空気圧力を前記圧縮機部分の排出
圧力の所定割合(%)である値にほぼ維持するように制
御する、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項4】 前記所定割合が、構成要素の空気圧力
の、構成要素の空気圧力およびタービン部分に流れる燃
焼ガスの圧力の間に所定の差を与えるのに必要な、寒い
日のターンダウン(CDTD)での圧縮機排出圧力に対
する比に一致する、請求項3に記載のシステム。 - 【請求項5】 さらに、前記構成要素を冷却するために
冷却空気を前記圧縮機部分から前記タービン部分に送る
第2冷却空気回路を備え、この第2冷却空気回路の少な
くとも一部が前記弁と並列に配置されて前記弁をバイパ
スする、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項6】 さらに、前記第2冷却空気回路を介して
前記タービン部分に送られる空気の最高圧力を制御する
流れ制限器を備える、請求項5に記載のシステム。 - 【請求項7】 前記流れ制限器がオリフィスプレートで
ある、請求項6に記載のシステム。 - 【請求項8】 前記少なくとも1つの構成要素が、ター
ビン部分の第3段外側壁空洞および第4段外側壁空洞の
少なくとも一方である、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項9】 多段圧縮機の1段から空気を抽出して冷
却および/またはパージ空気を関連するタービンに供給
して、ガスタービン性能を最適化するシステムにおい
て、 圧縮機の圧力段を取り囲むマニホールド部と、 抽出空気を前記マニホールド部からタービンの少なくと
も1つの構成要素に送る抽出流路と、 前記抽出流路に設けられた第1制御弁とを備え、 前記第1制御弁は圧縮機およびタービンの少なくとも一
方と作動連結され、タービンに供給される空気の圧力を
圧縮機およびタービンの少なくとも一方の運転状態にし
たがって制御する、システム。 - 【請求項10】 さらに、圧縮機の圧縮機排出圧力を検
出するセンサと、タービンの少なくとも1つの構成要素
における冷却および/またはパージ空気の圧力を検出す
るセンサとを備え、前記第1制御弁が、冷却および/ま
たはパージ空気の流れを前記構成要素で検出された圧力
および圧縮機の排出圧力の少なくとも一方にしたがって
制御する、請求項9に記載のシステム。 - 【請求項11】 前記第1制御弁が冷却および/または
パージ空気の流れを、タービンの少なくとも1つの構成
要素の圧力を前記検出された圧縮機排出圧力の所定割合
(%)にほぼ維持するように制御する、請求項10に記
載のシステム。 - 【請求項12】 前記所定割合が、構成要素の空気圧力
の、構成要素の空気圧力およびタービンに流れる燃焼ガ
スの圧力の間に所定の差を与えるのに必要な、寒い日の
ターンダウン(CDTD)での圧縮機排出圧力に対する
比に一致する、請求項11に記載のシステム。 - 【請求項13】 さらに、抽出空気を前記マニホールド
部から前記タービンの少なくとも1つの構成要素に送る
第2抽出流路と、この第2抽出流路を介してタービンに
送られる空気の圧力を定める流れ制限器を備える、請求
項9に記載のシステム。 - 【請求項14】 前記流れ制限器がオリフィスプレート
である、請求項13に記載のシステム。 - 【請求項15】 冷却および/またはパージ空気を多段
圧縮機から関連するタービンに供給して、タービンの少
なくとも1つの標的構成要素の冷却および/または燃焼
ガスのそこへの逆流の防止を達成する方法において、 圧縮機の1段から抽出空気を選択的に抽出し、 抽出空気の少なくとも一部を圧縮機から第1流路を経て
タービンの第1標的構成要素に向けて流し、 前記流路に沿った流れを制御して、タービンの第1標的
構成要素における空気圧力を圧縮機およびタービンの少
なくとも一方の運転状態にしたがって選択的に制御する
工程を含む方法。 - 【請求項16】 さらに、タービンの運転範囲の少なく
とも一部の間、前記空気圧力を前記圧縮機部分の排出圧
力にしたがって制御する工程を含む、請求項15に記載
の方法。 - 【請求項17】 前記流す工程が、冷却および/または
パージ空気を前記第1標的構成要素の内部に流す工程を
含み、前記制御する工程が、前記空気圧力を、前記構成
要素内の空気圧力を圧縮機の排出圧力の所定割合(%)
である値にほぼ維持するように制御する工程を含む、請
求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 前記所定割合が、構成要素の空気圧力
の、構成要素の空気圧力およびタービンに流れる燃焼ガ
スの圧力の間に所定の差を与えるのに必要な、寒い日の
ターンダウン(CDTD)での圧縮機排出圧力に対する
比に一致する、請求項17に記載の方法。 - 【請求項19】 さらに、抽出空気を第2流路に沿って
圧縮機からタービンの第1標的構成要素に向けて流し、
第2流路の少なくとも一部が前記第1流路と並列に配置
された、請求項15に記載の方法。 - 【請求項20】 前記第2流路に沿った流れを制御し
て、そこを通して前記第1標的構成要素に送られる空気
の圧力を制御する、請求項19に記載の方法。
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