燃气涡轮、燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法
【专利摘要】在燃气涡轮、燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法中，具有将从压缩机(11)抽出的压缩空气向涡轮(13)的盘腔(31)供给的冷却空气供给路径(41)、设于冷却空气供给路径(41)的冷却器侧阀(44)、测量盘腔(31)的环境温度的温度测量部(48)、以及基于温度测量部(48)所测量出的环境温度来调整冷却器侧阀(44)的开度的控制装置(49)，控制装置(49)具有冷却器侧阀(44)中的第一阀开度设定值(A1)以及比第一阀开度设定值(A1)大的第二阀开度设定值(A2)，在环境温度低于预先设定好的切换温度时应用第一阀开度设定值(A1)，在环境温度高于切换温度时应用第二阀开度设定值(A2)。
【专利说明】
燃气涡轮、燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法
技术领域
[0001]本发明涉及例如向压缩的高温高压的空气供给燃料而进行燃烧、并将所产生的燃烧气体向涡轮供给而获得旋转动力的燃气涡轮、该燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法。
【背景技术】
[0002]通常的燃气涡轮由压缩机、燃烧器以及涡轮构成。压缩机通过对从空气导入口导入的空气进行压缩而形成高温高压的压缩空气。燃烧器通过向该压缩空气供给燃料并使该燃料燃烧而获得高温高压的燃烧气体。涡轮在该燃烧气体的作用下进行驱动，从而驱动在同轴上连结的发电机。
[0003]该燃气涡轮中的涡轮构成为在机室内沿着燃烧气体的流动方向交替地配置有多个静叶与动叶，由燃烧器生成的燃烧气体通过多个静叶与动叶，由此驱动转子使其旋转，从而驱动与该转子连结的发电机。
[0004]然而，在燃气涡轮中，由压缩机压缩的压缩空气的一部分被抽出而对涡轮的静叶进行冷却。另外，该压缩空气的一部分导向外部而被空气冷却器冷却，之后对涡轮盘、动叶进行冷却。此外，冷却涡轮的静叶后的空气的一部分从叶片表面、叶片后缘流出，另一部分向前级与后级的涡轮盘之间即设有迷宫式密封的盘腔(disc cavity)流入，对密封部、动叶根部进行冷却。
[0005]作为这样的燃气涡轮，例如具有专利文献I所记载的结构。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开平4-292530号公报
[0009]专利文献2:日本特开平5-171958号公报
[0010]发明要解决的课题
[0011]在上述的现有的燃气涡轮中设有:在冷却空气的外部配管上设置的流量控制阀；测量盘腔内的空气温度的温度检测器；以及基于来自温度检测器的检测信号来调节流量控制阀的开度的阀调节机构。因此，通过基于盘腔内的空气温度来调节流量控制阀的开度，能够将燃气涡轮冷却空气量准确地保持为必要最少量。然而，在这样的控制中，在燃气涡轮的起动时等输出(负载)上升的过渡期，难以将盘腔内的空气温度适当地维持为适当温度。即，当基于盘腔内的空气温度而对流量控制阀的开度进行PI控制时，每次变更开度均会使空气温度发生变动(上升以及下降)，使得流量控制阀在短时间内进行开闭动作，从而使控制变得复杂。
【发明内容】
[0012]本发明用于解决上述的课题，其目的在于，提供能够适当地控制盘腔的空气温度并且能够实现控制的简化的燃气涡轮、燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法。
[0013]解决方案
[0014]用于实现上述的目的的本发明的燃气涡轮具有:压缩机，其用于压缩空气；燃烧器，其将由所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并使所述压缩空气与所述燃料进行燃烧;涡轮，其通过所述燃烧器所生成的燃烧气体来获得旋转动力;冷却空气供给路径，其将从所述压缩机抽出的空气向所述涡轮的盘腔供给;开闭阀，其设于所述冷却空气供给路径；温度测量部，其用于测量所述盘腔的环境温度；以及控制装置，其基于所述温度测量部所测量出的环境温度来调整所述开闭阀的开度，所述燃气涡轮的特征在于，所述控制装置具有所述开闭阀中的第一阀开度设定值和比所述第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值，在所述环境温度低于预先设定好的切换温度时应用所述第一阀开度设定值，在所述环境温度高于所述切换温度时应用所述第二阀开度设定值。
[0015]因此，控制装置在盘腔的环境温度低于切换温度时应用第一阀开度设定值，在盘腔的环境温度高于切换温度时应用第二阀开度设定值。即，由于切换使用两种阀开度设定值，能够适当地控制盘腔的空气温度，并且不会使开闭阀在短时间内开闭动作，能够使控制简化。
[0016]在本发明的燃气涡轮的基础上，其特征在于，所述控制装置设定为，从所述第一阀开度设定值向所述第二阀开度设定值切换的速度比从所述第二阀开度设定值向所述第一阀开度设定值切换的速度快。
[0017]因此，在增大开闭阀的开度时，该开闭阀迅速地工作，在减小开闭阀的开度时，该开闭阀缓慢地工作。因此，在盘腔的环境温度上升的情况下，能够迅速地使其温度降低，因此不会对燃气涡轮造成损伤，能够持续运转。另外，在盘腔的环境温度降低的情况下，由于缓慢地使其温度上升，能够抑制开闭阀的振荡。
[0018]在本发明的燃气涡轮的基础上，其特征在于，在所述燃气涡轮起动后，在负载达到预先设定好的规定负载之后，所述控制装置从所述第二阀开度设定值切换为所述第一阀开度设定值。
[0019]因此，通过在燃气涡轮的负载达到规定负载之后开始盘腔的环境温度的控制，能够高精度地调整盘腔的环境温度。
[0020]在本发明的燃气涡轮的基础上，其特征在于，在负载达到所述规定负载之后，在经过了预先设定好的规定时间之后，所述控制装置从所述第二阀开度设定值切换为所述第一阀开度设定值。
[0021]因此，通过在燃气涡轮的负载达到规定负载之后经过了规定时间而开始盘腔的环境温度的控制，能够抑制盘腔的环境温度的急剧上升。
[0022]在本发明的燃气涡轮中，其特征在于，所述规定负载是全部负载的至少90%以上的负载。
[0023]因此，通过在达到燃气涡轮的全部负载之前开始盘腔的环境温度的控制，能够高精度且安全地调整盘腔的环境温度。
[0024]在本发明的燃气涡轮中，其特征在于，所述切换温度具有第一切换温度和比所述第一切换温度高的第二切换温度，在所述环境温度变得高于所述第二切换温度时应用所述第二阀开度设定值，在所述环境温度变得低于所述第一切换温度时应用所述第一阀开度设定值。
[0025]因此，通过使相对于盘腔的环境温度的上升以及下降的阀开度的切换温度不同，避免了短时间内的开闭阀的开闭动作而能够进行稳定的温度管理。
[0026]另外，本发明的燃气涡轮的控制装置中，该燃气涡轮具有:压缩机，其用于压缩空气;燃烧器，其将由所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并使所述压缩空气与所述燃料进行燃烧;涡轮，其通过所述燃烧器所生成的燃烧气体来获得旋转动力;冷却空气供给路径，其将从所述压缩机抽出的压缩空气向所述涡轮的盘腔供给;开闭阀，其设于所述冷却空气供给路径；以及温度测量部，其用于测量所述盘腔的环境温度;所述燃气涡轮的控制装置的特征在于，能够基于所述温度测量部所测量出的环境温度来调整所述开闭阀的开度，能够设定所述开闭阀中的第一阀开度设定值和比所述第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值，在所述环境温度低于预先设定好的切换温度时应用所述第一阀开度设定值，在所述环境温度高于所述切换温度时应用所述第二阀开度设定值。
[0027]因此，由于切换使用两种阀开度设定值，能够适当地控制盘腔的空气温度，并且不会使开闭阀在短时间内开闭动作，能够使控制简化。
[0028]另外，本发明的燃气涡轮的冷却方法中，该燃气涡轮设有:压缩机，其用于压缩空气;燃烧器，其将由所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并使所述压缩空气与所述燃料进行燃烧;涡轮，其通过所述燃烧器所生成的燃烧气体来获得旋转动力;冷却空气供给路径，其将从所述压缩机抽出的压缩空气向所述涡轮的盘腔供给；以及开闭阀，其设于所述冷却空气供给路径，根据所述盘腔的环境温度来调整所述开闭阀的开度，所述燃气涡轮的冷却方法的特征在于，所述冷却方法具有如下工序:测量所述盘腔的环境温度;在所述环境温度低于预先设定好的切换温度时，作为所述开闭阀的开度而应用预先设定好的第一阀开度设定值;在所述环境温度高于所述切换温度时，作为所述开闭阀开度而应用比所述第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值。
[0029]因此，由于切换使用两种阀开度设定值，能够适当地控制盘腔的空气温度，并且不会使开闭阀在短时间内开闭动作，能够使控制简化。
[0030]发明效果
[0031]根据本发明的燃气涡轮、燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法，设定开闭阀中的第一阀开度设定值和比该第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值，在腔体的环境温度低于预先设定好的切换温度时应用第一阀开度设定值，在环境温度高于切换温度时应用第二阀开度设定值，因此切换使用两种阀开度设定值，能够适当地控制盘腔的空气温度，并且不会使开闭阀在短时间内开闭动作，能够使控制简化。
【附图说明】
[0032]图1是表示本实施方式的燃气涡轮的简要结构图。
[0033]图2是表示相对于燃气涡轮的吸气温度的开闭阀的开度的图。
[0034]图3是表示相对于燃气涡轮的吸气温度的旁通阀的开度的图。
[0035]图4是表示燃气涡轮的冷却控制的流程图。
[0036]图5是表示燃气涡轮的冷却控制的时序图。
【具体实施方式】
[0037]以下，参照附图对本发明的燃气涡轮、燃气涡轮的控制装置、燃气涡轮的冷却方法的理想实施方式进行详细说明。需要说明的是，并非通过该实施方式来限定本发明，并且在实施方式存在多个的情况下，也包括组合各实施方式进行构成的情况。
[0038]图1是表示本实施方式的燃气涡轮的简要结构图。
[0039]在本实施方式中，如图1所示，燃气涡轮10由压缩机11、燃烧器12、以及涡轮13构成。该燃气涡轮10在同轴上连结有发电机14，通过将该发电机14用作电动机，能够使燃气涡轮10起动，并且通过利用起动后的动力对该发电机14进行驱动，从而能够进行发电。
[0040]压缩机11具有导入空气的空气导入口21，在压缩机机室22内，将未图示的入口引导叶(IGV:1nlet Guide Vane)、多个静叶与多个动叶沿空气的流动方向(后述的转子的轴向)交替地配置，在其外侧设有抽气室23。该压缩机11通过对从空气导入口 21导入的空气进行压缩而能够生成高温高压的压缩空气。
[0041]燃烧器12相对于由压缩机11压缩后的高温高压的压缩空气供给燃料进行燃烧，由此生成燃烧气体。涡轮13在涡轮机室24内将多个静叶25与多个动叶26沿燃烧气体的流动方向(后述的转子的轴向)交替地配置。而且，虽未图示，该涡轮机室24在下游侧隔着排气机室而配置有排气室。该涡轮13在来自燃烧器12的燃烧气体的作用下驱动，从而驱动在同轴上连结的发电机14。
[0042]以贯穿压缩机11、燃烧器12以及涡轮13的中心部的方式配置有转子轴27。转子轴27的压缩机11侧的端部被轴承部28支承为旋转自如，涡轮13侧的端部被轴承部29支承为旋转自如。而且，该转子轴27在压缩机11中重叠多个装配有各动叶的盘并进行固定，并且在涡轮13中重叠多个装配有各动叶26的盘并进行固定。
[0043]因而，在压缩机11中，从空气导入口21导入的空气通过入口引导叶、多个静叶与动叶而被压缩，由此成为高温高压的压缩空气。在燃烧器12中，向该压缩空气供给规定的燃料，并使该燃料进行燃烧。在涡轮13中，由燃烧器12生成的高温高压的燃烧气体通过涡轮13中的多个静叶25与动叶26，由此驱动转子轴27使其旋转，从而驱动与该转子轴27连结的发电机14。
[0044]在如此构成的涡轮13中，在涡轮机室24的内壁部沿着周向等间隔地固定有多个静叶25。另外，在转子轴27的外周部沿着周向等间隔地固定有多个动叶26。该静叶25与动叶26在燃烧气体通路中沿着转子轴27的轴向交替地配置。而且，在各静叶25的前端部与转子轴27的外周部之间设有间隙，即设有盘腔31，从转子轴27的外周部朝向静叶25的前端部而设有密封构件。而且，通过将静叶25内的被供给的冷却空气从该静叶25的前端部向燃烧气体通路的上游侧排出，利用密封构件来确保密封性。
[0045]然而，在燃气涡轮10起动时，燃烧气体流入燃烧气体通路，由此使静叶25以及动叶26被加热而产生热延伸。但是，由于包括静叶25的涡轮机室24侧被快速加热，因此先产生热延伸，在各静叶25的前端部与转子轴27的外周部之间使间隙增大。因此，呈现盘腔31中的密封性能降低、盘腔的环境温度上升的趋势。
[0046]本实施方式为了防止上述情况，通过调整向盘腔31供给的冷却空气的供给量，适当地保持盘腔31的环境温度。
[0047]S卩，设有将从压缩机11的抽气室23抽出的压缩空气作为冷却空气向涡轮13的盘腔31供给的冷却空气供给路径41。该冷却空气供给路径41具有成为并列的主通路42与分支通路43，在主通路42上设有冷却器侧阀44与冷却器45，在分支通路43上设有旁通阀46。另外，在冷却空气供给路径41中的比主通路42以及分支通路43靠下游侧的位置设有节流孔47。
[0048]需要说明的是，在图1中，虽然仅示出一条将从压缩机11的抽气室23抽出的压缩空气作为冷却空气向涡轮13的盘腔31供给的冷却空气供给路径41，但设有将从压缩机11的各级抽气室23抽出的压缩空气作为冷却空气向涡轮13的各级盘腔31供给的多条冷却空气供给路径41。
[0049]涡轮13设有测量盘腔31的环境温度(DCT)的温度测量部48。控制装置49能够基于温度测量部48所测量出的盘腔31的环境温度来调整冷却器侧阀44的开度。即，控制装置49在温度测量部48所测量出的盘腔31的环境温度增高时，调整为使冷却器侧阀44的开度增大，由此使冷却空气的流量增加并且使温度降低，从而使盘腔31的环境温度降低。
[0050]另外，控制装置49中，作为冷却器侧阀44中的阀开度设定值而具有第一阀开度设定值和第二阀开度设定值。在这种情况下，第二阀开度设定值大于第一阀开度设定值。而且，控制装置49在盘腔31的环境温度低于预先设定好的切换温度时应用第一阀开度设定值，在盘腔31的环境温度高于该切换温度时应用第二阀开度设定值。
[0051]图2是表示相对于燃气涡轮的吸气温度的开闭阀的开度的图，图3是表示相对于燃气涡轮的吸气温度的旁通阀的开度的图。
[0052]在此，如图2所示，冷却器侧阀44中的阀开度设定值是设定为相对于燃气涡轮的吸气温度的冷却器侧阀44的开度的映射，根据盘腔31的环境温度(DCT)而设定为第一阀开度设定值Al与第二阀开度设定值A2。第一阀开度设定值Al是相对于燃气涡轮的吸气温度的上升而使冷却器侧阀44的开度从恒定状态进行增加的映射。第二阀开度设定值A2是相对于燃气涡轮的吸气温度的上升而使冷却器侧阀44的开度呈比例增加的映射。与第一阀开度设定值Al相比，第二阀开度设定值A2是将冷却器侧阀44的开度设定得较大的映射。
[0053]需要说明的是，控制装置49中，作为冷却器侧阀44中的阀开度设定值而具有第一阀开度设定值和第二阀开度设定值，但不限于该结构。例如，也可以如图3所示，控制装置49中，作为旁通阀46中的阀开度设定值而具有第一阀开度设定值BI和第二阀开度设定值B2。另外，也可以是，控制装置49中，作为冷却器侧阀44以及旁通阀46中的阀开度设定值而具有第一阀开度设定值41、81和第二阀开度设定值42、82。
[0054]另外，在冷却空气供给路径41中具有成为并列的主通路42和分支通路43，在主通路42上设有冷却器侧阀44和冷却器45，在分支通路43上设有旁通阀46，但不限于该结构。例如，也可以是在分支通路43上不设置旁通阀46的结构。
[0055]另外，控制装置49设定为，从第一阀开度设定值Al向第二阀开度设定值A2切换的速度(开闭速度的第二变化率)比从第二阀开度设定值A2向第一阀开度设定值Al切换的速度(开闭速度的第一变化率)快(大)。即，在从第一阀开度设定值Al向第二阀开度设定值A2切换时，缓慢地关闭冷却器侧阀44，在从第二阀开度设定值A2向第一阀开度设定值Al切换时，迅速地打开冷却器侧阀44。
[0056]此外，控制装置49在燃气涡轮10起动后，在负载达到预先设定好的规定负载(例如为燃气涡轮10的全部负载的至少90%以上的负载)时，从第二阀开度设定值A2切换为第一阀开度设定值Al。更优选为，控制装置49在达到了规定负载并经过了预先设定好的规定时间之后，从第二阀开度设定值A2向第一阀开度设定值Al切换。
[0057]而且，控制装置49设置为，作为用于切换第一阀开度设定值Al和第二阀开度设定值A2的切换温度而具有第一切换温度Tl以及比第一切换温度Tl高的第二切换温度T2，在盘腔31的环境温度高于第二切换温度T2时应用第二阀开度设定值A2，在盘腔31的环境温度低于第一切换温度Tl时应用第一阀开度设定值Al。
[0058]在此，对燃气涡轮的冷却方法进行说明。
[0059]本实施方式的燃气涡轮的冷却方法是根据盘腔31的环境温度DCT来调整冷却器侧阀44的开度的方法，其具有如下工序:测量盘腔31的环境温度DCT;在环境温度DCT低于切换温度时使冷却器侧阀44应用预先设定好的第一阀开度设定值Al;在环境温度DCT高于切换温度时使冷却器侧阀44应用大于第一阀开度设定值Al的第二阀开度设定值A2。
[0060]以下，对燃气涡轮的冷却方法进行具体说明。图4是表示燃气涡轮的冷却控制的流程图，图5是表示燃气涡轮的冷却控制的时序图。
[0061]如图4所示，在步骤Sll中，起动燃气涡轮(GT)10。然后，在步骤S12中，将冷却器侧阀44设为全开。于是，燃气涡轮10中，转子轴27的转速上升并使负载(输出)上升。在步骤S13中，判断燃气涡轮(GT)负载是否达到预先设定好的规定负载(例如为95%)。在此，若判断为GT负载没有达到规定负载(95 % )(否)，则维持该状态。
[0062]另一方面，如判断为GT负载达到规定负载(95%)(是)，则在步骤S14中将冷却器侧阀44从全开设定为规定开度(第二阀开度设定值A2)。然后，在步骤S15中，判断是否在GT负载达到规定负载(95%)之后经过了规定时间。在此，若判断为没有在GT负载达到规定负载(95%)之后经过规定时间(否)，则维持该状态。
[0063]另一方面，若判断为在GT负载达到规定负载(95%)之后经过了规定时间(是)，则在步骤S16中，以第一变化率的速度关闭冷却器侧阀44，从第二阀开度设定值A2向第一阀开度设定值Al变更。在步骤S17中，判断盘腔31的环境温度DCT是否高于第二切换温度T2。即，通过关闭冷却器侧阀44，朝向盘腔31的压缩空气的供给量增加，环境温度DCT上升，因此监视该环境温度DCT。
[0064]在此，若判断为盘腔31的环境温度DCT高于第二切换温度T2(是)，则在步骤S18中以第二变化率的速度打开冷却器侧阀44，从第一阀开度设定值Al向第二阀开度设定值Α2变更。于是，通过打开冷却器侧阀44，朝向盘腔31的压缩空气的供给量减少，盘腔31的环境温度DCT下降，因此监视该环境温度DCT。接着，在步骤S19中，判断盘腔31的环境温度DCT是否低于第一切换温度Tl。在此，如判断为盘腔31的环境温度DCT为第一切换温度Tl以上(否)，则维持该状态。
[0065]另一方面，若判断为盘腔31的环境温度DCT低于第一切换温度Tl(是)，则在步骤S20中以第一变化率的速度关闭冷却器侧阀44，从第二阀开度设定值Α2向第一阀开度设定值Al变更。需要说明的是，在步骤S17中，若判断为盘腔31的环境温度DCT没有高于第二切换温度Τ2 (否)，则不进行任何操作，退出该程序。
[0066]另外，如图5所示，当燃气涡轮10起动时，转子轴27的转速N上升，在时间tl达到额定旋转时，继续使负载(输出)P上升。另外，盘腔31的环境温度DCT也上升。
[0067]然后，在时间t2中，若燃气涡轮(GT)负载达到预先设定好的规定负载(95%)，则将冷却器侧阀44从全开变更为第二阀开度设定值A2。然后，在经过了规定时间t0的时间t3中，将冷却器侧阀44以第一变化率的速度、即缓慢地关闭，从第二阀开度设定值A2变更为第一阀开度设定值Al。其中，通过关闭冷却器侧阀44，朝向盘腔31的压缩空气的供给量减少，因此使盘腔31的环境温度DCT上升。然后，在时间t4，由于盘腔31的环境温度DCT变得高于第二切换温度T2，因此将冷却器侧阀44以第二变化率的速度、即迅速地打开，从第一阀开度设定值Al变更为第二阀开度设定值A2。
[0068]于是，通过打开冷却器侧阀44，朝向盘腔31的压缩空气的供给量增加，盘腔31的环境温度DCT下降。然后，在时间t5，若盘腔31的环境温度DCT变得低于第一切换温度Tl，则以第一变化率的速度关闭冷却器侧阀44，从第二阀开度设定值A2变更为第一阀开度设定值Al0
[0069]如此，在本实施方式的燃气涡轮中，具有将从压缩机11抽出的压缩空气向涡轮13的盘腔31供给的冷却空气供给路径41、设于冷却空气供给路径41的冷却器侧阀44、测量盘腔31的环境温度的温度测量部48、以及基于温度测量部48所测量出的环境温度来调整冷却器侧阀44的开度的控制装置49，控制装置49具有冷却器侧阀44中的第一阀开度设定值AI与比第一阀开度设定值Al大的第二阀开度设定值A2，在环境温度低于预先设定好的切换温度时应用第一阀开度设定值Al，在环境温度高于切换温度时应用第二阀开度设定值A2。
[0070]因此，控制装置49在盘腔31的环境温度低于切换温度时应用第一阀开度设定值Al，在盘腔31的环境温度高于切换温度时应用第二阀开度设定值A2。即，由于切换使用两种阀开度设定值A1、A2，因此能够适当地控制盘腔31的空气温度，并且不会使冷却器侧阀44在短时间内反复进行开闭动作，能够使控制简化。
[0071]在本实施方式的燃气涡轮中，控制装置49设定为，从第一阀开度设定值Al向第二阀开度设定值A2切换的速度比从第二阀开度设定值A2向第一阀开度设定值Al切换的速度快。因此，在增大冷却器侧阀44的开度时，使该冷却器侧阀44迅速地工作，在减小冷却器侧阀44的开度时，使该冷却器侧阀44缓慢地工作。因此，在盘腔31的环境温度上升的情况下，能够迅速地使该温度降低，因此不会对燃气涡轮造成损伤，能够持续运转。另外，在盘腔31的环境温度降低的情况下，由于缓慢地使该温度上升，能够抑制冷却器侧阀44的振荡(hunting)。
[0072]在本实施方式的燃气涡轮中，控制装置49中，若在燃气涡轮10的起动后负载达到预先设定好的规定负载，则从第二阀开度设定值A2切换为第一阀开度设定值Al。因此，通过在燃气涡轮10的负载达到规定负载之后开始盘腔31的环境温度的控制，能够高精度地调整盘腔31的环境温度。
[0073]在本实施方式的燃气涡轮中，控制装置49中，若达到规定负载，则在经过了预先设定好的规定时间之后，从第二阀开度设定值A2切换为第一阀开度设定值Al。因此，通过在燃气涡轮10的负载达到规定负载之后经过了规定时间而开始盘腔31的环境温度的控制，能够抑制盘腔31的环境温度的急剧上升。
[0074]在本实施方式的燃气涡轮中，将规定负载设为全部负载的至少90%以上的负载。因此，通过在达到燃气涡轮10的全部负载之前开始盘腔31的环境温度的控制，能够高精度且安全地调整盘腔31的环境温度。
[0075]在本实施方式的燃气涡轮中，切换温度具有第一切换温度Tl和比第一切换温度Tl高的第二切换温度T2，在环境温度变得高于第二切换温度T2时应用第二阀开度设定值A2，在环境温度变得低于第一切换温度Tl时应用第一阀开度设定值Al。因此，通过使相对于盘腔31的环境温度的上升以及下降的阀开度的切换温度T1、T2不同，避免了短时间内的冷却器侧阀44的开闭动作而能够进行稳定的温度管理。
[0076]另外，在本实施方式的燃气涡轮的控制装置中，能够基于温度测量部48所测量出的环境温度来调整冷却器侧阀44的开度，能够设定冷却器侧阀44中的第一阀开度设定值Al和比第一阀开度设定值Al大的第二阀开度设定值Α2，在环境温度低于预先设定好的切换温度时应用第一阀开度设定值Al，在环境温度高于切换温度时应用第二阀开度设定值Α2。因此，由于切换使用两种阀开度设定值Α1、Α2，能够适当地控制盘腔31的空气温度，并且不会使冷却器侧阀44在短时间内进行开闭动作，能够使控制简化。
[0077]另外，在本实施方式的燃气涡轮的冷却方法中，包括如下工序:测量盘腔31的环境温度;在环境温度低于预先设定好的切换温度时使冷却器侧阀44应用预先设定好的第一阀开度设定值Al;以及在环境温度高于切换温度时使冷却器侧阀44应用比第一阀开度设定值Al大的第二阀开度设定值Α2。因此，由于切换使用两种阀开度设定值Α1、Α2，因此能够适当地控制盘腔31的空气温度，并且不会使冷却器侧阀44在短时间内进行开闭动作，能够使控制简化。
[0078]附图标记说明:
[0079]10燃气涡轮；
[0080]11压缩机；
[0081]12燃烧器；
[0082]13 涡轮；
[0083]23抽气室；
[0084]24涡轮机室；
[0085]25 静叶；
[0086]26 动叶；
[0087]27转子轴；
[0088]31 盘腔；
[0089]41冷却空气供给路径；
[0090]42主通路；
[0091]43分支通路；
[0092]44冷却器侧阀(开闭阀)；
[0093]45冷却器；
[0094]46旁通阀；
[0095]48温度测量部；
[0096]49控制装置。
【主权项】
1.一种燃气涡轮，其具有: 压缩机，其用于压缩空气； 燃烧器，其将由所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并使所述压缩空气与所述燃料进行燃烧； 涡轮，其通过所述燃烧器所生成的燃烧气体来获得旋转动力； 冷却空气供给路径，其将从所述压缩机抽出的空气向所述涡轮的盘腔供给； 开闭阀，其设于所述冷却空气供给路径； 温度测量部，其用于测量所述盘腔的环境温度；以及 控制装置，其基于所述温度测量部所测量出的环境温度来调整所述开闭阀的开度， 所述燃气涡轮的特征在于， 所述控制装置具有所述开闭阀中的第一阀开度设定值和比所述第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值， 在所述环境温度低于预先设定好的切换温度时应用所述第一阀开度设定值，在所述环境温度高于所述切换温度时应用所述第二阀开度设定值。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮，其特征在于， 所述控制装置设定为，从所述第一阀开度设定值向所述第二阀开度设定值切换的速度比从所述第二阀开度设定值向所述第一阀开度设定值切换的速度快。3.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮，其特征在于， 在所述燃气涡轮起动后，在负载达到预先设定好的规定负载之后，所述控制装置从所述第二阀开度设定值切换为所述第一阀开度设定值。4.根据权利要求3所述的燃气涡轮，其特征在于， 在负载达到所述规定负载之后，在经过了预先设定好的规定时间之后，所述控制装置从所述第二阀开度设定值切换为所述第一阀开度设定值。5.根据权利要求3或4所述的燃气涡轮，其特征在于， 所述规定负载是全部负载的至少90%以上的负载。6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气涡轮，其特征在于， 所述切换温度具有第一切换温度和比所述第一切换温度高的第二切换温度，在所述环境温度变得高于所述第二切换温度时应用所述第二阀开度设定值，在所述环境温度变得低于所述第一切换温度时应用所述第一阀开度设定值。7.一种燃气涡轮的控制装置，该燃气涡轮具有: 压缩机，其用于压缩空气； 燃烧器，其将由所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并使所述压缩空气与所述燃料进行燃烧； 涡轮，其通过所述燃烧器所生成的燃烧气体来获得旋转动力； 冷却空气供给路径，其将从所述压缩机抽出的压缩空气向所述涡轮的盘腔供给； 开闭阀，其设于所述冷却空气供给路径；以及 温度测量部，其用于测量所述盘腔的环境温度； 所述燃气涡轮的控制装置的特征在于， 能够基于所述温度测量部所测量出的环境温度来调整所述开闭阀的开度， 能够设定所述开闭阀中的第一阀开度设定值和比所述第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值， 在所述环境温度低于预先设定好的切换温度时应用所述第一阀开度设定值，在所述环境温度高于所述切换温度时应用所述第二阀开度设定值。8.一种燃气涡轮的冷却方法，该燃气涡轮设有: 压缩机，其用于压缩空气； 燃烧器，其将由所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并使所述压缩空气与所述燃料进行燃烧； 涡轮，其通过所述燃烧器所生成的燃烧气体来获得旋转动力； 冷却空气供给路径，其将从所述压缩机抽出的压缩空气向所述涡轮的盘腔供给；以及 开闭阀，其设于所述冷却空气供给路径， 根据所述盘腔的环境温度来调整所述开闭阀的开度， 所述燃气涡轮的冷却方法的特征在于， 所述冷却方法包括如下工序: 测量所述盘腔的环境温度； 在所述环境温度低于预先设定好的切换温度时，作为所述开闭阀的开度而应用预先设定好的第一阀开度设定值;以及 在所述环境温度高于所述切换温度时，作为所述开闭阀开度而应用比所述第一阀开度设定值大的第二阀开度设定值。
【文档编号】F02C9/18GK105917097SQ201580003438
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】森本毅, 森本一毅, 田中克则
【申请人】三菱日立电力系统株式会社