(57)【要約】【課題】ガスタービン構成部品への熱応力を制限し、過渡事象による構成部品への過度な疲労又は損傷を同時に阻止しながら、運転停止時間を短縮する。【解決手段】ガスタービン２４０がシャットダウンすると、ガスタービン２４０及び圧縮機２４１の主要構成部品に作用する温度勾配が応力を引き起こし、これらの構成部品の寿命を制限する。本方法は、タービンシャットダウン及びスタートアップ中の小さなホールド時間１１５、１６２と、クールダウン及びスタートアップ中の緩やかなガスタービンランプレート１３７、１４２、１６２とを含み、これらは強制クールダウンからの熱応力をより相殺し、作業全体をかなり短縮する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２４１）及びタービン（２４２）を含むガスタービン（２４０）の運転停止を実施する方法であって、前記ガスタービン（２４０）がメンテナンス条件までクールダウンされ、前記方法が、
シャットダウン中に指定時間（１１５）の間全速無負荷（ＦＳＮＬ）条件で前記ガスタービン（２４０）をホールドし、ＦＳＮＬ条件での前記ガスタービン（２４０）の最大制限構成要素における熱応力を軽減する段階を含む、
方法。
【請求項２】
指定時間（１１５）の間の全速無負荷（ＦＳＮＬ）条件での前記ガスタービン（２４０）のホールドにより、前記指定時間の間のＦＳＮＬ条件でのガスタービンのホールドの熱応力に起因して、前記ガスタービン（２４０）のＦＳＮＬ条件での非制限構成部品がＦＳＮＬ条件での最大制限構成部品よりも更に制限されるようにはならない、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ガスタービンの速度に応じて前記ガスタービン（２４０）の高温ガス通路を通って周囲空気を循環させることにより強制クールダウンを実施する段階と、
メンテナンス作業を行うのに好適な温度まで強制クールダウンする間に、前記ガスタービン（２４０）の加速を第１のクールダウン速度（１３６）及び第２のクールダウン速度（１４１）に制御する段階と、
第１のクールダウン速度（１３６）での部分タービンクールダウンを実施する段階と、
前記第１のクールダウン速度（１３６）よりも大きい第２のクールダウン速度（１４１）で前記タービンクールダウンを完了する段階と、
を更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ラチェット速度（１２５）から前記第１のクールダウン速度（１３６）まで前記ガスタービン（２４０）の緩やかな浸漬加速（１３７）を実施する段階と、
前記第１のクールダウン速度（１３６）から前記第２のクールダウン速度（１４１）まで前記ガスタービン（２４０）の緩やかな浸漬加速（１４２）を実施する段階と、
を更に含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のクールダウン速度（１３６）及び前記第２のクールダウン速度（１４１）の制限は、クールダウン中の前記ガスタービン（２４０）の最大制限構成要素に作用する熱応力を抑制する、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記クールダウン中の前記ガスタービン（２４０）の最大制限構成要素がタービンロータを含む、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
スタートアップ中の通常のランプレートと比べて、低いレートでのスタートアップ中に前記ガスタービン（２４０）の速度（１５９）をランプアップする段階を更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
低いレートでランプアップする前記段階が更に、
前記ガスタービンがＦＳＮＬの３０％から約５５％の間で作動（１６０）しているときに低いレートで前記ガスタービン（２４０）の速度をランプアップする段階を含む、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ガスタービン（２４０）がＦＳＮＬの３０％から約５５％の間で作動しているときに速度をランプアップする前記段階が、圧縮応力を制限する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
負荷運転（１６３）の前に指定時間（１６２）の間ＦＳＮＬ条件で前記ガスタービン（２４０）をホールドする段階を更に含む、
請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏに譲受され、２００９年５月１３日に出願された、名称が「重油燃焼ガスタービンに対する有用性を改善する方法」である米国暫定特許出願シリアル番号６１／１７８，０１３に関連し、これに対する優先権を主張する。当該暫定特許出願は引用により本明細書に組み込まれる。
（技術分野）
本発明は、全体的にガスタービンに関し、より具体的には、ガスタービンの運転停止の迅速な処理を実施する方法及び設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの運転が経済的であることは、ガスタービンが実施可能な最大範囲にまで出力を生成可能であることを決定付ける。しかしながら、設備寿命全体にわってガスタービンの予防メンテナンス及び補修のための計画及び計画外の運転停止が必要となることが知られている。ガスタービンを迅速にシャットダウンし、メンテナンス実施に必要な条件を確立し、次いで、メンテナンス完了後に速やかに運転に復帰できることが有利である。ガスタービンのシャットダウン、クールダウン、スタートアップ、及びヒートアップを要求する運転の１つの実施例は、高温ガス通路のタービン水洗浄である。
【０００３】
重油（原油及び残油）を燃焼させるためには、タービン洗浄が必要となる。これらの洗浄は、燃料の組成並びに他の運転及び環境条件に応じて３日から７日毎に行われる。従来の洗浄サイクルは、ガスタービンの燃焼室及び高温ガス通路を介した洗浄液の噴射を行う。洗浄サイクルは、洗浄、浸漬、リンス、排出、及び乾燥作業を含む。洗浄サイクルは、約１時間から２時間続く。しかしながら、ガスタービンをシャットダウン及びクールダウンし、洗浄サイクルを実施し、次いで、ガスタービンをベース負荷に復帰させるのに従来必要とされる合計時間は、最大で約４５時間を要する。主として、タービンロータ、圧縮機ロータ、及びケーシングの熱応力及び寿命短縮を避けるために約１５０°Ｆまでの非強制クールダウンを許容することによって、ガスタービンのシャットダウンからベース負荷への復帰までの全体長さが制限される。
【０００４】
発電プラントのオペレータが、タービン洗浄サイクルのために３日から１７日毎に約４５時間の間ガスタービンを非稼働状態にすることは、極めて高コストである。更に、洗浄サイクルの作業は、洗浄サイクル作業及びガスタービン移行をサポートする長期間にわたって相当な人的資源を必要とする。これらの要員は通常、２４時間常に勤務しているわけではない。
【０００５】
従って、ガスタービン構成部品への熱応力を制限し、過渡事象による構成部品への過度な疲労又は損傷を同時に阻止しながら、ガスタービンのシャットダウン、クールダウン、スタートアップ、及びサービスへの復帰動作のための運転停止時間を短縮する方法及び設備を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，９３２，０９３号公報
【発明の概要】
【０００７】
要約すると、本発明の１つの態様によれば、ガスタービンの高温ガス通路のメンテナンス作業を実施するための方法が提供される。本方法は、シャットダウン中のある時間の間全速無負荷条件でホールドする段階を含む。本方法はまた、メンテナンスを行うのに好適な温度まで強制クールダウンする間にタービンの加速を第１のクールダウン速度及び第２のクールダウン速度に制御する段階を含む。これらの速度でガスタービンロータが回転することにより、空気がガスタービンを通過し、該空気が非強制クールダウンのベースラインよりも高速にガスタービンを冷却する。本方法は、第１のクールダウン速度で部分タービンクールダウンを実施し、第２のクールダウン速度でタービンクールダウンを完了し、ここで第２のクールダウン速度は第１のクールダウン速度よりも大きい。タービン条件が設定されると、メンテナンス作業が行われる。本方法はまた、点火から全速無負荷までのスタートアップ加速中に低い割合でタービン速度をランプする段階と、タービンの負荷運転の前にある時間の間全速無負荷条件でタービンをホールドする段階とを含む。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、圧縮機及びタービンを含むガスタービンの運転停止をメンテナンス作業のクールダウン条件まで実施するための方法が提供される。本方法は、シャットダウン中にある時間の間全速無負荷条件でタービンをホールドする段階を含む。本方法は、高温ガス通路の洗浄作業を行うのに好適な温度までの強制クールダウン中に、ガスタービンの加速を第１のクールダウン速度及び第２のクールダウン速度に制御することを可能にする。第１のクールダウン速度では部分タービンクールダウンが実施される。タービンクールダウンは第２のクールダウン速度で完了し、ここで第２のクールダウン速度は第１のクールダウン速度よりも大きい。
【０００９】
本発明の第３の態様は、圧縮機及びタービンを含むガスタービンの運転停止から、すなわちメンテナンス用のクールダウン条件から復帰するための方法を提供する。本方法は、点火から全速無負荷までスタートアップ加速中に低い割合でガスタービン速度をランプする段階と、タービンを負荷運転する前にある時間の間全速無負荷条件でガスタービンをホールドする段階とを含む。
【００１０】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、より良好に理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の方法を用いたベースラインタービン洗浄サイクルを示す図。
【図２】ガスタービンのクールダウン及びガスタービンの負荷運転への復帰のための本発明の方法の１つの実施形態における動作シーケンスを示す図。
【図３】圧縮機及びタービンを含むガスタービンの運転停止を実施する方法のフローチャートであり、ここでガスタービンの高温ガスタービンがメンテナンス条件までクールダウンされ、メンテナンスが実施されて、ガスタービンが運転に復帰する。
【図４】メンテナンス作業のためのクールダウン条件までの、圧縮機及びタービンを含むガスタービンの運転停止を実施する方法のフローチャート。
【図５】運転停止の後にクールダウン条件から運転に復帰するための方法のフローチャート。
【図６】スタータモータ及びトルクコンバータを備えた非作動中のガスタービンの回転方式を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の以下の実施形態は、ガスタービン及びその個々の部品のシャットダウン及びクールダウン、並びにその後のスタートアップ及びヒートアップを必要とする作業中における発電用ガスタービンの現在の運転停止時間を有意に短縮することを含む、多くの利点を有する。従来は避けられていたシステムの強制冷却を含む、運転停止の時間期間を低減する方法が提供される。このシステムの作動に不可欠なのは、圧縮機及びタービンロータ、ケーシング、始動手段、並びに排気システムの寿命を維持することである。これを達成するために、スタートアップ及びシャットダウンの持続時間を延長し、強制冷却の速度まで加速中にモータランプレートを拡張するが、強制クールダウンを安全に許容し且つ運転停止の全体時間を有意に短縮する方法が提供されてきた。ガスタービンのスタータモータ及びトルクコンバータを新規に使用することによる、無負荷ガスタービンの速度の制御が提供される。
【００１３】
このような運転停止の１つの実施例は、ガスタービンの高温ガス通路の水洗浄作業である。他の実施例には、圧縮機の水洗浄、燃焼ハードウェアの検査及びメンテナンス、高温ガス通路ハードウェアの検査及びメンテナンス、並びに全システムの検査及びメンテナンスが含まれる。
【００１４】
図１は、ベース負荷での動作条件からベース負荷運転への復帰までタービン洗浄サイクルを実施する従来の方法を例示するグラフを示す。グラフは、時間（６）に対する定格タービン速度（５）の割合を示している。従来の全体動作は約４５時間を要する。時間０（１０）では、運転全速度からのガスタービンのシャットダウンが指示される。約０．５時間（１５）では、タービンはラチェット速度に達し、ここでは、タービンは、ラチェット装置により周期的に回転される。次の３９時間にわたり、タービンは、環境への損失に起因して非強制的にクールダウンする。約４０時間（２０）のときに、タービンは、ガスタービンに設置された温度測定装置により測定されると、約１５０°Ｆ（洗浄を実施するのに許容可能と見なされる温度）にまで冷却されている。クールダウンの時間の長さは、周囲温度の影響を受け、該周囲温度は、特定の地理区域では特に高温であり、従って、周囲クールダウンレートに悪影響を及ぼす。
【００１５】
約４１．５時間（２５）では、ガスタービンシステムにおけるバルブセットが手動で位置付けられ、燃焼器及び高温ガス通路を通る水洗浄に合わせてタービンを設定するようにする。洗浄構成（３１）全体の洗浄（２６）、浸漬（２７）、リンス（２８）、排出（２９）、及び乾燥（３０）のステップは、約１時間を要するだけである。洗浄（２６）及び乾燥（３０）中、ガスタービンは、全速の約１１％で回転する。回転機構は、スタータモータ及びトルクコンバータである。洗浄作業（３１）が完了すると、約４４．１時間（３２）（洗浄作業位置からタービン動作のラインアップ）にて手動バルブが再位置決めされる。タービンでは、燃焼要素（３３）がパージされ、点火（３４）され、ロータが全速無負荷（３５）にまで加速され、次いで、タービンは、約４４．６時間にてベース負荷に装荷される。
【００１６】
ベース負荷からベース負荷までの合計動作時間に関し、洗浄作業自体はほんの約１時間に過ぎない。ほぼ４０時間は、タービンを洗浄作業を行うのに許容可能な温度までクールダウンするのに占められる。洗浄作業における約１５０°Ｆまでの緩やかなクールダウンは、圧縮機及びタービンロータ、並びに他の構成部品において、これらの構成部品に損傷を引き起こし且つその寿命を短縮する可能性がある応力を最小限にするために、従来から実施されてきた。
【００１７】
図２は、ガスタービンのシャットダウン、クールダウン、及び運転への復帰のための本発明の方法の１つの実施形態を示す。本方法は、ベース負荷での作動条件からベース負荷運転への復帰までタービン洗浄サイクルを実施するのに利用される。本方法は、メンテナンス条件及びタービン運転への復帰にクールダウンを必要とする様々な動作に広く利用することができる点は理解されたい。また、本方法の一部は方法全部を実施することなく利用することができる点は理解されたい。
【００１８】
図２のグラフは、本発明の方法の動作中の時間（１０６）に対するタービン速度（１０５）を示している。全体の動作は、約１２時間を要し、すなわち、従来技術の手法に対して約３３時間の改善を行うことができる。
【００１９】
時間０（１１０）では、運転全速度からのガスタービンのシャットダウンが指示される。従来の無負荷運転が開始されるが、約１０分間のホールド（１１５）が全速度無負荷（ＦＳＮＬ）で実施される。燃焼温度のプロット（１１１）が示されている。ＦＳＮＬホールド（１１５）の後、０．７時間にてラチェット速度（１２５）に達するまで従来通りの減速が行われる。ラチェット速度では、タービンは、ラチェット装置により周期的に回転される。
【００２０】
約２．０時間（１３０）において、スマートクールダウンが開始される。スマートクールダウンでは、タービンは、トルクコンバータを介してスタータモータにより作動され、燃焼器及び高温ガス通路を通って圧縮機入口に周囲空気を流し込む。タービンを通る周囲空気の流れにより加速クールダウンがもたらされる。タービン速度は、約１１％速度（１３６）までランプされ、当該速度で約１時間冷却を継続する。約３時間では、約２２％速度までの第２の速度ランプ（１４０）が行われ、タービンホイールスペース温度が洗浄作業に適合するまで２２％速度（１４１）で約７時間冷却を継続する。速度が速い程より多くの冷却空気を取り込み、冷却速度が大きくなる。水洗浄作業では、クールダウンは約１５０°Ｆまで行われる。しかしながら、本方法は、様々な作業に好適な他の温度まで実施することができる。
【００２１】
タービン洗浄作業（１５０）は、燃焼器及び高温ガス通路を通る水洗浄流路に合わせてタービンを設定するようバルブを位置決めした後、約１０時間において実施される。スマートクールダウンは、従来技術のクールダウン方法と比べて約３０時間を短縮する。本発明の別の態様によれば、バルブは、遠隔操作されるバルブとすることができる。更に、バルブ動作の順序付けは、制御パネルから遠隔的に、又は限定ではないがタービン制御システムなどのコントローラから自動シーケンスに従って開始することができる。
【００２２】
洗浄（１５１）は、２２％速度から１１％速度までのタービンランプ（１５２）として実施することができる。約１１％速度でリンス（１５３）、排出（１５４）、及び乾燥（１５５）を実施することができる。洗浄作業（１５０）が完了すると、自動シーケンスに従って正常なガスタービンスタートアップ用のバルブラインアップを復元することができる。
【００２３】
約１１．１時間では、タービンは、運転への復帰の準備（１５６）をすることができる。タービンは最初に、可能性のある燃焼要素をパージ（１５７）する。約１１．２時間では、タービンは点火（１５８）される。次いで、タービンは、スマート速度ランプ（１５９）を用いることにより、全速無負荷まで加速される。スマート速度ランプ（１５９）は、圧縮機応力マージンに対し約３５％速度から５５％速度の間の減少ランプレート（１６０）と、これに続くＦＳＮＬ動作までの従来のランプレート（１６１）とを含む。ＦＳＮＬになると、タービン応力マージンに対して約１０分のＦＳＮＬホールド（１６２）を実施することができる。ＦＳＮＬホールド（１６２）に続いて、タービンの従来の負荷運転（１６３）を実施することができる。燃焼温度１１１がスタートアップにおいて図示されている。
【００２４】
強制クールダウンにより、特定のメンテナンス作業において所要ホイールスペース温度（高温ガス通路洗浄では１５０°Ｆ未満など）に達するのに必要な時間が短縮されることになる。クールダウン時間の短縮には、タービン及び圧縮機ロータ並びにケーシングにおいて、応力の増加及び寿命の低下といった欠点を伴う。強制クールダウン中のロータの応力は引張応力である。強制クールダウンの応力を相殺し、ロータ寿命を取り戻すために、エンジンのスタートアップ及びシャットダウンの長さが僅かに延長される。強制クールダウンは、タービン洗浄サイクルの合計時間を最大３０分短縮する。タートアップ及びシャットダウンの時間を各々僅か１０分ほど延長することにより、強制クールダウンの応力が更に相殺される。本発明の主要な態様は、緩やかなスタートアップ及びシャットダウンと迅速なクールダウンとの総合的な組み合わせであり、ロータ及びケーシングの寿命の正味延長をもたらす。
【００２５】
ガスタービンのシャットダウン中、ユニットシャットダウンの無負荷部分の間に応力が上昇し始める。これは、ロータのボアが高温を維持しているのに対し、ロータリムは冷却されることに起因する。圧縮機ロータは、減速中にＦＳＮＬ後にピーク応力を有する。タービンロータは、ＦＳＮＬにおいてそのピーク応力を有する。幾つかのガスタービンにおいて、圧縮機ロータの寿命は、タービンロータの寿命よりも短い。ＦＳＮＬでのシャットダウン中のホールドにより、タービンロータの寿命の低下を引き起こすが、圧縮機ロータの寿命を増大させることになる。各特定のタービン用途について分析を実施してＦＳＮＬでのホールドの理想時間を計算し、タービンロータに対する損傷をあまり増大させることなく寿命の正味増大についてシステムのバランスをとりながら応力を軽減し、圧縮機ロータの寿命を増大させることができる。
【００２６】
当該技術分野におけるユニットは、強制クールダウンを実行する。これらの強制クールダウンは、ロータ内の応力の付加及び寿命の低下を引き起こす。当該技術分野における一部のユニットは、シャットダウン後で強制クールダウンの開始前に２時間待機する。ロータの再加速は、ロータリム温度をボアと比較してより急激な冷却をもたらすようにする。熱波がロータを通ってリムからボアに移動すると、「衝撃」温度勾配が生成される。この「衝撃」温度勾配は、ロータ、ケーシング、及び排気システムに高応力を生成し、クリアランス問題を引き起こす。
【００２７】
強制クールダウン中にタービンロータの加速を２ステップに分けることにより、熱「衝撃」を低減することができ、ロータリムを緩慢に冷却でき、更に熱波をボアに伝達できるようになる。スマートクールダウンでは、ロータ速度は、クールダウンの割合が制限されるように制御され、これによりロータホイールのバルクとロータホイールのリムとの間のピーク温度傾斜を制限し、ガスタービンロータの応力を制限する。
【００２８】
エンジンのスタートアップは、圧縮機ロータにおいて圧縮応力を引き起こす。スタートアップ中の圧縮応力を低減することにより、サイクル全体を通じて全歪み範囲が低減され、寿命を有意に増大させる。圧縮機の設計詳細は、圧縮機の特定の段がスタートアップ中のＦＳＮＬでのホールドによって恩恵を受けるが、他の段では、ＦＳＮＬまでの加速中の緩やかなランプレートによってのみ恩恵を受けることができる場合の条件を提供する。加速は中間速度でのホールドを含むことはできず、緩やかな加速セグメントは、十分な温度を有するよう加速が十分に遅く、回転失速を回避するよう十分に早期でなければならない。従って、緩やかな加速は、トルクコンバータを介したスタータモータとタービンの燃料スケジューリングとの組み合わせることにより、３０％から５５％速度範囲において可能にすることができる。スマート速度ランプ中の加速率を制限することで、制限圧縮機ホイールのリム温度の昇温率が低下し、これによりリムとバルクとの間のピーク温度差が低下する。その結果として、制限圧縮機ホイールに作用するピーク応力が低減される。３０％から５５％の範囲の速度での緩やかなランプレートは、ＦＳＮＬに達したときのピーク応力を有意な量だけ低減することになる。
【００２９】
本発明の手法の別の態様は、本発明の運転停止中にガスタービンを供用に戻しながら全速無負荷でホールドすることである。ガスタービンを負荷運転している時点での制限的構成部品は圧縮機ホイールである。ガスタービンの負荷運転前のＦＳＮＬでの５分間ホールドは、圧縮機ホイールのバルクとリムとの間の温度差分を低減することになる。ピーク応力のこの温度差分を低減することによって、ピーク応力を有意な程度まで低減することができる。
【００３０】
図３は、圧縮機及びタービンを含むガスタービンの運転停止を実施する方法のフローチャートであり、ここではガスタービンの高温ガス通路がメンテナンス条件まで冷却され、運転に復帰される。ステップ（３１０）では、シャットダウン中の全速無負荷（ＦＳＮＬ）条件でガスタービンをホールドし、ＦＳＮＬ条件でガスタービンの最大制限構成部品における熱応力を軽減する。ガスタービンは、指定時間期間の間ＦＳＮＬ条件でホールドされる。ステップ（３２０）では、強制クールダウンの割合が、ガスタービンの速度に応じてガスタービンの高温ガス通路を通して周囲空気を循環させることにより設定される。ステップ（３３０）では、メンテナンス作業を行うのに好適な温度にまで強制クールダウンしている間、ガスタービンの加速を第１のクールダウン速度及び第２のクールダウン速度に制御する。ステップ（３４０）では、第１のクールダウン速度で部分タービンクールダウンが行われる。ステップ（３５０）では、第２のクールダウン速度でガスタービンクールダウンが行われ、ここで第２のクールダウン速度は第１のクールダウン速度よりも大きい。ステップ（３６０）では、ガスタービンは、速度がＦＳＮＬを下回る指定範囲内にあるときのスタートアップ中の通常のランプレートと比べて、スタートアップ中に低いレートでランプアップされる。ガスタービンは、ステップ（３７０）に従って、負荷運転前に指定時間の間ＦＳＮＬ条件でホールドされる。
【００３１】
図４は、圧縮機及びタービンを含むガスタービンの運転停止を実施する方法のメンテナンス作業用のクールダウン条件までのフローチャートを示す。ステップ（４１０）は、シャットダウン中の全速無負荷（ＦＳＮＬ）条件でガスタービンをホールドし、ＦＳＮＬ条件でガスタービンの最大制限構成部品における熱応力を軽減する。ガスタービンは、指定時間期間の間ＦＳＮＬ条件でホールドされる。ステップ（４２０）では、強制クールダウンが、ガスタービンの速度に応じてガスタービンの高温ガス通路を通して周囲空気を循環させることにより行われる。ステップ（３３０）では、メンテナンス作業を行うのに好適な温度にまで強制クールダウンしている間、ガスタービンの加速を第１のクールダウン速度及び第２のクールダウン速度に制御する。ステップ（４４０）では、第１のクールダウン速度で部分タービンクールダウンが行われる。ステップ（４５０）では、第２のクールダウン速度でガスタービンクールダウンが行われ、ここで第２のクールダウン速度は第１のクールダウン速度よりも大きく、メンテナンス作業を行うのに必要な温度条件にまでガスタービンを冷却する。
【００３２】
図５は、運転停止の次に、クールダウン状態から運転状態に復帰する方法のフローチャートを示している。ステップ（５１０）では、ガスタービン速度は、ＦＳＮＬを下回る指定範囲内に速度があるときのスタートアップ中の通常のランプレートと比べて、低いレートでのスタートアップ中にランプアップされる。ガスタービンは、ステップ（５２０）に従って、負荷運転前に指定時間の間ＦＳＮＬ条件でホールドされる。
【００３３】
図６は、スタータモータ及びトルクコンバータを備えた非作動中のガスタービンの速度制御構成（２００）を示している。スタータモータ（２１０）は、トルクコンバータ（２２０）を介して無負荷のガスタービン（２４０）のシャフト（２４５）を駆動することができる。ガスタービン（２４０）は、圧縮機セクション（２４１）及びタービンセクション（２４２）を含むことができる。スタータモータ（２１０）は、入力シャフト（２１５）を介してトルクコンバータ（２２０）の入力側に接続される。トルクコンバータ（２２０）は、出力シャフト（２３０）を介してガスタービン（２４０）に接続される。スタータモータ（２１０）は、定速モータ（６０Ｈｚで３６００ｒｐｍ、又は５０Ｈｚで３００ｒｐｍ）とすることができる。オンオフ制御（図示せず）を設けてモータに過熱防止を提供することができる。スタータモータにより駆動されるトルクコンバータを用いて、ガスタービンロータの加速を緩やかにし、これにより、場合によっては制限構成部品に過剰なピーク応力を生じさせるヒートアップ又はクールダウンを制限する方法が提供される。
【００３４】
上述の実施形態は、ガスタービンの作動に対し複数の態様の利点を提供する。第１の態様は、ロータ寿命を向上させるためにスタート及びシャットダウンの持続時間を増大させながら、水洗浄サイクル全体を短縮することを含む。水洗サイクルは、約４５時間から１２時間未満にまで低減される。第２の態様は、シャットダウン時に全速無負荷（ＦＳＮＬ）ホールドを付加し、ロータ温度を平衡化可能にすることを包含する。第３の態様は、スタートアップ時に全速無負荷（ＦＳＮＬ）ホールドを組み込み、ロータの途中の応力を軽減し、３０％と５５％速度の間の速度ランプレートを緩やかにして圧縮機ロータの後方端部での応力を軽減する。第４の態様は、シャットダウン後のゼロ速度（ラチェット）と２２％速度（強制クールダウンで現在使用される）との間の付加的な速度ポイントを追加する。また、これらの方法の適用は、シャットダウン、クールダウン、スタートアップ、及びヒートアップを必要とするガスタービン設備の多くの作動及びメンテナンス要件に有利であり、水洗浄サイクルに限定されるものではない点を理解されたい。本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本明細書における要素、変形、又は改善項目の種々の組み合わせが本発明の範囲内にあることは、本明細書から明らかであろう。
【符号の説明】
【００３５】
２１０  スタータモータ
２１５  入力シャフト
２２０  トルクコンバータ
２３０  出力シャフト
２４０  ガスタービン
２４１  圧縮機
２４２  タービン
２４３  発電機
２４５  シャフト
【図１】
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【図２】
2010265888.tif 000004
【図３】
2010265888.tif 000005
【図４】
2010265888.tif 000006
【図５】
2010265888.tif 000007
【図６】
2010265888.tif 000008
【外国語明細書】
2010265888000001.pdf