(57)【要約】【課題】速度調整率の性能改善のために、系統の周波数が大きく落ちても燃焼器に供給される圧縮空気の量を増やすことができるガスタービンシステム及びその制御方法を提供する。【解決手段】本発明はガスタービンシステムの速度調整率の性能改善のために燃焼器及びアンチアイシングシステムに供給する圧縮空気の量を制御するガスタービンシステム及びその制御方法に関するもので、本発明によるガスタービンシステムの制御装置は、前記ローターの回転数を測定するセンシング部及び前記センシング部で測定した前記ローターの回転数に基づいて前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する圧縮空気分配部を含むことができる。本発明によると、系統の周波数に関連したタービンの回転数が大きく落ちても燃焼器に供給する圧縮空気の量を増やすことができる効果がある。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する吸気部、前記吸気部から吸入される空気に含まれている湿気が前記吸気部内で凍ることを防止するアンチアイシング部、前記吸気部を通じて流入した空気を圧縮する前記圧縮機、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する供給機、前記圧縮空気と燃料を燃消させて高温及び高圧の燃焼ガスを生成する前記燃焼器、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するローターを含むタービン、及び前記ローターの回転によって駆動される発電機を含み、前記圧縮機と前記タービンは同軸で連結され、前記ローターの回転数は系統周波数に比例するガスタービンシステムの制御装置であって、
前記ローターの回転数を測定するセンシング部と、
前記センシング部で測定した前記ローターの回転数に基づいて前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する圧縮空気分配部とを含む、ガスタービン制御装置。
【請求項２】
前記圧縮空気分配部は、
前記センシング部で測定した前記ローターの回転数が定格回転数、つまり前記系統周波数が定格周波数であるときの前記ローターの回転数より小さくなれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合は高め、前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合は低めるように分配割合を調整する、請求項１に記載のガスタービン制御装置。
【請求項３】
前記センシング部は前記タービンに入力される燃焼ガスの温度を示すタービン入口温度をさらに測定し、
前記圧縮空気分配部は、
前記タービン入口温度が設定値以下であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整し、
前記タービン入口温度が前記設定値以上であれば、前記ローターの回転数が前記定格回転数であったときに供給した前記圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する、請求項１に記載のガスタービン制御装置。
【請求項４】
前記圧縮空気分配部は、
前記タービン入口温度が前記設定値以下であれば、前記ローターの回転数が前記定格回転数であったときに供給した前記圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１１】
2018184948.tif 000013
となるように分配割合を調整し、ここで、ＮＮは前記ローターの前記定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が前記定格回転数であるとき、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合である、請求項３に記載のガスタービン制御装置。
【請求項５】
前記圧縮空気分配部は、
前記タービン入口温度が前記設定値以上であれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１２】
2018184948.tif 000014
となるように分配割合を調整し、ここで、ＮＮは前記ローターの前記定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、δは設定の速度調整率、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が前記定格回転数であるとき、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合である、請求項３に記載のガスタービン制御装置。
【請求項６】
前記圧縮空気分配部は、
前記タービン入口温度が前記設定値以上であれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１３】
2018184948.tif 000015
となるように分配割合を調整し、ここで、ＮＮは前記ローターの前記定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ｐ１は定格周波での発電機出力、Ｐ２は前記ローターの回転数がＮＮからＮｃに変わったとき、速度調整率を合わせるために前記発電機が生産しなければならない出力、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が前記定格回転数であるとき、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合である、請求項３に記載のガスタービン制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記燃焼器に供給する燃料量を制御する燃料量制御部をさらに含み、
前記燃料量制御部は、
前記圧縮空気分配部によって調整された分配割合のうち前記燃焼器に相当する割合の増減と同一の割合で前記燃焼器に供給する燃料量を増減させる、請求項３に記載のガスタービン制御装置。
【請求項８】
発電のためのガスタービンシステムであって、
外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する吸気部と、
前記吸気部から吸入される空気に含まれている湿気が前記吸気部内で凍ることを防止するアンチアイシング部と、
前記吸気部を通じて流入した空気を圧縮する前記圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する供給機と、
前記圧縮空気と燃料を燃消させて高温及び高圧の燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するローターを含むタービンと、
前記ローターの回転によって駆動される発電機と、
前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスタービン制御装置とを含む、ガスタービンシステム。
【請求項９】
外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する吸気部、前記吸気部から吸入される空気に含まれている湿気が前記吸気部内で凍ることを防止するアンチアイシング部、前記吸気部を通じて流入した空気を圧縮する前記圧縮機、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する供給機、前記圧縮空気と燃料を燃消させて高温及び高圧の燃焼ガスを生成する前記燃焼器、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するローターを含むタービン、及び前記ローターの回転によって駆動される発電機を含み、前記圧縮機と前記タービンは同軸で連結され、前記ローターの回転数は系統周波数に比例するガスタービンシステムにおいて前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整するためのガスタービン制御方法であって、
前記ローターの回転数を測定する段階と、
測定した前記ローターの回転数に基づいて、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する段階を含む、ガスタービン制御方法。
【請求項１０】
前記分配割合を調整する段階は、
測定した前記ローターの回転数が定格回転数、つまり前記系統周波数が定格周波数であるときの前記ローターの回転数より小さくなれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合は高め、前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合は低めるように圧縮空気の分配割合を調整する段階を含む、請求項９に記載のガスタービン制御方法。
【請求項１１】
前記タービンに入力される燃焼ガスの温度を示すタービン入口温度をさらに測定する段階をさらに含み、
前記分配割合を調整する段階は、
前記タービン入口温度が設定値以下であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階と、
前記タービン入口温度が前記設定値以上であれば、前記ローターの回転数が前記定格回転数であったときに供給した前記圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階を含む、請求項９に記載のガスタービン制御方法。
【請求項１２】
前記タービン入口温度が前記設定値以下であれば、前記ローターの回転数が前記定格回転数であったときに供給した前記圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階は、
前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１４】
2018184948.tif 000016
となるように分配割合を調整する段階を含み、ここで、ＮＮは前記ローターの前記定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が前記定格回転数であるとき、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合である、請求項１１に記載のガスタービン制御方法。
【請求項１３】
前記タービン入口温度が前記設定値以上であれば、前記ローターの回転数が前記定格回転数であったときに供給した前記圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階は、
前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１５】
2018184948.tif 000017
となるように分配割合を調整する段階を含み、ここで、ＮＮは前記ローターの前記定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、δは設定の速度調整率、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が前記定格回転数であるとき、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合である、請求項１１に記載のガスタービン制御方法。
【請求項１４】
前記タービン入口温度が前記設定値以上であれば、前記ローターの回転数が前記定格回転数であったときに供給した前記圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階は、
前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１６】
2018184948.tif 000018
となるように分配割合を調整する段階を含み、ここで、ＮＮは前記ローターの前記定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ｐ１は定格周波数での発電機出力、Ｐ２は前記ローターの回転数がＮＮからＮｃに変わったとき、速度調整率を合わせるために前記発電機が生産しなければならない出力、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が前記定格回転数であるとき、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合である、請求項１１に記載のガスタービン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスタービンシステム及びその制御方法に関するもので、より詳しくはガスタービンシステムの速度調整率の性能改善のために、燃焼器及びアンチアイシングシステムに供給される圧縮空気の量を制御するガスタービンシステム及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスタービンや蒸気タービンのようにタービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）を備えた機関又は装置は気体又は流体の熱エネルギーを機械的エネルギーである回転力に変換する動力発生装置であって、気体又は流体によって軸回転するローター（ｒｏｔｏｒ）及び前記ローターを取り囲んで支持するステーター（ｓｔａｔｏｒ）を含んでいる。
【０００３】
電気を生産するために発電所などで使われるガスタービンの構造を簡単に説明すると、空気を圧縮して高圧の空気を燃焼器に供給する圧縮機、燃焼ガスを生成するための燃焼器、及び燃焼器から吐き出される燃焼ガスによって駆動されるタービンを含むことができる。
【０００４】
ガスタービンの圧縮機は、一般的にタービンの軸と一体に結合されてタービンと一緒に軸回転し、このように軸回転しながら、外部から吸入した空気を圧縮することになる。圧縮された空気は燃焼器に供給され、燃焼器では圧縮された空気に燃料を供給して燃消させることによって高温及び高圧の燃焼ガスを生成し、これをタービンに供給する。
【０００５】
タービンに供給された高温及び高圧の燃焼ガスはタービンの回転翼を駆動させてタービンのローターを回転させることになる。
【０００６】
そして、一般に、タービンローターの回転は系統の周波数と関連しているため、系統周波数の変化によってローターの回転数も変化することになる。このようなシステムにおいて系統の周波数が大きく落ちる場合、ローターの回転数も低下し、よって同じ軸で連結された圧縮機での圧縮空気の生成も減少することになる。
【０００７】
ところが、系統の周波数が落ちれば、ガスタービンシステムはこれを復旧するためにもっと多い燃料を投入して発電量を増やさなければならない。しかし、圧縮機で生成する圧縮空気の量が減少して、燃焼器に流入する圧縮空気の量も減少するしかなく、その結果としてタービン入口温度制限などによって発電量を増やすためのもっと多い燃料供給の不可能な場合が発生する問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は速度調整率の性能改善のために、系統の周波数が大きく落ちても燃焼器に供給される圧縮空気の量を増やすことができるガスタービンシステム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための本発明によるガスタービン制御装置は、外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する吸気部、前記吸気部から吸入される空気に含まれている湿気が前記吸気部内で凍ることを防止するアンチアイシング部、前記吸気部を通じて流入した空気を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する供給機、前記圧縮空気と燃料を燃消させて高温及び高圧の燃焼ガスを生成する燃焼器、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するローターを含むタービン、及び前記ローターの回転によって駆動される発電機を含み、前記圧縮機と前記タービンは同軸で連結され、前記ローターの回転数は系統周波数に比例するガスタービンシステムの制御装置であって、前記ローターの回転数を測定するセンシング部及び前記センシング部で測定した前記ローターの回転数に基づいて前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する圧縮空気分配部を含む。
【００１０】
ここで、前記圧縮空気分配部は、前記センシング部で測定した前記ローターの回転数が定格回転数、つまり前記系統周波数が定格周波数であるときの前記ローターの回転数より小さくなれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合は高め、前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合は低めるように分配割合を調整することができる。
【００１１】
また、前記センシング部は前記タービンに入力される燃焼ガスの温度を示すタービン入口温度をさらに測定することができ、前記圧縮空気分配部は、前記タービン入口温度が設定値以下であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整することができ、前記タービン入口温度が設定値以上であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整することができる。
【００１２】
また、前記圧縮空気分配部は、前記タービン入口温度が設定値以下であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数１】
2018184948.tif 000003
となるように分配割合を調整することができ、ここで、ＮＮは前記ローターの定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器及びアンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合であり得る。
【００１３】
また、前記圧縮空気分配部は、前記タービン入口温度が設定値以上であれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数２】
2018184948.tif 000004
となるように分配割合を調整することができ、ここで、ＮＮは前記ローターの定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、δは設定の速度調整率、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器及びアンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合であり得る。
【００１４】
また、前記圧縮空気分配部は、前記タービン入口温度が設定値以上であれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数３】
2018184948.tif 000005
となるように分配割合を調整することができ、ここで、ＮＮは前記ローターの定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ｐ１は定格周波での発電機出力、Ｐ２は前記ローターの回転数がＮＮからＮｃに変わったとき、速度調整率を合わせるために発電機が生産しなければならない出力、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器及びアンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合であり得る。
【００１５】
また、前記ガスタービン制御装置は、前記燃焼器に供給する燃料量を制御する燃料量制御部をさらに含むことができ、前記燃料量制御部は、前記圧縮空気分配部によって調整された分配割合のうち前記燃焼器に相当する割合の増減と同一の割合で前記燃焼器に供給する燃料量を増減させることができる。
【００１６】
前述した目的を達成するための本発明による発電のためのガスタービンシステムは、外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する吸気部、前記吸気部から吸入される空気に含まれている湿気が前記吸気部内で凍ることを防止するアンチアイシング部、前記吸気部を通じて流入した空気を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する供給機、前記圧縮空気と燃料を燃消させて高温及び高圧の燃焼ガスを生成する燃焼器、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するローターを含むタービン、前記ローターの回転によって駆動される発電機、及び前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する前記制御装置を含む。
【００１７】
前述した目的を達成するための本発明によるガスタービン制御方法は、外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する吸気部、前記吸気部から吸入される空気に含まれている湿気が前記吸気部内で凍ることを防止するアンチアイシング部、前記吸気部を通じて流入した空気を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する供給機、前記圧縮空気と燃料を燃消させて高温及び高圧の燃焼ガスを生成する燃焼器、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転するローターを含むタービン、及び前記ローターの回転によって駆動される発電機を含み、前記圧縮機と前記タービンは同軸で連結され、前記ローターの回転数は系統周波数に比例するガスタービンシステムにおいて前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整するためのガスタービン制御方法であって、前記ローターの回転数を測定する段階、及び測定した前記ローターの回転数に基づいて、前記燃焼器及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の分配割合を調整する段階を含む。
【００１８】
ここで、前記分配割合を調整する段階は、測定した前記ローターの回転数が定格回転数、つまり前記系統周波数が定格周波数であるときの前記ローターの回転数より小さくなれば、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合は高め、前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合は低めるように圧縮空気の分配割合を調整する段階を含むことができる。
【００１９】
また、前記ガスタービン制御方法は前記タービンに入力される燃焼ガスの温度を示すタービン入口温度をさらに測定する段階をさらに含むことができ、前記分配割合を調整する段階は、前記タービン入口温度が設定値以下であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階、及び前記タービン入口温度が設定値以上であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階を含むことができる。
【００２０】
また、前記タービン入口温度が設定値以下であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量と同一の圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階は、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数４】
2018184948.tif 000006
となるように分配割合を調整する段階を含むことができ、ここで、ＮＮは前記ローターの定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器及びアンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合であり得、前記タービン入口温度が設定値以上であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階は、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数５】
2018184948.tif 000007
となるように分配割合を調整する段階を含むことができ、ここで、ＮＮは前記ローターの定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、δは設定の速度調整率、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器及びアンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合であり得、あるいは前記タービン入口温度が設定値以上であれば、前記ローターの回転数が定格回転数であったときに供給した圧縮空気量に速度調整率を反映して付け加えた圧縮空気量が前記燃焼器に供給されるように分配割合を調整する段階は、前記燃焼器に供給する圧縮空気の割合（Ａ１）及び前記アンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合（Ｂ１）が
【数６】
2018184948.tif 000008
となるように分配割合を調整する段階を含むことができ、ここで、ＮＮは前記ローターの定格回転数、Ｎｃは前記ローターの現在回転数、Ｐ１は定格周波数での発電機出力、Ｐ２は前記ローターの回転数がＮＮからＮｃに変わったとき、速度調整率を合わせるために発電機が生産しなければならない出力、Ａ及びＢはそれぞれ、前記ローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器及びアンチアイシング部に供給する圧縮空気の割合であり得る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、系統の周波数と関連したタービンの回転数が大きく落ちても燃焼器に供給される圧縮空気の量を増やすことができる効果がある。
【００２２】
また、本発明によると、燃焼器に供給される圧縮空気の量及びタービン入口温度制限によって速度調整率性能を満足させることができない状況を改善させることによって事業者が要求する速度調整率に合わせることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例によるガスタービンシステムを示す図である。
【００２４】
【図２】本発明の一実施例による制御装置１００の動作を説明する図である。
【００２５】
【図３】本発明の一実施例による制御装置１００のブロック図である。
【００２６】
【図４】本発明の一実施例による制御装置１００の圧縮空気分配方法を示す図である。
【００２７】
【図５】本発明の一実施例による制御装置１００の圧縮空気分配割合を調整する方法を示す図である。
【００２８】
【図６】本発明の一実施例による制御装置１００の圧縮空気分配割合を調整する他の方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、明細書全般にわたって同一又は類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付けることにする。
【００３０】
明細書全般にわたり、ある部分が他の部分と"連結"されていると言うとき、これは"直接的に連結"される場合のみならず、その中間に他の要素を挟んで"電気的に連結"されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を"含む"と言うとき、これは特に反対する記載がない限り、他の構成要素を排除するものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００３１】
ある部分が他の部分の"上に"あると言う場合、これは他の部分の直ぐ上にあるとかその間に他の部分が介在することができる。対照的に、ある部分が他の部分の"真上に"あると言う場合、その間に他の部分が介在しない。
【００３２】
第１、第２及び第３などの用語は多様な部分、成分、領域、層及び／又はセクションを説明するために使われるが、これらに限定されない。これらの用語はある部分、成分、領域、層又はセクションを他の部分、成分、領域、層又はセクションと区別するために使われる。よって、以下で言及する第１部分、成分、領域、層又はセクションは本発明の範囲を逸脱しない範疇内で第２部分、成分、領域、層又はセクションと言及することができる。
【００３３】
ここで使われる専門用語はただ特定の実施例を言及するためのもので、本発明を限定しようとするものではない。ここで使われる単数形は、文句がこれとはっきりと反対の意味を現さない限り、複数形も含む。明細書で使われる"含む"の意味は特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素及び／又は成分を具体化し、他の特性、領域、整数、段階、動作、要素及び／又は成分の存在又は付加を排除するものではない。
【００３４】
"下"、"上"などの相対的な空間を示す用語は図面に示した一部分の他の部分に対する関係をより易しく説明するために使われることができる。このような用語は図面で意図した意味と一緒に使用中の装置の他の意味又は動作を含もうとするものである。例えば、図面の装置を覆せば、他の部分の"下"にあるものとして説明されたある部分は他の部分の"上"にあるものとして説明され得る。したがって、"下"という例示的な用語は上と下の両者を全て含む。装置は９０°だけ回転するとか又は他の角度で回転することができ、相対的な空間を示す用語もこれに従って解釈される。
【００３５】
他に定義しなかったが、ここで使われる技術用語及び科学用語を含む全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が一般的に理解している意味と同一の意味を有する。通常に使われる辞書に定義された用語は、関連技術文献と現在開示された内容に合う意味を有するものとして追加として解釈され、定義されない限り、理想的であるとか非常に公式的な意味として解釈されない。
【００３６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかしながら、本発明はいろいろな相異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限られない。
【００３７】
図１は本発明の一実施例によるガスタービンシステムを示す図である。
【００３８】
図１を参照すると、ガスタービンシステムは、発電機８０、吸気部６０、アンチアイシング部７０、圧縮機１０、供給機５０、燃焼器３０、タービン２０、及び制御装置１００を含むことができる。
【００３９】
吸気部６０は 外部から空気を吸入して圧縮機に伝達する機能をするもので、外部空気に含まれているほこりによって圧縮機の羽が汚染して出力低下を引き起こすことを防止するために、空気フィルターなどが取り付けられている。
【００４０】
アンチアイシング部７０は吸気部６０に吸入される空気に含まれている湿気が吸気部６０のフィルターなどで凍ることを防止するためのアンチアイシング（ａｎｔｉ−ｉｃｉｎｇ）機能を提供するもので、吸気部６０と一体に結合されることができる。
【００４１】
圧縮機１０は吸気部６０を通じて流入した空気を圧縮して高圧の圧縮空気を生成する機能をすることができる。圧縮された空気は供給機５０によって燃焼器３０に伝達されることができる。また、一部の圧縮空気はアンチアイシング部７０に伝達されることで、吸気部６０で空気中に含まれている湿気が凍ることを防止することができる。
【００４２】
燃焼器３０は圧縮機１０から流入する圧縮空気に燃料を注入して燃消させることで、高温及び高圧の燃焼ガスを生成してタービン２０に提供することができる。タービン２０に供給された高温及び高圧の燃焼ガスはタービンの回転翼を駆動させてタービン２０のローターを回転させるようになる。タービン２０に供給された高温及び高圧の燃焼ガスはタービンの回転翼を駆動させながら温度及び圧力が下り、排出ガスとして大気中に放出される。
【００４３】
発電機８０はタービン２０のローターの回転を用いて電力を生産することができる。
【００４４】
そして、タービン２０と圧縮機１０は単一軸４０に一緒に固定されているので、上述したようにタービン２０のローターが回転すれば圧縮機１０も一緒に回転しながら空気を圧縮するようになる。
【００４５】
制御装置１００は一般的にガスタービンシステムの効率的な駆動のために多様な制御をすることができるが、本発明で関心を有することは、特にアンチアイシング部７０及び燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を調整するために供給機５０を制御することであり、その上、燃焼器３０に供給される燃料量を制御することである。本明細書では供給機５０として表示したが、供給機５０は燃焼器３０及びアンチアイシング部７０に供給される圧縮空気配管の開度を調節するためのバルブを含むことができ、制御装置１００はバルブを制御してアンチアイシング部７０及び燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を制御することができる。
【００４６】
ガスタービンシステムの場合、タービン２０のローターの回転速度を調節する方式には、負荷制限（Ｌｏａｄ  Ｌｉｍｉｔ）方式とガバナーフリー（Ｇｏｖｅｒｎｏｒ  Ｆｒｅｅ）方式がある。負荷制限方式はタービン２０のローターの回転速度を一定に固定しておく方式を言い、ガバナーフリー方式は電力系統の周波数変化によってタービン２０のローターの回転速度を自動で制御する方式を言う。一般に、電力系統全体の安定した運用のためには、系統周波数が定格周波数（大韓民国の場合、６０Ｈｚ）にずっと維持される必要がある。それで、ガスタービンシステムの運用者は設備保護のためにガスタービンシステムの急激な動揺を防止することができる負荷制限方式を好むが、電力系統全体の安定運用を管掌する韓国電力取引所の'電力運営規則'に'発電会員はガバナーフリー運転で系統周波数の維持に積極協調しなければならない。'という義務条項が挿入されているので、ガスタービンシステムはガバナーフリー方式で運転されることが一般的である。
【００４７】
ガバナーフリー方式で運用されれば、系統周波数に比例する回転速度でタービン２０のローターが回転することになる。ここで、速度調整率（Ｄｒｏｏｐ又はＳｐｅｅｄ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）概念が導入される。速度調整率とは周波数変化率（タービン２０のローター回転速度の変化率）と発電機８０の出力の変化率の比を百分率で示したものを言う。仮に、Ａ、Ｂ、Ｃ、…、Ｋの発電所が電力系統に電力を供給しており、Ｋ発電所が故障などによって電力供給を中断して発電量が不足になれば、発電量と負荷間の不均衡のため、系統周波数が小さくなる。この場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、…の発電所が不足な発電量を適切に分担して追加的な発電を行うことによって系統周波数を早速復旧する必要がある。ここで、各発電所は与えられた速度調整率によって追加的な発電を試みることになる。
【００４８】
一般に、速度調整率（δ）は次の式のように表示される。
【００４９】
［数式１］
【数７】
2018184948.tif 000009
【００５０】
そして、前記式から
【００５１】
［数式２］
【数８】
2018184948.tif 000010
【００５２】
を求めることができる。ここで、Ｎ１、Ｎ２、ＮＮはタービン２０のローターの回転数を示し、Ｐ１、Ｐ２、ＰＮは発電機の出力を示す。より詳細に説明すると、Ｎ１は直前のローターの回転数、Ｎ２は現在のローターの回転数、ＮＮは定格回転数、Ｐ１は直前の発電機の出力、ＰＮは定格出力、Ｐ２はローターの回転数がＮ１からＮ２に変わったときの発電機が生産しなければならない出力を示す。
【００５３】
一例として、速度調整率（δ）は３％、定格出力（ＰＮ）は２８．８ＭＷ、直前の発電機の出力（Ｐ１）は２１．６ＭＷであり、系統周波数が定格周波数（６０Ｈｚ）で運用されている途中系統事故によって系統周波数が急に５９．７Ｈｚに落ちた場合、ローターの回転数は系統周波数に比例するので、Ｎ１＝ＮＮ＝６０ｋ、Ｎ２＝５９．７ｋとなる。すると、系統周波数が定格周波数に復帰するようにするために発電機が生産しなければならない出力（Ｐ２）は２６．４ＭＷとならなければならない。
【００５４】
すなわち、系統事故によって系統周波数が落ちる場合、速度調整率を合わせるために燃焼器３０に供給する燃料の量を増やしてより多い高温及び高圧の燃焼ガスを生成して発電機の出力を高めなければならない。
【００５５】
しかし、一般的にガスタービンシステムの効率性を高めるために、制約条件となるタービン入口温度をほぼ最大にして運用しているため、発電機の出力を高めるために燃焼器３０にもっと多い燃料を供給すればタービン入口温度がもっと上昇して制限を脱し得、ガスタービンシステムに悪影響を及ぼし得る。これを防止するために、燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を増やすならば、タービン入口温度をほぼ最大に維持しながらももっと多い量の燃料を供給することができるようになる。ここで、タービン入口は燃焼器３０で生成された燃焼ガスがタービン２０に流入する部分であると言える。
【００５６】
そして、圧縮機１０がタービン２０のローターと同じ軸４０で連結された場合、系統周波数が落ち、軸の回転数が比例して低下し、よって圧縮機１０で生成される圧縮空気も減少するという付加的な問題もある。すなわち、燃焼器３０はより多い量の圧縮空気を要求するものの、実際圧縮機１０で生産される圧縮空気の量は周波数に比例して減少するという二重の問題点があるものである。
【００５７】
これを解決するために、本発明のガスタービンシステムの制御装置１００は、アンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の量を減らし、燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を増やすように制御して、全体として燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を既存より増やすことができる。
【００５８】
すなわち、制御装置１００は前記系統上の周波数が落ちてタービン２０のローター回転数が減少する場合、アンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の量は減らし、燃焼器３０に供給される圧縮空気の量は増やすように制御することができる。
【００５９】
図２は本発明の一実施例による制御装置１００の動作を説明する図である。
【００６０】
図２を参照すると、定格周波数に合わせて回転するタービン２０のローターは、系統周波数が落ちれば、その時点２１０で、それに比例して回転数が減ることになる。ローターと同じ軸で連結された圧縮機１０はローターの回転数が減ることによって生産可能な圧縮空気の量が減少し、それによって燃焼器３０及びアンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の量も減少することになる。制御装置１００は、タービン２０のローターの回転数が定格系統周波数に合わせられているとき、圧縮機１０で生成する圧縮空気の量のうちＡ％２２１を燃焼器３０に供給し、Ｂ％２２３をアンチアイシング部７０に供給するように制御することができる。制御装置１００が前記供給する割合を同一にすれば、圧縮機１０で生成する圧縮空気の量に比例して燃焼器に供給される圧縮空気の量が減る。
【００６１】
燃焼器３０に供給する燃料量を同一にしながら、タービン２０のローターの回転数の変動によって燃焼器３０に供給される圧縮空気量が減少すれば、タービン入口温度が高くなる。すなわち、ガスタービンシステムが最大の効率を得るためにタービン入口温度が許容の最大タービン入口温度に近くに合わせて動作するように燃料を供給していたが、燃焼器３０に供給する圧縮空気量が減ることによってタービン入口温度が高くなるものである。これを防止するためには、燃焼器３０に供給される燃料量を減らすしかない２４１。しかし、供給される燃料量を減らすならば、発電機の出力が低下し、よって所望の速度調整率を獲得することができなくなる。
【００６２】
これを防止するために、本発明の制御装置１００は、圧縮機１０で生成する圧縮空気の量のうち燃焼器３０に供給する割合と、アンチアイシング部７０に供給する割合を変化させる。すなわち、燃焼器３０に供給する圧縮空気量の割合をＡ％からＡ１％２２６に増やし、アンチアイシング部７０に供給する圧縮空気量の割合をＢ％からＢ１％２２７に減らす。
【００６３】
この時、増やす割合と減らす割合は、燃焼器３０に供給される圧縮空気量が定格系統周波数でタービン２０のローターが回転するときに供給した圧縮空気量より多くなるように設定することができる。若しくは、燃焼器３０に供給される圧縮空気量をセンサーでずっと測定しながらその割合を変更させることもできる。
【００６４】
上述したように、制御装置１００が燃焼器３０に供給する圧縮空気量の割合を調節して増加させればタービン入口温度が低くなることができ、それによって燃焼器３０に供給する燃料量を増加させることができる。この時、供給燃料量が定格系統周波数で供給する燃料量より多くなれば、速度調整率に合わせて出力を高めることができるように制御することができるので、速度調整率の性能を改善させることができる。
【００６５】
図３は本発明の一実施例による制御装置１００のブロック図である。
【００６６】
図３を参照すると、本発明の一実施例による制御装置１００は、センシング部１１０、圧縮空気分配部１２０及び燃料量制御部１３０を含むことができる。
【００６７】
センシング部１１０はタービン２０のローターの回転数及びタービン入口温度を測定することができ、その上、燃焼器３０に供給される圧縮空気量を測定することができる。
【００６８】
圧縮空気分配部１２０は、センシング部１１０で測定したタービン２０のローターの回転数及びタービン入口温度に基づいて燃焼器３０及びアンチアイシング部７０に供給する圧縮空気量を制御することができる。
【００６９】
上述したように、圧縮空気分配部１２０は、定格系統周波数に対応する回転数（定格回転数）でローターが回転する場合には、圧縮機１０で生成する圧縮空気のうちＡ％を燃焼器３０に供給することができ、Ｂ％をアンチアイシング部７０に供給することができる。この時、ＡとＢの和が必ずしも１００である必要はない。燃焼器３０及びアンチアイシング部７０を除いたガスタービンシステムの他の部分で圧縮空気が必要な場合には、圧縮機１０で生成する圧縮空気の一部を必要な側に分配することができるからである。
【００７０】
仮に、タービン２０のローターの回転数が定格系統周波数に対応する回転数より小さくなれば、圧縮機１０で生成する圧縮空気の総量が減少し、それによって燃焼器３０に供給される圧縮空気の量も減少することになる。圧縮空気分配部１２０は、燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を補償するために、生産された圧縮空気総量のうち燃焼器３０に供給する割合をもっと増やし、アンチアイシング部７０に供給する割合を減らすことができる。この時、仮にタービン入口温度が設定の最高タービン入口温度より低い場合には、タービン２０のローターの回転数が定格回転数であったときに供給した量に増やすことができるように分配し、タービン入口温度が設定の最高タービン入口温度に到逹した場合には、ローターの回転数が定格系統周波数に対応する回転数であったときに供給した量より多く供給されるように分配することができる。
【００７１】
一実施例として、圧縮機１０で生成する圧縮空気の量を１００とし、定格系統周波数に対応する回転数でタービン２０のローターが回転する場合、７０％は燃焼器３０に供給され、２０％はアンチアイシング部７０に供給されると仮定する。
【００７２】
そして、系統周波数が定格周波数である６０Ｈｚで他の発電所の事故などによって供給電力量が減少することによって系統周波数が５８．２Ｈｚに３％減少した。すると、タービン２０のローターの回転数は系統周波数に比例するから、同様に３％減少する。これにより、圧縮機１０で生成する圧縮空気の総量も３％程度減少するであろう（この仮定ではタービン２０のローターの回転数に線形に比例して圧縮空気が生成されると考えられるが、これとは違い、各ローターの回転数別に生成される圧縮空気量を測定して使うこともできる）。すると、圧縮機１０で生成される圧縮空気の総量は１００×０．９７＝９７となり、このうち７０％のみ燃焼器３０に供給されれば、６７．９だけの圧縮空気が燃焼器３０に供給されることができる。すなわち、燃焼器３０に供給される圧縮空気の量も７０から６７．９に３％減少する。
【００７３】
燃焼器３０に供給される圧縮空気の量を補償するために圧縮空気分配部１２０は燃焼器３０に割り当てられる割合を増加させることができる。この時、タービン入口温度に基づいて増加割合を調節することができる。仮に、タービン入口温度が設定の最大値より低ければ、タービン２０のローターの回転数が定格回転数であったときに供給した量だけ増やすように割合を調節することができる。すなわち、７０となるように割合を調節することができる。すると、燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合を（７０／９７×１００＝７２．１６５％）に増やすことができ、これに対する反対給付としてアンチアイシング部７０に供給する圧縮空気の割合を１７．８３５％に減らすことができる。すなわち、１７．３％だけアンチアイシング部７０に供給することになる。
【００７４】
上述した内容をより一般化した数式で表現すれば次の数式３で表現することができる。
【００７５】
［数式３］
【数９】
2018184948.tif 000011
【００７６】
ここで、ＮＮはタービン２０のローターの定格回転数、Ｎｃは現在のタービン２０のローターの回転数、Ａは、タービン２０のローターの回転数が定格回転数であるとき、燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合、Ｂは、タービン２０のローターの回転数が定格回転数であるとき、アンチアイシング部７０に供給する圧縮空気の割合であり、Ａ＋Ｂ＝Ａ１＋Ａ２である。
【００７７】
δは速度調整率、Ｐ１は定格系統周波数での発電機８０の出力、Ｐ２は数式２によって計算された現在の系統周波数で発電機８０が生産しなければならない出力を示す。そして、これに基づいてアンチアイシング部７０に供給する圧縮空気の割合も一緒に求めることができる。
【００７８】
タービン入口温度が設定の最大値より低い場合のさらに他の制御方法で供給割合を従来のようにすることができる。たとえこの場合には燃焼器３０に供給される圧縮空気の量が減少することにはなるが、タービン入口温度が設定の最大値より低くて供給燃料量を増やすことができる余裕があり、燃料量を増やせば出力を高めて速度調整率を合わせることができるからである。
【００７９】
仮に、タービン入口温度が設定の最大値に近づくとか相応する場合には、燃焼器３０に供給する燃料量をもっと増加させることができる。この場合、増加させる量は速度調整率に比例し得る。若しくは、数式２で求めた出力に基づいて増加させる量を決定することができる。すなわち、圧縮機１０で生成される圧縮空気のうち燃焼器３０に供給する新しい割合（Ａ１）は次の式を用いて求めることができる。
【００８０】
［数式４］
【数１０】
2018184948.tif 000012
【００８１】
ここで、ＮＮは定格系統周波数に対応するタービン２０のローターの回転数、Ｎｃは現在のタービン２０のローターの回転数、Ａはタービン２０のローターの回転数がＮＮであるときに燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合、δは速度調整率、Ｐ１は定格系統周波数での発電機８０の出力、Ｐ２は数式２によって計算された現在の系統周波数で発電機８０が生産しなければならない出力を示す。そして、これに基づいてアンチアイシング部７０に供給する圧縮空気の割合も一緒に求めることができる。
【００８２】
上述した例のように系統周波数が定格周波数である６０Ｈｚから５８．２Ｈｚに３％落ちた場合を仮定する。すると、ＮＮは６０ｋ、Ｎｃは５８．２ｋとなる。Ａは上述した例のように７０％であり、速度調整率は４％、つまり０．０４であると仮定すれば、燃焼器３０に供給する圧縮空気の新しい割合（Ａ１）は上述した式によって７５．０５％となり、その結果として供給される圧縮空気の量は７０から７２．８に４％増加することになる。一方、アンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の割合は以前の２０％から１４．９５％に低下し、その結果としてアンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の量は２０から１４．５にもっと減少することになる。
【００８３】
数式３又は数式４で発電機８０の出力に基づく場合にも同様に求めることができる。
【００８４】
すなわち、圧縮空気分配部１２０は、系統の周波数が落ちた場合、アンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の割合は減らし、燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合を増加させることによって速度調整率性能を改善させることができる。
【００８５】
燃料量制御部１３０は燃焼器３０に供給する燃料量を制御することができる。
【００８６】
仮に、タービン２０のローターが定格系統周波数に対応する回転数で回転する場合には、燃料量制御部１３０は最適の効率を提供するために、タービン入口温度が設定の最大値に近づくように燃料量を供給することができる。これに加え、タービン入口温度以外にも多様なパラメーターによって燃焼器３０に供給する燃料量を制御することができる。
【００８７】
そして、燃料量制御部１３０は、圧縮空気分配部１２０と別個に又は協動して速度調整率を合わせるために、燃焼器３０に供給する燃料量を制御することができる。すなわち、系統周波数が落ちてそれに比例するタービン２０のローター回転数の減少をセンシング部１１０で認識した場合、燃料量制御部１３０はタービン入口温度に基づいて燃料をもっと供給するかを決定することができる。すなわち、タービン２０のローター回転数の低下がある場合には、タービン２０のローターの回転数を高めるためにもっと多い燃料を供給しなければならない。しかし、タービン入口温度が設定の最大値に到逹した場合には、燃料をさらに供給することが不可能になる。特に、タービン２０のローター回転数の減少によって燃焼器３０に供給される圧縮空気が減少する場合にはタービン入口温度が設定の最大値を超えることがあり得、この場合には燃焼器３０に供給する燃料量を減らさなければならない。
【００８８】
したがって、燃料量制御部１３０は圧縮空気分配部１２０によって燃焼器３０にもっと多い圧縮空気が流入するように割合が変わったことを確認し、それに合わせて燃料供給量を増やすことができる。若しくは、圧縮空気分配部１２０の動作によってタービン入口温度が変わることができるから、タービン入口温度が設定の最大値以下であるかとタービン２０のローター回転数に基づいて燃焼器３０に供給する燃料量を制御することができる。
【００８９】
このように、本発明で提示するガスタービンシステムの制御装置１００の動作によって系統周波数の低下時にもっと多い燃料を供給して出力を高めることによって系統周波数を一定に維持するための速度調整率性能を改善することができる。
【００９０】
図４は本発明の一実施例による制御装置１００の圧縮空気分配方法を示す図である。
【００９１】
図４を参照すると、制御装置１００は、圧縮機１０で生成した圧縮空気を燃焼器３０及びアンチアイシング部７０に分配するために、まずローター回転数を測定する（Ｓ４１０）。ローターの回転数が定格回転数であれば現在の分配割合を維持する。現在の分配割合は前もって設定されることもでき、ローターが定格回転数で回転するうちにガスタービンシステムの多様な変数に対応して継続して変わりながら確定されることもできる。
【００９２】
そして、仮にタービン２０のローター回転数が定格回転数より小さくなれば、燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合は増やし、アンチアイシング部７０に供給する圧縮空気の割合は減らすように（Ｓ４２０）分配割合を変更することができる。すなわち、タービン２０のローター回転数が定格回転数より小さくなれば、圧縮機１０で生成する圧縮空気の量も減少するから、燃焼器３０に供給される圧縮空気の量が変化することがあり、これを補償するために、燃焼器３０に供給する圧縮空気の分配割合は増やし、アンチアイシング部７０に供給される圧縮空気の分配割合は減らすことができる。
【００９３】
図５は本発明の一実施例による制御装置１００の圧縮空気分配割合を調整する方法を示す図である。
【００９４】
図５を参照すると、本発明の一実施例による制御装置１００は、圧縮空気の分配割合を調整するためにタービン入口温度を測定することができる（Ｓ４２１）。測定されたタービン入口温度が設定値より小さければ、定格回転数であるときに供給した圧縮空気量が供給されるように割合を調整し（Ｓ４２２）、仮にタービン入口温度が設定値以上であれば、定格回転数であるときに供給した圧縮空気量に速度調整率を反映して増加した量となるように分配割合を調整することができる（Ｓ４２３）。一例として、前記数式３又は数式４に示すように、燃焼器３０に供給する割合が定格回転数であるときに供給した分配割合に速度調整率（δ）だけの割合が付け加わるようにするとか又は速度調整率によって発電機で生産しなければならない出力を計算し、これに基づいて分配割合を調整することもできる。
【００９５】
図６は本発明の一実施例による制御装置１００の圧縮空気分配割合を調整する他の方法を示す図である。
【００９６】
図６を参照すると、制御装置１００はローター回転数及び燃焼器に供給される圧縮空気量を測定し（Ｓ６１０）、ローター回転数の変化による燃焼器に供給しなければならない圧縮空気量を計算する（Ｓ６２０）。この時の計算は数式３又は数式４によって計算することもでき、ガスタービンシステム全般の変数を含んで計算することもできる。若しくは、その間にガスタービンシステムを稼働しながら獲得した資料を用いることができる。より詳細に説明すると、発電機で生産しなければならない出力を数式２によって求め、この時に求めた出力を生産するために必要な圧縮空気量を前記資料に基づいて推定又は計算することができる。
【００９７】
そして、計算された圧縮空気量を燃焼器３０に供給するために、前もって設定された割合だけ又は前もって決定された方法による割合だけ燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合を増加させ（Ｓ６３０）、燃焼器に供給される圧縮空気量を測定して計算した圧縮空気量が供給されるかを判断する（Ｓ６４０）。仮に、燃焼器に供給される圧縮空気量が計算された圧縮空気量より小さければ、再び段階（Ｓ６３０）によって燃焼器３０に供給する圧縮空気の割合をもっと増加させ、また判断を行う。すなわち、段階（Ｓ６２０）で計算された圧縮空気量が燃焼器３０に供給されるまで段階（Ｓ６３０）及び段階（Ｓ６４０）を繰り返すことができる。
【００９８】
以上で、本発明は、タービン２０のローターの回転数が定格回転数より小さい場合、燃焼器３０及びアンチアイシング部７０に供給する圧縮空気の量を制御する制御装置を提示し、このような制御装置の使用はガスタービンシステムにおいて速度調整率の性能を改善する効果を提供することができる。
【００９９】
本発明が属する技術分野の当業者は、本発明をその技術的思想又は必須特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施することができるので、以上で記述した実施例は全ての面で例示的なもので、限定的なものではないと理解しなければならない。本発明の範囲は詳細な説明よりは後述の請求範囲によって決定され、請求範囲の意味及び範囲とその等価の概念から導出される全ての変更又は変形の形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【０１００】
１０    圧縮機
２０    タービン
３０    燃焼器
４０    単一軸
５０    供給機
６０    吸気部
７０    アンチアイシング部
１００    制御装置
１１０    センシング部
１２０    圧縮空気分配部
１３０    燃料量制御部
【図１】
2018184948.tif 000019
【図２】
2018184948.tif 000020
【図３】
2018184948.tif 000021
【図４】
2018184948.tif 000022
【図５】
2018184948.tif 000023
【図６】
2018184948.tif 000024