(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジンの燃焼室における燃料の分布を制御するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】本発明は、複数の燃焼室を有するガスタービンエンジンシステムに関し、第１の燃焼室が、１つ以上の燃料ノズルと、これらの燃料ノズルの下流に位置する１つ以上の燃料インジェクタとを備える。さらに、ガスタービンエンジンは、燃料回路と前記第１の燃焼室との間の燃料配管に沿って配置され、前記第１の燃焼室への燃料の第１の流れを調節する第１の弁を備えることができる。さらに、ガスタービンエンジンは、前記第１の弁と前記１つ以上の燃料インジェクタのうちの少なくとも１つとの間の燃料配管に沿って配置され、前記１つ以上の燃料インジェクタのうちの少なくとも１つへの燃料の第２の流れを調節する第２の弁を備えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの回転軸を中心にして周方向（４２）に並べられた複数の燃焼室（１４）を備え、
前記複数の燃焼室（１４）のうちの第１の燃焼室（１４ａ）が、
１つ以上の燃料ノズル（１８）と、
前記１つ以上の燃料ノズル（１８）の概ね下流に配置された１つ以上の燃料インジェクタ（２２）と、
燃料回路（６０）と前記第１の燃焼室（１４ａ）との間の燃料配管（６２）に沿って配置され、前記第１の燃焼室（１４ａ）への燃料（２０）の第１の流れを調節するように構成された第１の弁（６４ａ）と、
前記第１の弁（６４ａ）と前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）のうちの少なくとも１つとの間の前記燃料配管（６２）に沿って配置され、前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）のうちの少なくとも１つへの燃料（２０）の第２の流れを調節するように構成された第２の弁（６４ｂ）と
を備えるガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項２】
前記複数の燃焼室（１４）のうちの第２の燃焼室（１４ｂ）を備え、
前記第１の弁（６４ａ）が、前記第２の燃焼室（１４ｂ）への燃料（２０）の第３の流れを調節するように構成されている請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項３】
前記第１および前記第２の弁（６４ａ、６４ｂ）を制御するように構成されたコントローラを備える請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項４】
前記複数の燃焼室（１４）が、複数のセクタ（９０）に配置され、前記第１の弁（６４ａ）が、前記複数のセクタ（９０）のうちの第１のセクタ（９０ａ）への燃料（２０）の第３の流れを調節するように構成されている請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項５】
前記第２の弁（６４ｂ）が、前記第１の弁（６４ａ）が前記燃焼室（１４）への燃料（２０）の前記第１の流れを減少させる前に、前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の前記第２の流れを減少させるように構成されている請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項６】
燃焼プロセスの特徴を検出するように構成されたセンサ（８２）を備える請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項７】
前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への第２の燃料（２０）の流量がしきい値流量に達したことを前記センサ（８２）が検出したときに、前記第１の弁（６４ａ）を閉じるように構成されたコントローラ（２３）
を備える請求項６に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項８】
前記センサ（８２）が、当該ガスタービンエンジンシステムが生じさせる排出物を監視するように構成され、当該ガスタービンエンジンシステムは、生じる排出物をしきい値未満に保つように燃料（２０）の前記第１の流れまたは燃料（２０）の前記第２の流れを調節するように構成されている請求項６に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項９】
前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の前記第２の流れに影響を及ぼすことなく、前記１つ以上の燃料ノズル（１８）への燃料（２０）の第３の流れを調節するように構成された第３の弁
を備える請求項１に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項１０】
前記第２の弁（６４ｂ）が、前記第３の弁が前記１つ以上の燃料ノズル（１８）への燃料（２０）の前記第３の流れを減少させる前に、前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の前記第２の流れを減少させるように構成されている請求項９に記載のガスタービンエンジンシステム（１０）。
【請求項１１】
ガスタービンエンジンを動作させる方法であって、
複数の燃焼室（１４）の各々が複数の燃焼室（１４）の各々の第１の端部（４４）の近くに配置された１つ以上の燃料ノズル（１８）および複数の燃焼室（１４）の各々の第２の端部（４６）の近くに配置された１つ以上の燃料インジェクタ（２２）を介して燃料（２０）を受け取る複数の燃焼室（１４）に、コントローラ（２３）を使用して燃料（２０）を導くステップと、
前記コントローラ（２３）を使用して前記複数の燃焼室（１４）のうちの部分集合への燃料（２０）の第１の流れを停止させるステップと、
前記コントローラ（２３）を使用し、前記部分集合に属さない前記複数の燃焼室（１４）のうちの少なくとも１つの燃焼室（１４）の前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の第２の流れを調節するステップと
を含む方法。
【請求項１２】
前記コントローラ（２３）を使用して、前記部分集合に属さない前記複数の燃焼室（１４）のうちの少なくとも１つの燃焼室（１４）の前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の前記第２の流れを減らすように第２の弁（６４ｂ）を制御する前に、前記複数の燃焼室（１４）のうちの前記部分集合への燃料（２０）の前記第１の流れを停止させるように第１の弁（６４ａ）を閉じるステップ
を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コントローラ（２３）を使用して、前記部分集合への燃料（２０）の前記第１の流れを停止させる前に、前記部分集合に属する前記複数の燃焼室（１４）のうちの少なくとも１つの燃焼室（１４）の前記１つ以上の燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の前記第２の流れを調節するステップ
を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガスタービンエンジンが生じさせる排出物を監視するステップと、
生じる排出物をしきい値未満に維持するように燃料（２０）の前記第１の流れおよび燃料（２０）の前記第２の流れを調節するステップと
を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
一時的でない機械で読み取ることができる媒体上に配置されたインストラクションを含み、
前記インストラクションが、
各々の燃焼室（１４）が各々の燃焼室（１４）の第１の端部（４４）の近くに配置された複数の燃料ノズル（１８）および各々の前記第１の端部（４４）の下流の第２の端部（４６）の近くに配置された少なくとも１つの燃料インジェクタ（２２）に組み合わせられている複数の燃焼室（１４）に燃料（２０）を導き、
前記複数の燃焼室（１４）のうちの部分集合への燃料（２０）の第１の流れを停止させるように第１の弁（６４ａ）を制御し、
前記部分集合の一部ではない前記複数の燃焼室（１４）のうちの少なくとも１つの燃焼室（１４）の前記少なくとも１つの燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の第２の流れを調節するように第２の弁（６４ｂ）を制御する
ように構成されているシステム。
【請求項１６】
前記インストラクションを有するコントローラ（２３）を備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
燃焼プロセスの特徴を検出するように構成された１つ以上のセンサ（８２）を備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記インストラクションが、前記部分集合への燃料（２０）の前記第１の流れを停止させるように前記第１の弁（６４ａ）を制御し、前記１つ以上のセンサ（８２）が前記部分集合への燃料（２０）の前記第１の流れの流量がゼロに減らされたことを検出した後で、前記第２の弁（６４ｂ）を調節するように構成されている請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記インストラクションが、前記部分集合の一部ではない前記複数の燃焼室（１４）のうちの少なくとも１つの燃焼室（１４）の少なくとも１つの燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の第２の流れを停止させるように構成されている請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記インストラクションが、前記複数の燃焼室（１４）のうちの前記部分集合への燃料（２０）の前記第１の流れを停止させるように前記第１の弁（６４ａ）を制御した後で、前記部分集合に属さない前記複数の燃焼室（１４）のうちの少なくとも１つの燃焼室（１４）の前記少なくとも１つの燃料インジェクタ（２２）への燃料（２０）の前記第２の流れを減少させるように、前記第２の弁（６４ｂ）を制御するように構成されている請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される主題は、概して、ガスタービンに関し、さらに詳しくは、ガスタービンを動作させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、空気および燃料を受け取って燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する１つ以上の燃焼室を備える。一部のガスタービンエンジンは、チッ素酸化物（ＮＯｘ）、未燃焼の炭化水素（ＨＣ）、および一酸化炭素（ＣＯ）などの望ましくない排出物を生じさせる。一部の状況においては、ガスタービンエンジンを、低いレートまたは出力レベルで運転することが望まれる可能性がある。しかしながら、低いレートでの動作の場合には、排出物のレベルを低く保つことが困難である。例えば、ガスタービンエンジンが低いレートで動作しているとき、燃焼室内の温度が、燃料を完全に燃焼させるためには低すぎる可能性があり、結果としてガスタービンエンジンが望ましくない排出物を生じさせる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，１２２，７２５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
最初に請求される発明と同等の技術的範囲の特定の実施形態を、下記に要約する。これらの実施形態は、請求される発明の技術的範囲を限定しようとするものではなく、むしろこれらの実施形態は、本発明について考えられる形態の概要を提示しようとするものにすぎない。実際、本発明は、後述される実施形態と同様であってよく、あるいは後述される実施形態から相違してよい種々の形態を包含することができる。
【０００５】
第１の実施形態においては、ガスタービンエンジンシステムが、ガスタービンエンジンの回転軸を中心にして周方向に並べられた複数の燃焼室を備える。第１の燃焼室が、１つ以上の燃料ノズルと、これら１つ以上の燃料ノズルの概ね下流に配置された１つ以上の燃料インジェクタとを備える。さらに、第１の燃焼室は、燃料回路と第１の燃焼室との間の燃料配管に沿って配置された第１の弁を備え、この第１の弁が、第１の燃焼室への燃料の第１の流れを調節するように構成されている。さらに、第１の燃焼室は、前記第１の弁と前記１つ以上の燃料インジェクタのうちの少なくとも１つとの間の燃料配管に沿って配置された第２の弁を備え、この第２の弁が、前記１つ以上の燃料インジェクタのうちの少なくとも１つへの燃料の第２の流れを調節するように構成されている。
【０００６】
第２の実施形態においては、ガスタービンエンジンを動作させる方法が提供される。この方法は、コントローラを使用して複数の燃焼室に燃料を導くステップを含み、これら複数の燃焼室の各々が、１つ以上の燃料ノズルおよび１つ以上の燃料インジェクタを介して燃料を受け取るように構成され、前記１つ以上の燃料ノズルは、前記複数の燃焼室の各々の第１の端部の近くに配置され、前記１つ以上の燃料インジェクタは、前記複数の燃焼室の各々の第２の端部の近くに配置されている。さらに、この方法は、前記コントローラを使用して前記複数の燃焼室のうちの部分集合への燃料の第１の流れを停止させるステップと、前記コントローラを使用し、前記部分集合に属さない前記複数の燃焼室のうちの少なくとも１つの燃焼室の前記１つ以上の燃料インジェクタへの燃料の第２の流れを調節するステップとを含む。
【０００７】
第３の実施形態においては、システムが、一時的でない機械で読み取ることができる媒体に配置されたインストラクションを含み、これらのインストラクションが、複数の燃焼室に燃料を導くように構成されており、各々の燃焼室が、この燃焼室の第１の端部の近くに配置された複数の燃料ノズルおよびこの燃焼室の第２の端部の近くに配置された少なくとも１つの燃料インジェクタに組み合わせられている。さらにシステムは、前記複数の燃焼室のうちの部分集合への燃料の第１の流れを停止させるように第１の弁を制御し、前記部分集合の一部ではない前記複数の燃焼室のうちの少なくとも１つの燃焼室の前記少なくとも１つの燃料インジェクタへの燃料の第２の流れを調節するように第２の弁を制御するインストラクションを含む。
【０００８】
本発明のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点が、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を検討することによって、さらによく理解されるであろう。添付の図面においては、すべての図を通して、類似の符号は類似の部品を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンシステムの実施形態のブロック図である。
【図２】ガスタービンシステムの実施形態の一部分の側面断面図である。
【図３】ガスタービンシステムにおける燃料の流れを調節するための複数の制御装置を有しているガスタービンシステムの実施形態の概略図である。
【図４】複数の燃焼室における燃料の流れを調節するための複数の制御装置を有しているガスタービンシステムの実施形態の概略図である。
【図５】複数の燃焼室における燃料の流れを調節するための複数の制御装置を有しているガスタービンシステムの実施形態の概略図である。
【図６】複数のセクタに配置された複数の燃焼室と、これら複数の燃焼室における燃料の流れを調節するための複数の制御装置とを有しているガスタービンシステムの実施形態の概略図である。
【図７】一実施形態によるガスタービンシステムにおける燃焼室の配置の前方からの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ以上の具体的な実施形態を、以下で説明する。それらの実施形態の簡潔な説明を提供する努力において、必ずしも実際の実施例におけるすべての特徴は、明細書において説明されないことがある。そのようなあらゆる実際の実施例の開発において、あらゆる工学または設計プロジェクトと同様に、実施例ごとにさまざまであり得るシステム関連および事業関連の制約の順守などの開発者の具体的な目標を達成するために、実施例に特有の多数の決定を行なわなければならないことを、理解すべきである。さらに、そのような開発の努力が、複雑かつ時間を必要とするものであり得るが、それでもなお本明細書の開示の恩恵を被る当業者にとって設計、製作、および製造の日常的な取り組みにすぎないと考えられることを、理解すべきである。
【００１１】
本発明の種々の実施形態の構成要素を照会するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、その構成要素が１つ以上存在することを意味するように意図される。用語「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包含であるように意図され、そこに挙げられた構成要素以外のさらなる構成要素が存在してもよいことを意味する。
【００１２】
本発明によるガスタービンシステムを、低いレートまたは出力レベルで動作（例えば、ターンダウン（ｔｕｒｎ  ｄｏｗｎ））しながらも、排出物が適切に少なく保たれるように構成することができる。ガスタービンシステムのガスタービンエンジンが典型的に発生させる主要な排出物として、種々の連邦および州の規制の対象であるチッ素酸化物（ＮＯｘ）、未燃焼の炭化水素（ＨＣ）、および一酸化炭素（ＣＯ）が挙げられる。排出物を、ガスタービンシステムにおける特定の動作条件によって、削減および／または法規制の順守の範囲内に維持することができる。例えば、ガスタービンシステムの燃焼室における火炎温度が特定の水準に保たれるならば、ＮＯｘおよびＣＯの排出を順守の範囲内に保つことができる。燃焼室内の火炎温度は、燃料／空気比に大きく左右され、したがって燃焼室内の燃料の流れを調節することによって、温度および排出物を制御することができる。しかしながら、いくつかの状況においては、ガスタービンシステムを低いレートまたは出力レベルで動作させることが望まれる可能性がある。例えば、ピーク外の時間においては、ガスタービンシステムを最大出力で動作させることが非現実的かつ高価につく。さらに、ガスタービンシステムの完全な停止および再始動は、時間のかかる工程であり、システムの構成部品の耐久性に影響を及ぼす可能性がある。したがって、通常は、需要の少ない期間において、ガスタービンエンジンを停止させるよりもむしろ、ガスタービンシステムをターンダウンさせることが好まれる。低い出力レベルは、燃焼室への燃料の流れを減らすことによって達成可能である。しかしながら、そのような低い出力レベルでの動作時に、排出物の順守を維持することがきわめて困難になる可能性がある。例えば、燃焼室内の温度が低すぎて燃料を完全に燃焼させることができず、結果として排出物が増加する可能性がある。
【００１３】
ガスタービンシステムが排出物の順守を維持したままであることを可能にする特定のターンダウン方法は、一般に、通常の出力の約４０％までの出力レベルの低減しかもたらすことができない。本発明は、排出物を適切に少なく保ちつつ、ガスタービンシステムをきわめて低い出力レベルで動作させることを可能にするシステムおよび方法を提供する。例えば、本発明によるシステムおよび方法は、ガスタービンシステムを、排出物の順守を保ちながら通常の出力の約１５％、２０％、２５％、または３０％にターンダウンさせることを可能にできる。１つ以上の制御装置（例えば、弁）を設けることによって、燃料の流れを、ガスタービンシステムについてきわめて低い出力レベルおよび少ない排出物の達成を可能にする方法で、案内および調節することができる。例えば、弁を、低いレートおよび排出物を少なく保つ空気／燃料比をもたらす方法でガスタービンシステム内の特定の燃料インジェクタおよび／または特定の燃焼室への燃料の流れを調節するように制御することができる。より詳しくは、本明細書において検討されるいくつかのターンダウン動作において、特定の下流の燃料インジェクタ（例えば、遅延希薄インジェクタ）への燃料の流れを減らすことができ、ガスタービンシステム内の燃焼室のうちの少なくとも１つへの燃料の流れを、減少または停止させることができる。そのようなターンダウン方法は、需要の増大の場合にガスタービンシステムを速やかに最大出力に復帰させることも可能にできる。さらに、本発明のいくつかの実施形態においては、燃料の流れを、さらに詳しく後述されるように、高温ガスの経路に沿った構成部品への熱応力を軽減する方法で燃焼室を停止させるように調節することができる。
【００１４】
図面に眼を向けると、図１が、排出物を適切に少なく保ちつつ低い出力レベルで動作するように設定することができるガスタービンシステム１０の実施形態のブロック図を示している。本明細書において説明されるシステムおよび方法は、ガスタービンシステムなどの任意のタービンシステムにおいて使用することが可能であり、いかなる特定の機械またはシステムにも限定されるものではない。図示のとおり、ガスタービンシステム１０は、圧縮機１２と、タービン燃焼室１４と、タービン１６とを備える。ガスタービンシステム１０は、液体燃料および／または気体燃料２０（天然ガスまたは合成ガスなど）を受け取るように構成された１つ以上の燃料ノズル１８を備える１つ以上の燃焼室１４を備えることができる。また、ガスタービンシステム１０は、１つ以上の燃料ノズル１８の概ね下流に配置され、燃料２０（または、燃料２０と空気の混合物）を燃焼室１４に注入するように構成された１つ以上の燃料インジェクタ２２（例えば、遅延希薄燃料インジェクタまたはＬＬＩ）をさらに備えることができる。ガスタービンシステム１０は、１つ以上の燃料ノズル１８および／または１つ以上のＬＬＩ２２への燃料の流れを制御するように概ね構成されたコントローラ２３を備えることができる。コントローラ２３は、ガスタービンシステム１０と信号の送信および／または受信を行ない、ガスタービンシステム１０における燃料の流れを制御するように構成された任意の適切なエンジンコントローラであってよい。
【００１５】
タービン燃焼室１４が、燃料−空気混合物を点火および燃焼させ、結果として高温の加圧された燃焼ガス２４（例えば、排気）をタービン１６に渡す。タービン翼が、シャフト２６に接続され、シャフト２６は、タービンシステム１０の各所のいくつかの他の構成要素にも接続されている。燃焼ガス２４がタービン１６のタービン翼を通過するとき、タービン１６が駆動されて回転し、シャフト２６の回転を生じさせる。最終的に、燃焼ガス２４は、排気出口２８を介してタービンシステム１０を出る。さらに、シャフト２６を、シャフト２６の回転を動力とする負荷３０に接続することができる。例えば、負荷３０は、発電機、飛行機のプロペラ、など、タービンシステム１０の回転出力によって力を生み出すことができる任意の適切な装置であってよい。
【００１６】
圧縮機翼が、圧縮機１２の構成部品として含まれてよい。圧縮機１２内の翼は、シャフト２６に接続され、上述のようにシャフト２６がタービン１６によって駆動されて回転するときに、回転する。取り入れ口３２が、空気３４を圧縮機１２に送り、圧縮機１２内の翼の回転によって空気３４が圧縮され、加圧された空気３６が生み出される。次いで、加圧された空気３６は、タービン燃焼室１４の１つ以上の燃料ノズル１８および／またはＬＬＩ２２に送られる。１つ以上の燃料ノズル１８が、燃料を無駄にせず、あるいは過度の排出物を生じさせることがないように、燃焼（例えば、燃料をより完全に燃焼させる燃焼）のための適切な混合比を生み出すよう、加圧された空気３６と燃料２０とを混合する。さらに詳しく後述されるように、ガスタービンシステム１０を、排出物を適切に少なく保ちつつ、きわめて低い出力レベルで動作するように構成することができる。
【００１７】
図２が、ガスタービンシステム１０の燃焼室１４の実施形態の一部分の側面断面図である。図示のとおり、ガスタービンシステム１０は、長手方向の軸または長手方向３８、径方向の軸または径方向４０、ならびに周方向の軸または周方向４２を基準に説明することができる。ガスタービンシステム１０は、燃焼室１４の先端４３に配置された１つ以上の燃料ノズル１８を備える。１つ以上の燃料ノズル１８を、燃焼室１４の第１の端部４４の近く（例えば、近接、隣接、など）に概ね位置させることも可能である。さらに、燃焼室１４は、タービン１６に向かう高温の燃焼ガスの流れの方向において第１の端部４４の概ね下流に位置する燃焼室の第２の端部４６の近くに配置された１つ以上の遅延希薄インジェクタ２２（ＬＬＩ）を備えることができる。
【００１８】
図２に示されるとおり、１つ以上の制御装置または弁６４を、燃料２０の流れを制御するために設けることができる。弁６４を、任意の適切な方法で配置することができる。例えば、図示の実施形態においては、少なくとも１つの弁６４ａが、燃料回路６０と燃焼室１４との間の燃料配管６２（例えば、マニホールド）に沿って配置され、弁６４ａが、弁６４ａによって燃焼室１４への（例えば、１つ以上の燃料ノズル１８およびＬＬＩ２２への）燃料２０の供給を調節できるように配置される。
【００１９】
さらに、１つ以上の弁６４ｂを、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れについてさらなるレベルの制御または別個独立の制御を可能にするために、設けることができる。図示の実施形態においては、弁６４ｂが、弁６４ａとＬＬＩ２２との間の燃料配管６２に沿って配置される。図示のとおり、ＬＬＩ２２を、燃焼室１４の過渡領域４８を囲んでいる直線および／または流通スリーブ４７によって構造的に支持することができる。ＬＬＩ２２は、燃焼室１４の長手方向の軸３８に沿った１つ以上の軸方向における段階または領域において燃焼室１４に燃料２０を供給するように構成される。ＬＬＩ２２を、矢印５０によって示されるとおりに燃焼室１４に燃料２０を注入するように構成することができ、燃料２０は、燃焼室１４内の流れの方向５２を概ね横切る方向に注入される。そのような構成は、ガスタービンシステム１０の動作の最中に燃焼室１４内に安定した燃焼の局所領域を生み出す。さらに、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れを、さらに詳しく後述されるように、排出物を適切に少なく保ったままでのターンダウンを容易にする方法で、弁６４ａ、６４ｂによって調節することもできる。
【００２０】
上述のように、１つ以上のＬＬＩ２２を、燃焼室１４の１つ以上の軸方向における段階または領域に配置することができる。いくつかの実施形態においては、複数のＬＬＩ２２が、燃焼室１４の長手方向の軸３８に沿ったただ１つの軸方向における段階において、燃焼室１４を巡って周方向４２に並べられる。特定の実施形態においては、複数のＬＬＩ２２が、燃焼室１４の長手方向の軸３８に沿った複数の軸方向における段階において、燃焼室１４を巡って周方向４２に並べられる。すなわち、軸方向における第１の段階が、１つ以上のＬＬＩ２２を備えることができ、軸方向における第２の段階が、１つ以上のＬＬＩ２２を備えることができる。ＬＬＩ２２を、任意の適切な方法で配置することができる。例えば、軸方向における第１の段階のＬＬＩ２２および軸方向における第２の段階のＬＬＩ２２を、互いに対して周方向４２にずらすことが可能である。軸方向における段階は、同じ数のＬＬＩ２２を備えても、異なる数のＬＬＩ２２を備えてもよい。
【００２１】
燃料回路６０が、燃料２０を燃料ノズル１８および／またはＬＬＩ２２に供給することができる。燃料２０を、燃料配管６２によって燃料ノズル１８および／またはＬＬＩ２２にもたらすことができる。複数の燃料回路および／または複数の燃料配管６２を、本発明のシステムに組み込むことができることを、理解すべきである。上述のように、１つ以上の弁６４ｂを、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れを別個独立に調節するために設けることができる。図２の実施形態においては、各々のＬＬＩ２２について１つの弁６４ｂが設けられているが、任意の適切な構成が考えられる。いくつかの実施形態においては、１つの弁６４ｂが、２つ以上のＬＬＩ２２への燃料２０の流れを調節することができる。いくつかの実施形態においては、１つの弁６４ｂが、軸方向における１つの段階の周方向４２に配置されたすべてのＬＬＩ２２への燃料２０の流れを調節することができる。すなわち、軸方向における１つの段階のＬＬＩ２２を、一緒に動作させることができる。いくつかの実施形態においては、１つの弁６４ｂが、軸方向における２つ以上の段階のＬＬＩ２２の各々への燃料２０の流れを調節することができる。すなわち、軸方向における複数の段階のＬＬＩ２２を、一緒に動作させることができる。いくつかの実施形態においては、１つの弁６４ｂが、燃焼室１４のすべてのＬＬＩ２２またはガスタービンシステム１０の複数の燃焼室１４のＬＬＩ２２への燃料２０の流れを調節することができる。
【００２２】
コントローラ２３が、１つ以上の弁６４と通信することができる。コントローラ２３は、弁６４を開き、閉じ、あるいは調節するために、弁６４に信号７０をもたらすように構成される。すなわち、図示の実施形態においては、コントローラ２３が、燃焼室１４の全体への燃料２０の流れおよび供給を調節し、さらには／あるいはＬＬＩ２２への燃料２０の流れを個別に制御するために、弁６４を制御する。燃焼室１４の種々の弁６４を、任意の適切な配置にて位置させることができ、さらに詳しく後述されるように、低いターンダウンを可能にするための任意の適切な方法で調節することができる。
【００２３】
図３が、ガスタービンシステム１０の実施形態の概略図である。図示のとおり、コントローラ２３が、１つ以上の制御装置または弁６４を制御するように構成されている。次いで、１つ以上の弁６４が、ガスタービンシステム１０の燃焼室１４の種々の構成要素（例えば、燃料ノズル１８およびＬＬＩ２２）への燃料２０の流れを左右し、あるいは調節する。例えば、特定のターンダウン動作においては、１つ以上の弁６４が、最初に１つ以上の燃焼室１４のＬＬＩ２２への燃料２０の流れを減らすことができる。次いで、燃焼室１４のうちの１つ以上において特定のしきい値燃料流量または温度（例えば、ガスタービンシステム１０に組み込まれたセンサまたは他の監視装置によって監視される）が達成されるとき、１つ以上の弁６４が、ガスタービンシステム１０の燃焼室１４のうちの少なくとも１つへの燃料２０の流れを停止させることができる。さらに詳しく後述されるとおり、ガスタービンシステム１０のこれらの構成要素を、種々の構成にて配置することができ、排出物を適切に少なく保ちつつきわめて低いターンダウンを可能にすべく、種々の方法によって動作させることができる。
【００２４】
コントローラ２３は、１つ以上の弁６４および／またはガスタービンシステム１０の他の流れの調節の特徴と電気的に通信することにより、ガスタービンシステム１０の動作を独立して制御することができる。さらに、コントローラ２３は、さらに詳しく後述されるように、１つ以上のセンサと電気的に通信することができる。コントローラ２３は、完全または部分的に自動化された分散制御システム（ＤＣＳ）または任意のコンピュータにもとづくワークステーションを含むことができる。例えば、コントローラ２３は、いずれも火炎温度および燃料流量などの燃焼パラメータに関係したインストラクションを記憶するためのメモリ回路を通常は備えることができる汎用または特定用途向けのプロセッサを使用する任意の装置であってよい。プロセッサは、１つ以上の処理装置を備えることができ、メモリ回路が、本明細書に記載の方法および制御動作を実行すべくプロセッサによって実行することができるインストラクションを協働して記憶する１つ以上の実体ある一時的でない機械で読み取ることができる媒体を備えることができる。そのような機械で読み取ることができる媒体は、プロセッサあるいはプロセッサを備える任意の汎用または専用のコンピュータまたは他の機械によってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体であってよい。例として、そのような機械で読み取ることができる媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、もしくは機械で実行することができるインストラクションまたはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを保持または記憶するために使用することができ、プロセッサあるいはプロセッサを備える任意の汎用または専用のコンピュータまたは他の機械によってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。情報がネットワークまたは他の通信接続（有線、無線、あるいは有線または無線の組み合わせ、のいずれか）によって機械に転送または供給されるとき、機械は、この接続を、機械で読み取ることができる媒体であると妥当に見なす。したがって、そのような接続はいずれも、機械で読み取ることができる媒体と妥当に称される。以上の組み合わせも、機械で読み取ることができる媒体の範囲に含まれる。機械で実行することができるインストラクションは、例えばプロセッサ、あるいは任意の汎用のコンピュータ、専用のコンピュータ、または専用の処理機械に特定の機能または機能群を実行させるインストラクションおよびデータを含む。後述のように、コントローラ２３が、１つ以上のセンサから受信される入力信号によってもたらされる情報を使用して、機械で読み取ることができ、あるいはコンピュータにとって読み取り可能である記憶媒体に収容されたインストラクションまたはコードを実行し、種々の弁６４への１つ以上の出力信号７０を生成することができる。例えば、コントローラ２３の機械で読み取ることができ、あるいはコンピュータにとって読み取り可能である記憶媒体に収容されたインストラクションまたはコードの実行にもとづき、出力信号７０を、ガスタービンシステム１０における燃料２０の流れを制御するために使用することができる。
【００２５】
図４が、複数の燃焼室１４における燃料２０の流れを調節するように構成された複数の弁６４を有するガスタービンシステム１０の実施形態の概略図である。図示の実施形態においては、第１の燃焼室１４ａ（例えば、第１の燃焼缶）が、燃焼室１４ａの先端４３に配置でき、第１の端部４４の近くに位置させることができる１つ以上の燃料ノズル１８ａを備える。さらに、第１の燃焼室１４ａは、燃焼室１４ａの第２の端部４６の近くに位置する１つ以上のＬＬＩ２２ａを備える。ガスタービンシステム１０は、複数の弁６４を制御するように構成されたコントローラ２３を備えることができる。図示のとおり、第１の弁６４ａを、燃料回路６０と第１の燃焼室１４ａとの間の燃料配管６２に沿って配置することができる。第１の弁６４ａを、第１の燃焼室１４ａへの燃料２０の流れを調節するように構成することができる。さらに、第２の弁６４ｂを、第１の弁６４ａとＬＬＩ２２との間の燃料配管６２に沿って配置することができる。第２の弁６４ｂを、さらなる制御のレベルを提供し、第１の燃焼室１４ａのＬＬＩ２２ａへの燃料２０の流れを独立に調節するように構成することができる。図２に関して上述したように、例えば、各々のＬＬＩ２２について１つの弁６４ｂを設けることができ、あるいは軸方向における各段階のＬＬＩ２２ごとに１つの弁６４ｂを設けることができ、もしくは第１の燃焼室１４ａのすべてのＬＬＩについて１つの弁６４ｂを設けることができる。図示のとおり、第２の燃焼室１４ｂ（例えば、第２の燃焼缶）は、燃料ノズル１８ｂ、ＬＬＩ２２ｂ、および弁６４について第１の燃焼室１４ａと同様の配置を有することができるが、ガスタービンシステム１０の種々の燃焼室１４が異なる配置および構成を有してもよいことを、理解すべきである。
【００２６】
上述のように、コントローラ２３は、燃料回路６０から燃焼室１４の種々の構成要素（例えば、燃料ノズル１８および／またはＬＬＩ２２）に届けられる燃料２０の量を調節するために弁６４を制御することができる。いくつかの実施形態においては、コントローラ２３が、検出される燃焼室１４内の燃焼パラメータにもとづいて弁６４を選択的に操作することができる。例えば、特定の実施形態においては、１つ以上のセンサ８２を、燃料配管６２の燃料２０の流量を検出するように構成することができる。１つ以上のセンサ８２によって得られる情報を、コントローラ２３にもたらすことができ、コントローラ２３が、特定の弁６４の開閉などの種々の動作を開始させることができる。さらに詳しく後述されるように、コントローラ２３は、燃料の消費を少なくし、排出物の順守を維持する方法で、ガスタービンシステム１０の燃焼室１４のうちの１つ以上の燃焼室における弁６４のうちの１つ以上の弁を途中まで閉じ、あるいは遮断する（例えば、完全に閉じる）ことができる。
【００２７】
図４を参照すると、ターンダウン動作の際に、コントローラ２３は、ガスタービンシステム１０の特定の部位への燃料２０の流れを減らすように弁６４を制御することができる。いくつかの実施形態においては、コントローラ２３が、燃焼室１４のうちの１つ以上の燃焼室の１つ以上のＬＬＩ２２への燃料２０の流れを減らすように１つ以上の弁６４ｂを制御することができる。例えば、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れを、特定の流量（例えば、しきい値流量）に減らすことができ、あるいはＬＬＩ２２への燃料の流れを、燃焼室１４において特定の火炎温度（例えば、しきい値火炎温度）が達成されるまで減らすことができる。上述のように、いくつかの実施形態においては、１つ以上のセンサ８２を、燃料の流量および／または燃焼室１４内の温度を検出するために設けることができる。１つ以上のセンサ８２によって集められる情報を、ターンダウンプロセスにおける後続の工程の判断または開始に使用することができる。例えば、燃焼室１４のうちの１つ以上の燃焼室のＬＬＩ２２への燃料２０の流れが、弁６４ｂによって特定のしきい値流量（例えば、下側しきい値流量）に達するとき、コントローラ２３は、その後に、ガスタービンシステム１０の燃焼室１４のうちの少なくとも１つへの燃料２０の流れを減らし、あるいは停止させるように弁６４ａを制御することができる。さらに、いくつかの実施形態においては、ガスタービンシステム１０の排出物を、センサ８２または他の適切な監視装置によって監視することができる。したがって、コントローラ２３を、ターンダウンプロセスの最中に排出物の順守（例えば、排出物しきい値を下回る）を維持するために、ＬＬＩ２２および／または燃料ノズル１８への燃料の流れを動的に調節し、さらには／あるいは燃焼室１４のうちの少なくとも１つへの燃料の流れを停止させるように構成することができる。
【００２８】
図４の実施形態において、燃焼室１４のうちの１つ以上の燃焼室のＬＬＩ２２への燃料２０の流れをゼロ（あるいは、ほぼゼロ）に減らすことができ、次いで第１の燃焼室１４ａの弁６４ａを制御することができる。特定の実施形態においては、コントローラ２３が、ガスタービンシステム１０の少なくとも第１の燃焼室１４ａへの燃料２０の流れを減らし、あるいは停止させるように、第１の燃焼室１４ａの弁６４ａを制御することができる。結果として、燃料２０を、第２の燃焼室１４ｂなどの隣接する燃焼室１４に向けることができ、第２の燃焼室１４ｂにおける燃料／空気比を高めることができる。そのような方法は、運転出力を、第１の燃焼室１４ａを実質的に停止させ、燃料２０を第２の燃焼室１４ｂに向けることによって下げることができ、結果として第２の燃焼室１４ｂの火炎温度が高くなり、排出物が少なくなる。図２においては燃焼室１４が２つだけ図示されているが、特定の実施形態において、コントローラ２３が、ガスタービンシステム１０の燃焼室１４のうちの４分の１、２分の１、または任意の適切な割合への燃料２０の流れを停止させるように１つ以上の弁６４ａを制御できることを、理解すべきである。
【００２９】
さらに、ガスタービンシステム１０を、ガスタービンシステム１０の少なくともターンダウンさせた燃焼室１４への燃料２０の流れを増やすように弁６４ａを制御することによって、最大出力に復帰させることができる。さらに、弁６４ｂを、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れを調節してガスタービンシステム１０の出力レベルを高めるように制御することができる。ガスタービンシステム１０を、本方法によってきわめて低いターンダウンレートで運転できるため、需要の少ない期間またはピーク外の時間において、ガスタービンエンジンを完全に停止させる必要がない。したがって、ガスタービンシステム１０が、出力レベルを高めるために時間のかかる始動プロセスを経ることがない。
【００３０】
図５が、複数の燃焼室１４と、これら複数の燃焼室１４における燃料２０の流れを調節するように構成された複数の弁６４とを有するガスタービンシステム１０の別の実施形態の概略図である。図示の実施形態においては、第１の弁６４ａが、燃料ノズル１８への燃料２０の流れを、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れに影響を及ぼすことなく調節できるように配置されている。したがって、第１の弁６４ａを、燃料ノズル１８への燃料２０の流れを独立に制御するために設けることができる一方で、第２の弁６４ｂを、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れを独立に制御するために設けることができる。特定の実施形態においては、そのような制御を、第１の弁６４ａを燃料回路６０と燃料ノズル１８との間の燃料配管６２に沿って配置し、第２の弁６４ｂを燃料回路６０とＬＬＩ２２との間の燃料配管６２に沿って配置することによって、達成することができる。図５を参照すると、ターンダウン動作において、第１の燃焼室１４ａのＬＬＩ２２への燃料２０の流れを、第２の弁６４ｂによって調節することができる。特定のしきい値（例えば、流量、火炎温度、など）に達するとき、燃料ノズル１８への燃料の流れを、第１の弁６４ａによって別途調節することができる。しかしながら、図示の実施形態においては、第１の弁６４ａが、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れに影響を及ぼさない。したがって、図示のガスタービンシステム１０は、さらなる動作の柔軟性を提供する。例えば、第１の弁６４ａおよび第２の弁６４ｂを同時に操作することができ、あるいは燃料ノズル１８およびＬＬＩ２２への燃料２０の流れを、システムの状態にもとづいて細かく調節することができる。さらに、そのような構成を、ガスタービンシステム１０の効率的なターンダウンおよび完全な停止に利用することができる。特定の実施形態においては、第１の弁６４ａを、１つ以上の燃料ノズル１８への燃料２０の流れをＬＬＩ２２への燃料２０の流れに影響を及ぼすことなく調節するように制御することができる。ひとたび１つ以上の燃料ノズル１８への燃料２０の流れが特定のしきい値（例えば、流量、火炎温度、など）に達すると、次いで第２の弁６４ｂを、ＬＬＩ２２への燃料２０の流れを減らすように制御することができる。そのような技術を、ガスタービンシステム１０の１つ以上の燃焼室１４への燃料２０の流れを停止させるために利用することができる。さらに、そのような技術は、高温ガスの経路に沿った構成部品への熱応力を減らすことができるため、ガスタービンシステム１０の停止の手順の改善を可能にすることができる。
【００３１】
さらに、図５には示されていないが、特定の実施形態においては、図４のように、少なくとも１つの燃焼室１４への（例えば、燃焼室１４の燃料ノズル１８およびＬＬＩ２２の両方への）燃料２０の流れを調節するために、さらなる弁６４を第１の弁６４ａの上流に設けることが可能である。そのような構成は、ガスタービンシステム１０における燃料２０の流れを調節するためのさらなる動作の柔軟性および制御をもたらすと考えられる。さらに、図５に示されるガスタービンシステム１０は、需要の増大時に比較的迅速な出力の増加を可能にすると考えられる。弁６４が、時間のかかる始動プロセスを経る必要なく出力を増加させるように、燃料ノズル１８および／またはＬＬＩ２２への燃料２０の流れを調節することができる。
【００３２】
図５においては、燃料回路６０が１つだけ図示されているが、複数の燃料回路６０を設けてもよいことを、理解すべきである。いくつかの実施形態においては、燃料２０を、燃料回路６０から燃焼室の第１の端部４４に位置する１つ以上の燃料ノズル１８にもたらすことができ、さらなる燃料２０または第２の別の燃料（例えば、ＬＬＩ燃料）を、第２の異なる燃料回路からＬＬＩ２２のうちの１つ以上にもたらすことができる。ＬＬＩ燃料は、任意の適切な燃料組成物あるいは例えば精油所ガスまたはメタンよりも高い反応性を有するガスなどの代替ガスを含むことができる。そのような構成は、利用できる燃料の種類における柔軟性の向上をもたらすことができ、ガスタービンシステム１０について低いレートでの運転および低排出物の維持を可能にすべく燃料２０の流れを制御することができる方法におけるさらなる柔軟性をもたらすことができる。図５に示した弁６４、燃料ノズル１８、およびＬＬＩ２２の配置は、燃焼室１４内の燃料ノズル１８および／またはＬＬＩ２２への異なる種類の燃料の独立した制御を可能にすると考えられる。
【００３３】
図６は、複数の燃焼室１４における燃料２０の流れを調節するための複数の弁６４を有しているガスタービンシステム１０の実施形態の概略図である。図示の実施形態においては、複数の燃焼室１４が、セクタ９０（例えば、いくつかの燃焼室１４からなる部分集合）に配置されている。例えば、第１の燃焼室１４ａおよび第２の燃焼室１４ｂが、第１のセクタ９０ａに配置され、第３の燃焼室１４ｃおよび第４の燃焼室１４ｄが、第２のセクタ９０ｂに配置される。任意の適切な数（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０以上）のセクタ９０を設けることができ、各々のセクタ９０が、任意の適切な数（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０以上）の燃焼室１４を備えることができることを、理解すべきである。セクタ９０は、隣接する燃焼室１４を含むことができ、あるいは非隣接の（例えば、交互の）燃焼室１４を含むことができる。いくつかの実施形態においては、各々のセクタ９０への燃料２０の流れを、第１の弁６４ａによって制御することができる。図６を参照すると、ターンダウン動作において、燃焼室１４のうちの１つ以上の燃焼室のＬＬＩ２２への燃料２０の流れを、１つ以上の第２の弁６４ｂによって特定のしきい値に減らすことができる。図示のとおり、１つの第２の弁６４ｂを各々の燃焼室１４について設けることができるが、すでに述べたように、例えば各々のＬＬＩ２２、各々のセクタ９０のＬＬＩ２２、またはガスタービンシステム１０の全体のＬＬＩ２２について、１つの第２の弁６４ｂを設けることも可能である。ひとたび弁６４ｂによってしきい値が達成されると、第１の弁６４ａのうちの１つ以上を、セクタ９０のうちの１つ以上のセクタへの燃料２０の流れを調節するように制御することができる。いくつかの実施形態においては、第１の弁６４ａのうちの１つ以上の弁を、燃料２０が一部のセクタ９０にのみ供給されるように制御することができる。例えば、第１の弁６４ａのうちの１つ以上の弁を、燃料２０が半数のセクタ９０および／または半数の燃焼室１４にのみ供給されるように制御することができる。当業者であれば理解できるとおり、ガスタービンシステム１０における種々の燃焼室１４および種々のセクタ９０は、異なる配置および構成を有することができる。例えば、図４および５に示した上述の構成のいずれかを、各々のセクタ９０について使用することができ、ガスタービンシステム１０のセクタ９０が、互いに異なる構成を有することができる。
【００３４】
図７が、ガスタービンシステム１０の前方からの斜視図を示しており、ガスタービンシステム１０が、ガスタービンシステム１０の長手方向の軸３８を中心にして周方向４２に並べられた複数の燃焼室１４（例えば、１４個の燃焼室）を有している。燃焼室１４を、任意の適切な数のセクタ９０に配置することができ、各々のセクタ９０が、任意の数の燃焼室１４を含むことができる。例えば、図示のとおり、燃焼室１４が４つのセクタ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに配置され、各セクタ９０が４つの燃焼室１４を有する。上述のように、各セクタ９０は、一連の隣り合う燃焼室１４を含むことができ、あるいはセクタ９０は、非隣接の燃焼室１４（例えば、交互の燃焼室１４、あるいは２つおき、３つおき、または４つおきの燃焼室１４、など）を含むことができる。特定の燃焼室１４および／または特定のセクタ９０への燃料２０の流れを制御することができる。例えば、１つのセクタ９０への燃料２０の流れ、またはいくつかの燃焼室１４からなる任意の部分集合への燃料２０の流れを、１つ以上の弁６４を調節することによって減らすことができ、あるいは停止させることができる。いくつかの実施形態においては、各セクタ９０の燃焼室１４への燃料２０の流れを、１つの弁６４によって制御することができる。例えば、１つの弁６４が、１つのセクタ９０内のすべての燃焼室１４への燃料２０の流れを調節することができる。そのような構成は、例えば、より少ないハードウェア（例えば、より少数の弁）での効率的なターンダウンを可能にでき、処理工程を減らすことができる。
【００３５】
上述の実施形態は、ガスタービンシステム１０を排出物の順守を維持しながら低いレートまたは出力レベルで動作させるための技術の例を提供している。コントローラ２３を、任意の適切な順序または順番でガスタービンシステム１０の種々の部分への燃料の流れを徐々にターンダウンまたは変化させるように構成できることを、理解すべきである。したがって、コントローラ２３が、順次または徐々にＬＬＩ２２のうちの１つ以上のＬＬＩへの燃料の流れを減らし、燃料ノズル１８のうちの１つ以上の燃料ノズルへの燃料の流れを減らし、さらには／あるいは任意の順序または順番にて１つ以上の燃焼室１４または燃焼室１４からなるセクタ９０への燃料の流れをオフにする（例えば、停止させる）ことによって、ターンダウンプロセスを制御することができる。例えば、コントローラ２３は、最初に１つ以上のＬＬＩ２２への燃料の流れを減少させ、次いでいくつかの燃焼室１４（例えば１つ以上、ただしすべてではない）からなる部分集合への燃料の流れを停止させることができる。いくつかの実施形態においては、コントローラ２３が、最初にいくつかの燃焼室１４（例えば１つ以上、ただしすべてではない）からなる部分集合への燃料の流れを停止さ、次いでガスタービンシステム１０の他の燃焼室１４（例えば、稼働中の燃焼室、前記部分集合の一部ではない燃焼室）に組み合わせられた１つ以上のＬＬＩ２２への燃料の流れを減らすことができる。さらに、いくつかの実施形態においては、ターンダウンプロセスの特定の工程を、同時に実行することができる。例えば、一部またはすべてのＬＬＩ２２への燃料の流れを、燃焼室１４の部分集合への燃料の量が減らされるときに減らすことができる。さらに、上述のように、ガスタービンシステムは、流量、燃焼室１４のうちの１つ以上の燃焼室における温度、および／またはガスタービンシステム１０が発生させる排出物など、ガスタービンシステム１０の種々の特徴を監視するように構成されたセンサ８２あるいは他の監視および処理装置を備えることができる。したがって、ガスタービンシステムを、監視される温度および／または排出物のレベルに応答して、ＬＬＩ２２および燃料ノズル１８への燃料の流れを漸進的かつ動的に変化させ、さらには／あるいは燃焼室１４の部分集合への燃料の流れを停止させるように構成し、排出物の順守（例えば、温度または排出物のしきい値）を維持しながらのターンダウンを容易にすることができる。例えば、コントローラ２３は、監視される温度および／または排出物のレベルがあらかじめ計画されたしきい値を超える場合に、１つ以上のＬＬＩ２２への燃料の流れを増やすことができる。
【００３６】
すでに示したように、いくつかの状況において、ガスタービンシステム１０を低いレートまたは出力レベルで動作させることが望まれる場合がある。例えば、ピーク外の時間において、ガスタービンシステム１０を最大出力で動作させることは非現実的かつ高価につく可能性がある。さらに、ガスタービンシステム１０の完全な停止および再始動は、時間のかかるプロセスであり、システムの構成部品の耐久性に影響する可能性がある。しかしながら、そのような低い出力レベルでの動作時に、排出物の順守を維持することがきわめて困難になる可能性がある。したがって、本発明は、排出物を適切に少なく保ちながらガスタービンシステム１０をきわめて低い出力レベルで動作させることを可能にするためのシステムおよび方法を提供する。例えば、本発明によるシステムおよび方法は、ガスタービンシステムを、排出物を順守したままで通常の出力の約１５％（例えば、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、または９０％、あるいはこれらの間の任意の範囲）にターンダウンさせることを可能にできる。１つ以上の制御装置（例えば、弁）を設けることによって、燃料の流れを、ガスタービンシステム１０についてきわめて低い出力レベルおよび少ない排出物を達成できる方法で、案内および調節することができる。例えば、弁を、低いレートおよび少ない排出物を維持する燃料／空気比をもたらす方法で、ガスタービンシステム１０内の特定の燃料インジェクタおよび／または特定の燃焼室への燃料の流れを調節するように制御することができる。上述の実施形態は、例として提示されており、本発明を限定しようとするものではない。したがって、種々の構成要素（例えば、燃料ノズルおよび／またはＬＬＩ）への燃料の流れを調節するための任意の適切な数および配置の弁を、本発明にしたがって利用することができる。そのようなターンダウン方法は、ガスタービンシステム１０を需要の増大時に速やかに最大出力に戻すことも可能にできる。さらに、いくつかの実施形態においては、燃料の流れを、高温ガスの経路に沿った構成部品への熱応力を軽減する方法で燃焼室を停止させるように調節することができる。本明細書に開示の実施形態の技術的効果として、ガスタービンシステム１０を、排出物の順守を保ちながら低い出力レベルで運転できることが挙げられる。
【００３７】
本明細書においては、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本発明の特許可能な技術的範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者であれば想到できる他の実施例を包含することができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有し、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等な構造要素を含む場合、特許請求の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ガスタービンシステム、タービンシステム、ガスタービンエンジンシステム
１２  圧縮機
１４  燃焼室、タービン燃焼室
１４ａ  第１の燃焼室
１４ｂ  第２の燃焼室
１４ｃ  第３の燃焼室
１４ｄ  第４の燃焼室
１６  タービン
１８  燃料ノズル
１８ａ  燃料ノズル
１８ｂ  燃料ノズル
２０  燃料
２２  燃料インジェクタ（遅延希薄インジェクタ（ＬＬＩ））
２３  コントローラ
２４  燃焼ガス
２６  シャフト
２８  排気出口
３０  負荷
３２  取り入れ口
３４  空気
３６  加圧された空気
３８  長手方向の軸または長手方向
４０  径方向の軸または径方向
４２  周方向の軸または周方向
４３  先端
４４  第１の端部
４６  第２の端部
４７  流通スリーブ
４８  過渡領域
５０  矢印
５２  流れの方向
６０  燃料回路
６２  燃料配管
６４  弁（制御装置）
６４ａ  第１の弁、弁
６４ｂ  第２の弁、弁
７０  出力信号、信号
８２  センサ
９０  セクタ
９０ａ  第１のセクタ
９０ｂ  第２のセクタ
９０ｃ  セクタ
９０ｄ  セクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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