(57)【要約】【課題】著しく性能を損なうことなく、ガスタービンエンジン吸気スクリーンの氷の蓄積を防止する。【解決手段】マニホールドは吸気スクリーンに連結され、第１の導管はコンプレッサ段および混合部品の第１の入力に連結され、第２の導管は、排気装置および混合部品の第２の入力に連結される。第２の導管は、排気装置の圧力を上昇させずに排気ガスを抽出する。第３の導管は、混合部品の出力およびマニホールドに連結される。吸気スクリーンの現在の温度が吸気スクリーンの所望の温度より低い場合には、所望の吸気スクリーン温度を達成するために必要な空気−排気混合気の第１の流量が計算される。タービン排気サブシステムの圧力を上昇させずに、タービン排気サブシステムから排気ガス量を抽出し、コンプレッサ段から空気量を抽出し、吸気スクリーンに搬送される空気−排気混合気を生成するために、排気ガス量と空気量とを混合させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの吸気スクリーン（１３５）および吸気エアフィルタ（１３６）を加熱する方法（３００）であって、
現在の吸気スクリーン温度を決定するステップ（３０５）と、
所望の吸気スクリーン温度を決定するステップ（３１０）と、を含み、
前記現在の吸気スクリーン温度が前記所望の吸気スクリーン温度より低い場合（３１５）には、
前記所望の吸気スクリーン温度を達成するために必要な空気−排気混合気の第１の流量を計算するステップ（３２０）と、
タービン排気サブシステムの圧力を上昇させずに、前記タービン排気サブシステムから排気ガス量を抽出するステップ（３２５）と、
コンプレッサ段から空気量を抽出するステップ（３３５）と、
空気−排気混合気を生成するために、前記排気ガス量と前記空気量とを混合させるステップ（３３０）と、
前記吸気スクリーン（１３５）に前記空気−排気混合気を搬送するステップ（３４５）と、をさらに含み、前記空気−排気混合気は、前記第１の流量と等価な流量で搬送される方法（３００）。
【請求項２】
前記吸気スクリーン（１３５）に前記空気−排気混合気を搬送するステップ（３４５）は、吸気スクリーン制御弁を調整することを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記空気−排気混合気を生成するために前記排気ガス量と前記空気量とを混合させるステップ（３３０）は、前記排気ガス量とエダクタの前記空気量とを混合させることを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記排気ガス量に空気を加えるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項５】
現在のコンプレッサ吸気温度を決定するステップ（３５５）と、
所望のコンプレッサ吸気温度を決定するステップ（３６０）と、をさらに含み、
前記現在のコンプレッサ吸気温度が前記所望のコンプレッサ吸気温度より低い場合（３６５）には、
前記所望のコンプレッサ吸気温度を達成するために必要な空気−排気混合気の第２の流量を計算するステップ（３７０）と、
タービン排気装置からの排気ガス量を抽出するステップ（３７５）と、
コンプレッサ段から空気量を抽出するステップ（３８０）と、
前記空気−排気混合気を生成するために、前記排気ガス量と前記空気量とを混合させるステップ（３８５）と、
コンプレッサ吸気口に前記空気−排気混合気を搬送するステップ（３９０）と、をさらに含み、前記空気−排気混合気は、前記第２の流量と等価な流量で搬送される、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記コンプレッサ吸気口に前記空気−排気混合気を搬送するステップ（３９０）は、コンプレッサ吸気制御弁を調整することを含む、請求項５に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記所望の吸気スクリーン温度は、前記吸気スクリーンを除氷するのに十分である、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記所望の吸気温度は、前記吸気エアフィルタを除湿するのに十分である、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項９】
コンプレッサ（１０５）と、
排気装置を有するタービン（１１５）と、
吸気スクリーン（１３５）と、
前記吸気スクリーン（１３５）に連結されるマニホールドと、
第１の入力、第２の入力および出力を有する混合部品（１８５）と、
前記コンプレッサ段（１０５）および前記混合部品（１８５）の前記第１の入力に連結される第１の導管（１４０）と、
前記排気装置および前記混合部品（１８５）の前記第２の入力に連結され、吸引により排気ガスを抽出するのに適する第２の導管（１６０）と、
前記混合部品（１８５）の前記出力および前記マニホールドに連結される第３の導管（１９０）と、を含むシステム（１００）。
【請求項１０】
前記第１の導管（１４０）に配置される第１の制御弁（１８１）をさらに含む、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記第２の導管（１６０）に配置される第１の締切り弁（２２６）をさらに含む、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記第３の導管（１９０）に配置される第２の制御弁（２３０）をさらに含む、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
前記コンプレッサ（１０５）に連結されるＩＢＨシステムと、前記第３の導管（１９０）および前記ＩＢＨシステムに連結されるＩＢＨマニホールド（２００）と、をさらに含む、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１４】
前記コンプレッサ（１０５）および前記タービン（１１５）に連結される燃焼器をさらに含む、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１５】
前記タービン（１１５）に連結される熱回収蒸気発生器をさらに含む、請求項１４に記載のシステム（１００）。
【請求項１６】
コンプレッサ（１０５）と、
燃焼システム（１１０）と、
タービン（１１５）と、
タービン排気サブシステム（１２０）と、
前記コンプレッサ（１０５）に連結されるコンプレッサ吸気口と、
前記コンプレッサ吸気口に連結される吸気スクリーン（１３５）と、
前記吸気スクリーン（１３５）に連結されるマニホールドと、
前記コンプレッサ段（１０５）に連結され、前記コンプレッサ（１０５）から空気を抽出するのに適するコンプレッサ抽出サブシステムと、
前記タービン排気サブシステム（１２０）に連結され、吸引を用いて排気ガスを抽出するのに適する排気抽出サブシステムと、
前記コンプレッサ抽出サブシステムおよび前記排気抽出サブシステムに連結され、空気−排気混合気を生成するために前記空気と排気ガスとを混合するのに適する混合部品（１８５）と、
前記混合部品（１８５）および前記マニホールドに連結され、前記マニホールドに前記空気−排気混合気を搬送する第１の導管（１４０）と、を含むシステム（１００）。
【請求項１７】
前記コンプレッサ吸気口に連結される吸気ブリード熱マニホールドと、
前記混合部品（１８５）および前記吸気ブリード熱マニホールドに連結される第２の導管（１６０）と、をさらに含む、請求項１６に記載のシステム（１００）。
【請求項１８】
前記第１の導管（１４０）に配置される第１の制御サブシステム（１４５）と、
前記排気抽出サブシステムに連結される第２の制御サブシステム（１６５）と、
前記コンプレッサ抽出サブシステムに連結される第３の制御サブシステムと、をさらに含む、請求項１６に記載のシステム（１００）。
【請求項１９】
前記タービン（１１５）に連結される機械的負荷をさらに含む、請求項１６に記載のシステム（１００）。
【請求項２０】
前記タービン排気サブシステム（１２０）に連結される蒸気タービンをさらに含む、請求項１６に記載のシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する発明の主題は、一般的にはガスタービンエンジンに関し、特にガスタービンエンジンの吸気スクリーンの着氷を防止するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、典型的には、入ってくる空気を圧縮するためのコンプレッサと、燃料と圧縮された空気を混合するための、および高温ガス流を形成するために燃料／空気混合気に点火するための燃焼器と、高温ガス流によって駆動されるタービン部と、を含む。
【０００３】
ガスタービンエンジンは、様々な気候条件の下で、発電用に、あるいはポンプおよびコンプレッサを動作させるための機械的駆動装置として、グローバルに利用されている。寒冷な周囲温度および高い湿度条件での動作は、しばしばタービン吸気フィルタハウス部品に氷を堆積させる。しばしば、エアフィルタ素子（鳥スクリーン、水分分離機、コアレッサフィルタおよびフィルタモジュール）のこの氷の堆積は、空気の流れを制限し、フィルタハウスの吸気圧力降下を増加させるのに十分なほど深刻であり、その結果、燃焼タービン性能の損失をもたらし、あるいはさらに運転停止をもまねく。氷点の近くまたはそれより低い温度で液体または固体として取り入れられた水（湿った雪、氷晶雨など）が大部分の露出した表面に付着すると、着氷が生じて、氷が堆積される。また、飽和した冷却空気がより冷たいフィルタハウス表面と接触すると、氷が形成される。
【０００４】
吸気口の氷堆積を処理するための１つの一般的な方法は、吸込み雨よけに取り付けられる水分分離機およびコアレッサフィルタを取り外して、熱気または蒸気もしくは熱水／グリコール混合物が供給される加熱コイルを用いて、エアフィルタモジュールの上流で周囲空気を加熱することである。
【０００５】
典型的な先行技術の防氷システムによれば、排気筒チャネルにバイパス弁を配置することによって、排気ガスを再循環させる。これは、最低＋４０°Ｆのタービン吸気温度を維持するために十分な熱い排気ガスを吸気口に常に再循環させることを可能にする。この方法にはタービン排気の圧力が上昇するという不利な点があり、それによってガスタービンエンジンの性能に負の影響を与える。
【０００６】
別のタイプの防氷装置は、エアフィルタ、内部フィルタハウスの壁、および例えば吸気口案内翼やコンプレッサ初段ブレードなどの下流のガスタービン部品において氷の形成を助長する周囲条件の間、加熱を提供するために、吸気フィルタより前に配置される加熱コイルを利用する。コイルに基づくシステムでは、加熱は、熱水／グリコール混合物または低圧（ＬＰ）蒸気の形でコイルに供給される。このアプローチは、資本費を増加させて、例えば、加熱コイルによって課される付加的な気流規制（圧力降下）のため、操作年による生産効率に負に影響を与えることができる。
【０００７】
別の方法は、タービンの吸気エアフィルタハウスに、またはそれに隣接して位置する複数の加熱パネル（バンドル）を設けることである。各加熱パネルには、１つまたは複数の電気抵抗加熱素子が設けられる。複数の加熱パネルの各々の抵抗加熱素子を選択的に動作させるための制御器も設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０１９３１２７号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本開示は、著しく性能を損なうことなく、ガスタービンエンジン吸気スクリーンの氷の蓄積を防止する問題の解決法を提供する。
【００１０】
１つの例示的で非限定的な実施形態によれば、本発明は、ガスタービンの吸気スクリーンを加熱するための方法に関する。本方法は、現在の吸気スクリーン温度を決定するステップと、所望の吸気スクリーン温度を決定するステップと、を含む。現在の吸気スクリーン温度が所望の吸気スクリーン温度より低い場合には、本方法は所望の吸気スクリーン温度を達成するために必要な空気−排気混合気の第１の流量を計算するステップを含む。また、本方法は、タービン排気サブシステムの圧力を上昇させずに、タービン排気サブシステムから排気ガス量を抽出するステップと、コンプレッサ段から空気量を抽出するステップと、空気−排気混合気を生成するために、排気ガス量と空気量とを混合させるステップと、を含む。また、本方法は、吸気スクリーンに空気−排気混合気を搬送するステップを含み、空気−排気混合気は、第１の流量と等価な流量で搬送される。
【００１１】
別の実施形態では、システムは、コンプレッサと、排気装置を有するタービンと、吸気スクリーンと、を含む。マニホールドは、吸気スクリーンに連結される。混合部品は、第１の入力、第２の入力および出力を有する。第１の導管は、コンプレッサ段および混合部品の第１の入力に連結される。第２の導管は、排気装置および混合部品の第２の入力に連結され、第２の導管は、排気装置の圧力を上昇させずに排気ガスを抽出するのに適する。第３の導管は、混合部品の出力およびマニホールドに連結される。
【００１２】
別の実施形態では、コンプレッサと、燃焼システムと、タービンと、タービン排気サブシステムと、を含むシステムが提供される。システムは、コンプレッサに連結されるコンプレッサ吸気口と、コンプレッサ吸気口に連結される吸気スクリーンと、を含む。マニホールドは、吸気スクリーンに連結される。コンプレッサから空気を抽出するのに適するコンプレッサ抽出サブシステムは、コンプレッサ段に連結される。排気抽出サブシステムは、排気サブシステムの圧力を上昇させずに排気ガスを抽出するのに適し、タービン排気サブシステムに連結される。混合部品は、コンプレッサ抽出サブシステムおよび排気抽出サブシステムに連結される。混合部品は、空気−排気混合気を生成するために空気と排気ガスとを混合するのに適する。第１の導管は、混合部品およびマニホールドに連結され、マニホールドに空気−排気混合気を搬送する。
【００１３】
本発明の他の特徴および利点は、例えば本発明の特定の態様の原理を示す添付の図面と共に、以下の好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガスタービンエンジン吸気スクリーンを除氷するためのシステムの実施形態の模式図である。
【図２】ガスタービンエンジン吸気スクリーンを除氷するためのシステムに用いられる制御システムの実施形態の模式図である。
【図３】ガスタービンエンジン吸気スクリーンを除氷するためのシステムの代替的実施形態である。
【図４】ガスタービンエンジン吸気スクリーンを除氷するためのシステムの代替的実施形態である。
【図５】ガスタービン吸気スクリーンを除氷するための方法を示すフローチャートである。
【図６】ガスタービン吸気スクリーンを除氷するための方法の付加的なステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に、吸気スクリーンを除氷する能力を有するガスタービンシステム１００の実施形態を示す。ガスタービンシステム１００は、１つまたは複数のガスタービンエンジン１０１を含んでもよい。各ガスタービンエンジン１０１は、入って来る空気流を圧縮するコンプレッサ１０５を含む。コンプレッサ１０５は、圧縮された空気の流れを燃焼サブシステム１１０に供給し、そこで圧縮された空気の流れが圧縮された燃料の流れと混合し、混合気が点火されて燃焼ガスの流れを生成する。燃焼ガスの流れは、タービン１１５に次々に供給されて、機械的仕事を生成するようにタービン１１５を駆動する。タービン１１５で生成された機械的仕事は、コンプレッサ１０５および例えば発電機などの外部負荷を駆動する。燃焼ガスの流れは、排気サブシステム１２０を介して排気筒に排気されてもよいし、さもなければ廃棄されてもよい。
【００１６】
ガスタービンエンジン１０１は、ガスタービンエンジン１０１内に実質的に円周方向に延びる関節式吸気口案内翼アセンブリ１３０を有するコンプレッサ吸気サブシステム１２５を含んでもよい。
【００１７】
ガスタービンエンジン１０１は、吸気スクリーン１３５またはフィルタハウスを含んでもよく、フィルタアセンブリは、ガスタービンエンジン１０１に流れる空気から、水分および例えば塵および／または破片などの粒子状物質を取り除く複数の吸気エアフィルタ１３６を有する。
【００１８】
また、ガスタービンシステム１００は、コンプレッサ１０５段から圧縮空気量を抽出するために用いるコンプレッサバイパス導管１４０（第１の導管）を含んでもよい。コンプレッサバイパス導管１４０と関係するのは、第１の導管の制御弁１５０および第１の導管の流量センサー１５５を含んでもよい第１の導管の制御サブシステム１４５である。また、ガスタービンシステム１００は、排気バイパス導管１６０（第２の導管）および第２の導管の制御サブシステム１６５を含む。排気バイパス導管１６０は、（例えば吸引により）排気サブシステム１２０の圧力を上昇させずに排気サブシステム１２０から排気ガス量を抽出する。第２の導管の制御サブシステム１６５は、第２の導管の締切り弁１７０を含んでもよい。排気バイパス導管１６０を流れる排気ガスは、濾過空気源１７５からの濾過空気と混合されてもよい。濾過空気量は、濾過空気制御弁１８０によって制御される。代替的な非濾過空気源１７６は、濾過されずに、制御弁１８１で制御され、排気バイパス導管１６０の流れと混合されてもよい。
【００１９】
コンプレッサバイパス導管１４０からの空気および排気バイパス導管１６０からの排気ガスは、それが濾過空気または非濾過空気と混合されてもよいし、混合されなくてもよいが、例えばエダクタなどの混合部品１８５で混合される。当業者に知られているように、エダクタは特定の領域から液体または気体を汲み出すことができるいかなる可動部品も必要としない一種のジェット型ポンプの一種である。これらのポンプは、ベンチュリ効果により１つの流体から別の流体へエネルギーを移送するためにそれらの構造を使用する。エダクタでは、駆動流体（コンプレッサ１０５からの加圧空気）はエダクタのノズルを通過し、圧力エネルギーをジェットに変換する。これの結果はジェットの先頭の流体が変位するということであり、ノズルの出口で低圧力領域を生じる。それによって吸引する流れを生成し、エダクタの分岐入口を介して排気ガスが吸い込まれる。圧縮空気および吸い込まれた排気ガスは、それらがエダクタの拡散器を通って移動するにつれて混合される。この空気−排気ガス混合気の速度エネルギーは、吹込み圧力より強い背圧でエダクタから空気−排気ガス混合気が放出されるように、圧力エネルギーに変わる。
【００２０】
空気および排気ガスの混合気は、第３の導管１９０に搬送される。空気および排気ガスの混合気の一部は、吸気ブリード熱マニホールド（ＩＢＨマニホールド２００）に、吸気ブリード熱導管（ＩＢＨ導管１９５）によって搬送することができる。ＩＢＨマニホールド２００に搬送される空気および排気ガスの混合気の量は、ＩＢＨバイパス制御弁２０５によって制御される。また、空気−排気ガス混合気の一部は、吸気スクリーン導管２１０を通って防氷マニホールド２１５に搬送されてもよい。防氷マニホールド２１５に搬送される空気−排気ガス混合気の量は、吸気スクリーン制御弁２２０によって制御される。空気および排気ガスの混合気は、周囲空気取入口２２５からの周囲空気とさらに混合される。第３の導管１９０の全ての流れが防氷マニホールド２１５に搬送される場合には、吸気エアフィルタ１３６のデューティを最小にするために、代替的な非濾過空気源１７６を利用することができる。
【００２１】
動作の際には、コンプレッサ１０５段からの圧縮空気（温度Ｔｃｓｎ）は、混合部品１８５に搬送される。排気ガス（温度Ｔｅｘ）は、混合部品１８５（例えばエダクタ）で生成される低圧力領域の結果として、排気サブシステム１２０の圧力を上昇させずに排気サブシステム１２０から抽出される。混合部品１８５に搬送される圧縮空気および排気ガスの量は、吸気スクリーン１３５の所望の温度（所望のＴｉｓ）、吸気スクリーン１３５の実際の温度（実際のＴｉｓ）、吸気エアフィルタ１３６の所望の温度（所望のＴｆｉｌｔｅｒ）、コンプレッサ吸気口の所望の温度（所望のＴｉｎｌｅｔ）、コンプレッサ吸気サブシステム１２５の実際の温度（実際のＴｉｎｌｅｔ）、および周囲温度（Ｔａｍｂ）に依存する。空気またはガスの相対量は、質量流量計算を用いて計算され、第１の導管の制御弁１５０、第２の導管の締切り弁１７０、ＩＢＨバイパス制御弁２０５および吸気スクリーン制御弁２２０によって制御される。
【００２２】
図２に示すように、第１の導管の制御弁１５０、第２の導管の締切り弁１７０、ＩＢＨバイパス制御弁２０５、濾過空気制御弁１８０、制御弁１８１および吸気スクリーン制御弁２２０の位置は、制御器２３５によって制御される。とりわけ、制御器２３５は、第１の導管の流量センサー１５５から入力を受け取ることもできる。制御器２３５は、独立した制御器であってもよいし、あるいはガスタービン制御システムと統合されてもよい。
【００２３】
ガスタービン制御システムの例は、ゼネラルエレクトリック社のスピードトロニック（登録商標）マークＶＩ（登録商標）制御システムであって、全てのガスタービン制御要件を満たすように設計されている。それは、部分負荷条件での燃料流量を制御するように作用する、速さおよび負荷を制御する機能、ならびに燃料流量を、定格燃焼温度を達成することと合致する最大値に制限する温度制御、ならびに吸気口案内翼を介して気流を制御することを含む。マークＶＩ（登録商標）制御システムは、完全に自動化された始動、停止およびクールダウンを可能にするために、補助装置の順序づけを処理する。基本システムは、不利な動作条件および異常状態の予告に対するガスタービンシステム保護を組み込む。このように、制御システムは、燃料、空気および排出制御、始動、停止およびクールダウンのための燃料および補助装置の順序づけ、発電機とシステムとの同期および電圧整合、全てのタービン、制御および補助機能の監視、ならびに、安全でなく不利な動作条件に対する保護を含む多くの機能を実行する。これらの機能の全ては、所望の予めプログラムされた、および／またはオペレータの入力による制御フィロソフィを実行するために、統合化された方法で実行される。
【００２４】
図３に示す別の実施形態では、コンプレッサバイパス導管１４０は、コンプレッサ放出口２２１に連結されてもよい。コンプレッサ放出口２２１からの圧縮空気は、吸引によって排気サブシステム１２０から抽出された排気ガスと混合される。これは、例えばエダクタなどの混合部品１８５を用いて達成することができる。
【００２５】
図４に示す別の実施形態では、第２の導管（排気バイパス導管１６０）は、締切り弁２２６および制御弁２３０を有する大口径ダクトであってもよい。複合サイクル構成の排気ガスは、典型的には約１２インチＨ2Ｏの圧力である。周囲圧力に対するこの正圧は、防氷マニホールド２１５に排気流量の一部を輸送する原動力である。排気ガスの比較的低い供給圧力を与えられると、このバイパスダクトは、例えば、必要バイパス流量に適応するためにガスタービン排気から熱回収蒸気発生器の入口まで通じる排気バイパス導管１６０の断面積の約３０％の断面積を有してもよいことが予想される。
【００２６】
図５に、ガスタービンエンジン１０１の吸気スクリーン１３５を除氷するための方法３００を示す。
【００２７】
ステップ３０５では、方法３００は、吸気スクリーン１３５の現在の温度を決定する。
【００２８】
ステップ３１０では、方法３００は、吸気スクリーン１３５の所望の温度を決定する。吸気スクリーン１３５の所望の温度は、吸気スクリーン１３５を除氷するか、または氷または水液滴の形成を防止するために吸気エアフィルタ１３６を除湿するのに十分な温度であってもよい。
【００２９】
ステップ３１５では、方法３００は、吸気スクリーン１３５の現在の温度が吸気スクリーン１３５の所望の温度より低いかどうかを決定する。吸気スクリーン１３５の現在の温度が吸気スクリーン１３５の所望の温度より低い場合には、以下の付加的なステップが方法に含まれる。
【００３０】
ステップ３１６では、方法３００は、排気温度を決定する。
【００３１】
ステップ３１７では、方法３００は、コンプレッサ段温度を決定する。
【００３２】
ステップ３２０では、方法３００は、吸気スクリーン１３５の所望の温度を達成するために必要な排気−空気混合気の第１の流量を計算する。
【００３３】
ステップ３２５では、方法３００は、吸引によってタービン排気装置から排気ガス量を抽出する。
【００３４】
ステップ３３０では、方法３００は、空気−排気混合気を生成するために、排気ガス量と空気量とを混合させる。また、空気−排気混合気は、濾過空気と混合されてもよい。
【００３５】
ステップ３３５では、方法３００は、空気量をコンプレッサ段から抽出する。
【００３６】
ステップ３４０では、方法３００は、排気または空気−排気混合気とコンプレッサ段からの空気とを混合させる。ステップ３４０は、エダクタによって達成することができる。
【００３７】
ステップ３４５では、方法３００は、第１の流量と等価な流量で吸気スクリーンに空気−排気混合気を搬送する。これは、吸気スクリーン制御弁２２０を調整することによって達成することができる。
【００３８】
図６は、方法３００によって実行することができる付加的なステップ３５０を示す。
【００３９】
ステップ３５５では、方法３００は、コンプレッサ吸気サブシステム１２５の現在の温度を決定する。
【００４０】
ステップ３６０では、方法３００は、コンプレッサ吸気サブシステム１２５の所望の温度を決定する。
【００４１】
ステップ３６５では、方法３００は、コンプレッサ吸気サブシステム１２５の現在の温度がコンプレッサ吸気サブシステム１２５の所望の温度より低いかどうかを決定する。コンプレッサ吸気サブシステム１２５の現在の温度がコンプレッサ吸気サブシステム１２５の所望の温度より低い場合には、方法３００は以下の付加的なステップを実行する。
【００４２】
ステップ３７０では、方法３００は、コンプレッサ吸気サブシステム１２５の所望の温度を達成するために必要な空気−排気混合気の第２の流量を計算する。
【００４３】
ステップ３７５では、方法３００は、タービン排気装置の圧力を上昇させずに、タービン排気装置から排気ガス量を抽出する。
【００４４】
ステップ３８０では、方法３００は、コンプレッサ段から空気量を抽出する。
【００４５】
ステップ３８５では、方法３００は、空気−排気混合気を生成するために、排気ガス量と空気量とを混合させる。
【００４６】
ステップ３９０では、方法３００は、第２の流量と等価な流量でコンプレッサ吸気口に空気−排気混合気を搬送する。
【００４７】
方法３００は、防氷マニホールド２１５およびＩＢＨマニホールド２００の温度を制御することによって、吸気スクリーンの着氷を回避し、ガスタービンシステム１００の性能を最適化することを可能にする。これは、排気装置の圧力を上昇させずに達成され、それによって負の性能影響を回避する。
【００４８】
用語の定義が用語の一般的に用いられる意味から離れる場合には、特に指されない限り、出願人は以下に提供される定義を用いることを意図する。
【００４９】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を記載するだけの目的であって、本発明を限定することを目的としない。用語の定義が用語の一般的に用いられる意味から離れる場合には、特に指されない限り、出願人は以下に提供される定義を用いることを意図する。文脈が別途明らかに指示しない限り、単数形は複数形も含むことを意図する。第１、第２などの用語を様々な要素を記載するために用いることができるが、これらの要素がこれらの用語によって限定されてはならないことが理解されよう。これらの用語は、１つの要素と別の要素とを区別するために用いるにすぎない。用語「および／または」は、関係するリストされた項目のいずれか、および全て、１つまたは複数の組み合わせを含む。「に連結される」および「と連結される」というフレーズは、直接的または間接的な連結を考慮している。
【００５０】
この明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するために、またいかなる当業者も任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含む本発明を実施することができるように、実施例を用いている。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
【符号の説明】
【００５１】
１００  ガスタービンシステム
１０１  ガスタービンエンジン
１０５  コンプレッサ
１１０  燃焼サブシステム
１１５  タービン
１２０  排気サブシステム
１２５  コンプレッサ吸気サブシステム
１３０  関節式吸気口案内翼アセンブリ
１３５  吸気スクリーン
１３６  吸気エアフィルタ
１４０  コンプレッサバイパス導管
１４５  第１の導管の制御サブシステム
１５０  第１の導管の制御弁
１５５  第１の導管の流量センサー
１６０  排気バイパス導管
１６５  第２の導管の制御サブシステム
１７０  第２の導管の締切り弁
１７５  濾過空気源
１７６  代替的な非濾過空気源
１８０  濾過空気制御弁
１８１  制御弁
１８５  混合部品
１９０  第３の導管
１９５  ＩＢＨ導管
２００  ＩＢＨマニホールド
２０５  ＩＢＨバイパス制御弁
２１０  吸気スクリーン導管
２１５  防氷マニホールド
２２０  吸気スクリーン制御弁
２２１  コンプレッサ放出口
２２５  周囲空気取入口
２２６  締切り弁
２３０  制御弁
２３５  制御器
３００  吸気スクリーンを除氷するための方法
３０５  吸気スクリーンの現在の温度を決定するステップ
３１０  吸気スクリーンの所望の温度を決定するステップ
３１５  吸気スクリーン１３５の現在の温度が吸気スクリーンの所望の温度より低いかどうかを決定するステップ
３１６  排気温度を決定するステップ
３１７  コンプレッサ段の温度を決定するステップ
３２０  吸気スクリーンの所望の温度を達成するために必要な排気−空気混合気の第１の流量を計算するステップ
３２５  吸引によってタービン排気装置から排気ガス量を抽出するステップ
３３０  空気−排気混合気を生成するために、排気ガス量と空気量とを混合させるステップ
３３５  空気量をコンプレッサ段から抽出するステップ
３４０  排気または空気−排気混合気とコンプレッサ段からの空気とを混合させるステップ
３４５  第１の流量と等価な流量で吸気スクリーンに空気−排気混合気を搬送するステップ
３５０  付加的なステップ
３５５  コンプレッサ吸気サブシステムの現在の温度を決定するステップ
３６０  コンプレッサ吸気サブシステムの所望の温度を決定するステップ
３６５  コンプレッサ吸気サブシステム１２５の現在の温度がコンプレッサ吸気サブシステム１２５の所望の温度より低いかどうかを決定するステップ
３７０  コンプレッサ吸気サブシステムの所望の温度を達成するために必要な空気−排気混合気の第２の流量を計算するステップ
３７５  タービン排気装置の圧力を上昇させずに、タービン排気装置から排気ガス量を抽出するステップ
３８０  コンプレッサ段から空気量を抽出するステップ
３８５  空気−排気混合気を生成するために、排気ガス量と空気量とを混合させるステップ
３９０  第２の流量と等価な流量でコンプレッサ吸気口に空気−排気混合気を搬送するステップ
【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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