(57)【要約】  本発明は、ガスタービンのロータとハウジングとの間の調整可能なギャップのギャップ最小化を制御する方法に関する。ガスタービンの運転中に高精度のギャップ調整を保証するために、運転パラメータ、例えば、ガスタービンの相対出力（ＰＲＥＬ）の実際値（ＰＩ）を連続的に検出し、下限および上限閾値（ＰＵ、ＰＯ）と比較し、予め決められた期間にわたって実際値（ＰＩ）の最大値（ＰＭＡＸ）を決定し、これを用いて下限と上限閾値（ＰＵ、ＰＯ）の間にある境界値（ＰＧ）を決定する。これは、シミュレーションデータから抽出された相関に基づいて行われる。ギャップ最小化は、実際値（ＰＩ）が下限閾値（ＰＵ）を下回ると非作動とされ、上限閾値（ＰＯ）を上回ると作動される。閾値（ＰＵ、ＰＯ）間のギャップ最小化は、実際値（ＰＩ）が境界値（ＰＧ）を超えている限り作動されるが、境界値（ＰＧ）を下回っている場合は非作動となる。
2021507176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンのロータとハウジングとの間の調整可能なギャップのギャップ最小化を制御する方法であって、前記ガスタービンは、特に油圧式の、ギャップ調整装置を備えており、
シミュレーションプログラムを用いて、複数の異なるパラメータ設定下でのガスタービンの運転が図式化され、ギャップ寸法の運転パラメータ依存性を含むシミュレーションデータセットが作成されるステップと、
前記シミュレーションデータセットに基づいて、前記運転パラメータに対する下限閾値（ＰＵ）および上限閾値（ＰＯ）が定められるステップと、
さらに、前記下限閾値（ＰＵ）と前記上限閾値（ＰＯ）との間の移行領域（Ｍ）に対して、前記シミュレーションデータセットから当該運転パラメータとその運転パラメータの最大値（ＰＭＡＸ）との相関（Ｆ）が抽出されるステップと、
前記ガスタービンの運転中に運転パラメータの実際値（ＰＩ）が連続的に検出されて、前記下限閾値（ＰＵ）および前記上限閾値（ＰＯ）と比較されるステップと、
予め決められた期間にわたって前記実際値（ＰＩ）の最大値（ＰＭＡＸ）が決定されるステップと、
を含み、前記実際値（ＰＩ）と、前記下限閾値（ＰＵ）および前記上限閾値（ＰＯ）とを比較するステップにおいて、
前記実際値（ＰＩ）が前記下限閾値（ＰＵ）より小さい場合には、ギャップ最小化が不作動とされ、
前記実際値（ＰＩ）が前記上限閾値（ＰＯ）より大きい場合には、ギャップ最小化が作動され、
前記実際値（ＰＩ）が前記移行領域（Ｍ）内にある場合には、前記予め決められた期間における最大値（ＰＭＡＸ）を用いて、上記相関を利用して、前記運転パラメータに対する境界値（ＰＧ）が決定され、前記実際値（ＰＩ）が前記境界値（ＰＧ）より大きい場合にはギャップ最小化が作動され、前記実際値（ＰＩ）が前記境界値（ＰＧ）より小さい場合にはギャップ最小化が不作動とされる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記運転パラメータとして、前記ガスタービンの定格出力で正規化された相対出力（ＰＲＥＬ）が使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最大値（ＰＭＡＸ）が決定される期間が２０分〜３時間、特に３０分〜９０分である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記下限閾値（ＰＵ）が、前記相対出力（ＰＲＥＬ）の３０％から４５％の間にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記上限閾値（ＰＯ）が、前記相対出力（ＰＲＥＬ）の５０％と６５％との間にある、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記相対出力（ＰＲＥＬ）の低下後、それに続いて相対出力（ＰＲＥＬ）の上昇が生じた場合には、前記ギャップ最小化は、前記実際値（ＰＩ）が前記境界値（ＰＧ）を超えると、遅延して作動される、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記下限閾値（ＰＵ）と前記上限閾値（ＰＯ）との間で前記最大値（ＰＭＡＸ）に対して複数のレベルが定義され、前記期間内に前記最大値（ＰＭＡＸ）が超えた最も高いレベルだけが、前記ギャップ最小化の作動または不作動のために考慮される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記境界値（ＰＧ）と前記最大値（ＰＭＡＸ）との前記相関が予め定義されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記各レベルについて、前記境界値（ＰＧ）と前記最大値（ＰＭＡＸ）との相関が予め定義されている、請求項７を引用する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記境界値（ＰＧ）と前記最大値（ＰＭＡＸ）との前記相関が計算によって求められる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法がガスタービンの運転中に連続的に実施される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を実施するための制御装置であって、特に油圧式のギャップ調整装置、および、前記運転パラメータの実際値を検出するための手段を備えている制御装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の制御装置を備えたガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンのロータとハウジングとの間の調整可能なギャップのギャップ最小化を制御する方法に関し、このガスタービンは、特に油圧式の、ギャップ調整装置を含む。さらに本発明は、本方法を実行するための制御装置、および、このような制御装置を備えたガスタービンに関する。
【０００２】
最大のガスタービン効率を可能にするためには、回転部分と静止部分との間のギャップを運転中にできるだけ小さく保つことが決定的に重要である。円錐形タービン流路の場合、このための一つの方法は、ブレード先端のギャップができるだけ狭くなる過渡的な段階を通り過ぎた後で、定常的な高負荷運転においてロータを、例えば油圧機構で、軸方向に移動することである。ロータを流れ方向に逆らって移動するとギャップが減少する。
【０００３】
特許文献１は、航空機のガスタービンエンジンのロータギャップ（先端クリアランス）を制御する方法及び装置を開示している。この方法のステップは、少なくとも１つのエンジンパラメータを測定するステップと、この少なくとも１つのエンジンパラメータからエンジン出力要求を決定するステップと、決定されたエンジン出力要求を考慮してロータギャップを計算するステップとを含む。このロータギャップ制御装置は、計算されたクリアランスと予め決められた目標クリアランスとの差に基づいて、ロータ尖端部クリアランスを大きくする、または、小さくするように制御される。
【０００４】
また、特許文献２には、回転部品と、ギャップによって回転部品から分離された非回転部品とを含むタービン運転システムが記載されている。第１のアクチュエータは非回転部品に接続され、この第１のアクチュエータは形状記憶合金を備える。タービンを運転する方法は、非回転部品と回転部品との間のギャップを反映するパラメータの検出、および、このギャップを反映するパラメータ信号の生成を含む。この方法はさらに、パラメータ信号に基づいて少なくとも１つのアクチュエータのための制御信号の生成、および、ギャップを変化させるための、回転部分に対する非回転部分の少なくとも一部の移動を含む。
【０００５】
特許文献３から、タービンの回転翼とハウジングとの間の調整可能なギャップを最小にする方法が知られている。ロータとハウジングを互いに動かすことによって、ロータとハウジングとの間のギャップは簡単な方法で最小化される。この目的のために、ロータ及び／又はハウジングに付設された固体伝搬音監視システムの出力信号がギャップの大きさの尺度として、従って最小ギャップを調整するために使用される。
【０００６】
能動的な油圧式ギャップ調整時のガスタービンの部分負荷運転のための別の方法が、例えば特許文献４から知られている。
【０００７】
市販可能な製品を生産するためには、始動されたロータ位置に関する決定は自動的にフィードフォワード制御またはフィードバック制御で行われなければならない。運転中のギャップの連続的な測定は技術的に困難であるか、非常にコスト高であるので、別の方法が必要である。ここで、ガスタービンのフィードフォワード制御において、計測可能な変数に基づいてギャップ最適化をどのように行うかを予め与える、ＨＣＯ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｃｌｅａｒａｎｃｅ  Ｏｐｔｉｍｉｓａｔｉｏｎ：油圧式クリアランス最適化）ロジックが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２８４３１９８Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２５４９０６５Ａ１号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１４／０１６１５３Ａ１号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２０１５／１２８１９３Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、特にガスタービンの運転中の負荷切替え時にギャップ調整の最適な使用を可能にする、改良されたＨＣＯロジックを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は本発明により、ガスタービンのロータとハウジングとの間の調整可能なギャップのギャップ最小化を制御する方法によって解決され、このガスタービンは、特に油圧式の、ギャップ調整装置を備えており、
シミュレーションプログラムを用いて、複数の異なるパラメータ設定下でのガスタービンの運転が図式化され、ギャップ寸法の運転パラメータ依存性を含むシミュレーションデータセットが作成されるステップと、
上記シミュレーションデータセットに基づいて、当該運転パラメータに対する下限閾値および上限閾値が定められるステップと、
さらに、下限閾値と上限閾値との間の移行領域に対して、シミュレーションデータセットから運転パラメータと運転パラメータの最大値との相関が抽出されるステップと、
ガスタービンの運転中に運転パラメータの実際値が連続的に検出されて、下限閾値および上限閾値と比較されるステップと、
予め決められた期間にわたって実際値の最大値が決定されるステップと、
を含み、この実際値と下限閾値および上限閾値とを比較するステップにおいて、
この実際値が下限閾値より小さい場合には、ギャップ最小化が不作動とされ、
この実際値が上限閾値より大きい場合には、ギャップ最小化が作動され、
移行領域内にある場合には、前記予め決められた期間における最大値を用いて上記相関を利用して、その運転パラメータに対する境界値が決定され、実際値がこの境界値より大きい場合にはギャップ最小化が作動され、実際値がこの境界値より小さい場合にはギャップ最小化が不作動とされる。
【００１１】
この課題は、さらに本発明によれば、本方法を実行するための制御装置によって解決され、この制御装置は、特に油圧式の、ギャップ調整装置、および、運転パラメータの実際値を検出するための手段を備えている。運転パラメータの実際値を検出するためのこれらの手段は、運転パラメータに応じて、直接測定のための複数のセンサであってもよく、または代替的に、運転パラメータと相関のある別の量を直接測定して、このベースに基づいて運転パラメータを計算により間接的に決定することができる。
【００１２】
本課題は、本発明によれば最終的に、このような制御装置を備えたガスタービンによって解決される。
【００１３】
本方法に関連して以下に挙げる利点及び好ましい構成は、制御装置およびガスタービンに適用することができる。
【００１４】
ギャップ最小化とは、ここでは、流れ方向とは逆向きのガスタービンロータの軸方向の移動を意味し、この移動は、ロータとハウジングとの間のギャップを調整するための特に油圧式手段を用いて行われる。以下の本文では、ＨＣＯという概念はギャップ最小化という概念と同等である。この場合、ギャップ最小化すなわちＨＣＯ機能は、作動される（ロータがハウジングに向けてシフトされる）、または、不作動とされることができる。
【００１５】
「作動される」または「不作動とされる」は、単にＨＣＯのオンまたはオフを意味するだけでなく、ギャップ最小化がすでに作動されている場合には、「作動される」は「作動されたままである」と等しいことを意味する。同じことが、既にオフされているギャップ最小化にも当てはまり、この場合、「不作動とされる」とは、「不作動とされたままである」ことも意味する。
【００１６】
本発明は、簡単かつ堅牢であるが、ギャップ最適化をオンにした運転状態での危険を最小限に抑えることができる新しいＨＣＯロジックを提供するという考えに基づいている。この目的のために計算機シミュレーションを用いて過渡的操作について多数の調査が行われ、これが改良ＨＣＯロジックの基礎を形成している。
【００１７】
最適化されたギャップ調整のために１つの運転パラメータが使用され、これを用いてガスタービンの運転状態が把握される。この運転パラメータとしては、例えば、ガスタービンの出力、正規化された相対出力、主ガスチャネルに沿った温度もしくは圧力、または、温度圧力比も使用することができる。この場合、この運転パラメータは負荷変化に反応するように選択されている。
【００１８】
シミュレーションプログラムを用いた計算機シミュレーションは特に運転外で、例えばガスタービンの開発段階で行われる。ここでは、シミュレーションプログラムはガスタービンのいわゆるデジタルツインを意味する。このシミュレーションプログラムまたはシミュレーションモデルにより、様々なパラメータ設定下でのタービン状態をより正確に概観することができる。このようにして、ガスタービンを最適に運転するために、適用シナリオにより良く整合する運転パラメータを決定することができる。具体的には、ロータとハウジングとの間のギャップに関連したガスタービンの挙動を、運転パラメータを連続的に変化させて調査する。
【００１９】
次いで、このシミュレーションプログラムによって生成されたシミュレーションデータセットは、ＨＣＯの最適な使用、この最適使用時には許容できるギャップ損失でＨＣＯができるだけ長時間作動されること、が可能となるように、上限閾値および下限閾値を選択する役割を果たす。この場合のシミュレーションの評価のための本質的な特徴は、一つの操作といえどもギャップを「破壊」しないことを確実にするために、様々な操作での最も狭いギャップをできるだけ等しくすることである。
【００２０】
これまでの解析から得られた一つの知見は、一過性のギャップ減少をもたらし、その結果、これに伴ってＨＣＯ不作動を生じさせるのは、複数回の特に大きな負荷低下である、ということである。したがって、負荷跳躍以前における運転パラメータの最大値を考慮する必要がある。というのは、運転パラメータの最大値がＨＣＯ作動化のための境界をシフトするからである。この理由から、運転パラメータの最大値の展開と運転パラメータの展開との相関がシミュレーションデータセットから抽出される。この解析の結果は、例えば、とりわけ直線状の、凸状の、または、凹状の依存性を示す関数として、出力することができる。
【００２１】
ガスタービンの運転中に運転パラメータの実際値は連続的に検出され、この場合、「連続的」は、連続的な、中断されない、直接的な測定、または、これらの測定データからの計算だけでなく、短い時間間隔内での直接的な測定、または、これらの測定データからの計算も含む。その時点で検出された実際値は下限閾値および上限閾値と比較され、その実際値の進行は少なくとも３つの運転モードまたは領域、すなわち、下方領域、中間移行領域、および上方領域に分割される。
【００２２】
これに加えて、直近の期間にわたって実際値の最大値が検出される。この最大値に基づいて、シミュレーション結果からの相関を用いて、境界値が決定され、次にこの境界値が、実際値が下限閾値と上限閾値との間の移行領域内にある場合に使用される。
【００２３】
低負荷領域ではガスタービンは汚染物質排出と低効率のために、たとえ運転するとしても、ごく短時間しか運転されない。したがって、この負荷領域での効率は、マシンの運転サイクル全体の効率には無視できるほどしか寄与しない。この点で、この厄介な状況ではＨＣＯを作動させる必要はない。この理由から運転パラメータの下限閾値が定義される。従って、この下方領域、つまり下限閾値より下では、ギャップ最小化がまだオンされていなかった場合、または、すでにオフになっていた場合には、ギャップ最小化は不作動とされるか、または、不作動のままとされる。
【００２４】
実施した解析は、ＨＣＯが通常はオンされているガスタービンの高負荷領域では、負荷変動があってもこのＨＣＯをアップデートまたは適合させる必要がないことを示している。低負荷領域からの起動もギャップ最小化の使用にとっては問題ではない。この目的のために、その運転パラメータに対する上限閾値が定義される。したがって、上限閾値を超える上方領域ではギャップ最小化が作動されるか、または、ギャップ最小化がすでにオンされていた場合にはギャップ最小化は作動されたままである。
【００２５】
下限閾値と上限閾値の間の移行領域では、運転パラメータの実際値と直近の過去での運転パラメータ最大値との相関が考慮される。下限閾値と上限閾値との間の移行領域では、予め定義された期間内のガスタービンの挙動に応じて、ＨＣＯ機能が作動されるか、または、不作動とされる。このために、最大値に依存する、運転パラメータの境界値が必要となる。実際値がこの境界値より上にある場合、すなわち、境界値と上限閾値の間にある場合には、ギャップ最小化が作動されるか、または、作動されたままである。しかしながら、実際値が境界値を下回る場合、すなわち、下限閾値と境界値との間にある場合には、ギャップ最適化は不作動とされるか、または、不作動とされたままである。
【００２６】
提案したこの方法により、ＨＣＯ機能の非常に精密な作動が行われ、それによりガスタービンの運転中に多くのＨＣＯ作動時間が得られ、このことはガスタービンの効率にプラスの作用をもたらす。この方法により、ガスタービンの運転モード分割の複雑さは、ＨＣＯロジックがＨＣＯをオンにするかオフにするかを決定しなければならない３つのケースだけに限定される。さらに、上述のＨＣＯロジックはマシンの挙動とのより良い整合を提供し、実際のギャップ測定には依存しない。
【００２７】
本方法の好ましい一実施形態によれば、運転パラメータとして、ガスタービンの定格出力で正規化された相対出力が使用される。この相対出力は絶対出力に直接リンクされており、これはガスタービンの制御において容易に利用可能であり、検出するために追加のハードウェア設備を必要としない。
【００２８】
別の好ましい実施形態によれば、上述の期間は、２０分〜３時間、特に３０分〜９０分である。この期間はタービンの応答時間によって決まるので、マシンに依存する。この期間は特にガスタービンの制御において予め与えられる。
【００２９】
下限閾値は、相対出力の３０％から４５％の間にあることが好ましい。つまり、ギャップ最小化は、ガスタービンの定格出力の少なくとも３０％に到達した時にはじめてオンになる。この相対出力より低い場合には、ＨＣＯ機能が継続的に不作動であるように計画されている。
【００３０】
また、上限閾値は、相対出力の５０％と６５％との間にあることが好ましい。遅くともガスタービン定格出力の６５％に達するとＨＣＯが作動され、上限閾値より上では継続的に作動されたままである。場合によっては、このことは既にガスタービンの定格出力の５０％でも生じ得る。
【００３１】
相対出力の低下後、それに続いて相対出力の上昇が生じた場合には、ギャップ最小化は、実際値が境界値を超えると、遅延して作動されることが好ましい。ＨＣＯを時間的に遅延して作動することにより、大きな負荷変化に対して急速な操作で対処することが避けられる。この理由から、ＨＣＯのもう一つの停止が定義される。これは、ＨＣＯの作動を数分から最大３０分間ブロックするものである。
【００３２】
特に簡単なマシン制御のために、下限閾値と上限閾値との間で最大値に対して複数のレベルが定義され、この場合、当該期間内に最大値が超えた最も高いレベルだけが、ギャップ最小化の作動または不作動のために考慮される。このようにして、最大値が変化するたびにその最大値を連続的に記憶する必要がなくなる。例えば、ガスタービンがより高い出力レベルまで上昇した場合にのみ、ガスタービンがそのレベルを超えて運転されたことが確定される。このような手順は、より長い期間にわたって最大値が一定のままであるので、境界値の決定をさらに簡単にする。
【００３３】
境界値と最大値との相関が予め定義されていると好適である。実用上の理由から、最大値と境界値の関係は特にテーブルの形で予め与えられている。このことは、アプリケーションにとって全く十分であり、非常に信頼性が高く、制御可能である。したがって、迅速かつ多大な計算労力をかけずに境界値を決定するためには、運転パラメータの最大値を知りさえすればよい。移行領域が複数のレベルに分割されている場合には、各レベルについて境界値と最大値との相関が予め定義されていることが好ましい。それぞれの相関はテーブルに記録されている。
【００３４】
代替の実施形態によれば、境界値と最大値との相関は計算によって決定される。これは、特に、制御に格納された公式に従って行われる。
【００３５】
能動的なギャップ最小化を備えたガスタービンの運転において、ギャップ最小化を時間的に最大限に活用して最大効率を達成するためには、ガスタービンが運転されるとすぐに、運転パラメータの実際値の検出から始まるこの方法ステップがガスタービンの運転中に連続的に実施されると有利である。
【００３６】
本発明の実施形態を、図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ガスタービンの相対出力をＨＣＯの作動に関して３つの領域に分けたものである。
【図２】ガスタービンの相対出力の経時変化の区間を示す。
【００３８】
同一の符号は、図において同一の意味を有する。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は３つの出力領域をグラフで示したものであり、新ＨＣＯロジックに従うギャップ調整装置を備えたガスタービン（詳細には示されていない）の出力がこれらの３つの出力領域に分割され、このＨＣＯロジックは複数の異なる運転モードによって特徴付けられている。このギャップ調整装置、これは特に油圧で駆動される、はここでは詳細には示されていない制御装置の一部であり、この制御装置は、ガスタービンの運転を監視する図示されていない複数のセンサとデータ通信している。Ｘ軸には、ガスタービンの定格出力で正規化された現在の出力で形成された相対出力ＰＲＥＬがプロットされている。Ｙ軸には、ガスタービンの相対出力の最大値ＰＭＡＸがプロットされている。Ｘ軸上の３つの領域Ｕ、ＭおよびＯは、下限閾値ＰＵと上限閾値ＰＯによって互いに分割されている。ゼロから下限閾値ＰＵの間の出力領域には符号Ｕが付けられている。上限閾値ＰＯより大きい出力領域には符号Ｏが付けられている。下限閾値ＰＵと上限閾値ＰＯとの間には中間の移行領域Ｍがあり、この中に境界値ＰＧが存在する。閾値ＰＵおよびＰＯはマシン固有であり、ガスタービンの図示されていない制御装置に含まれている制御内に格納されている。例えば、ＰＵ＝４０％、ＰＯ＝６０％である。これらの数値は必要に応じて変更することもできる。
【００４０】
移行領域Ｍにわたって延びる線Ｆは、境界値ＰＧの最大値ＰＭＡＸへの依存性を示している。図示の実施例ではこの依存性は、制御がアクセスできるテーブルに格納されている。このテーブルはシミュレーションデータセットに基づいており、このシミュレーションデータセットはこのタービン型式用のシミュレーションプログラムまたはデジタルツインを用いて生成されている。
【００４１】
ＨＣＯが作動されるか不作動とされるか、あるいは、作動されたままであるか不作動のままであるかの決定は、相対出力ＰＲＥＬの実際値ＰＩの展開に基づく。この目的のために、或る期間、これは例えば、常に直近の１時間である、内で実際値ＰＩ（図２参照）の最大値ＰＭＡＸが検出される。この期間は同様に制御内に格納されており、マシン固有である。この期間は１時間よりも短くすることもでき（例えば、直近の４５分間の相対出力ＰＲＥＬの測定値が使用される）、または、それよりも長くすることもできる（例えば、９０分間）。
【００４２】
実際値ＰＩが、下限閾値ＰＵを下回る下方領域Ｕにある場合には、制御はギャップ最小化をオフにする、あるいは、ギャップ最小化がすでに不作動になっている場合には、オフのままにする。
【００４３】
実際値ＰＩが、上限閾値ＰＯを上回る上方領域Ｏにある場合には、制御はギャップ最小化をオンにする、あるいは、ギャップ最小化がすでに作動されている場合には、オンのままにする。
【００４４】
移行領域Ｍでは、相対電力ＰＲＥＬの実際値ＰＩが境界値ＰＧよりも下の領域Ｍ’にあるか、境界値ＰＧよりも上の領域Ｍ”にあるかによって、ギャップ最小化がオンまたはオフされる。この境界値ＰＧは、すでに説明したように、制御に格納されている相関（Ｆ）に基づいて、直近１時間における最大出力ＰＭＡＸの最大値ＰＭＡＸから導き出すことができる。
【００４５】
最大値ＰＭＡＸの検出を簡略化するために、さらにＹ軸上に最大値ＰＭＡＸに対する複数のレベルを定義することもできる。この場合、ギャップ最小化の作動または不作動に対しては、直近１時間内で最大値ＰＭＡＸが超過した最も高いレベルはどれであるかということだけが考慮される。そのようなレベルを、例えば３から１０の間で、定義することができ、これらは異なる大きさとすることができる。この場合、特に、線Ｆは各レベルに対して多少異なる。すなわち、あらかじめ定義された、または、計算された境界値ＰＧと最大値ＰＭＡＸとの相関は、レベル毎に変化させることができる。
【００４６】
さらに、ＨＣＯのもう一つの停止を組み込むことができ、これはＨＣＯ作動を、例えば１５分間ブロックする。この停止は、特に、下方領域Ｕへの大きな負荷低下または出力低下に続いて生じる移行領域Ｍまたは上方領域Ｏにおける大きな負荷上昇または出力上昇の後に行われる。
【００４７】
このケースが図２に示されており、相対出力ＰＲＥＬが時間ｔに対してプロットされている。時刻ｔ１までは実際値ＰＩは略一定で上方の出力領域Ｏに存在し、この領域ではＨＣＯが作動されている。ｔ１からｔ３の間でＰＩは急激に低下し、下限閾値ＰＵを下回る値に達する。時刻ｔ２において移行領域Ｍ内で境界値ＰＧを下回ると、ギャップ最小化はオフに切り替わる。ｔ３からｔ４の間では、実際値ＰＩは下方領域Ｕ内に在り続け、従ってＨＣＯは不作動のままである。ｔ４からｔ７の間でＰＩは定常的に上昇し、時刻ｔ５で再び境界値ＰＧを超える。しかし、これはまだｔ５でＨＣＯの作動を引き起こすものではなく、実際値ＰＩは全時間で領域Ｍ”にあるものの、例えば更に１５分後に、時刻ｔ６においてはじめてギャップ最小化が行われる。時刻ｔ７において実際値ＰＩは再び図２によるガスタービンの初期状態のレベルとなる。
【００４８】
ＨＣＯが作動する前に、ｔ４の後で実際値ＰＩが例えば再び低下する場合には、このことは場合によっては、直近１時間内のＰＭＡＸに影響を与え、その結果、新たな境界値ＰＧにつながる可能性がある。
【図１】
2021507176.tif 000003
【図２】
2021507176.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月29日(2020.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンのロータとハウジングとの間の調整可能なギャップのギャップ最小化を制御する方法であって、前記ガスタービンは、特に油圧式の、ギャップ調整装置を備えており、
シミュレーションプログラムを用いて、複数の異なるパラメータ設定下でのガスタービンの運転が図式化され、ギャップ寸法の運転パラメータ依存性を含むシミュレーションデータセットが作成されるステップと、
前記シミュレーションデータセットに基づいて、前記運転パラメータに対する下限閾値（ＰＵ）および上限閾値（ＰＯ）が定められるステップと、
さらに、前記下限閾値（ＰＵ）と前記上限閾値（ＰＯ）との間の移行領域（Ｍ）に対して、前記シミュレーションデータセットから当該運転パラメータとその運転パラメータの最大値（ＰＭＡＸ）との相関（Ｆ）が抽出されるステップと、
前記ガスタービンの運転中に運転パラメータの実際値（ＰＩ）が連続的に検出されて、前記下限閾値（ＰＵ）および前記上限閾値（ＰＯ）と比較されるステップと、
予め決められた期間にわたって前記実際値（ＰＩ）の最大値（ＰＭＡＸ）が決定されるステップと、
を含み、前記実際値（ＰＩ）と、前記下限閾値（ＰＵ）および前記上限閾値（ＰＯ）とを比較するステップにおいて、
前記実際値（ＰＩ）が前記下限閾値（ＰＵ）より小さい場合には、ギャップ最小化が不作動とされ、
前記実際値（ＰＩ）が前記上限閾値（ＰＯ）より大きい場合には、ギャップ最小化が作動され、
前記実際値（ＰＩ）が前記移行領域（Ｍ）内にある場合には、前記予め決められた期間における最大値（ＰＭＡＸ）を用いて、上記相関を利用して、前記運転パラメータに対する境界値（ＰＧ）が決定され、前記実際値（ＰＩ）が前記境界値（ＰＧ）より大きい場合にはギャップ最小化が作動され、前記実際値（ＰＩ）が前記境界値（ＰＧ）より小さい場合にはギャップ最小化が不作動とされる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記運転パラメータとして、前記ガスタービンの定格出力で正規化された相対出力（ＰＲＥＬ）が使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最大値（ＰＭＡＸ）が決定される期間が２０分〜３時間、特に３０分〜９０分である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記下限閾値（ＰＵ）が、前記相対出力（ＰＲＥＬ）の３０％から４５％の間にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記上限閾値（ＰＯ）が、前記相対出力（ＰＲＥＬ）の５０％と６５％との間にある、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記相対出力（ＰＲＥＬ）の低下後、それに続いて相対出力（ＰＲＥＬ）の上昇が生じた場合には、前記ギャップ最小化は、前記実際値（ＰＩ）が前記境界値（ＰＧ）を超えると、遅延して作動される、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記下限閾値（ＰＵ）と前記上限閾値（ＰＯ）との間で前記最大値（ＰＭＡＸ）に対して複数のレベルが定義され、前記期間内に前記最大値（ＰＭＡＸ）が超えた最も高いレベルだけが、前記ギャップ最小化の作動または不作動のために考慮される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法がガスタービンの運転中に連続的に実施される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実施するための制御装置であって、特に油圧式のギャップ調整装置、および、前記運転パラメータの実際値を検出するための手段を備えている制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御装置を備えたガスタービン。
【国際調査報告】
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