(57)【要約】【課題】ターボ機械の過速度防止システムの試験方法（２００）及びシステム（３００）を提供する。【解決手段】  本方法（２００）は、１以上のシャフトを有するターボ機械に過速度防止システムを設けるステップを含むことができる。本方法は、１以上の許容条件が満たされているか否かを判定するステップ（２１０，２１５，２２５）と、過速度試験を開始するステップと、シャフトの速度を自動的に調整するステップ（２３５，２４０）と、速度が過速度トリップ設定点（１２０）を超えているか否かを判定するステップ（２５５）と、試験が完了した後に速度の自動調整を自動的に無効にするステップ（２７５）とを含むことができる。【選択図】      図３
2008111439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械の過速度防止システムの試験方法（２００）であって、
１以上のシャフトを備えるターボ機械に過速度防止システムを設けるステップと、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整するステップ（２３５，２４０）と、
１以上のシャフトの速度が、ターボ機械過速度トリップ設定点（１２０）にあるか否かを判定するステップ（２５５）と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整しかつ１以上のシャフトの速度がターボ機械過速度トリップ設定点（１２０）にあるか否かを判定した後に、１以上のシャフトの速度を略運転速度に自動的に調整するステップ（２７０）と、
を含む方法（２００）。
【請求項２】
前記ターボ機械が燃焼タービンであり、当該方法（２００）が、
過速度試験を開始するステップと、
１以上の所定の安定許容条件が満たされているか否かを判定し、満たされていない場合には試験を中止するステップ（２２５）と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整するステップ（２３５，２４０）と、
１以上のシャフトの速度が過速度トリップ設定点（１２０）を超えているか否かを判定し（２５５）、超えていない場合にはシャフト速度基準値が過速度トリップ設定点を超えているか否かを判定し、超えていない場合には試験を中止するステップ（２４５，２５０，２６０）と、
１以上のシャフトの速度の自動調整を自動的に無効にするステップ（２７５）と
をさらに含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項３】
試験の中止で、１以上のシャフトの速度を運転速度に調整する（２４５，２６０）、請求項２記載の方法。
【請求項４】
１以上の所定の運転許容条件が満たされているか否かを判定するステップ（２１０）をさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
１以上の所定の過速度試験許容条件が満たされているか否かを判定するステップ（２１５）をさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
１以上の既存の過速度トリップ設定点（１２０）にバイアスさせるステップ（２３５）をさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
ターボ機械の過速度防止システムの試験方法（２００）であって、
１以上のシャフトを備えるターボ機械に過速度防止システムを設けるステップと、
１以上の所定の運転許容条件が満たされているか否かを判定するステップ（２１０）と、
１以上の所定の過速度試験許容条件が満たされているか否かを判定するステップ（２１５）と、
過速度試験を開始するステップと、
１以上の所定の安定許容条件が満たされているか否かを判定し、満たされていない場合には試験を中止するステップ（２２５）と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整するステップ（２３５，２４０）と、
１以上のシャフトの速度が過速度トリップ設定点（１２０）を超えているか否かを判定し（２５５）、超えていない場合にはシャフト速度基準値が過速度トリップ設定点を超えているか否かを判定し、超えていない場合には試験を中止するステップ（２４５，２５０，２６０）と、
１以上のシャフトの速度の自動調整を自動的に無効にするステップ（２７５）と、
を含む方法（２００）。
【請求項８】
ターボ機械の過速度防止システムを試験するためのシステム（３００）であって、
１以上のシャフトを備えるターボ機械に過速度防止システムを設けるための手段と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整するための手段と、
１以上のシャフトの速度が略過速度トリップ設定点にあるか否かを判定するための手段と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整しかつ１以上のシャフトの速度がターボ機械過速度トリップ設定点（１２０）にあるか否かを判定した後に、１以上のシャフトの速度を略運転速度に自動的に調整するための手段と、
を含むシステム（３００）。
【請求項９】
前記ターボ機械が燃焼タービンであり、当該システム（３００）が、
過速度試験を開始するための手段と、
１以上の所定の安定許容条件が満たされているか否かを判定し、満たされていない場合には試験を中止するための手段と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整するための手段と、
１以上のシャフトの速度が過速度トリップ設定点（１２０）を超えているか否かを判定し、超えていない場合にはシャフト速度基準値が過速度トリップ設定点を超えているか否かを判定し、超えていない場合には試験を中止するための手段と、
１以上のシャフトの速度の自動調整を自動的に無効にするための手段と、をさらに含む、
請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
ターボ機械の過速度防止システムを試験するためのシステムであって、
１以上のシャフトを備えるターボ機械に過速度防止システムを設けるための手段と、
１以上の所定の運転許容条件が満たされているか否かを判定するための手段と、
１以上の所定の試験許容条件が満たされているか否かを判定するための手段と、
過速度試験を開始するための手段と、
１以上の所定の安定許容条件が満たされているか否かを判定し、満たされていない場合には試験を中止するための手段と、
１以上のシャフトの速度を自動的に調整するための手段と、
１以上のシャフトの速度が過速度トリップ設定点（１２０）を超えているか否かを判定し、超えていない場合にはシャフト速度基準値が過速度トリップ設定点を超えているか否かを判定し、超えていない場合には試験を中止するための手段と、
１以上のシャフトの速度の自動調整を自動的に無効にするための手段と、
を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械の保護システムに関し、具体的には、ターボ機械の電子式過速度防止のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
過速度状態は、ターボ機械におけるシャフトの（回転）速度が指定範囲を超えた後に発生する。過速度状態の間には、ターボ機械は一般に、壊滅的損傷を引き起こす可能性がある厳しい機械的及び熱的応力を受ける。一般に、ターボ機械は、過速度状態の影響を最小にしようとする保護システムを備える。ターボ機械のガバナシステムは一般に、保護システムの一次系統として作用する。過速度状態を検出すると、ガバナは、ターボ機械の速度を減少させようとする。また、一般に、２つの独立した二次保護系統、すなわちａ）一般には運転シャフト速度の約１１０％に設定された過速度防止システムトリップと、ｂ）一般には運転シャフト速度の約１１３％に設定された緊急保護システムトリップとを設けることができる。一般に、過速度防止システムには、ターボ機械を保護するための機械的、電気的及びソフトウェア構成要素が組み込まれる。
【０００３】
ターボ機械オペレータは、定期的に過速度防止システムを試験して、システムが適正に機能しているか否かを判定する。過速度防止システムを試験する幾つかの一般方法が存在する。
【０００４】
１つの方法は、複数チャネル周波数発生器を利用して、ターボ機械の速度をシミュレーションする。この場合には、単一チャネル上においてシミュレーション信号が、ターボ機械の制御システム内に投入される。このシミュレーション信号は、ターボ機械の実速度信号と置き換わる。過速度防止システムがタービンをトリップさせることになる速度まで、シミュレーション信号を上昇させる。上述のプロセスは、残りの周波数発生器チャネルについて反復される。
【０００５】
別の方法は、ターボ機械オペレータがユニットを運転しながら実タービン速度を手動で調整することを含む。この場合には、試験に先立って、ターボ機械は従来の慣行では全速無負荷（ＦＳＮＬ）状態で運転されている。ＦＳＮＬは、ターボ機械が通常運転速度にありかつ発電機、圧縮機などの負荷にエネルギーを与えていない状態である。この方法は一般に、ユニットがトリップするまで速度を手動で上昇させることを含む。例えば、一部のターボ機械オペレータは、試験の間に、速度を通常運転速度の１１０％まで上昇させ、その後に、過速度システムにより、過速度状態のタービンをトリップさせるようにしなければならない。一般に、１１０％過速度トリップ設定点は、タービン機械オペレータの指示で変更することができる。
【０００６】
現行の過速度試験の方法には、幾つかの問題点がある。複数チャネル周波数発生器を利用する方法に関して、過速度防止システムは、完全には試験されない。上述のように、この方法は、シャフト速度をシミュレーションするだけである。従って、実シャフト速度は、試験時に使用されない。従って、この方法は、過速度システムの機械的及び電気的構成要素の幾つかが正確に機能しているか否かを判定しない。
【０００７】
シャフト速度を手動で調整することを含む方法に関して、この方法は、幾つかの問題点を有する。シャフト速度を手動で調整することは、偶発的かつ高い熱過渡（状態）を引き起こす。また、この方法は、高速度トリップで終る。さらに、１１０％のような、通常運転速度を十分に越えた速度でのトリップは、メインテナンス間隔を短縮させるような大きな機械的、電気的及び熱的応力をターボ機械構成要素に引き起こす可能性がある。トリップ後には、ターボ機械の再始動が必要である。再始動は、公共配電網への電気のようなエネルギーの取出しを遅らせ、かつ再始動はまた、燃料及び資源を消費する。トリップ及びその後の再始動による影響により、ターボ機械の運転費用が増大する。高速度トリップに関連して発生する可能性がある問題を回避するために、一部のターボ機械オペレータは、過速度トリップ設定点を低下させる。例えば、１１０％設定点は、１００％まで低下されて、高速度トリップの影響を減少させるようにする。しかし、その場合には、ターボ機械が初期設定過速度トリップ設定点でトリップされないので、過速度防止システムは、完全には試験されない。
【０００８】
これらの問題により、ターボ機械オペレータは、過速度試験を回避しがちになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の理由から、シャフト速度をシミュレーションする装置を利用することもトリップを生じさせることもない、過速度防止システムを試験するための方法及びシステムに対する必要性が存在する。本方法は、シャフト速度を自動的に調整すべきであり、また再始動を必要としないものであるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態によると、ターボ機械の過速度防止システムの試験方法は、１以上のシャフトを備えるターボ機械に過速度防止システムを設けるステップと、１以上のシャフトの速度を自動的に調整するステップと、１以上のシャフトの速度が、ターボ機械過速度トリップ設定点にあるか否かを判定するステップと、１以上のシャフトの速度を略運転速度に自動的に調整するステップとを含む
本発明の別の実施形態によると、ターボ機械の過速度防止システムを試験するためのシステムは、１以上のシャフトを備えるターボ機械に過速度防止システムを設けるための手段と、１以上のシャフトの速度を自動的に調整するための手段と、１以上のシャフトの速度が略過速度トリップ設定点にあるか否かを判定するための手段と、１以上のシャフトの速度を略運転速度に自動的に調整するための手段とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
当業者には分かるように、本発明は、方法、システム又はコンピュータプログラム製品として具現化することができる。従って、本発明は、全体としてハードウェアの実施形態、全体としてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、その他を含む）、又はソフトウェア態様とハードウェア態様とを組合せた実施形態の形態をとることができ、本明細書では、それら全ては全体的に「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼ぶ。さらに、本発明は、媒体内に具現化したコンピュータ使用可能プログラムを有する、コンピュータ使用可能記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。
【００１２】
あらゆる適当なコンピュータ読取り可能媒体が、利用可能である。コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能媒体は、例えば、それに限定されないが、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線的又は半導体的なシステム、機器、装置又は伝播媒体とすることができる。コンピュータ読取り可能媒体の具体的な実施例（全てを網羅しているわけではないが）には、以下のもの、すなわち１以上のワイヤを有する電気的接続、携帯型コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＲＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯型コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、インターネット又はイントラネットを支えているもののような通信媒体、或いは磁気記憶装置が含まれることになる。コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能媒体は、その上にプログラムがプリントされる紙又はその他の適当な媒体とさえすることができ、その場合プログラムは、例えば紙又はその他の媒体の光学的走査によって電子的に取得し、次に必要に応じて適当な方式で編集、翻訳又はその他の処理を行い、次にコンピュータメモリ内に記憶することができることに注目されたい。本明細書に関連して、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能媒体は、命令実行システム、機器又は装置によって或いはそれらと共に使用するためのプログラムを収納、記憶、通信、伝播又は転送できるあらゆる媒体とすることができる。
【００１３】
本発明の演算を実行するためのコンピュータプログラムコードは、ジャバ７、スモールトーク又はＣ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語で書くことができる。しかし、本発明の演算を実行するためのコンピュータプログラムコードはまた、Ｃプログラミング言語のような従来型の手続き形プログラミング言語又は同様な言語で書くことができる。プログラムコードは、全体をユーザコンピュータ上で、或いは独立型ソフトウェアパッケージとして一部をユーザコンピュータ上で、或いは一部をユーザコンピュータ上でかつ一部を遠隔コンピュータ上で、或いは全体を遠隔コンピュータ上で実行することができる。後者の場合は、遠隔コンピュータは、ローカルエリヤネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリヤネットワーク（ＷＡＮ）を介してユーザコンピュータに接続することができ、或いは外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）接続することができる。
【００１４】
本発明の実施形態による方法、機器（システム）及びコンピュータプログラム製品のフロー図及び／又はブロック図を参照しながら、以下において本発明を説明する。フロー図及び／又はブロック図の各ブロック並びにフロー図及び／又はブロック図におけるブロックの組合せは、コンピュータプログラム命令によって実行することができることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又はその他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供してマシンを作り出して、コンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、フロー図及び／又はブロック図の１以上のブロック内に指定された機能／動作を実行するための手段を形成するようにすることができる。
【００１５】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ読取り可能メモリ内に記憶することができ、コンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置が特定の方式で機能するように指令することができるので、コンピュータ読取り可能メモリ内に記憶された命令は、フロー図及び／又はブロック図の１以上のブロック内に指定された機能／動作を実行する命令手段を含む製品を作り出すようになる。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置上にロードして、一連の演算ステップをコンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置上で行ってコンピュータ実行処理を作り出すようにして、コンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置上で実行される命令が、フロー図及び／又はブロック図の１以上のブロック内に指定された機能／動作を実行するためのステップを提供するようにすることができる。
【００１６】
好ましい実施形態の以下の詳細な説明では、本発明の特定の実施形態を示す添付図面を参照する。異なる構造及び機能を有するその他の実施形態も、本発明の技術的範囲から逸脱するものではない。
【００１７】
本発明の実施形態は、ターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するソフトウェアアプリケーション及び処理の形態をとる。本発明は、燃焼ガスタービン、蒸気タービンなどを含む多くの形態のターボ機械に適用することができる。
【００１８】
本発明は、過速度防止システムトリップ及び緊急保護システムトリップの初期設定点を調整するバイアスシステムを含むことができる。バイアスシステムは、ターボ機械をトリップさせずにターボ機械の速度を初期設定過速度トリップ設定点まで増加させるのを可能にすることができる。このことは、過速度トリップシステムを初期設定過速度トリップ設定点速度で試験することを保証する。さらに、本発明では、過速度防止システム又は緊急保護システムを無効にすることができる。例えば、本発明の過速度試験の間に、バイアスシステムは、緊急トリップ設定点を１１０％から１１１％に増大させることができ、また防止トリップ設定点を１１３％から１１４％に増大させることができる。従って、本発明が機能不良になった場合であっても、ターボ機械は、それらの２つの独立した二次保護系統によって依然として保護される。
【００１９】
本発明は、過速度試験の開始に先立って１以上の試験許容条件が満たされかつ維持されることを必要とすることができる。これらの許容条件には、マスタ保護トリップ状態、発電機／被駆動負荷状態、運転許容条件、入口案内ベーン位置及び安定許容条件が挙げられる。さらに、各許容条件は、過速度試験の間の異なる時期に必要となる可能性がある。例えば、運転許容条件は、試験を開始する前に必要となる可能性があるが、安定許容条件は、試験中に必要となる可能性がある。
【００２０】
図１Ａ〜図１Ｅ（総合して図１）は、本発明の実施形態が作動する環境を示す概略図である。図１は、本発明の実施形態による過速度防止システムの試験を受けている燃焼ガスタービン（以後、タービンと呼ぶ）１００を示している。図１は、タービン１００の運転パラメータを含んでいる。これらのパラメータには、実タービン速度１１０（通常運転速度のパーセンテージとしての）、過速度トリップ設定点１２０（通常運転速度のパーセンテージとしての）、火炎検出器１３０及び発電機出力１４０が含まれる。図１はまた、停止／速度比弁１５２及び複数のガス制御弁１５４を有するガス燃料システム１５０を示している。
【００２１】
本発明の実施形態は、ユーザが手動で試験を中止するのを可能にし、その後に実タービン速度１１０により、タービン１００が自動的にＦＳＮＬに戻ることになる。
【００２２】
特に図１Ａを参照すると、この図は、実タービン速度１１０が１００％であり、過速度トリップ設定点１２０が１１０％であり、火炎検出器１３０が火炎を表示し、また発電機出力１４０がゼロであることを示している。これらのパラメータは、タービン１００がＦＳＮＬ状態で運転していることを示唆している。試験許容条件が満たされた後に、ユーザは、過速度試験を開始することができる。
【００２３】
図１Ｂは、過速度試験が開始された後に、実タービン速度１１０が１０３％に増大されまた過速度トリップ設定点１２０が１１１％にバイアスされることを示している。本発明は、過速度試験の間にタービン１００の速度を自動的に調整する。本発明の自動速度調整は、過速度試験の間に一定した速度変化率を与える。
【００２４】
図１Ｃは、初期設定過速度トリップ設定値の速度と等しい、１１０％であるタービン１００の実速度を示している。上述したように、過速度トリップ設定点１２０は、１１１％にバイアスされる。本発明は、過速度状態に到達している場合には、過速度試験の間にタービン１００をトリップさせない。本発明の実施形態は、過速度状態をユーザに知らせることができる。図１Ｄに示すように、本発明は、過速度状態に到達した後に、タービン１００の速度を自動的に低下させる。その場合には、実速度１１０は、１０８％まで自動的に低下されている。さらに、本発明は、実速度が基準設定過速度トリップ設定値に到達した後に、過速度トリップのバイアスを取り除くことができる。その場合に、過速度トリップ設定点１２０は、１１０％の初期設定値に戻される。本発明の実施形態は、ＦＳＮＬに到達するまでタービン１００の速度を自動的に調整し続け、それによって試験を完了させることができる。その後に、ユーザは、図１Ｅに示すように、負荷にエネルギーを与えることができ、図１Ｅには、タービン１００と発電機１４０とが同期して１４メガワットの電力及び６．２メガバールを公共配電網に与えるのを示している。
【００２５】
次に、図２Ａ及び図２Ｂ（総合して図２）を参照すると、これらの図は、本発明の実施形態による、タービンの過速度防止システムの試験方法２００のステップを示すフロー図である。ステップ２０５において、タービンは、ＦＳＮＬで運転しており、これは、過速度試験の好ましい開始条件とすることができる。一般に、タービンは、外部負荷にエネルギーを与えていない時にＦＳＮＬで運転される。例えば、発電機を公共配電網に同期させる前に、タービンは一般に、ＦＳＮＬで運転している。ステップ２１０において、方法２００は、運転許容条件が満たされているか否かを判定する。本発明の実施形態では、ユーザが１以上の運転許容条件を構成するのを可能にすることができる。運転許容条件には、ＦＳＮＬ連続運転時間、ソーク時又は同様な要件が挙げられる。例えば、許容条件は、新規シャフトの場合には長いタービン運転期間が必要となる。運転許容条件が満たされていない場合には、方法２００はステップ２０５に戻り、そうでない場合には、方法２００はステップ２１５に進む。
【００２６】
ステップ２１５において、方法２００は、１以上の過速度試験許容条件が満たされているか否かを判定する。ステップ２１０と同様に、本発明の実施形態は、ユーザが１以上の過速度試験許容条件を定めるのを可能にする。例えば、過速度試験許容条件には、入口案内ベーン位置、圧縮機保護システム状態、並びに入口空気システム状態、入口ブリード熱などが挙げられる。過速度試験許容条件が満たされていない場合には、方法２００はステップ２３０に進み、そうでない場合には、方法２００はステップ２２０に進む。
【００２７】
ステップ２３０において、方法２００は、過速度試験を自動的に中止することができる。試験が中止された後に、タービン運転は、ＦＳＮＬに自動的に戻る。ユーザは、方法２００が試験を中止したことの通知を行うように構成することができる。この通知は、それに限定されないが、音声信号、図形又は文章によるメッセージのような様々な形態の警報とすることができる。
【００２８】
方法２００は、ステップ２２０に進み、そこで過速度試験を開始する。ユーザは、ステップ２１５が満たされた後に、方法２００が過速度試験を自動的に開始するように事前に構成することができる。例えばタービンの運転が遠隔的に行われている場合には、ユーザは、この選択肢を望むことができる。それに代えて、方法２００は、過速度試験を開始するのにユーザ動作を必要とするように事前に構成することができる。ユーザ動作は、それに限定されないが、タービンを局所的に制御しているディスプレイ上の「過速度試験開始」ボタンなどを選択することとすることができる。
【００２９】
方法２００は、ステップ２２５に進み、そこで１以上の安定許容条件が満たされているか否かを判定する。安定許容条件は、タービンが熱定常状態付近で最小熱過渡で運転していることを保証することができる。安定許容条件は、タービン運転時間を計数するタイマなどの形態とすることができる。ステップ２１０及び２１５と同様に、本発明の実施形態は、ユーザが１以上の安定許容条件を定めるのを可能にすることができる。さらに、安定許容条件は、タービンの形式及び／又は種類の間で変化させることができる。安定試験許容条件が満たされていない場合には、方法２０ははステップ２３０に進み、そうでない場合には、方法２００はステップ２３５に進む。
【００３０】
ステップ２３５において、方法２００は、自動速度変更を選択する。本発明の実施形態では、本方法は自動速度への準備が完了したことをユーザに知らせることができる。この通知は、それに限定されないが、ユーザ動作が自動速度増加に進むことを要求する警報及び／又は催促とすることができる。それに代えて、本発明の実施形態は、自動速度変更を自動的に選択するように事前に構成することができる。
【００３１】
方法２００は、ステップ２４０に進み、そこでタービンの１以上のシャフトの速度が自動的に増加する。本発明の実施形態は、速度が増加する変化率を変化させ、それによってユーザが一般に速度増加に関連する熱過渡を最小にするのを可能にすることができる。この変化率は、タービンの種類及び運転環境に応じて変化させることができる。例えば、本発明の実施形態はまた、ユーザが過速度試験の間にシャフト及びその他の機械的構成要素に関連する運動量を考慮して変化率を変化させるのを可能にすることができる。さらに、比較的速い変化率は低い速度における間に使用することができ、また遅い変化率は、タービンが過速度トリップ設定点近くにある時に使用することができる。
【００３２】
自動速度増加が開始した後に、方法２００は、ステップ２４５においてユーザがその他の速度試験を手動で中止することを決定するか否かを判定する。過速度試験を中止する理由には、運転上又は安全上の懸念が挙げられるが、それに限定されるものではない。例えば、高いシャフト速度はユーザに試験を中止することを要求する振動の問題を引き起こす可能性がある。ユーザが過速度試験を中止した場合には、方法２００はステップ２５０に進み、そうでない場合には、方法２００はステップ２５０に進む。
【００３３】
ステップ２５０において、方法２００は、試験を中止する。ステップ２３０と同様に過速度試験が中止された後に、タービン運転は、ＦＳＮＬに戻る。ユーザは、過速度試験がステップ２４０の間に中止されたことの通知を行うように方法２００を構成することができる。この通知は、それに限定されないが、音声信号、図形又は文章によるメッセージのような様々な形態の警報とすることができる。
【００３４】
本発明は、タービンを運転する制御システム、タービンコントローラなどを組み込むことができる。タービンコントローラは、タービンの速度を示す一般にコアと呼ばれる１以上の処理システムを含むことができる。本発明の実施形態は、２以上のコア、すなわち運転コア及び保護コアなどを有するタービンコントローラを含むことができる。ステップ２５５において、方法２００は、ユーザがタービン速度を記録するように各コアを事前に構成することを可能にする。このことは、タービンが過速度状態になっていることを確認するのに役立つ。
【００３５】
タービン上において、保護システムは一般に、燃焼システムへの燃料流を迅速に停止し、それによって燃焼を消滅させるように作動する。データ記録手段は一般に、過速度試験の間に保護システム構成要素が正しく作動したことを確認するために使用される。本発明には、実際の過速度状態の発生時に保護システムが正しく作動することになったか否かをユーザに知らせる警報システムを統合することができる。
【００３６】
ステップ２５５において、方法２００は、タービン速度が過速度トリップ設定点を超えているか否かを判定する。本発明の実施形態では、運転コア及び保護コアが、タービン速度が過速度トリップ設定点超えていない場合には、方法２００はステップ２６０に進み、超えている場合には、方法２００はステップ２７０に進む。
【００３７】
本発明の実施形態は一般に、最初にタービン速度基準値を増大させることによってタービンの速度を増加させる。タービン速度基準値は最終的にタービンの速度を増加させる燃料ストローク基準値などに変換される。ステップ２６０において、方法２００は、タービンコントローラが過速度トリップ設定点よりも大きいタービン速度基準値を提起しているか否かを判定する。タービン速度基準値が過速度トリップ設定点よりも大きくない場合には、方法２００はステップ２４０に戻る。それに代えて、タービン速度基準値が過速度トリップ設定点よりも大きい場合には、方法２００はステップ２６５に進む。
【００３８】
ステップ２６５において、過速度試験は中止されて様々な理由によって生じる可能性があるトリップ又は壊滅的損傷を回避する。壊滅的損傷の１つの理由には、回転及び固定タービン構成要素間で変化する熱膨張率が含まれる。一般に、タービン速度が増加すると構成要素の熱膨張の増加が生じる。さらに、異なる材料で製作されることが多い回転及び固定タービン構成要素間には、比較的緊密な間隙が存在する。これらの間隙は、過速度試験の間に回転及び固定構成要素が膨張するとさらに減少する可能性がある。従がって、回転及び固定タービン構成要素間の接触により生じる壊滅的損傷を回避するために、方法２００は、たとえタービン速度が過速度トリップ設定点以下を示しているとしてもタービン速度基準値が過速度トリップ設定点を超えている場合には、ステップ２６５において、過速度試験を中止することができる。
【００３９】
ステップ２７０において、方法２００は、タービン速度を自動的に減少させる。ステップ２４０と同様に本発明の実施形態は、速度が減少する変化率を変化させ、それによってユーザが速度減少に一般に関連する熱過渡を最小にするのを可能にすることができる。例えば、その割合はタービンの種類及び運転環境に応じて変化させることができる。本発明の実施形態はまた、ユーザが速度減少の変化率を変化させるのを可能にすることができる。例えば、比較的速い変化率は高いタービン速度における間に使用することができ、また遅い変化率は、タービン速度が通常運転速度近くにある時に使用することができる。
【００４０】
本発明の過速度試験は、タービン速度が通常運転速度に戻った時に完了する。ステップ２７５において、方法２００は、タービンがＦＳＮＬに戻った後に自動速度変更を無効にする。
【００４１】
本発明は、図２Ａ及び図２Ｂにおける単一シャフト燃焼タービンに関して説明してきたが、本発明の特徴は、複数シャフト燃焼タービン、蒸気タービンなどのようなその他の形態のターボ機械にも同様に適用することができることは、当業者には分かるであろう。
【００４２】
図３は、本発明の実施形態による、ターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するための例示的システム３００のブロック図である。方法２００の要素は、システム３００として具現化しかつシステム３００によって実行することができる。システム３００は、１以上のユーザ又はクライアント通信装置３０２或いは同様なシステム又は装置（２つを図３に示している）を含むことができる。各通信装置３０２は、電子メッセージを送受信することができるコンピュータシステム、パーソナルデジタル端末、携帯電話又は同様な装置とすることができる。
【００４３】
通信装置３０２は、システムメモリ３０４又はローカルファイルシステムを含むことができる。システムメモリ３０４は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。ＲＯＭは、基本入／出力システム（ＢＩＯＳ）を含むことができる。ＢＩＯＳは、通信装置３０２の要素又は構成要素間での情報転送を助ける基本ルーチンを含むことができる。システムメモリ３０４は、通信装置３０２の動作全体を制御するオペレーティングシステム３０６を含むことができる。システムメモリ３０４はまた、ブラウザ３０８又はウエブブラウザを含むことができる。システムメモリ３０４はまた、ターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するデータ構造３１０又はコンピュータ実行可能コードを含むことができ、これらのデータ構造又はコードは、図２Ａ及び図２Ｂの方法２００と同様にすることができ或いは方法２００の要素を含むことができる。システムメモリ３０４はさらに、テンプレートキャッシュメモリ３１２を含むことができ、このキャッシュメモリは、最新試験からのデータを自動的に記憶するために図２Ａ及び図２Ｂの方法２００と共に使用することができる。
【００４４】
通信装置３０２はまた、通信装置３０２のその他の構成要素の動作を制御するプロセッサ又は処理ユニット３１４を含むことができる。オペレーティングシステム３０６、ブラウザ３０８及びデータ構造３１０は、プロセッサ３１４上で動作可能とすることができる。プロセッサ３１４は、システムバス３１６によって通信装置３０２のメモリシステム３０４及びその他の構成要素に結合することができる。
【００４５】
通信装置３０２はまた、複数の入力装置、出力装置又は組合せ入／出力装置３１８を含むことができる。各入／出力装置３１８は、入／出力インタフェース（図３には図示せず）によってシステムバス３１６に結合することができる。入力装置、出力装置又は組合せ入／出力（Ｉ／Ｏ）装置３１８は、ユーザが通信装置３０２を動作させかつ通信装置３０２とインタフェースをとることを可能にし、またブラウザ３０８及びデータ構造３１０の動作を制御してターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するソフトウェアにアクセスし、これを動作させかつ制御することを可能にする。Ｉ／Ｏ装置３１８は、本明細書に記載した動作を行うキーボード及びコンピュータポインティング装置などを含むことができる。
【００４６】
Ｉ／Ｏ装置３１８はまた、ディスクドライブ、光学的又は機械的又は磁気的又は赤外線的入／出力装置、モデムなどを含むことができる。Ｉ／Ｏ装置３１８は、媒体３２０にアクセスするために使用することができる。媒体３２０は、通信装置３０２のようなシステムによって使用するための又はシステムと共に使用するためのコンピュータ読取り可能又はコンピュータ実行可能命令又はその他の情報を収納、記憶、通信又は転送することができる。
【００４７】
通信装置３０２はまた、ディスプレイ又はモニタ３２２のような他の装置を備えていても、かかる他の装置と接続してもよい。モニタ３２２は、ユーザが通信装置３０２とインタフェースをとることを可能にするために使用することができる。モニタ３２２は、ターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するために、図１Ａ〜図１Ｅに示す概略図と同様な画像、図形などを表示することができ、これらの表示はデータ構造３１０によって生成することができる。
【００４８】
通信装置３０２はまた、ハードディスクドライブ３２４を含むことができる。ハードドライブ３２４は、ハードドライブインタフェース（図３には図示せず）によってシステムバス３１６に結合することができる。ハードドライブ３２４はまた、ローカルファイルシステム又はシステムメモリ３０４の一部を形成することができる。プログラム、ソフトウェア及びデータは、通信装置３０２を動作させるために、システムメモリ３０４とハードドライブ３２４との間で転送及び交換することができる。
【００４９】
通信装置３０２は、遠隔サーバ３２６と通信することができ、またネットワーク３２８を介してその他のサーバ又は通信装置３０２と同様なその他の通信装置にアクセスすることができる。システムバス３１６は、ネットワークインタフェース３３０によってネットワーク３２８に結合することができる。ネットワークインタフェース３３０は、ネットワーク３２８を結合するためのモデム、イーサネット（登録商標）カード、ルータ、ゲートウエイなどとすることができる。結合は、ワイヤ接続又は無線とすることができる。ネットワーク３２８は、インターネット、私用ネットワーク、イントラネットなどとすることができる。
【００５０】
サーバ３２６はまた、システムメモリ３３２を含むこともでき、システムメモリ３３２は、ファイルシステム、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むことができる。システムメモリ３３２は、通信装置３０２内のオペレーティングシステム３０６と同様なオペレーティングシステム３３４を含むことができる。システムメモリ３３２はまた、ターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するデータ構造３３６を含むことができる。データ構造３３６は、ターボ機械の過速度防止システムを自動的に試験するための方法２００に関して説明したものと同様なオペレーションを含むことができる。サーバシステムメモリ３３２はまた、その他のファイル３３８、アプリケーション、モジュールなどを含むことができる。
【００５１】
サーバ３２６はまた、サーバ３２６内のその他の装置の動作を制御するプロセッサ３４２又は処理ユニットを含むことができる。サーバ３２６はまた、Ｉ／Ｏ装置３４４を含むことができる。Ｉ／Ｏ装置３４４は、通信装置３０２のＩ／Ｏ装置３１８と同様なものにすることができる。サーバ３２６はさらに、Ｉ／Ｏ装置３４４と共にサーバ３２６に対するインタフェースを行うモニタなどのその他の装置３４６を含むことができる。サーバ３２６はまた、ハードディスクドライブ３４８を含むことができる。システムバス３５０は、サーバ３２６の異なる構成要素に接続することができる。ネットワークインタフェース３５２は、システムバス３５０を介してサーバ３２６をネットワーク３２８に結合することができる。
【００５２】
図面におけるフロー図及びブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実施形態のアーキテクチャ、機能性及び動作を示している。この点に関して、フロー図又はブロック図における各ブロックは、指定した論理機能を実行するための１以上の実行可能命令を含むモジュール、セグメント又はコードの一部分を表すことができる。また、幾つかの別の実施形態では、ブロック内に記した機能は、図に記した順序とは異なる順序で行うことができることに注目されたい。例えば、連続して示した２つのブロックは、実際には、それらに含まれた機能に応じて、実質的に同時的に実行することができ、或いは時にはこれらのブロックは逆の順序で実行することができる。また、ブロック図及び／又はフロー図の各ブロック並びにブロック図及び／又はフロー図におけるブロックの組合せは、指定した機能又は動作を行う専用ハードウェアベースのシステム、或いは専用ハードウェア及びコンピュータ命令の組合せによって実行することができることも注目されたい。
【００５３】
本明細書で使用する用語は、具体的な実施形態を説明することのみを目的としたものであって、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書では、単数形で表された記載であっても、文脈上明らかでない限り、複数形も包含して意味する。さらに、本明細書で用いる「含む」及び／又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴、数、ステップ、工程、要素及び／又は構成要素の存在を指定しているが、１以上のその他の特徴、数、ステップ、工程、要素、構成要素、及び／又は群それらの存在又は追加を排除するものではないことを理解されたい。
【００５４】
本明細書では特定の実施形態を示しかつ説明してきたが、同一の目的を達成するようにしたあらゆる構成が、示した特定の実施形態と置き換えることができること、また本発明が、他の環境において別の用途を有することが、当業者には明らかであろう。本出願は、本発明のあらゆる改造又は変更を保護することを意図している。提出した特許請求の範囲は、本発明の技術的範囲を本明細書に記載した特定の実施形態に限定することを全く意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１Ａ】本発明の実施形態が作動する環境を示す概略図。
【図１Ｂ】本発明の実施形態が作動する環境を示す概略図。
【図１Ｃ】本発明の実施形態が作動する環境を示す概略図。
【図１Ｄ】本発明の実施形態が作動する環境を示す概略図。
【図１Ｅ】本発明の実施形態が作動する環境を示す概略図。
【図２Ａ】本発明の実施形態による、過速度防止システムの試験方法の実施例を示すフロー図。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による、過速度防止システムの試験方法の実施例を示すフロー図。
【図３】本発明の実施形態による、過速度防止システムを試験するための例示的システムのブロック図。
【符号の説明】
【００５６】
１００  ガスタービン
１１０  実タービン速度
１２０  過速度トリップ設定点
１３０  火炎検出器
１４０  発電機出力
１５０  ガス燃料システム
１５２  停止／速度比弁
１５４  複数のガス制御弁
３００  システム
３０２  通信装置
３０４  システムメモリ
３０６  オペレーティングシステム
３０８  ブラウザ
３１０  データ構造
３１２  キャッシュメモリ
３１４  処理ユニット
３１６  システムバス
３１８  入／出力装置
３２０  媒体
３２２  モニタ
３２４  ハードドライブ
３２６  サーバ
３２８  ネットワーク
３３０  ネットワークインタフェース
３３２  メモリ
３３４  オペレーティングシステム
３３６  データ構造
３３８  その他のファイル
３４２  プロセッサ
３４４  Ｉ／Ｏ装置
３４６  その他の装置
３４８  ハードディスクドライブ
３５０  システムバス
３５２  ネットワークインタフェース
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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