(57)【要約】【課題】蒸気タービンにおける能動的温度制御のためのシステム及び方法を提供すること。【解決手段】蒸気タービンに関連する蒸気経路の少なくとも一部の温度を能動的に制御するためのシステム及び方法が開示される。能動的温度制御ユニットは、１以上のアテンポレータを作動させて、蒸気経路の少なくとも一部の温度を所定の閾値未満に維持するよう構成されている。該温度を維持することにより、蒸気経路の当該部分が安価な材料を使用できる。【選択図】      図２
2013238228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンと、
前記蒸気タービンに結合された１以上のアテンポレータと、
前記１以上のアテンポレータに結合され、前記蒸気タービンに関連する１以上の箇所の温度を決定し、該決定に少なくとも部分的に応答して前記１以上のアテンポレータの少なくとも一部を作動させるよう構成された能動的温度制御ユニットと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記アテンポレータが、前記蒸気タービンの少なくとも一部に冷却剤を注入するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記１以上のアテンポレータが、前記蒸気タービンの高圧セクション内に配置される、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記１以上のアテンポレータが、前記蒸気タービンの中圧セクション内に配置される、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記温度の決定が、前記蒸気タービンに関連する１以上の作動条件に少なくとも部分的に基づいている、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記１以上の作動条件が、前記蒸気タービンを通る流量、前記蒸気タービンに結合された排熱回収ボイラの出力、負荷条件、又は前記蒸気タービン用の蒸気を発生するよう構成されたガスタービンの排気条件のうちの１以上を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記１以上の箇所に近接した温度センサをさらに備え、前記温度の決定が、前記温度センサからの信号に少なくとも部分的に基づいている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記蒸気タービンに結合された低温再熱配管をさらに備え、前記１以上の箇所が、前記低温再熱配管の少なくとも一部を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記１以上の箇所が、複数の段の１以上を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
蒸気タービンの蒸気経路における１以上の所定の位置での温度を決定するステップと、
前記温度が所定の閾値以上であるときに、前記少なくとも１以上の所定の位置での温度を低下させるよう構成された１以上のアテンポレータを作動させるステップと、
前記温度が所定の閾値未満であるときに、前記１以上のアテンポレータを非作動にするステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記１以上の所定の位置が、低温再熱配管の前の前記蒸気タービンの排気口を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記温度を決定するステップが、１以上の温度センサからデータを受け取るステップを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記温度を決定するステップが、前記蒸気タービンに関連する１以上の作動条件に少なくとも部分的に基づいて温度を計算するステップを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記蒸気タービンに関連する１以上の作動条件が、前記蒸気タービンを通る流量、前記蒸気タービンに結合された排熱回収ボイラの出力、負荷条件、又は前記蒸気タービン用の蒸気を発生するよう構成されたガスタービンの排気条件のうちの１以上を含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記所定の閾値が、前記蒸気経路における１以上の所定の位置に近接した１以上の材料の設計最大作動温度以下に設定されている、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのプロセッサによって実行されたときに、
第１の出力から該第１の出力よりも低い第２の出力へのガスタービンのターンダウンに関する指示情報を受け取り、
前記指示情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ガスタービンに結合された蒸気タービンにおいて、前記蒸気タービンの蒸気経路の少なくとも一部における温度を低下させるよう構成された１以上のアテンポレータを作動させる、
ことを含む動作を前記少なくとも１つのプロセッサが実行するよう構成されているコンピュータ実行可能命令を記憶した１以上のコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記動作が、前記温度が所定の閾値以下であるときに、前記１以上のアテンポレータを非作動にすることをさらに含む、請求項１６記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記動作が、前記蒸気経路の少なくとも一部における温度を監視し、前記温度にさらに少なくとも部分的に基づいて前記１以上のアテンポレータを作動させることをさらに含む、請求項１６記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記蒸気経路が、低温再熱配管を含む、請求項１６記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記アテンポレータが、前記蒸気経路の少なくとも一部に冷却剤を注入するよう構成されている、請求項１６記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、全体的に蒸気タービンに関し、より詳細には、蒸気タービン及び発電プラント構成要素の能動的温度制御のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、蒸気からエネルギーを抽出するのに用いることができる。蒸気経路の一部が高温となることにより、特別な材料及び／又は構造技術が必要となる可能性がある。これは、製造及び保守整備コストを増大させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，６６８，６２３号明細書
【発明の概要】
【０００４】
ガスタービンは、排熱回収ボイラ及び蒸気タービンと協働して用いて、複合サイクル発電プラント並びに他の用途において電力を提供することができる。様々な負荷に対応するために、ガスタービンの出力は、高出力状態と低出力状態の間で変化することができる。ガスタービンに関して高出力状態から低出力状態への移行は、「ターンダウン」と呼ばれる。様々な熱力学上及び作動上の考慮事項に起因して、ターンダウンの結果、蒸気タービン又は蒸気タービンのセクションの温度が上昇する場合がある。ターンダウン中に生じるこれらの温度上昇に対処するため、蒸気タービン、関連プラント機器、又はこれらの一部は、温度上昇を伴う作動に好適な材料を用いて構築することが必要とされる可能性がある。例えば、蒸気タービンの蒸気経路の段、又は発電プラントにおける低温再熱（「ＣＲＨ」）配管は、より高価な材料から構築することが必要とすることができる。
【０００５】
上記の必要性及び／又は問題の一部又は全ては、本発明の特定の実施形態によって対処することができる。特定の実施形態は、蒸気タービン及び発電プラントに関連する上記経路の少なくとも一部における温度を能動的に制御するシステム及び方法を含むことができる。本発明の一実施形態によれば、能動的温度制御ユニットを含むシステムが開示される。能動的温度制御ユニットは、蒸気経路における１以上の箇所での温度を決定し、所定の閾値を上回る温度に少なくとも部分的に応答して１以上のアテンポレータを作動させるよう構成される。他の実施構成では、冷却空気がガスタービン排気口に導入され、排熱回収ボイラ（「ＨＲＳＧ」）に流入する高温の排気ガス温度を中程度の温度まで冷却することができる。蒸気経路の子のような箇所での温度を低下させることにより、安価な材料を使用でき、蒸気経路の構成要素にかかる応力を低減することができる。例えば、排気口の下流側の低再熱配管に炭素鋼を使用できるように高圧蒸気タービンの排気温度を制御することができる。
【０００６】
別の実施形態において、方法が提供される。本方法は、蒸気タービンの蒸気経路における１以上の所定の位置での温度を決定するステップと、温度が所定の閾値以上であるときに、少なくとも１以上の所定の位置での温度を低下させるよう構成された１以上のアテンポレータを作動させるステップと、温度が所定の閾値未満であるときに、１以上のアテンポレータを非作動にするステップと、を含むことができる。
【０００７】
別の実施形態は、温度が所定の閾値以上であるときに、１以上のアテンポレータの作動モードを変更するステップを含むことができる。所定の閾値以上であるときには、１以上のアテンポレータの作動モードは、高圧（「ＨＰ」）スロットル温度のような所与の蒸気温度の能動的管理から、所与の蒸気経路箇所の蒸気温度の能動的管理に変えることができる。この実施形態において、アテンポレータは、所与のＨＰスロットル温度設定点で且つ所与の蒸気経路箇所の温度が閾値を超えたときに作動させることができ、このアテンポレータ設定点は、この箇所の閾値温度に変更される。従って、蒸気経路における２つの温度を監視することができ、このアテンポレータの温度調節は、所定の閾値に基づいてどの箇所が冷却を必要としているかに基づいている。
【０００８】
さらに別の実施形態において、コンピュータ実行可能命令を記憶した１以上のコンピュータ可読媒体を提供することができる。コンピュータ実行可能命令は、少なくとも１つのプロセッサが、第１の出力から該第１の出力よりも低い第２の出力へのガスタービンのターンダウンに関する指示情報を受け取り、当該指示情報に少なくとも部分的に基づいて、ガスタービンに結合された蒸気タービンにおいて蒸気タービンの蒸気経路又は低再熱配管の少なくとも一部における温度を低下させるよう構成された１以上のアテンポレータを作動させる、ことを含む動作を実行するよう構成することができる。
【０００９】
本発明の他の実施形態、システム、方法、装置、態様、及び特徴は、当業者には、以下の詳細な説明、添付図面、及び特許請求の範囲から明らかであろう。
【００１０】
詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。異なる図面において同じ参照符号を用いた要素は、同様又は同一の要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による、能動的温度制御ユニットを有する蒸気タービンユニットを備えたアーキテクチャの概略図。
【図２】本発明の一実施形態による、能動的温度制御有りと無しの場合の温度の例示的なグラフ。
【図３】本発明の一実施形態による、アテンポレータを用いて温度を能動的に制御するプロセスのフロー図。
【図４】本発明の別の実施形態による、アテンポレータを用いて温度を能動的に制御する別のプロセスのフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の例示的な実施形態について、本発明の全てではなく一部の実施形態が示された添付図面を参照しながら以下でより詳細に説明する。本発明は、多くの様々な形態で具現化することができ、本明細書で記載される実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満足するように提供される。上述のように、全体を通じて同じ参照符号は同じ要素を示す。
【００１３】
図１は、蒸気タービン１０２を備えたアーキテクチャ１００又はその一部の概略図である。この蒸気タービン１０２は、１以上のロータ段１０６（１）、１０６（２）、１０６（３）、１０６（４）、１０６（５）、．．．１０６（Ｒ）を有するロータを結合することができるシャフト１０４を備える。蒸気タービン１０２は、高圧セクション、中圧セクション、低圧セクション、その他を備えることができる。ここでは、タービン段としても知られる５つの段１０６が、限定ではなく例証として図示されている。他の実施構成では、蒸気タービン１０２は、より多くの又はより少ない段１０６を備えることができる。発電機、空気圧縮機、プロペラ、又は他の装置をシャフト１０４に結合することができる。
【００１４】
段１０６は、複数のブレードを含む。段１０６は、単一の材料要素から、又は複数の材料要素から形成することができる。例えば、段１０６は、共に溶接された２以上の材料要素を含むことができる。材料並びに溶接部は、その範囲内で性能が満たされる作動温度を有する。これらの作動温度からの逸脱は、望ましくない作動又は故障をもたらす可能性がある。例えば、溶接部は、所定の作動温度を超える温度に曝されたときに故障する可能性がある箇所を発生させる。異なる材料は、その範囲内ではこれらの使用が適切である異なる作動温度を示す。例えば、限定ではないが、蒸気又は水などの作動流体が約７５０°Ｆ以下となる低い温度範囲では、炭素鋼を用いることができる。これに比べて、７５０°Ｆを上回る高温では、より高価な材料を必要とする可能性がある。
【００１５】
蒸気タービン１０２は、１以上のアテンポレータ１０８を含む。１以上のアテンポレータ１０８は、蒸気タービンの少なくとも一部に冷却剤を導入するよう構成される。この冷却剤は、液体水、蒸気、及び同様のもののうちの１以上を含むことができる。冷却剤の導入により、アテンポレータ１０８の下流側の温度が低下する。１以上のアテンポレータ１０８は、高圧セクション、中圧セクション、低圧セクション、及び同様のものなどの蒸気タービン１０２の１以上のセクションに存在することができる。例えば、再熱アテンポレータ１０８は、中圧及び／又は低圧セクションにおける温度を管理するのに用いることができる。アテンポレータ１０８は、飽和点前で作動することができる。
【００１６】
一部の実施構成において、冷却空気は、蒸気タービン１０２に蒸気１１２を供給するガスタービン排出口に注入又は漏洩することができる。以下で説明するように、アテンポレータ１０８の１以上、或いは、冷却空気のガスタービン排出口への注入は、蒸気経路の少なくとも一部における温度を管理するのに使用される。
【００１７】
入口１１０が図示されており、この内部に蒸気１１２が導入される。蒸気１１２は、原子炉、地熱源、ガスタービン、排熱回収ボイラ、ボイラー、及び同様のものによって生成することができる。蒸気１１２は、蒸気タービン１０２の入口１１０から排出出口１１４に移動する。低温再熱（ＣＲＨ）配管１１６は、排出出口１１４の少なくとも一部に近接して配置され、排出ガス１１８から熱エネルギーの一部を回収することができる。ＣＲＨ配管１１６は、排出ガス１１８から熱を収集して、当該熱を排熱回収ボイラなどの装置に戻すようにする作動流体を送る。ＣＲＨ配管１１６は、排出ガス１１８に曝されるので、排出ガス１１８の温度を管理し、配管で使用される材料の作動温度を超えないようにされる場合がある。
【００１８】
能動的温度制御ユニット１２０が１以上のアテンポレータ１０８及び／又は排熱回収ボイラ又はガスタービンの冷却空気噴射装置に結合され、また、１以上のセンサに結合することができる。能動的温度制御ユニット１２０は、アテンポレータ１０８の１以上を作動させ、蒸気経路の少なくとも一部の温度を制御するよう構成される。能動的温度制御ユニット１２０は、アナログ電子機器、プロセッサ、コンピュータ可読記憶媒体、入力／出力装置、及び同様のもののうちの１以上を含むことができる。一部の実施構成において、能動的温度制御ユニット１２０は、コンピュータ可読記憶媒体内に記憶され且つプロセッサ上で実行するよう構成された制御命令内のモジュールを含むことができる。
【００１９】
センサは、限定ではないが、ここで図示された１以上の温度センサ１２２（１）及び１２２（２）、流量センサ、又は圧力センサを含むことができる。２つの温度センサ１２２が図示されているが、他の実施構成では、温度センサの数及び配置が変る場合がある。能動的温度制御ユニット１２０はまた、ガスタービン、排熱回収ボイラ、及び同様のものなどの他の装置から信号、データ、又は他のインジケータを受け取ることができる。例えば、１つの実施構成において、能動的温度制御ユニット１２０は、蒸気タービンに蒸気を提供する排熱回収ボイラに結合されたガスタービンがターンダウン状態に移行していることを示す指示情報を受け取ることができる。上述のように、ガスタービンの高出力状態から低出力状態への変化は、「ターンダウン」と呼ばれる。ガスタービンがターンダウン条件にある場合、蒸気タービン１０２又はその一部は、温度上昇を生じる可能性がある。例えば、ＣＲＨ配管１１６の温度は、約７５０°Ｆから７７０°Ｆまで増大する場合がある。能動的温度制御ユニット１２０は、１以上のアテンポレータ１０８を作動及び非作動にし、或いは、ある蒸気経路位置から別の蒸気経路位置に設定位置を変更することによって、蒸気経路の一部を所定の作動温度内に維持するよう構成される。
【００２０】
１つの実施構成において、能動的温度制御ユニット１２０は、１以上のアテンポレータ１０８を作動させ、ＣＲＨ配管１１６の温度を特定レベル未満に保持するよう構成することができる。能動的温度制御ユニット１２０は、温度センサなどからのセンサデータを用いることができる。例えば、ガスタービンがターンダウン状態に入り、排出ガス１１８の温度が上昇すると、能動的温度制御ユニット１２０は、１以上のアテンポレータ１０８を作動させることができる。この実施形態の１つの技術的効果は、これにより、ＣＲＨ配管１１６の過熱が阻止され、ＣＲＨ配管１１６が低温の作動温度に好適な安価な材料を使用できることである。
【００２１】
別の実施構成において、能動的温度制御ユニット１２０は、蒸気タービン１０２に結合された他の装置の作動条件に少なくとも部分的に基づいて１以上のアテンポレータ１０８を作動させるよう構成することができる。例えば、ガスタービンのスロットル設定、排熱回収ボイラの設定、及び同様のものに基づいて、能動的温度制御ユニット１２０は、１以上のアテンポレータ１０８を作動させるよう構成することができる。この実施形態の技術的効果は、特定の蒸気タービン構成要素及び／又はＨＲＳＧ構成要素の過熱を阻止し、特定の構成要素が低温の作動温度に好適な安価な材料を使用できることである。
【００２２】
能動的温度制御ユニット１２０は、１以上のアテンポレータ１０８を作動させることにより、蒸気経路の他の部分の温度を維持するよう構成することができる。１つの実施構成において、能動的温度制御は、蒸気タービン１０２における蒸気経路の少なくとも一部内の作動温度を低下させ、１以上の段１０６が低温材料を用いることができるようにする。これらの低温材料を段の構造に使用することにより、蒸気タービン１０２の全体コストを低減することができる。
【００２３】
別の実施構成において、入口１１０に流入する蒸気１１２の温度は、能動的温度制御ユニット１２０によって制御されない。従って、この実施構成において、能動的温度制御ユニット１２０は、蒸気タービン１０２内部又はその下流側の蒸気経路の温度を制御するよう構成されている。この制御は、１以上のバルブ、スイッチ、ノズル、アテンポレータ、及び同様のものの作動を含むことができる。この場合も同様に、この実施形態の技術的効果は、特定の蒸気タービン構成要素及び／又はＨＲＳＧ構成要素の過熱を阻止し、特定の構成要素が低温の作動温度に好適な安価な材料を使用できることである。
【００２４】
図２は、能動的温度制御の有無の状態の例示的な温度グラフ２００である。このグラフにおいて、横軸は、蒸気タービン１０２内の位置２０２を示す。例えば、入口１１０は、軸の最左側に位置し、排気出口１１４は、最右側にある。縦軸に沿って、華氏温度２０４が示される。位置２０２で示された段１０６の数並びに温度２０４は、限定ではなく例証として示されている。
【００２５】
低温領域２０６は、最大約８５０°Ｆまで広がって示される。高温領域２０８は、約８５０°Ｆ以上に広がって示されている。これらの領域は、説明を簡単にするために示されたものである。低温領域２０６及び高温領域２０８は、含まれる材料及びシステムに関連する技術的及び作動的特性によって決定付けられる。例えば、一部の実施構成において、低温領域２０６は、最大約９５０°Ｆまで広がることができ、高温領域２０８は、約９５０°Ｆ以上に広がることができる。
【００２６】
シャフト１０４に結合された発電機の形態のような、蒸気タービン１０２による熱力学効果及びエネルギー抽出に起因して、蒸気経路の蒸気１１２の温度は、蒸気タービン１０２を通過する間に低下する。
【００２７】
ここでは、能動的温度制御２１０無しの様々な位置２０２における温度２０４のプロットが示されている。ここで図示するように、蒸気１１２は、段１０６（４）の後までは８５０°Ｆを上回る高温領域２０８に留まっている。その結果、段１０６（４）を含めてここまでの構成要素は、高温領域２０８の温度で作動するよう設計及び構成されている。これは、特別な材料、特別な構造、及び同様のものを必要とする可能性がある。
【００２８】
さらに図示のように、能動的温度制御２１０が無い状態では、プロットは、排気出口１１４にて温度が約７５０°Ｆを上回るように維持され、この温度は、説明の目的で、最大ＣＲＨ配管温度限界２１４とすることができる。例えば、７５０°ＦのＣＲＨ配管温度限界２１４を下回って作動される場合には、ＣＲＨ配管１１６として炭素鋼配管を用いることができる。
【００２９】
能動的温度制御ユニット１２０が作動すると、蒸気１１２の温度は低下する。能動的温度制御２１２が連動した蒸気タービン１０２の温度のプロットは、この低下を示している。能動的温度制御２１２が作動状態の場合、段１０６（３）及び１０６（４）が低温領域２０６で作動する。結果として、少なくともこれら２つの段１０６（３）及び１０６（４）並びにこれらの間の機器は、低温領域２０６に好適な材料を使用するよう設計され、従って、コストを低減することができる。例えば、温度制御により、さらに上流側で低コストの溶接構成要素の使用を増やすことができ、ロータの全体コストを低減することができる。加えて、排気出口１１４の温度はＣＲＨ配管温度限界２１４を下回り、ＣＲＨ配管１１６において安価な材料の使用が可能となり、コストをさらに低減することができる。
【００３０】
プロット２１０及び２１２は、例示及び説明を容易にするために直線で示されている。一部の実施構成において、これらのプロットは、種々の曲線、ステップ、及び同様のものを描くことができる。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態による、アテンポレータを用いて温度を能動的に制御するプロセスのフロー図３００である。一部の実施構成において、本プロセスは、能動的温度制御ユニット１２０によって少なくとも部分的に実施することができる。能動的温度制御ユニット１２０は、アナログ電子機器、プロセッサ、コンピュータ可読記憶媒体、入力／出力装置、及び同様のもののうちの１以上を含むことができる。
【００３２】
ブロック３０２では、蒸気タービンの蒸気経路における１以上の所定の位置の温度を決定する。１以上の所定の位置は、排出ガス１１８がＣＲＨ配管１１６に到達する前の蒸気タービン１０２の排気出口１１４、段１０６の１以上、１以上の段１０６の間、入口１１０、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【００３３】
一部の実施構成において、温度の決定は、温度センサ１２２（１）及び（２）のような１以上のセンサからのデータを受け取るステップを含むことができる。従って、１以上の所定の位置の温度は、直接測定することができる。例えば、温度は、温度センサ１２２（２）により段１０６（３）において、及び温度センサ１２２（１）により排気出口１１４にて測定することができる。
【００３４】
別の実施形態において、１以上の所定の位置の温度は、１以上の所定の位置又は別の位置の一部での温度測定に少なくとも部分的に基づいて決定され、推測することができる。例えば、温度は、排気出口１１４で測定され代理として用いて、段１０６（３）での温度を決定することができる。
【００３５】
さらに別の実施構成において、温度は、蒸気タービン１０２に関連する１以上の作動条件に少なくとも部分的に基づいて決定又は計算することができる。これらの１以上の作動条件は、限定ではないが、蒸気タービン１０２を通る流量、蒸気タービンに結合された排熱回収ボイラの出力、又は蒸気タービン用の蒸気を生成するよう構成されたガスタービンのスロットル設定を含むことができる。
【００３６】
ブロック３０４は、温度がいつ所定の閾値になったか、又はそれを上回ったかを判定する。例えば、上述のように、排気出口１１４での温度センサ１２２は、温度が７５０°Ｆを上回ったことを示すことができる。温度が所定の閾値になるか、又はそれを上回ると、プロセスはブロック３０６に進む。
【００３７】
所定の閾値は、蒸気経路における所定の位置に近接した１以上の材料の設計最大作動温度以下であるように設定することができる。例えば、システムは、ＣＲＨ配管の温度を７５０°ＦのＣＲＨ配管温度限界２１４を下回って維持するように構成することができる。この限界を上回る温度は、ＣＲＨ配管１１６に望ましくない損耗をもたらし、ＣＲＨ配管１１６の故障の可能性を高めるなどの結果となる可能性がある。
【００３８】
ブロック３０６では、少なくとも１以上の所定の位置の温度を低下させるよう構成された１以上のアテンポレータ１０８を作動させる。一部の実施構成において、ブロック３０６は、ＨＰスロットル温度からＨＰ蒸気タービン排気温度に設定点、或いは、閾値を超える蒸気経路の他の設定点への変更をもたらすことができる。この実施例を引き続き参照すると、アテンポレータ１０８の作動は、排気出口１１４での排出ガス１１８の温度をＣＲＨ配管１１６温度限界２１４内にまで低下させることができる。一部の実施構成において、全てのアテンポレータ１０８を一度に作動させることができ、或いは、アテンポレータ１０８の一部を作動させることができ、種々の流量でアテンポレータ１０８を作動させることができ、或いは、これらを組み合わせて用いることができる。
【００３９】
上述のように、一部の実施構成において、冷却空気をガスタービン排気口に注入又は漏洩させることができ、これを用いて蒸気１１２を蒸気タービン１０２に供給する。この冷却空気は、アテンポレータ１０８に加えて、又はその代わりに用いることができる。
【００４０】
アテンポレータ１０８の作動は、蒸気タービン１０２又は蒸気タービン１０２に結合された他の機器に対する他の作動変更と協働することができる。蒸気温度の急激な変化は、蒸気経路の推定寿命に影響を及ぼす可能性があるので、一部の実施構成において、アテンポレータ１０８は、蒸気経路の温度変化を滑らかにするよう、ある時間期間にわたって作動と非作動とを行うことができる。
【００４１】
ブロック３０４に戻り、温度が所定の閾値を下回った場合、１以上のアテンポレータ１０８を非作動にすることができ、プロセスは、ブロック３０２に戻ることができる。この非作動により、蒸気タービン、ＣＲＨ配管１１６に結合された排熱回収ボイラ、及び同様のものの目的とする作動に好適なレベルにまで温度を上昇させることができる。
【００４２】
一部の実施構成において、ブロック３０４において逆の判定を用いることもできる点は理解される。例えば、温度が所定の閾値を下回った場合、１以上のアテンポレータ１０８を非作動にすることができる。
【００４３】
図４は、アテンポレータを用いて温度を能動的に制御する別のプロセスのフロー図４００である。図３に関して上述したように、一部の実施構成において、このプロセスは、能動的温度制御ユニット１２０によって少なくとも部分的に実施することができる。
【００４４】
ブロック４０２は、第１の出力から第２の出力へのガスタービンのターンダウンに関する指示情報を受け取り、該第２の出力は第１の出力よりも低い。例えば、夜間に電力需要が減少すると、複合サイクル発電プラントにおいて蒸気タービン１０２に結合された１以上のガスタービンは、低出力にするようスロットル調整することができる。この指示情報は、能動的温度制御ユニット１２０が受け取る信号又はデータを含むことができる。指示情報は、ガスタービンから、又はガスタービン及び蒸気タービン１０２に結合された他の装置からのインジケータを含むことができる。例えば、指示情報は、蒸気１１２を蒸気タービン１０２に供給する排熱回収ボイラの変化によって生成することができる。
【００４５】
ブロック４０４では、指示情報に少なくとも部分的に基づいて、ガスタービンに結合された蒸気タービン１０２における１以上のアテンポレータ１０８を作動させる。上述のように、１以上のアテンポレータ１０８は、蒸気タービン１０２の蒸気経路の少なくとも一部における温度を低下させるよう構成される。例えば、蒸気経路は、ＣＲＨ配管１１６を含むことができ、アテンポレータ１０８は、ＣＲＨ配管１１６が所定の温度限界を下回って維持されるように排出ガス１１８の温度を低下させるよう構成される。１以上のアテンポレータ１０８は、蒸気経路の少なくとも一部に冷却剤を注入するよう構成される。この冷却剤は、水、蒸気、他の凝縮流体、及び同様のもののうちの１以上を含むことができる。
【００４６】
上述のように、一部の実施構成において、冷却空気は、蒸気１１２を蒸気タービン１０２に供給するガスタービン排出口に注入又は漏洩することができる。この冷却空気は、アテンポレータ１０８に加えて、又はその代わりに用いることができる。
【００４７】
一部の実施構成において、ターンダウンの指示情報に加えて、１以上のアテンポレータ１０８の作動は、蒸気経路の少なくとも一部における温度の監視に少なくとも部分的に基づくことができる。図３に関して上述したように、温度は、測定、推測、計算、又は他の方法で決定することができる。
【００４８】
ブロック４０６では、温度が所定の閾値以下になったときに１以上のアテンポレータ１０８を非作動にする。上述のように、これにより、蒸気経路の温度が所望の作動をするには低すぎる程低下するのが阻止される。
【００４９】
例示的なシステム及び方法を上記で説明した。これらのシステム及び方法の一部又は全ては、必須ではないが、図１〜４に示したようなアーキテクチャによって少なくとも部分的に実施することができる。本方法における特定の動作ステップは、必ずしも記載した順序で実施される必要はなく、状況に応じて、再構成又は修正することができ、及び／又は全体的に省略することもできる。また、何れかの方法に関して上述した方法ステップの何れかは、１以上のコンピュータ可読記憶媒体（「ＣＲＳＭ」）上に記憶された命令に基づいてあらゆる数のプロセッサ又は他のコンピュータデバイスによって実施することができる。ＣＲＳＭは、限定ではないが、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、フラッシュＲＡＭ、磁気媒体、光学媒体、及び同様のものを含むことができる。
【００５０】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、さらに、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起され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は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、請求項の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００５１】
２０８：高温領域
２０６：低温領域
２０４：温度（°Ｆ）
２１０：能動的温度制御無し
２１２：能動的温度制御有り
２１４：ＣＲＨ配管温度限界
２０２：位置
【図１】
2013238228.tif 000003
【図２】
2013238228.tif 000004
【図３】
2013238228.tif 000005
【図４】
2013238228.tif 000006