(57)【要約】【課題】本発明は、圧縮器（１２）と、燃焼器（１３，１６）と、燃焼器（１３，１６）の下流のタービン（１４，１７）と、全数のタービン出口温度測定部（１８，１９）と、を含むガスタービン（１０）を動作させる方法に関する。【解決手段】当該方法は、それぞれのタービン（１４，１７）のタービン出口温度測定部（１８，１９）によって、各タービン（１４，１７）のタービン出口温度をローカルで測定するステップと、タービン出口温度測定部（１８，１９）の全数よりも小さい数のタービン出口温度測定部（１８，１９）を選択するステップと、選択されたタービン出口温度測定部（１８，１９）の測定温度を平均して、平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を取得するステップとを含む。ガスタービンの動作は、求められた平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）に依存して制御される。上記方法に加え、こうした方法を実行するように構成されたコントローラを備えたガスタービン（１０）も提案される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮器（１２）と、燃焼器（１３，１６）と、前記燃焼器（１３，１６）の下流のタービン（１４，１７）と、全数のタービン出口温度測定部（１８，１９）と、を含むガスタービン（１０）を動作させる方法であって、前記方法は、
・それぞれの前記タービン（１４，１７）のタービン出口温度測定部（１８，１９）によって、各タービン（１４，１７）のタービン出口温度を測定するステップと、
・前記タービン出口温度測定部（１８，１９）の全数よりも小さい数のタービン出口温度測定部（１８，１９）を選択するステップと、
・選択されたタービン出口温度測定部（１８，１９）の測定温度を平均して、平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を取得するステップと、
・前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）に依存して前記ガスタービン（１０）の動作を制御するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記タービン（１４，１７）の上流の前記燃焼器（１３，１６）の全てのバーナー（２４，２５）を動作させる、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
良好なデータ品質を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）を識別し、
前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を、良好なデータ品質を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）の全数よりも小さい数の、良好なデータ品質を有するタービン出口温度測定値に基づいて平均する、
請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を取得するために、最も高い測定値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）を含むタービン出口温度測定部（１８，１９）の適切な部分集合を選択する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を取得するために、ｉ番目からｊ番目のタービン出口温度測定部（１８，１９）から成るタービン出口温度測定部（１８，１９）の適切な部分集合を選択し、
ここで、ｉ，ｊは自然数であり、ｉは２以上であり、ｊはｉ以上であり、ｉ及びｊは前記タービン出口温度測定部（１８，１９）の全数よりも小さい、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
クロックを有するコントローラ（２０）が設けられており、
各タービン出口温度測定部（１８，１９）に対して、測定実際値と先行コントローラサイクルにおける平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）との温度差を計算し、
現在サイクルのタービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を平均するために、最大温度偏差を下回る温度差を有する測定値のみを選択する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
複数のコントローラサイクルにわたる平均を実行する際に、
ａ）平均タービン出口温度の変数をゼロへセットし、前記平均タービン出口温度（ＴＡＴ１ＡＶＧ）を取得するために選択されたタービン出口温度測定部（１８，１９）を加算リストに割り当てるステップと、
各サイクルにおいて、
ｂ）前記加算リストにあるタービン出口温度測定部（１８，１９）の最高値を求めるステップと、
ｃ）求められた最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）の測定値を前記平均タービン出口温度の変数に加算するステップと、
ｄ）前記加算リストから、前記求められた最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）を除去するステップと、
ｅ）指定された回数にわたって、又は、前記加算リストが空となるまで、前記ステップｂ）から前記ステップｄ）を反復するステップと、
ｆ）前記平均タービン出口温度の変数を、前記平均タービン出口温度に加算された測定部の数で除算し、前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を取得するステップと、
を含む、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
複数のコントローラサイクルにわたって平均を実行する際に、
ａ）前記平均タービン出口温度の変数をゼロへセットし、前記平均タービン出口温度（ＴＡＴ１ＡＶＧ）を取得するために選択されたタービン出口温度測定部（１８，１９）を加算リストに割り当てるステップと、
各サイクルにおいて、
ｂ）前記加算リストにあるタービン出口温度測定部（１８，１９）の最高値を求めるステップと、
ｃ１）最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）が平均のための複数のコントローラサイクルにおいて検出されたのが初回からｍ回までのいずれかである場合、ステップｄ）に進み、ここで、ｍは、前記加算リストにあるタービン出口温度測定部（１８，１９）の数より小さい自然数である、ステップと、
ｃ２）求められた最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）の測定値を前記平均タービン出口温度の変数に加算するステップと、
ｄ）前記加算リストから、前記求められた最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）を除去するステップと、
ｅ）指定された回数にわたって、又は、前記加算リストが空となるまで、前記ステップｂ）から前記ステップｄ）を反復するステップと、
ｆ）前記平均タービン出口温度の変数を、前記平均タービン出口温度に加算された測定部の数で除算し、前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を取得するステップと、
を含む、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を設定温度値へ向かって制御するか、又は、前記燃焼器（１３，１６）への燃料流を補正変数として用いた閉ループ制御によって、燃焼器温度を設定温度値へ向かって制御するために、前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を用いる、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
利用可能な全てのタービン出口温度測定部（１８，１９）を用いて、相対負荷限界を下回るガスタービン動作のための平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を計算し、
前記選択されたタービン出口温度測定部（１８，１９）を用いて、前記ガスタービン（１０）の前記相対負荷限界を上回る平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）を計算する、
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
利用可能な全てのタービン出口温度測定部（１８，１９）の測定値を平均して基準平均タービン出口温度を取得し、
前記基準平均タービン出口温度と、前記選択されたタービン出口温度測定部（１８，１９）に基づく前記平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）と、の差が許容可能偏差を超える場合に、前記ガスタービン（１０）の保護動作をトリガする、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記保護動作は、前記ガスタービン（１０）の負荷除去、負荷離脱及び負荷移動のいずれかである、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記方法を、第１燃焼器（１３）と、前記第１燃焼器（１３）の下流の第１タービン（１４）と、全数の第１タービン出口温度測定部（１８）と、前記第１タービン（１４）の下流の第２燃焼器（１６）と、前記第２燃焼器（１６）の下流の第２タービン（１７）と、を含むシーケンシャル燃焼ガスタービンとして構成されたガスタービン（１０）に適用し、
前記第１タービン（１４）の、選択された第１タービン出口温度測定部（１８）を平均して、平均第１タービン出口温度（ＴＡＴ１ＡＶＧ）を取得する、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記方法を、第１燃焼器（１３）と、前記第１燃焼器（１３）の下流の第１タービン（１４）と、前記第１タービン（１４）の下流の第２燃焼器（１６）と、前記第２燃焼器（１６）の下流の第２タービン（１７）と、全数の第２タービン出口温度測定部（１９）と、を含むシーケンシャル燃焼ガスタービンとして構成されたガスタービンに適用し、
前記第２タービン（１７）の、選択された第２タービン出口温度測定部（１９）を平均して、平均第２タービン出口温度（ＴＡＴ２ＡＶＧ）を取得する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
圧縮器（１２）と、燃焼器（１３，１６）と、前記燃焼器（１３，１６）の下流のタービン（１４，１７）と、全数のタービン出口温度測定部（１８，１９）と、コントローラ（２０）と、を含むガスタービン（１０）において、
前記コントローラ（２０）は、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている、
ことを特徴とするガスタービン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンのタービン出口温度を平均する方法、及び、当該タービン出口温度を用いたガスタービンの動作方法に関する。本発明はさらに、こうした方法を実行するように構成されかつこうした方法の実行に適応化されたコントローラを有するガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン出口温度は、ガスタービンの動作制御に利用可能であって、動作中のガスタービンを保護するためのパラメータの１つである。タービン出口温度を用いたガスタービンの制御の一例は、例えば欧州特許出願公開第２０７１１５７号明細書（ＥＰ２０７１１５７Ａ１）に開示されている。
【０００３】
タービン出口温度は、シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンにも利用可能である。シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンの制御は、これまで種々の文献の課題となっている。シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンの基本動作コンセプトは、例えば欧州特許出願公開第０７１８４７０号明細書（ＥＰ０７１８４７０Ａ２）に記載されている。
【０００４】
タービン出口温度を高い信頼性で正確に測定することは、負荷領域全体にわたるガスタービンの動作の信頼性の高い正確な制御の前提条件である。
【０００５】
風力又は太陽光などの不安定な再生可能資源による電力生産が増大していることにより、既存のガスタービンをベースとした発電プラントを電力需要の平衡化及びグリッドの安定化に利用する機会が増大している。したがって、高度な動作フレキシビリティが要求される。このことは、ガスタービンがしばしば基本負荷設定点よりも低い負荷で、すなわち、低い燃焼器流入点火温度で動作することを意味する。さらに、価格及び供給力に応じて、異なる燃料ガス組成を有する異なる源からの燃料が用いられる。
【０００６】
同時に、放出限界値と全放出量とがますます緊密に関係するようになっており、このため、累積放出量限界値及び種々の燃料組成を考慮したとき、低放出量値で動作し、過渡時間の部分負荷動作で低い放出量を保持する必要がある。低放出量及び安定動作を保証するために、タービン出口温度の正確かつローバストな決定手段が求められている。
【０００７】
典型的には、全タービン出口温度測定部の算術平均がガスタービンコントローラにおいて求められ、ガスタービン動作の制御に用いられる。理論的には、個々の温度測定部の全てを平均するのがタービン出口温度を取得する最善の手法である。
【０００８】
しかし、ガスタービンでの漏れや欠陥が測定に影響することがある。特に、タービン出口温度測定センサの近傍での冷却空気漏れは、ローカルで測定されるタービン出口温度値に影響することがある。
【０００９】
こうした漏れは、典型的には、新規のクリーンな機関（又は故障停止後に再組み立てされた機関）では小さく、故障停止後には機関はこうした漏れを考慮して調整される。しかし、温度測定を損なう漏れや他の要因は、増大したり、又は、動作中に変化したりすることがある。
【００１０】
こうした漏れは個々のタービン出口温度測定部の幾つかに影響するので、これらは平均タービン出口温度ＴＡＴＡＶＧを取得するために平均される。なぜなら、対応する温度センサが測定誤りを引き起こす冷えた漏れ流の影響を受けるため、すなわち、各温度センサが低温を報知するためである。
【００１１】
この場合、コントローラは、平均タービン出口温度におけるこうした変化を補償する動作を調整する。例えば、コントローラは、測定されたタービン出口温度（つまり対応する当該タービンのタービン入口温度ＴＩＴ）を目標温度に維持するために燃料流を増大することができる。測定誤りは、時間経過につれて増大しうるため、実際のタービン入口温度の値も増大して、より高いＮＯｘ放出量が生じる（また、機械のライフタイム消費量も増大する）。
【００１２】
シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンでは、第１のタービン出口温度測定部及び第２のタービン出口温度測定部が漏れの影響を受けることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題の１つは、ローカルなタービン出口温度測定部が故障した場合にも安定性と信頼性とを維持できる、ガスタービンの動作方法を提供することである。当該ガスタービンは、圧縮器と、燃焼器と、燃焼器の下流のタービンと、全数のタービン出口温度測定部とを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のガスタービンを動作させる方法は、
・それぞれのタービンのタービン出口温度測定部によって、各タービンのタービン出口温度を測定するステップと、
・タービン出口温度測定部の全数よりも小さい数のタービン出口温度測定部を選択するステップと、
・選択されたタービン出口温度測定部の測定温度を平均して、平均タービン出口温度を取得するステップと、
・平均タービン出口温度に依存してガスタービンの動作を制御するステップと
を含む。
【００１５】
タービン出口温度測定部、例えば熱電対もしくは他の温度を表示するセンサは、例えば、タービン出口の流域全体をカバーするよう分散配置可能であり、特には、各温度測定部は、中央部で流域もしくは流管に割り当てられた、それぞれ等しい面積を有するセクションである。不均一な温度特性もしくは速度プロフィルを有する排気ダクトでは、各割り当てセクションを通る排出流量が等しい状態で各セクションが表されるよう、温度測定部を分散配置することが有利となりうる。
【００１６】
燃焼器は、１つの環状燃焼室の上流に複数のバーナーを含むことができるか、又は、複数のＣＡＮ型燃焼室の上流に複数のバーナーを含むことができる。本発明の方法の実施形態によれば、各タービンの上流にある燃焼器の全てのバーナーが動作する。
【００１７】
本発明の方法は、シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービン、又は、単独の燃焼器及び単独のタービンを有するガスタービンに適用可能である。シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンは、第１燃焼器と第１タービンと第２燃焼器と第２タービンとを有する。シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンでは、第１タービン出口温度を測定可能であり、第２タービン出口温度は対応する第１タービン出口温度測定部及び第２タービン出口温度測定部を用いて測定可能である。
【００１８】
第１の実施形態によれば、第１タービン及び対応する第２タービンの上流にある全ての燃焼器が動作する。
【００１９】
本発明の方法の別の実施形態によれば、良好なデータ品質を有するタービン出口温度測定部が識別される。良好なデータ品質を有するタービン出口温度測定部のみが、タービン出口温度の平均のために選択される。この実施形態では、平均タービン出口温度は、良好なデータ品質を有する利用可能なタービン出口温度測定部の全数よりも小さい数の、良好なデータ品質を有する選択されたタービン出口温度測定値に基づいて平均されたものである。
【００２０】
良好なデータ品質は、例えば、不良品質のデータ信号が、温度センサで開始される測定チェーンからトランスデューサ及びデータ線路を介してコントローラへ送信されていないことの確認によって、求めることができる。また、良好なデータ品質は、温度測定値と全ての温度測定値の平均とを比較することによって、又は、例えばガスタービンの動作条件に依存しうる予測値と比較することによって、求めることができる。相対負荷もしくは入口ガイドベーン位置又は始動からの時間によって、動作条件を表すことができる。タービン出口温度の対応する予測値は、例えばルックアップテーブルとして形成可能である。
【００２１】
本発明の方法の別の実施形態では、平均タービン出口温度を取得するために、タービン出口温度測定部の適切な部分集合が選択される。当該タービン出口温度測定部の選択された適切な部分集合は、指定された数の最も高い測定値を有するタービン出口温度測定部を含む。
【００２２】
本発明の方法のさらに別の実施形態では、選択された適切な部分集合がｉ番目からｊ番目のタービン出口温度測定部から形成され、ここでｉ，ｊは自然数である。さらに、ｉは２以上であり、ｊはｉ以上であり、ｉ，ｊは出口温度測定部の全数よりも小さい。
【００２３】
典型的には、ガスタービンコントローラは、コントローラサイクルを定めて各サイクルでデータ及び命令を更新するクロックを有する。サイクルはクロックによって定められる。本発明の方法の別の実施形態によれば、先行のコントローラサイクルの平均タービン出口温度（ＴＡＴＡＶＧ）からの温度偏差の限界内にある測定値を有するタービン出口温度測定部のみが、タービン出口温度の平均のために選択される。温度偏差限界は、例えば偏差８０℃、好ましくは偏差５０℃以下、例えば偏差２０℃以下の小さいものであってよい。
【００２４】
変数の大きさのオーダーを平均及び識別する方法ステップは、或る程度の処理能力を必要とする。コントローラに必要な処理能力を制限するために、１回のコントローラサイクルで平均を行うステップを回避する方法が提案される。当該実施形態は、温度測定がコントローラのサイクル時間に対して緩慢であることの利点を活用している。温度測定が緩慢であるため、種々の時間ステップからの温度値を用いて、複数のコントローラサイクルにわたる平均温度を計算及び近似することができる。平均は複数のコントローラサイクルにわたって実行され、次のステップを含む：
ａ）平均タービン出口温度の変数をゼロへセットし、平均タービン出口温度を取得するために選択されたタービン出口温度測定部を加算リストに割り当てるステップと、
後続の各サイクルにおいて、
ｂ）加算リストにあるタービン出口温度測定部の、最高局所タービン出口温度を求めるステップと、
ｃ）求められた最高局所タービン出口温度の測定値を平均第１タービン出口温度の変数に加算するステップと、
ｄ）加算リストから、求められた最高局所タービン出口温度を有する測定部を除去するステップと、
ｅ）指定された回数にわたって、又は、加算リストが空となるまで、ステップｂ）からステップｄ）を反復するステップと、
ｆ）平均タービン出口温度の変数をこの変数に加算された測定部の数で除算して、平均第１タービン出口温度を取得するステップと
を含む。
【００２５】
温度測定部は、完全に故障して測定チェーンが温度測定部のデータ品質の劣化を認識できるようになる前に、きわめて高い温度へドリフトすることがある。一実施形態によれば、最高値を有するタービン出口温度測定部又はｍ番目に高い値を有するタービン出口温度測定部は、タービン出口温度の平均には用いられない。典型的には、２つ以上の温度測定部が測定誤りと認識されない大きなドリフトを有する確率は低いので、単独の最高値を有する温度測定部を単に無視すれば充分である。また、２つ以上の高い温度測定値を無視もしくはスキップしてもよい。きわめて多数のタービン出口温度測定部、例えば全部で２０個を上回る測定部が用いられていて同時にドリフトが発生する確率が増大する場合には、２つ以上の測定部を除外できる。
【００２６】
上述した、複数サイクルにわたるタービン出口温度を平均する方法において、ステップｃ）は、ｍ番目に高い値を有するタービン出口温度測定部の使用を回避するために、次のステップｃ１），ｃ２）によって置換可能である。すなわち、
ｃ１）最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）が平均のための複数のコントローラサイクルにおいて検出されたのが初回からｍ回までのいずれかである場合、ステップｄ）に進み、ここで、ｍは、加算リストにあるタービン出口温度測定部（１８，１９）の数より小さい自然数であり、
ｃ２）求められた最高値を有するタービン出口温度測定部（１８，１９）の測定値が平均タービン出口温度の変数に加算される。
【００２７】
本発明の方法のさらなる実施形態によれば、平均タービン出口温度が設定温度値へ向かって制御されるか、又は、平均タービン出口温度が燃焼器温度を設定温度値へ制御するために用いられる。当該制御は、補正変数としての燃焼器への燃料流を用いた閉ループ制御によって行われ、つまり、平均タービン出口温度が設定温度値を下回ると燃料流が増大され、平均タービン出口温度が設定温度値を上回ると燃料流が低減される。平均タービン出口温度は、例えば、いわゆるタービン入口温度の式を利用して、燃焼器温度を設定温度値へ制御するために用いることができる。ここで、タービン入口温度もしくは燃焼器出口温度は、タービン出口温度と、燃焼器圧もしくは圧縮器入口温度などの、ガスタービンの他の動作パラメータとに基づいて近似的に計算される。
【００２８】
本発明の方法の別の実施形態によれば、利用可能な全てのタービン出口温度測定部を用いて、相対負荷限界を下回るガスタービン動作のための平均タービン出口温度が計算される。ガスタービンの相対負荷限界を上回るガスタービン動作に対しては、選択されたタービン出口温度測定部を用いて、平均タービン出口温度が計算される。
【００２９】
相対負荷は、例えば、それぞれの周囲条件でガスタービンが形成しうる基本負荷の電力で実際電力を除算した値として定義可能である。利用可能な全てのタービン出口温度測定部が平均タービン出口温度の計算に用いられる相対負荷限界は、例えば最小負荷、すなわち、発電機がグリッドに接続されて電力をグリッドへ送給しているときの最小負荷であってもよいし、又は、相対負荷限界が１０％であるかもしくは５０％までの相対負荷範囲に入る値であってもよい。
【００３０】
全てのタービン出口温度測定部の平均タービン出口温度と、選択されたタービン出口温度測定部で取得された平均タービン出口温度とを比較することにより、温度測定部の大きな漏れもしくは欠陥を表示することができる。こうした漏れもしくは欠陥は、ガスタービン部品の故障もしくは障害に起因しているはずである。
【００３１】
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態では、利用可能な全てのタービン出口温度測定部の測定値が平均されて基準平均タービン出口温度が取得される。当該基準平均タービン出口温度と、選択されたタービン出口温度に基づく平均タービン出口温度との差が計算される。当該差が許容可能偏差を超える場合、ガスタービンの保護動作がトリガされる。許容可能偏差は、例えば５℃から８０℃の範囲の温度差であってよく、好ましくは、１０℃から５０℃のより小さな範囲の温度差であってよい。幾つかの実施形態では、許容可能偏差は２０℃未満である。
【００３２】
保護動作は、例えばガスタービンの負荷除去、すなわち、通常の負荷勾配もしくは増大された負荷勾配で上記の差が許容可能偏差を下回るか又はアイドリングに達するまで負荷を軽減することであってよい。また保護動作は、例えば負荷離脱、すなわち、直ちに負荷を拒絶して続いてアイドリング動作を行うことであってもよい。こうしたアイドリング動作に続けてもしくは直ちにガスタービンの負荷を移動させることもできる。
【００３３】
本発明の方法は、単独の燃焼器及びその下流のタービンを備えたガスタービンに適用可能である。本発明の方法はまた、第１燃焼器と、この第１燃焼器の下流の第１タービンと、この第１タービンの下流の第２の燃焼器と、この第２燃焼器の下流の第２タービンとを含むシーケンシャル燃焼部として構成されたガスタービンにも適用可能である。
【００３４】
シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンは、第１タービンの下流に全数の第１タービン出口温度測定部を有することができる。
【００３５】
本発明の、シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンの動作方法の一実施形態によれば、選択された第１タービン出口温度測定部が平均され、平均第１タービン出口温度（ＴＡＴ１ＡＶＧ）が取得される。
【００３６】
シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンは、全数の第２タービン出口温度測定部を有してもよい。本発明のシーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンの動作方法の一実施形態によれば、選択された第２タービン出口温度測定部が平均され、平均第２タービン出口温度（ＴＡＴ２ＡＶＧ）が取得される。
【００３７】
上記方法に加え、圧縮器と、燃焼器と、この燃焼器の下流のタービンと、全数のタービン出口温度測定部と、上述した方法を実行するように構成されたコントローラとを含むガスタービンも、本発明の特徴の一部である。
【００３８】
ガスタービンは、単独の燃焼器の下流に単独のタービンを有するガスタービンであってもよい。また、ガスタービンは、第１燃焼器と、この第１燃焼器の下流の第１タービンと、この第１タービンの下流の第２の燃焼器と、この第２燃焼器の下流の第２タービンとを含む、シーケンシャル燃焼部を備えたガスタービンであってもよい。
開示発明及びその特性並びにその利点を、以下に、添付の概略図を用いて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】シーケンシャル燃焼部とその動作のための閉ループ制御回路を備えたガスタービンを示す図である。
【図２】第１タービン出口温度測定部を有する燃焼器をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図３】第２タービン出口温度測定部を有する第２タービン出口をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。
【図４】ｙ個のコントローラサイクルを超える数での平均タービン出口温度を求める計算ルーチンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１に、（例えばＧＴ２４又はＧＴ２６として知られる）シーケンシャル燃焼部を有するガスタービンの制御スキーマが示されている。ガスタービン１０は、共心ケーシングによって包囲されたロータ１１を含む。圧縮器１２は空気を圧縮し、プレナムを通して、第１バーナー２４を備えた第１燃焼器１３へ入る。燃料は、第１バーナー燃料供給部２２を介して供給される。第１燃焼器１３で生じてこれを出た高温ガスは、高圧タービンとも称される第１タービン１４を駆動する。第１タービン１４の下流で、燃料が、第２バーナー燃料ランス１５を介して、さらなる燃焼にとって充分な酸素をなお含むガスに噴射される。当該燃料は第２燃焼器１６で燃焼する。再加熱されたガスは低圧タービンとも称される第２タービン１７を駆動し、最終的にガスタービン１０を出る。なお、第１タービン出口温度測定部１８は、第２バーナー燃料ランス１５に組み込み可能であるか又は取り付け可能である。
【００４１】
ガスタービン１０の動作を制御するコントローラ２０は、第１タービン出口温度測定部１８が第１タービン１４の出口の種々（例えば２４個）のポイントで測定した測定値を受信する。さらに、第２タービン１７の第２タービン出口温度測定部１９が第２タービン１７の出口の種々のポイントで測定した測定値を受信する。コントローラ２０は、測定データを用い、第１バーナー燃料制御線路２１によって第１燃焼器１３の動作を制御し、第２バーナー燃料制御線路２３によって第２燃焼器１６の動作を制御する。
【００４２】
ガスタービンシステムは、ロータ１１を介してジェネレータへ結合することができる。典型的には、ガスタービン１０はさらに、第１タービン１４及び第２タービン１７及びシーケンシャル燃焼装置のための冷却装置を含むが、これらは本発明の主題ではないので図示していない。
【００４３】
排気ガスは第２タービン１７を出る。排気ガスの残留熱は、典型的には後続の水‐蒸気サイクルで用いられるが、このことも図示されていない。
【００４４】
図２に、第１タービン出口温度測定部１８の配置例が示されている。図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図で、上流に複数の第２バーナー２５を備えた環状の第２燃焼器１６が示されている。それぞれの第２バーナー２５内に、コントローラ２０に接続された第１タービン出口温度測定部１８が配置されている。
【００４５】
図３に、第２タービン出口温度測定部１９の配置例が示されている。図３には、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図で、第２タービン１７の出口が示されている。複数の第２タービン出口温度測定部１９は、コントローラ２０に接続された第２タービンの下流に配置されている。第２タービン１７の出口温度測定部の数は、例えば、第２バーナー２５の個数に対応していてよい。
【００４６】
図４に、複数ｙ個のコントローラサイクルにわたる第１タービンの平均タービン出口温度ＴＡＴ１ＡＶＧを求めるコントローラ２０内の計算ルーチンが示されている。第１サイクルｎ＝１では、最高値を有するタービン出口温度測定部ｍａｘ（ＴＡＴ１ｉ）が求められ、平均変数に記憶される。当該変数は平均タービン出口温度の変数とも称される。ｎが温度の平均に用いられるタービン出口温度測定部の数ｙに達するまでの後続の各コントローラサイクルｎに対して、残りの第１タービン出口温度測定部１８のうち最高値を有するタービン出口温度測定部ｍａｘ（ＴＡＴ１ｉ）が求められ、平均変数に加算される。コントローラサイクルがｎ＝ｙに達すると、平均タービン出口温度の変数の値がｎ＝ｙで除算され、第１燃焼器の平均タービン出口温度ＴＡＴ１ＡＶＧが取得される。第２タービンの平均タービン出口温度も同様に求めることができる。
【００４７】
上述した全ての利点は、特定の組み合わせに制限されず、本発明の範囲から離れないかぎり、単独でも又は他の組み合わせでも使用可能である。他の手段も選択的に考察可能であり、例えば第２燃焼器が複数の燃焼器を有してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ガスタービン、  １１  ロータ、  １２  圧縮器、  １３  第１燃焼器、  １４  第１タービン、  １５  第２バーナー燃料ランス、  １６  第２燃焼器、  １７  第２タービン、  １８  第１タービン出口温度測定部、  １９  第２タービン出口温度測定部、  ２０  コントローラ、  ２１  第１バーナー燃料制御線路、  ２２  第１バーナー燃料供給部、  ２３  第２バーナー燃料制御線路、  ２４  第１バーナー、  ２５  第２バーナー、  ｎ  コントローラクロック、  ｙ  温度の平均に用いられる複数のタービン出口温度測定部、  ＴＡＴＡＶＧ  平均タービン出口温度、  ＴＡＴ１ＡＶＧ  平均第１タービン出口温度、  ＴＡＴ２ＡＶＧ  平均第２タービン出口温度、  ｍａｘ（ＴＡＴ１ｉ）  最高値を有するタービン出口温度測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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