[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20140142336A - 연소 종료 후 터빈 엔진의 작동 방법 - Google Patents

연소 종료 후 터빈 엔진의 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140142336A
KR20140142336A KR1020147030222A KR20147030222A KR20140142336A KR 20140142336 A KR20140142336 A KR 20140142336A KR 1020147030222 A KR1020147030222 A KR 1020147030222A KR 20147030222 A KR20147030222 A KR 20147030222A KR 20140142336 A KR20140142336 A KR 20140142336A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbine
turbine rotor
turbine engine
rotational speed
rotor
Prior art date
Application number
KR1020147030222A
Other languages
English (en)
Inventor
클라우스 도에베링
크리스토퍼 미카엘 로브슨
마시모 주스티
Original Assignee
알스톰 테크놀러지 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47988986&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20140142336(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 알스톰 테크놀러지 리미티드 filed Critical 알스톰 테크놀러지 리미티드
Publication of KR20140142336A publication Critical patent/KR20140142336A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/14—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to other specific conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/006—Arrangements of brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/02—Shutting-down responsive to overspeed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • F02C7/268—Starting drives for the rotor, acting directly on the rotor of the gas turbine to be started
    • F02C7/275—Mechanical drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/85—Starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/90—Braking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/304—Spool rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

본 발명은 터빈 엔진(1)의 터빈 회전자(12)를 감속시키기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서 적어도 하나의 전기 모터(30)가 상기 터빈 회전자(12)와 결합되고, 제동 시스템(40), 적합하게는 시동 시스템이 상기 적어도 하나의 전기 모터(30), 적합하게는 상기 터빈 엔진(1)의 발전기와 결합되어, 상기 터빈 회전자(12) 상에 음의 (제동) 토크를 인가하기 위해 상기 적어도 하나의 전기 모터(30)를 사용한다. 상기 방법은, 연소 종료 후에, 상기 제동 시스템(40)이 상기 적어도 하나의 전기 모터(30)에 의해 연소 종료된 후 상기 터빈 엔진(1)에서 이용할 수 있는 운동 에너지를 소멸시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.

Description

연소 종료 후 터빈 엔진의 작동 방법{METHOD OF OPERATING A TURBINE ENGINE AFTER FLAME OFF}
본 발명은 일반적으로 터빈 시스템 또는 엔진에 관한 것이며, 특히 전체 감속 시간을 감소시키고 또한 상기 터빈 시스템 또는 엔진 상의 기계적 및 열-기계적 응력을 감소시키기 위해, 특히 연료 유동의 차단 후(즉, 연소 종료 후)에 터빈 회전자 감속을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다.
터빈 차단 절차들은 안전하게 그리고 제어 및 신뢰 가능한 방식으로 종결되야만 하는 중요하고 규칙적으로 수행되는 공정이다. 엔진이 정지되는 동안, 상기 터빈은 생산적으로 작업되지 않는다; 유발 불감 시간은 최소한 기술적 및 경제적 이유를 위해 유지될 것이다.
US 2010/0275608 Al은 가스 터빈 엔진 시스템을 차단시키기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 연소기로의 연료 유동을 감소시키는 단계, 회전자에 토크를 제공하도록 발전기의 작동을 반전시키는 단계, 및 상기 가스 터빈 엔진 시스템 내로의 공기의 유동을 제한시키도록 상기 회전자의 감속을 증가시키는 단계를 포함한다. 그와 같은 특별한 목적을 위해, 일반적으로 회전부들을 점화 속도(firing speed)로 시운전(run-up)하기 위해 터빈 시스템에 제공되는 시동 시스템은, 차단 절차시 상기 연료 유동이 감소되는 동안 회전자에 음의 토크를 제공하기 위해, 상기 발전기의 작업을 반전시키도록 의도된다.
그러나, 종국적으로, 시간 초과시 상기 연료 유동이 점진적으로 감소된 후, 상기 연료 유동은 완전히 차단될 수 있고(연소 종료), 상기 차단 스케줄의 일부 시점에서, 상기 발전기는 그리드로부터 단속될 수 있다(발전기 제동기 및/또는 고 전압 제동기가 개방될 수 있다). 그로 인해, 엔진은 터빈 날개 및 회전자 상의 베어링 마찰, 공기력을 통해서 뿐만 아니라 발전기의 환기 장치 및 전기 손실을 통해 자유롭게 스피닝되고 느리게 감속된다. 중요하게도, 연소 종료 후에(즉, 연료 유동의 차단 후에), 여전히 상기 터빈 엔진에 저장된 다량의 운동 (즉, 회전) 에너지(예를 들면, 대형 가스 터빈의 경우 몇 메가와트시 만큼의)가 존재한다. 또한, 연소 종료 후에, 대형 산업용 가스 터빈의 차단 공정은 종국적으로 상기 터빈 회전자의 타게트 속도, 예들 들면 터닝 기어 속도 또는 정지가 도달될 때까지 약 30분 동안 지속될 수 있다. 이와 같은 지속 단계 동안 요구되는 시간, 즉 연소 종료 후 자유롭게 스피닝되는 엔진의 운동 에너지 감소는 상기 터빈 엔진의 전체 불감 시간을 크게 증가시킨다.
상기 터빈 엔진의 차단 절차와 관련된 몇가지 부정적인 논점 및 문제점들이 존재하며, 그들 중 일부는 다음과 같이 언급될 수 있다:
i. 상기 터빈은 정지되어 있는 공정 동안 즉시 재시동시키기 위해 이용할 수 없다.
ii. 정지되어 있는 동안, 상기 터빈 또는 발전기의 에어포일들 또는 기타 부분들이 그들의 공명 주파수를 통과하고 큰 횟수의 차단 후에 손상의 가능성이 있는 하중 주기를 축적할 것이다.
iii. 상기 터빈은 정지 시간 동안 엔진에서의 기류를 통해 냉각될 것이다. 결과적으로, 회전자가 각각의 점화 속도와 같거나 또는 그보다 작은 회전 속도를 가진 후 연속 (즉시) 재시동으로 인해, 상기 터빈 엔진 상에 상당한 열-기계적 응력이 발생한다.
iv. 정지되어 있는 동안 케이싱들과 베인 캐리어들은 터빈 회전자와 비교하여 더욱 신속하게 냉각된다(비교해 보면, 후자의 경우 재료의 두께가 두꺼워져 저속으로 냉각된다). 이는 상기 회전자와 비교하여 상기 베인 캐리어들의 더욱 강한 수축 및 회전부와 정지부 사이의 간극의 감소를 초래한다. 일부의 경우, "음"의 간극(즉, 너무 작은 간극들)으로 인한 상기 회전자의 차단이 관측된다. 따라서, 부품 간극들은 일반적으로 이와 같은 열적 과도 상태를 수용하도록 최소 냉각-구현 간극이 관점에서 요구되는 경우보다 크게 설정되야만 한다; 이는 엔진의 전체 성능 차원에서의 비용을 초래한다.
v. 블랙(black) 정지되어 있는 동안(즉, 그리드로부터의 어떠한 내부 공급(in-feed)도 이용할 수 없는) 상기 엔진은 대표적으로 배터리들(일반적으로 배터리 소자들)에 의해 제공된 보조 전력을 소모한다. 이와 같은 배터리 소자들은 상기 터빈 엔진 상에 상당한 비용적 충격을 안겨준다.
따라서, 본 발명의 목적은 연소 종료 후 터빈 엔진의 감소된 정지 시간 내에 터빈 엔진의 회전부들을 감속시키기 위한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 정지하고 있는 동안 발생하는 터빈 엔진 상에 가해지는 전체 하중, 특히 진동 하중을 감소시키는 것이다.
이와 같은 목적들은 상술된 쟁점들을 감소시킴으로써 성취되며, 만약 해결되지 않을 경우, 터빈 엔진의 터빈 회전자(또는, 일반적으로 상기 터빈 엔진의 회전부들)를 감속시키는 방법을 제공하는 본 발명에 의해 성취되며, 이 경우, 적어도 하나의 전기 모터가 터빈 회전자(또는, 회전부들)와 결합되며, 제동 시스템이 상기 터빈 회전자(또는, 회전부) 상에 음의 토크를 제공하기 위해 적어도 하나의 전기 모터를 사용하도록 상기 적어도 하나의 전기 모터와 결합되고 (즉, 상기 전기 모터는 제동 시스템에 의해 제어된다), 상기 방법은 연소 종료 후에, 상기 제동 시스템이 상기 적어도 하나의 전기 모터에 의해 연소 종료된 후 상기 터빈 엔진에서 이용할 수 있는 운동 에너지를 소멸시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.
다음에, 만약 회전부들의 관점에서 공개 내용이 상기 터빈 회전자와 관련된다면, 그것은 어떠한 회전부(예를 들면, 증기 터빈의 회전자)도 대안적 개별 부품으로서 또는 상기 터빈 회전자와의 결합 형태로 상기 공개 내용에 종속될 수 있다는 사실을 의미한다. 적합하게도, 상기 전기 모터는 전기 발전기이며, 상기 전기 발전기는 적합하게도 상기 터빈 엔진의 정상 작동 중에 고-전압 네트워크에 전력을 인가하기 위해 제공되며, 상기 제동 시스템은 상기 전기 발전기에 의해 상기 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위해 사용된다. 그와 같은 다기능성 설계는 비용 절감 및 더욱 소형화된 터빈 엔진의 생산을 가능하게 한다.
적합하게도, 상기 제동 시스템은 시동 시스템에 의해 제공되며, 상기 시동 시스템은 상기 터빈 회전자를 점화 속도(firing speed)로 시운전(run-up)하도록 의도된다. 이와 같은 주제에 있어서, 만약 공개 내용이 상기 시동 시스템과 관련된 경우, 그것은 또한 적절한 경우 상기 제동 시스템에 대한 더욱 일반화된 방식과 관련된다.
따라서, 적합하게도, 고-전압 네트워크에 전력을 인가하기 위해 제공되는 상기 전기 발전기는 상기 터빈 회전자와 결합되며, 시동 시스템은 (상기 회전자 상에 음의 토크를 인가하도록) 발전기로서 또는 (상기 터빈 회전자 상에 양의 토크를 인가하도록) 시동 장치로서 상기 전기 발전기를 사용하기 위해 상기 전기 발전기와 결합되며, 연소 종료 후 차단 스케줄에 있어서, 상기 시동 시스템은 상기 전기 발전기에 의해 상기 터빈 엔진에서 이용할 수 있는 운동 에너지를 소멸시키기 위해 사용될 수 있으며, 상기 시동 시스템은 연소 종료 후에 상기 터빈 엔진에서 이용할 수 있는 운동 에너지를 상기 전기 발전기에 의해 전기 (제동) 에너지로 전환시키기 위해 사용된다.
일반적으로, 특히 가스 터빈을 작동하는 경우에 있어서, 본 발명에 따른 방법은, 적합하게도 상기 발전기가 상기 그리드에 연결되지 않을 경우, 즉 상기 발전기 제공기가 개방될 경우, 샤프트 트레인(shaft train) 감속을 위해 시동 시스템을 사용하게 된다. 차단되는 동안 상기 샤프트 트레인(또는 터빈 회전자)을 감속시키기 위한 정적 시동 장치(즉, 시동 시스템)의 사용이 유용하게 이용될 수 있는 대표적인 터빈 엔진으로는 예를 들면 약 50 내지 300 메가와트의 전력 소요량을 갖는 대형 산업용 가스 터빈을 들 수 있다. 그러나, 어떠한 유사 터빈 엔진 및 그의 작동이 본 발명에 따른 작동으로부터 일반적 방식으로 이득을 얻을 수 있다는 사실을 예견할 수 있다.
상기 터빈 엔진의 운동 에너지와 관련하여, 그것은 예를 들면 상기 터빈의 회전 샤프트 트레인의 모든 회전부들(즉, 터빈 회전자 또는 다중 샤프트 터빈들의 경우 일부 터빈 회전자들)의 운동 에너지가, 만약 존재하는 경우, 각각의 발전기의 회전자 및/또는 증기 터빈 회전자의 운동 에너지를 포함한다는 사실을 의미한다.
상기 제동 시스템으로서 사용될 수 있는 시동 시스템, 또는 정적 시동 장치는 관례상 한편으로 일반적으로 공지된 방식으로 상기 발전기의 작동을 반전시킴으로써 터빈 회전자를 점화 속도까지 가속시키기 위해 사용된다; 따라서, 작동 반전된 발전기는 상기 터빈 회전자를 구동시키는 모터로서 기능한다; 그것은 상기 모터 상에 모터 토크를 인가하며, 그에 따라 상기 회전자는 속도가 빨라진다. 다시 말해서, 반전 모드에서의 발전기는 상기 회전자 상에 양의 토크, 즉 터빈들을 위해 특화된 적합한 방향으로 회전 속도를 픽업하기 위해 상기 회전자를 가속시키는 토크를 인가한다.
다른 한편으로, 상기 시동 시스템은 상기 발전기에 의해 상기 회전자 상에 음의 토크 또는 제동 토크를 인가함으로써 제동을 발생시키기 위해 사용될 수 있다; 이와 같은 제동 토크는 일반적으로 상기 터빈 회전자의 감속 속도를 증가시킨다. 그러나, 발전적 제동(발전적 제동)은 만약 상기 터빈 회전자 속도의 감속이 요망될 경우만 적절하게 활성화될 것이다. 따라서, 발전적 제동은 예를 들면 보조 버스 바들(이하, 참조) 상에서 유발되는 큰 전력 변동 등을 회피하기 위하여 시운전하는 동안 적절하게 차단된다.
발전적 제동 중에, 상기 시동 시스템은 상기 전기 발전기에 의해 상기 터빈 회전자 상에 미리 결정된 음의 토크 또는 힘을 인가할 수 있으며, 이 경우, 상기 음의 토크는 상기 터빈 회전자의 회전 속도에 기초하여 제공되며, 즉 상기 음의 토크는 상기 감속 공정에서 특정 터빈 엔진 및 상기 시동 시스템에 맞게 특화된 미리 결정된 패턴에 따라 변화한다.
상기 음의 토크는 운동 에너지의 손실에 대한 어떠한 보상도 없으므로 자연스럽게 자유롭게 스피닝되는 터빈 회전자의 감속을 유발한다. 상기 음의 (제동) 토크는 예를 들어 양의 (모터) 토크의 70% 내지 90%까지로 될 수 있다. 상기 터빈 엔진의 내장형 발전기를 사용한다는 장점을 가지나, 이 경우에는 또한 제동을 목적으로, 즉 상기 회전자 운동을 감속시키기 위해 추가의 전기 모터가 제공될 수 있다.
적합하게도, 상기 제동 시스템 및/또는 상기 시동 시스템 또는 정적 시동 장치는 4 상한 동작으로 작동되며, 여기서, 기계가 터빈들에서 제로 속도로 된 후 일반적으로 샤프트의 음의 회전이 회피됨에 따라, 2개의 상한들(일 모터 및 일 제동 상한)이 사용된다. 모터 상한은 상기 회전 속도가 증가되는 토크 대 회전 속도 플롯(plot)에서의 상한으로서 이해될 수 있다: 상기 제동 상한에 있어서, 회전 속도는 낮아진다.
상술된 바와 같이, 자유롭게 스피닝되는 터빈 회전자는 다양한 효과들로 인해 다소 낮는 속도로 감소되며, 여전히 상기 시동 (또는 제동) 시스템(예를 들면, 전기 발전기를 통해 제공되는, 대형 가스 터빈을 위한 약 1 내지 10 메가와트의 제동력을 갖는 시동 시스템)에 의해 인가되는 추가의 제공력으로, 상기 터빈 샤프트 회전의 감속률은 크게 강화되며, 중요한 인수에 의한 연소 종료에서의 회전 속도로부터 정지까지의 감속 시간이 효과적으로 감소된다. 이와 같은 인수는 Alstom에 의한 GT13E2와 같은 대표적인 산업용 가스 터빈의 경우 약 3으로 될 수 있다(발전적 제동을 갖지 않는 약 30분의 감속 시간으로부터 발전적 제동을 갖는 약 10분으로).
적합하게도, 상기 시동 시스템은 이미 공통적으로 사용되는 (또는 이미 내장된 장치인) 시스템이다. 상기 회전부들의 시운전을 위한 정적 시동 장치를 점화 또는 연소 속도로 사용하는 방법은 공지되어 있으며, 그 결과 상기 시동 장치는 단속될 수 있거나, 또는 대안적으로 상기 터빈 엔진이 정상 작동되는 동안 상기 전기 발전기에 의해 발생된 전력으로부터의 보조 전력을 갖는 중간-전압 네트워크를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
따라서, 상기 중간-전압 그리드는, 예를 들면, 윤활유 펌프, 엔클로저 환기 장치 등과 같은, 상기 터빈 엔진의 보조 장치들의 보조 서비스를 위한 전력의 수요에 직면하게 될 수 있다.
만약 존재하는 경우, 터빈 및 증기 터빈의 터빈 회전자와 같은, 상기 터빈 엔진의 회전부들의 감속을 추가로 최적화하기 위해, 상기 터빈 회전자 상에 인가되는 음의 토크는 터빈 회전자의 회전 속도, 터빈 엔진에 연결되거나 또는 터빈 엔진으로 구성되는 소자들 또는 소자들의 그룹 상의 진동 하중, 제동 시스템의 조건(특히 그의 온도), 전기 모터의 조건, 발전기에 연결된 네트워크의 조건(예를 들면, 고- 또는 중간-전압 그리드)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 주요 파라미터, 또는 본 발명이 포함하고 있는 분야에서 당업자에 의해 규정될 수 있는 기타 주요 파라미터들에 기초하여 상기 터빈 회전자가 감속하는 동안 변한다.
물론, 상기 제동 시스템에 의해 상기 회전부들 상에 인가되는 제동 토크를 변화시키기 위해 2개 이상의 주요 파라미터들을 사용하는 것도 가능하다. 일례로서, 상기 제동 시스템은 첨두 하중(즉, 최대 음의 토크를 인가한) 하에 작업될 수 있으며, 진동 하중은 높게 되고(예를 들어, 상기 터빈 엔진에 연결되거나 상기 터빈 엔진으로 구성되는 소자들 또는 소자들의 그룹의 진동 공명이 발생하는 동안), 여전히 상기 제동 시스템이 첨두 하중 동작에 의한 심각한 과열 손상을 당할 위험이 있는 경우, 상기 음의 토크는 강력한 진동에도 불구하고 감소될 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 제 1 주요 파라미터는 진동 하중일 수 있으며, 제 2 주요 파라미터는 상기 제동 시스템의 실제 조건(온도를 지칭함)일 수 있다. 상기 진동 하중이 상기 회전부들의 회전 속도에 직접 연결될 수 있게 됨에 따라, 대안적인 제 1 주요 파라미터는 회전 속도(이하에서 더 설명됨)일 수 있다. 당업자라면 특정 터빈 엔진 설계에 기초하여 다양한 주요 파라미터들로 해결책을 간구하고 의뢰할 수 있을 것이다.
시운전 및/또는 정지 동안, 터빈 엔진은 증가된 진동 하중을 겪게 되며, 회전부들의 회전 속도는 상기 터빈 엔진에 연결되거나 또는 상기 터빈 엔진으로 구성되는 단일 소자들(예를 들면, 터빈 회전자) 또는 소자들의 그룹의 진동 공명들 또는 공명 밴드들을 겪게 된다는 공통의 공지된 문제점을 갖는다. 다음에, "공명"이라는 용어는 각각의 소자들 또는 소자들의 그룹의 비틀림 및 굽힘 진동으로서 이해될 수 있다. 이와 같은 현상은 일부의 경우 예를 들어 회전 속도가 변화되는 일정 시간 동안 전체 엔진이 진동을 개시함에 따라 작업자에 의해 청각화될 수 있다. 상기 소자들 및 소자들의 그룹의 공명들 또는 공명 밴드들(또는, 회전 속도에 비해 대응하는 진동 진폭의 분배)은 작업자들에게 경험적으로 알려질 수 있으며, 그리고/또는 유한 원소(finite element) 소프트웨어로 산출될 수 있으며, 캠벨 다아이그램들(Campbell diagrams)로서 도식적으로 시각화될 수 있다. 이와 같은 공명들은 상기 회전자의 회전 속도의 함수로서 자연스럽게 상기 전체 회전 속도 범위(즉, 연소 종료시의 회전 속도로부터 제로 속도로의 하향 회전 속도 범위) 내에서 발생하며; 여기서 진동 공명 또는 공명 밴드는 제한된 속도 범위(상기 공명 속도 범위)에 걸쳐 발생하는 공명으로서 이해될 수 있다. 예를 들면, 상기 전체 속도 범위 내에서 발생하는 일부 공명들로 인해, 터빈 엔진의 전체 속도 범위에서의 일부 별개의 공명 속도 범위들이 존재할 수 있다. 상기 진동 공명들은 상기 터빈 엔진(1)의 단일 소자(예를 들면, 터빈 회전자 또는 고정자, 베어링,...)와 관련하여 또는 터빈 엔진(예를 들면, 터빈 하우징, 제어 유닛, ...)에 연결되어 발생될 수 있거나, 또는 그와 같은 소자들의 그룹과 관련하여 발생될 수 있다. 그와 같은 소자 또는 그와 같은 소자들의 그룹에 대하여, 일부 상이한 진동 공명들이 상기 전체 속도 범위 내에서 발생될 수 있다. 상기 전체 공명 스펙트럼은 상기 터빈 엔진 및 그에 연결된 부품들에 기초한다.
상기 터빈 회전자의 회전 속도는 상기 주요 파라미터로서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 임계 회전 속도 범위가 연소 종료 후에 상기 터빈 회전자의 전체 회전 속도 범위 내에서 제공될 수 있으며, 적어도 하나의 임계 회전 속도 범위의 (증가된) 진동 하중은 적합하게도 상기 터빈 엔진에 연결되거나 또는 상기 터빈 엔진으로 구성되는 소자들 또는 소자들의 그룹의 공명 주파수들의 여기에 의해 발생한다. 상기 제동 시스템은, 만약 상기 터빈 회전자의 회전 속도가 상기 임계 회전 속도 범위 내에 놓일 경우(그리고 상기 제동 시스템이 성능을 증가시키기 위한 상태에 있을 경우), 상기 터빈 회전자에 인가된 음의 토크를 제 1 레벨로부터 제 2 레벨로 증가시키기 위해(즉, 감속비를 증가시키기 위해) 사용될 수 있다. 만약 (하중의) 제 1 레벨 상에서 작동될 경우, 상기 제동 시스템은 그의 첨두 하중 아래에서 작업할 수 있다. 만약, (하중의) 상기 제 1 레벨보다 높은 (하중의) 제 2 레벨 상에서 작동될 경우, 상기 제동 시스템은 상기 제 1 레벨 작업과 비교하여 높은 하중 상에서 작업할 수 있다. 상기 하중의 제 2 레벨 상에서의 상기 제동 시스템의 하중은 적합하게도 상기 제동 시스템의 첨두 하중일 수 있다.
적합하게도, 상한 및 하한 임계 회전 속도 한계 사이에서 설정된, 상기 임계 회전 속도 범위는 상기 공명 속도 범위들 내에 놓이거나 또는 그 범위들 중 하나를 중첩한다. 상기 임계 회전 속도 범위에 있어서, 예기치 않은 진동 하중들이 상기 터빈 엔진의 소자들 또는 소자들의 그룹의 공명 주파수들 또는 엔진의 여기에 의해 발생한다.
상기 터빈 회전자의 전체 회전 속도 범위에 제공되는 2개 이상의 임계 회전 속도 범위들을 갖는 것이 가능하며, 그리고/또는 적어도 일시적으로 상기 임계 회전 속도 범위를 통해 상기 터빈 회전자가 감속되는 동안은, 음의 토크가 상기 터빈 회전자에 인가되어, 상기 제동 시스템이 첨두 하중 작업으로 작동하며, 따라서 상기 첨두 하중 작업 후에 그리고 적합하게는 임계 회전 속도 범위가 아닌 회전 속도 범위를 통해 감속되는 동안, 상기 제동 시스템은 (완화 또는 회복되도록) 그의 첨두 하중 미만의 하중으로 사용될 수 있다. 만약 상기 전체 속도 범위에 제공된 일부 임계 회전 속도 범위들이 존재할 경우, 그들 중 선택된 범위들은 적어도 부분적으로 서로 중첩되거나 또는 서로로부터 분리될 수 있다.
회전 속도에 비해 진동 진폭, 즉 공명 밴드(또는 짧은 공명)는 가우스 분포(Gaussian distribution)에 의해 접근할 수 있다. 이때, 상한 임계 회전 속도 한계는 진동 진폭이 예를 들면 최대 진동 진폭의 약 5% 내지 20%, 적합하게는 약 10%인 회전 속도로 설정될 수 있으며, 상기 최대 진동 진폭은 상기 상한 임계 회전 속도 한계보다 낮은 회전 속도에서 발생한다. 하한 임계 회전 속도 한계는 상기 진동 진폭이 예를 들면 최대 진동 진폭의 약 5% 내지 20%, 적합하게는 약 10%인 회전 속도로 설정될 수 있으며, 상기 최대 진동 진폭은 상기 하한 임계 회전 속도 한계보다 높은 회전 속도에서 발생한다.
상기 감속비가 최적화됨에 따라 가능한 한 그리고 적합하게도 전체 공명 속도 범위 내의 첨두 하중에서 작업하는 제동 시스템을 갖는 것이 적합하다. 그러나, 제동 시스템은 첨두 하중 작동이 오직 감속 공정 동안 일시적으로 가능하게 될 수 있도록 설계될 수 있다. 이는 일반적으로 상기 제동 시스템에 대한 보다 저렴하고 보다 소형의 설계를 허용한다. 따라서, 상기 제동 시스템의 첨두 하중 작동은 영구 작동(상기 시동 시스템의 과부하 위험)에 적당하지 않을 수 있으며 또한 하중이 크게 감소되야만 하는 냉각 기간이 필요하게 될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제동 시스템 또는 상기 제동 시스템으로서 작용하는 시동 시스템은 상기 감속 시간 동안의 제한된 시간 동안 첨두 하중을 이용할 수 있으며, 이때 과열된 장치로부터 벗어난 실제 열전달 및 기타 파라미터들에 기초하여 연소 종료 후에 전체 감속 시간보다 짧은 시간 동안 회복되야만 한다. 일부의 경우, 이미 제한된 용량을 갖는 내장형 시동 시스템이 능동 제동을 위해 사용될 수 있게 됨에 따라, 이와 같은 시간제 첨두 하중 작업이 필요할 수 있다.
각각의 공명 속도 범위 내에서 복수의 비중첩 임계 회전 속도 범위들을 설정하는 것이 가능하다. 이들 비중첩 임계 회전 속도 범위들 사이에서, 상기 시동 시스템은 가능한 과부하 손실을 겪지 않도록 완화될 수 있다. 만약 상기 공명 속도 범위가 충분히 좁을 경우, 전체 범위는 첨두 하중 작업에 의해 커버될 수 있다. 이는 상기 엔진이 비임계 속도 범위에서 스피닝되는 동안 상기 시동 시스템이 완화됨에 따라 유익할 수 있다.
당업자에게는 특정 터빈 엔진의 공명 속도 범위를 식별하고, 또한 선택된 시동 시스템 및 실제 터빈 엔진의 성능에 기초하여 상기 공명 속도 범위들 내의 임계 회전 속도 범위들을 설정하는 방법이 공지되어 있다.
이상적으로, 상기 시동 시스템은 전체 정지 기간 동안(최소 진동, 최소 정지 시간) 첨두 하중 하에 작업한다. 기술적 또는 경제적 또는 기타 이유로 인해, 이것이 가능하지 않은 경우, 상기 시동 시스템은 적합하게도, 상기 엔진 상의 진동 하중을 효율적으로 최소화하는 한편 상기 시동 시스템들의 최대 성능을 사용할 수 있도록, 상기 공명 속도 범위들 내에서 상기 정지 시간의 일부 동안 첨두 하중 하에 작업될 수 있다. 상기 공명 속도 범위들 모두에 임계 회전 속도 범위들이 제공될 필요는 없으나, 상기 시동 시스템에 의해 능동 발전적 제동에 의한 정지 시간을 단축시키는 한편 상기 터빈 엔진 상의 전체 진동 하중을 낮추기 위해 상기 공명 속도 범위들에 있어서 최대 감속을 갖는 것이 유익하다.
따라서 상기 터빈 회전자가 감속되는 동안 상기 시동 시스템이 사용되며, 따라서, 상기 터빈 회전자의 회전 속도가 상한 임계 회전 속도 한계보다 작거나 또는 그와 같을 때, 상기 터빈 회전자에 인가된 음의 토크는 적합하게도 상기 시동 시스템이 첨두 하중에 도달할 때까지 증가되고, 따라서 상기 임계 회전 속도 범위, 즉 공명 속도 범위에서의 감속비가 증가한다. 따라서, 적합하게도 터빈 회전자가 통과하는 상기 임계 회전 속도 범위의 하한 임계 회전 속도 한계와 같거나 또는 그보다 작게 되도록, 상기 터빈 회전자의 회전 속도가 감소될 때, 상기 음의 토크는 (상기 시동 시스템이 완화되도록 하기 위해) 다시 감소된다. 이와 같은 공정에 의해, 상기 터빈 엔진 상의 진동에 의한 전체 하중은 감소된다. 상기 임계 회전 속도 범위의 정도와 전체 회전 범위에서의 그의 위치는 실제 터빈 엔진 설계 및 용도에 기초한다. 모델 산출치 및/또는 경험치들로부터, 공통 터빈 엔진들의 대표적인 공명 속도 범위는 당업자들에게 공지되어 있으며 또한 당업자들에 의해 상기 임계 속도 범위가 설정될 수 있다.
2개 이상의 비중첩 임계 회전 속도 범위들이 상기 터빈 회전자의 전체 회전 속도 범위에 제공되는 것이 적합하며, 그리고/또는 임계 회전 속도 범위를 통해 적어도 일시적으로 상기 터빈 회전자가 감속되는 동안, 상기 시동 시스템은 첨두 하중 작업에 사용되며, 따라서, 상기 첨두 하중 작업 후에 그리고 적합하게도 임계 회전 속도 범위가 아닌 회전 속도 범위를 통해 감속되는 동안, 상기 시동 시스템에는 상기 시동 시스템의 유해한 과부하를 방지하기 위해 그의 첨두 하중 미만의 하중이 사용된다.
실제 터빈 엔진에 기초하여, 그것은 상기 회전부들에서 충분히 이용할 수 있는 운동 에너지일 수 있으며, 따라서 상기 전기 발전기에 의해 발생된 전기 (제동) 에너지는 고-전압 네트워크 내로 공급될 것으며, 이때 발전기 출력은 고-전압 네트워크 내부 공급의 요구 조건들을 충족한다(예를 들어, 상기 터빈 회전자의 회전 속도는 제 1 회전 속도보다 높은, 대표적으로는 약 2000 rpm 이상의 회전 속도가 된다).
만약 발전기 출력이 상기 고-전압 네트워크 요구 조건들을 충족시키지 못할 경우(예를 들면, 일단 상기 터빈 회전자 회전 속도가 상기 제 1 회전 속도 미만으로 떨어질 경우), 상기 고-전압 제동기는 상기 발전기를 고-전압 그리드로부터 분리시키기 위해 개방될 수 있다. 이 시점의 정지 스케줄에서는, (상기 엔진 구조에 기초한, 터빈 회전자, 발전기 회전자, 증기 터빈 회전자, 또는 기타 부품들과 같은 회전부들에 있어서) 상기 터빈 에너지에 저장된 운동 에너지가 여전히 존재하며, 따라서, 상기 능동 제동에 기인한 발전기 출력은 추가로 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
상기 전기 제동 에너지는 일반적으로, 만약 상기 발전기 출력이 중간-전압 네트워크 내부 공급의 요구 조건을 충족시킬 경우, (예를 들면, 적어도 상기 회전자가 제 2 회전 속도에 도달하고, 상기 제 2 회전 속도가 상기 제 1 회전 속도보다 대표적으로는 1500 rpm 이상으로 낮아질 때까지) 중간-전압 네트워크 내로 공급될 수 있다.
발전적 제동 동안 생성되는 전력의 일부는 상기 중간-전압 그리드 내로 공급될 수 있으며, 이때 상기 발전기 출력이 상기 고-전압 네트워크 내부 공급의 요구 조건들을 충족시키지 않는 후, 예를 들면, 일단 상기 터빈 회전자의 회전 속도가 상기 제 1 회전 속도와 같거나 또는 그보다 낮을 경우, 상기 발전적 제공 전력도 또한 상기 고-전압 그리드로 공급된다.
일반적으로, 연소 종료 후에 상기 터빈 엔진에 저장된 운동 에너지가 적어도 부분적으로 회복될 수 있고, 상기 엔진의 전체 성능을 개선하며 또한 다양한 생태학적 및 기계 설계 관련 이득을 갖는다는 사실은 본 발명의 유익한 양태이다.
블랙 정지되어 있는 동안(즉, 그리드로부터의 어떠한 내부 공급도 이용할 수 없는), 상기 엔진은 배터리들에 의해 제공된 보조 전력을 소모한다. 이와 같은 배터리들은 상기 발전 장치 상에 상당한 비용적 충격을 안겨준다. 윤활유 펌프들, 엔클로저 환기 장치, 냉각수 펌프들, 듀 포인트(due point) 히터들, 트레이스(trace) 히터들 등으로 구성된 그룹으로부터 선택된 상기 터빈 엔진의 보조 전력 소모기의 전력 수요는 커버되어야만 한다.
상기 전기 제동 에너지는 적합하게는 상기 중간-전압 네트워크를 통해 외부 하중 뱅크(bank) (또는 그의 일부) 내로, 배터리 소자 내로, 및/또는 상기 터빈 엔진의 적어도 하나의 보조 전력 소모기 내로 공급되어, 상기 전기 제동 에너지의 적어도 일부를 소멸시키며, 상기 전기 제동 에너지는 적합하게는 각각 상기 배터리 소자를 재충전하거나 그리고/또는 상기 적어도 하나의 보조 전력 소멸기에 의해 보조 전력 수요를 적어도 부분적으로 커버함으로써 소멸된다.
배터리 소자들은 대표적으로는 직렬로 연결되는 납축전지들이다. 하중 뱅크들은 일반적으로 전력을 열로 소멸시키는 전기 저항기이다.
적어도 부분적으로 보조 전력 소비를 제공하기 위해, 블랙 세이프(black safe) 안전 감속 동안, 상기 정적 시동 장치 또는 상기 시동 시스템이 사용될 수 있다(윤활유 펌프, 엔클로저 환기 장치, 등). 이는 비상 전력 공급 또는 배터리 시스템의 소형화를 가능하게 한다.
상기 전기 제동 에너지는 상기 외부 하중 뱅크 내로, 상기 배터리 소자 내로, 또는 상기 적어도 하나의 보조 전력 소모기 내로 공급될 수 있으며, 이때 상기 발전기 출력은 상기 중간-전압 그리드에 대한 요구 조건들을 충족한다.
결국, 예를 들어 상기 회전 속도가 본 발명에 따른 감속 동안 상기 제 2 회전 속도 미만으로 떨어질 때, 상기 발전기 출력은 시스템 특정값 미만으로 떨어질 수 있으며, 이는 또한 상기 발전기를 상기 중간-전압 네트워크로부터 분리시키게 한다. 이 시점으로부터 상기 정지 스케줄에 있어서, 하중 뱅크는 정지를 향해 상기 회전자를 감속시키는 동안 상기 추가의 발전기 출력을 소멸시킬 수 있다. 당업자라면, 적절한 터빈 엔진 특정 임계값을 결정하는 방법을 알 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 단일 샤프트 터빈 엔진에 적합하며, 이 경우, 만약 존재하는 경우, 터빈 회전자로부터의 그리고/또는 가스 터빈 및 대응하는 증기 터빈의 발전기 회전자의 터빈 엔진에서 이용할 수 있는 운동 에너지가 소멸된다.
상기 방법은 또한 이중 샤프트 터빈 엔진에 적합하며, 이 경우, 만약 존재하는 경우, 터빈 회전자들 모두로부터의 그리고 대응하는 증기 터빈의 터빈 엔진에서 이용할 수 있는 운동 에너지는 본 발명에 따라 소멸된다.
상기 방법은 특히, 상기 터빈 엔진의 시동 실패 후에, 상기 터빈 회전자가 점화 속도로 감속되어야 하고 이후 상기 터빈 엔진이 가능하면 신속하게 재시동되어야 할 경우에 적합하다.
산업용 가스 터빈 엔진 또는 기타 터빈 엔진을 정지시키기 위해 또는 예를 들면 재시동을 위해 터빈 회전자를 점화 속도로 감속 또는 제동시키기 위해 본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 상술된 다양한 논점들 및/또는 문제점들이 해결될 수 있거나 또는 완화될 수 있다는 장점을 갖는다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 적어도 다음과 같은 점들을 허용한다:
i. 자유롭게 스피닝되는 회전자(들)에 저장된 운동 에너지는 능동적이고 더욱 신속하게 소멸될 수 있으므로 상기 터빈 엔진은 더욱 빨리 정지될 것이다. 대표적인 산업용 가스 터빈(예를 들면, 약 150 내지 170 메가와트의 전력 소요량을 갖는 Alstom에 의한 GT13E2 터빈)의 경우 약 0.5메가와트-시간의 운동 에너지를 이용할 수 있다는 사실이 추정된다. 대응하는 터빈 회전자는 정지까지 감속시키기 위해 약 30분을 필요로 할 수 있다. 그러나, 만약 상기 회전자가 능동적이고 또한 예를 들어, 일반적으로 제동 목적을 위해 약 90%가 사용될 수 있는, 약 4메가와트의 전력 소요량을 갖는 시동 시스템에 의해 감속되는 본 발명에 따르면, 상기 회전자는 오직 상기 시간의 1/3, 즉 약 10분에 감속된다. 따라서, 정지 과정이 더욱 신속해지고, 상기 터빈 엔진은 (고온) 재시동을 위해 더욱 빨리 이용할 수 있게 된다. 상기 터빈의 가용성은 연소 종료로부터 다음 시동을 준비할 때까지 짧은 시간을 통해 증가된다(일반적으로 엔진 속도에 기초한 폐로 기준(release criterion)이 존재함). 이는 특히 소위 피커(peaker)라 불리는 빈번히 시동하는 엔진들을 위해, 그리고 일반적으로 어떠한 중간 부하 작동 시장용으로 중요하다. 본 발명은 일반적으로 효율을 개선하고 따라서 경제적이고 생태학적 관점에서 유익하다.
ii. 엔진이 블레이딩의 공명 밴드 또는 기타 부품들, 즉 터빈 또는 발전기의 에어포일들 또는 기타 부품들과 같은 상기 터빈 엔진의 소자들 또는 소자들의 그룹의 공명 주파수들 또는 아이겐(eigen)을 통과하는 동안의 시간이 감소되며, 따라서 감소되는 동안 이들 부품들 상의 하중 사이클 횟수가 감소된다. 따라서, 다수의 차단 후의 손상 가능성들이 회피되거나 또는 감소되며, 이 또한 경제적으로 또한 기술적으로 장점을 갖는다.
iii. 상기 구조적 엔진부들의 냉각은 본 발명에 의해 감소될 수 있으며, 그 결과 정지 동안의 열 손실이 낮아지며 또한 상기 엔진은 차단 후 오랜 시간 동안 따뜻한 상태로 남아있게 되며 - 이는 재시동 과정에서 그리고 더욱 신뢰 가능한 (고온) 재시동 절차시에 열-기계적 응력들을 낮추는 결과를 초래한다.
iv. 상기 터빈 엔진의 개별 부품들의 이수축(different shrinkage) 및 상술된 바와 같은 정적 부품 및 비정적 부품들 사이의 가능한 제동 문제점들이 수용되어야만 하는 과도 열이 적어지는 본 발명에 의해 감소될 수 있다. 따라서, 엔진의 전반적인 성능이 개선된다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 정지되어 있는 동안 베인 캐리어들에서의 마찰을 감소시키고, 따라서 재생 비용을 감소시키고 또한 회전자 제공 결과의 위험을 감소시킨다.
또한, 연소 종료 후 감속이 진행되는 동안, 상기 그리드(또는 고-전압 네트워크) 내로의, 상기 중간-압력 네트워크 내로의, 상기 하중 뱅크 내로의, 상기 배터리 소자 내로의 그리고/또는 보조 전력 소모기 내로의 전력의 공급은 상기 엔진의 전체 성능을 추가로 개선시킨다.
본 발명에 의하면, 상기 터빈 엔진은 시동 실패 후 상태를 재시동시키기 위해 더욱 신속하게 회복될 수 있다.
일반적으로, 기존의 터빈 엔진들은 발전적 제동 선택으로 업그레이드될 수 있으며, 특히 이미 정적 시동 시스템에 의존하는 터빈 엔진들은 GT 제어 시스템에 의해 프로그램화 및 제어될 수 있다.
상기 시동 시스템의 4 상한 동작은 대형 가스 터빈용으로 사용되는 대표적인 시스템들에 있어서의 표준적 설계 특징이다. 생산 비용은 크게 증가하지 않을 것으로 예측된다; 상기 제어 시스템에 있어서의 응용은 당업자들(GT 제어 엔지니어)이라면 명백할 것이다.
본 발명의 추가의 실시예들은 인용 청구항들에서 규정된다.
본 발명의 적합한 실시예들은 다음에서 도면을 참고로 하여 더욱 상세히 설명될 것이며, 이들은 본 발명의 적합한 실시예들을 설명하기 위한 목적으로만 기재된 것이며 그들을 제한할 목적으로 기재된 것은 아니다.
도 1은 본원에 설명될 터빈 엔진의 개략도.
도 2는 터빈 엔진의 회전부들에 인가된 음의 토크 또는 주요 파라미터로서 상기 회전부들의 회전 속도에 의존한 제동 시스템의 하중을 설명하며, 임계 회전 속도 범위들은 중첩되지 않는, 제 1 개략 설명도.
도 3은 임계 회전 속도가 중첩되는, 도 2에 따른 제 2 설명도.
도 4는 감속 시간 상의 도 1에 따른 터빈 회전자의 회전 속도에 기초한 간소화된 개략도.
대표적으로, 다음의 설명들은 대형 가스 터빈(1)에 기초한다. 그러나, 또한 다른 구성들 또는 용도를 갖는 다른 유사 터빈 시스템들도 본 발명에 따른 방법으로부터 이익을 얻을 수 있다는 것은 명백한 사실이다. 본원에 규정된 본 발명의 일반적 범위와 정신들로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경들이 실행될 수 있다는 사실이 인정되어야만 한다. 도 1에 설명된 바와 같은 대표적인 최신의 터빈 엔진(1)은 유입 기류를 압축하기 위한 적어도 하나의 압축기(8)를 포함할 수 있다. 상기 압축된 공기는 적어도 하나의 연소기(도면들에 도시되지 않음)로 전달될 수 있으며, 여기서 상기 공기는 연료와 혼합되고, 점화된 후, 연소 가스의 유동은 팽창 하에 터빈(10)을 통해 안내되어, 회전 축(20) 둘레로 회전될 수 있는 터빈 회전자(12)를 통해 기계적 일을 생성한다. 상기 회전자(12)는 상기 압축기(8) 및 동일한 샤프트 상의 축(20) 둘레를 회전할 수 있는 전기 발전기(30)를 구동시킨다. 상기 전기 발전기(30)의 출력은 배선(62)을 통해 변압기 수단(35)으로 전달될 수 있으며, 또한 배선(63, 68)을 통해 고-전압 그리드(60) 및/또는 중간-전압 그리드(61)로 전달될 수 있다. 추가의 공정에 있어서, 상기 연소 가스는 열의 재생을 위해 증기 발생기(도면에 도시되지 않음)로 전달될 수 있다.
본 발명에 따르면, 연소 종료 후에 회전 중인 터빈 회전자(12)를 능동적으로 (발전적으로) 제동시킬 목적으로 제동 시스템이 시동 시스템(40)에 의해 제공될 수 있다; 따라서, 상기 시동 시스템(40)은 점화 속도로 시운전시키고 또한 상기 터빈 회전자(12)의 연소 종료 후 최종 또는 제로 속도로 정지시키도록 작동시키는 경향을 갖는다. 따라서, 상기 시동 시스템(40)은 제어 목적으로 배선(64)을 통해 상기 전기 발전기(30)와 연통할 수 있다.
상기 시동 시스템(40)이 제동 시스템으로서의 요구 조건을 충족하기 위해서, 상기 시동 시스템은 터빈 회전자(12)의 (점화 속도로의) 작동을 위해 양의 (모터) 토크를 인가하고 상기 터빈 회전자의 (연소 종료 후의) 작동 중지를 위해 음의 (제동) 토크를 인가하도록 상기 발전기(30)를 작동시키기 위한 하중 전환 인버터를 포함할 수 있다.
도 2는 상기 시동 시스템(40)에 대한 3개의 예시적 개략적 작업 스케줄들(71, 72, 73)을 나타낸다. 특정 터빈 엔진에 대한 그와 같은 스케줄들에 다양한 변화 및 응용이 첨가될 수 있다는 사실은 명확하다.
여기서, 상기 주요 파라미터는 터빈 회전자(12)의 회전 속도일 수 있다. 그와 같은 회전 속도는 도 2의 가로 좌표(701) 상에 표시되었다. 또한, 제 1 및 제 2 임계 회전 속도 범위(75, 76)가 비중첩 방식으로 가로 좌표(701) 상에 제공된다. 세로 좌표(702) 상에는 상기 터빈 회전자(12)에 제공되는 제동 토크가 표시되어 있다. 대안적으로, 동일한 도 2의 세로 좌표가 시동 시스템(40)에 의해 전달되는 제동력 또는 상기 시동 시스템(40)과 관련된 부하를 제공하는 좌표로서 나타낼 수 있다.
상기 제 1 작업 스케줄(71)은 각각 2개의 임계 속도 범위들(75, 76)에서의 2개의 세로 좌표값 상승부들(711, 715)을 나타낸다. 곡선(71)의 우측 단부 근방의 화살표로부터 시작해서 좌측 방향으로, 상기 세로 좌표 제 1 값 상승부(711)는 증가 에지(712) 및 감소 에지(713)를 가지며, 상기 제 2 세로 좌표값 상승부(715)는 증가 에지(716) 및 감소 에지(717)를 갖는다.
상기 제 2 작업 스케줄 곡선(72)은 각각 2개의 임계 속도 범위들(75, 76)에서의 2개의 세로 좌표값 상승부들(721, 725)을 나타낸다. 곡선(72)의 우측 단부 근방의 화살표로부터 시작해서 좌측 방향으로, 상기 세로 좌표 제 1 값 상승부(721)는 증가 에지(722) 및 감소 에지(723)를 가지며, 상기 제 2 세로 좌표값 상승부(725)는 증가 에지(716) 및 감소 에지(727)를 갖는다. 곡선(72)으로부터, 상이한 2개의 세로 좌표값 상승부들(721, 725)은 상이한 높이를 가질 수 있다는 사실, 즉 평균 세로 좌표값이 2개의 속도 범위들(75, 76)에서 상이할 수 있다는 사실이 명백하다. 또한, 도 2 및 도 3에 있어서, 상기 세로 좌표값 상승부들은 둥근 에지들을 가질 수 있으며, 즉 그들은 장방형을 가질 필요는 없다.
상기 제 3 작업 스케줄(73)은 각각 2개의 임계 속도 범위들(75, 76)에서의 2개의 세로 좌표값 상승부들(731, 735)을 나타낸다. 곡선(73)의 우측 단부 근방의 화살표로부터 시작해서 좌측 방향으로, 상기 세로 좌표 제 1 값 상승부(731)는 증가 에지(732) 및 감소 에지(733)를 가지며, 상기 제 2 세로 좌표값 상승부(735)는 증가 에지(736) 및 감소 에지(737)를 갖는다.
도 2에 있어서, 상기 증가 에지들(712, 716, 722, 726, 732, 736)은 상기 감소 에지들(713, 717, 723, 727, 733, 737)보다 더욱 경사진다; 그것은 당연히 역으로 될 수도 있다.
일반적으로, 상기 세로 좌표값 상승부들(711, 715, 721, 725, 731, 735)의 최대값에 근접하여, 상기 시동 시스템(40)은 첨두 하중(상기 터빈 회전자(12)의 최대 감속비) 하에 작동될 수 있으며, 반면 상기 세로 좌표값 상승부들(711, 715, 721, 725, 731, 735)로부터 멀어질 경우, 상기 시동 시스템(40)은 상기 시동 시스템(40)을 첨두 하중 작업으로부터 회복시키는 부하 하에 작동될 수 있다. 상기 세로 좌표값 상승부들(711, 715, 721, 725, 731, 735) 사이에서, 상기 세로 좌표값들은 또한 당업자들에 의해 선택된 미리 결정된 패턴에 따라 변경될 수 있다. 본 발명이 포함된 기술 분야에 있어서의 숙련자라면 상기 세로 좌표값 상승부들(711, 715, 721, 725, 731, 735)을 (예를 들면, 기계적 부품들 상에 높은 진동 하중을 갖는 속도 영역들을 커버하기 위한) 특정 위치에 원하는 형상으로 설정하기 위한 방법을 인지하고 있을 것이다.
도 2에는 상술된 바와 같은 예시적 공명 곡선(99)이 도시되어 있다. 이와 같은 공명 곡선(99)은 상기 터빈 회전자(12)의 회전 속도에 기초한 상기 터빈 엔진(1)의 또는 상기 터빈 엔진(1)에 연결된 부품들의 진동 진폭을 나타낸다. 여기서, 상기 임계 회전 속도 범위(76)는 상기 공명 곡선(99)을 커버하도록 설정되며, 대응하는 세로 좌표값 상승부(735)의 에지들(736, 736)은 상기 공명 곡선(99)을 그의 최대 진폭의 약 20%의 진폭에서 교차한다.
도 3은 시동 시스템(40)에 대한 2개의 개략적인 대안적 작업 스케줄들(80, 81)을 예시적으로 설명하는 도면이다. 여기서도, 주요 파라미터는 또한 상기 터빈 회전자(12)의 회전 속도일 수 있다. 상기 회전 속도는 도 3의 가로 좌표(703) 상에 나타내었다. 또한, 제 1 및 제 2 임계 회전 속도 범위(85, 86)도 중첩 방식으로 가로 좌표(703) 상에 제공된다. 범위(86)는 범위(85) 내에 있다. 세로 좌표(704) 상에는 또 다시 상기 터빈 회전자(12)에 인가된 제동 토크가 표시된다. 대안적으로, 동일한 도 3은 상기 시동 시스템(40)에 의해 전달되는 제동력 또는 상기 시동 시스템(40)과 관련된 부하를 제공하는 세로 좌표로서 나타낼 수 있다.
도 3으로부터, 상기 세로 좌표값(예를 들면, 상기 시동 시스템(40) 상에 부과되는 하중 또는 제동 토크)은 또한 임계 회전 속도 범위, 본 예의 경우 임계 회전 속도 범위(85) 내에서 변화될 수 있다는 사실이 명백하다.
도 4는 매우 간략한 방식으로 초기 회전 속도(111)로부터 낮은 최종 회전 속도(112)로 변화하는 동안의 회전 속도에 대한 시간적 전개를 나타낸다. 가로 좌표(705) 상에는 연소 종료 후의 주어진 감속 시간을 나타내며, 세로 좌표(706) 상에는 상기 터빈 회전자(12)의 대응 회전 속도를 나타낸다. 상기 속도 범위에서, 상기 세로 좌표(706) 상에는 2개의 임계 회전 속도 범위들(85, 86)이 비중첩 방식으로 제공된다. 범위들(85, 86)에서는 예를 들면 상술된 바와 같은 공명 현상에 의해 높은 진동 하중이 발생할 수 있다. 도 4에는 3개의 감속 곡선들(90, 91, 92)이 도시되어 있다. 간략화를 위해, 자유롭게 스피닝되는 상기 터빈 회전자(12)는 상술된 효과들에 기초하여 (그리고, 어떠한 능동적 제동 없이) 반드시 선형적으로 감속될 수 있다고 가정했다. 이는 도 4의 곡선(90)으로 설명된다. 상기 터빈 회전자(12)는 초기 속도(111)(예를 들면, 3000 rpm)로부터 최종 속도(112)(예를 들면, 제로 이상의 속도)로 감속시키기 위해 감속 시간(110)을 취한다. 이와 같이 정지되는 동안, 상기 터빈 엔진(1)은 간단히 말해서 주로 상기 가로 좌표(705) 상에 제공된 시간 간격들(106 및 107) 동안의 높은 진동 하중을 수용한다. 상기 간격들(106 및 107)은 상기 회전자(12)가 각각 범위들(85 및 86)을 통해 감속되는 동안의 시간 간격이다.
만약 본 발명의 적합한 실시예에 따른 발전적 제동이 사용될 경우, 감속비는 상기 곡선(90)에 의해 주어진 상황과 비교해서 증가된다. 또한, 발전적 제동 감속은 도 4에 따른 도면에서 반드시 선형 곡선(91)을 따르도록 단순화된다. 다음의 곡선(91)에서, 상기 회전자(12)는 초기 속도(111)로부터 최종 속도(112)로 감속시키기 위한 시간(109)을 취한다. 곡선(91)의 평균 경사의 절대값은 곡선(90)의 경우보다 높으며, 즉 더 높은 감속비를 갖는다. 도 4에서, 시간(109)은 (상술된 예에 대응하는) 상기 시간(110)의 1/3이다. 상기 터빈 엔진(1)은 주로 상기 범위들(85 및 86)에서 회전하는 동안, 즉 대응하는 시간 간격들(103 및 104) 동안 다시 높은 진동 하중을 수용한다. 곡선(91)과 관련된 시간 간격들(103 및 104)의 합은 곡선(90)과 관련된 시간 간격들(106 및 107)의 합보다 현저히 작으며, 따라서 상기 엔진(1) (또는 상기 엔진에 연결된 부품들) 상에 작용하는 진동 하중은 정지 스케줄(90)로부터 스케줄(91)로의 변화에 기초하여 감소된다는 사실을 도 4로부터 명백히 알 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에 있어서, 상기 발전적 제동은 상술된 바와 같이 임계 회전 속도 범위들(85, 86) 내에서 증가되어, 상기 시동 장치(40)가 상기 범위들(85, 86) 내의 첨두 하중에서 작동한다. 본원도 포함되고 또한 단순화를 위한 대표적인 기간이 각각의 임계 회전 속도 범위와 동일한 경우, 상기 시동 시스템(40)은 손상을 당하지 않도록 완화되어야 하며, 따라서 감속비는 도 4의 곡선(92)에 의해 설명되는 바와 같이 낮아진다(대응하는 경사는 감소되고; 이는 곡선(91)의 평균 경사보다 훨씬 작게 될 것이다). 결과적으로, 상기 터빈 회전자(12)가 임계 회전 속도 범위들(85, 86) 내에 머무는 동안의 시간은 대응하는 시간 간격들(100 및 101)의 합에 달한다(도 4 참조). 다음의 곡선(92)에서, 상기 회전자(12)는 초기 속도(111)로부터 최종 속도(112)로 감속하기 위해 시간(109)을 취한다.
요약하면, 전체 감속 시간(109)은 곡선들(91, 92)에 대해 동일하며, 곡선(90)을 위한 전체 감속 시간(110)보다 훨씬 짧다. 그러나, 곡선(92)과 관련된 시간 간격들(100 및 101)의 합이 또한 곡선(91)과 관련된 시간 간격들(103 및 104)의 합보다 크게 작아짐에 따라, 전체 진동 하중은 상기 곡선(91) (및 90)과 비교하여 곡선(92)에 따른 공정에 대해 감소된다.
따라서, 본 발명은 터빈 회전자를 더욱 신속하게 감속시킴에 따라 점화 후 터빈 엔진(1)의 정지 공정을 크게 단축시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 터빈 엔진(1) 또는 상기 터빈 엔진(1)에 부착된 소자들 상에 작용하는 진동 하중을 감소시킨다.
1 터빈 엔진
8 압축기
10 가스 터빈
12 터빈 회전자
20 터빈 회전자 축
30 전기 발전기
35 변압기 수단
40 제동/시동 시스템
50 보조 전력 소모기
60 고-전압 네트워크
61 중간-전압 네트워크
62 내지 68 배선
69 연결부
99 공명 밴드
701, 703, 705 가로 좌표
702, 704, 706 세로 좌표
71 내지 73 상기 제동 시스템(40)의 작업 스케줄
711, 715, 721, 725, 731, 735 세로 좌표값 상승부
712, 716, 722, 726, 732, 736 증가 에지
713, 717, 733, 737, 723, 727 감소 에지
75, 76 상기 작업 스케줄(71 내지 73)에서의 임계 회전 속도 범위
80, 81 상기 제동 시스템(40)의 작업 스케줄
801, 805, 811, 815 세로 좌표값 상승부
802, 806, 812, 816 증가 에지
803, 807, 813, 817 감소 에지
85, 86 작업 스케줄(80, 81)에서의 임계 회전 속도 범위
90 내지 93 감속 곡선
100 내지 110 시간 간격
111 초기 회전 속도
112 최종 회전 속도

Claims (14)

  1. 터빈 엔진(1)의 터빈 회전자(12)를 감속시키기 위한 방법으로서, 적어도 하나의 전기 모터(30)가 상기 터빈 회전자(12)와 결합되고, 제동 시스템(40)이 상기 적어도 하나의 전기 모터(30)와 결합되어, 상기 터빈 회전자(12) 상에 음의 토크를 인가하기 위해 상기 적어도 하나의 전기 모터(30)를 사용하는 상기 방법에 있어서,
    연소 종료 후에, 상기 제동 시스템(40)이 상기 적어도 하나의 전기 모터(30)에 의해 연소 종료된 후 상기 터빈 엔진(1)에서 이용할 수 있는 운동 에너지를 소멸시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 모터(30)는 전기 발전기(30)이며, 상기 전기 발전기(30)는 상기 터빈 엔진(1)의 정상 작동 중에 고-전압 네트워크(60)에 전력을 인가하기 위해 제공되며, 상기 제동 시스템(40)은 상기 전기 발전기(30)에 의해 상기 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위해 사용되는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제동 시스템(40)은 상기 터빈 회전자(12)를 점화 속도(firing speed)로 시운전(run-up)하기 위한 시동 시스템(40)에 의해 제공되는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 회전자(12) 상에 인가되는 음의 토크는 - 상기 터빈 회전자(12)의 회전 속도, 상기 터빈 엔진(1)에 연결되거나 또는 상기 터빈 엔진(1)으로 구성되는 소자들 또는 소자들의 그룹 상의 진동 하중, 상기 제동 시스템(40)의 상태, 특히 그의 온도, 상기 전기 모터(30)의 상태, 또는 고 전압 또는 중간-전압 네트워크의 상태 - 로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 주요 파라미터에 기초하여 상기 터빈 회전자(12)가 감속되는 동안 변화되는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 터빈 회전자(12)의 회전 속도는 상기 주요 파라미터로서 사용되며; 적어도 하나의 임계 회전 속도 범위는 연소 종료 후에 상기 터빈 회전자(12)의 전체 회전 속도 범위 내로 제공되며, 적어도 하나의 임계 회전 속도 범위 진동 하중은 적합하게는 상기 터빈 엔진(1)에 연결되거나 또는 상기 터빈 엔진(1)의 일부가 되는 소자들 또는 소자들의 그룹의 공명 주파수의 여기에 의해 발생되며; 상기 제동 시스템(40)은 만약 상기 터빈 회전자(12)의 회전 속도가 상기 임계 회전 속도 범위 내에 놓일 때 제 1 레벨로부터 제 2 레벨로 인가되는 상기 터빈 회전자(12)에 대한 음의 토크를 증가시키도록 사용되는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 터빈 회전자(12)의 전체 회전 속도 범위에 2개 이상의 임계 회전 속도 범위들이 제공되고 그리고/또는, 적어도 일시적으로 상기 임계 회전 속도 범위를 통해 상기 터빈 회전자(12)가 감속되는 동안, 상기 음의 토크가 상기 터빈 회전자(12)에 인가되어 상기 제동 시스템(40)은 첨두 하중(peak loading) 작업에 사용되며, 그 결과, 상기 첨두 하중 작업 후에 그리고 적합하게는 임계 회전 속도 범위에 있지 않는 회전 속도 범위를 통한 감속 중에, 상기 제동 시스템(40)은 그의 첨두 하중 미만의 하중을 사용하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 2개 이상의 임계 회전 속도 범위들은 서로 중첩되지 않는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 2개 이상의 임계 회전 속도 범위들은 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 방법.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 에너지는 발전기 출력이 고 전압 네트워크 내부 공급(in-feed)의 요구 조건들을 충족시키는 동안 상기 고 전압 네트워크(60) 내로 공급되는 방법.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 에너지는 발전기 출력이 중간-전압 네트워크 내부 공급의 요구 조건들을 충족시키는 동안 중간-전압 네트워크(61) 내로 공급되는 방법.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 에너지는 적합하게는 상기 중간-전압 네트워크(61)를 통해 외부 하중 뱅크(bank) 내로, 배터리 소자 내로, 및/또는 상기 터빈 엔진(1)의 적어도 하나의 보조 전력 소모기(50) 내로 공급되어, 상기 전기 에너지의 적어도 일부를 소멸시키며, 상기 전기 에너지는 적합하게는 각각 상기 배터리 소자를 재충전하거나 그리고/또는 상기 적어도 하나의 보조 전력 소모기(50)에 의해 보조 전력 수요를 적어도 부분적으로 커버함으로써 소멸되는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 터빈 엔진(1)의 상기 적어도 하나의 보조 전력 소모기(50)는 윤활유 펌프들, 엔클로저 환기 장치, 냉각수 펌프들, 듀 포인트(due point) 히터들, 트레이스(trace) 히터들 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 엔진(1)은 단일 샤프트 가스 터빈 엔진(1)이고, 상기 엔진(1)으로 구성되는 각각의 증기 터빈 및 상기 회전 터빈 샤프트에 저장된 운동 에너지는 만약 존재하는 경우 소멸되는 방법.
  14. 산업용 가스 터빈 엔진 또는 기타 터빈 엔진이 차단되는 동안 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 사용.
KR1020147030222A 2012-03-29 2013-03-25 연소 종료 후 터빈 엔진의 작동 방법 KR20140142336A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12162028.0 2012-03-29
EP12162028.0A EP2644841A1 (en) 2012-03-29 2012-03-29 Method of operating a turbine engine after flame off
PCT/EP2013/056199 WO2013144054A1 (en) 2012-03-29 2013-03-25 Method of operating a turbine engine after flame off

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140142336A true KR20140142336A (ko) 2014-12-11

Family

ID=47988986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147030222A KR20140142336A (ko) 2012-03-29 2013-03-25 연소 종료 후 터빈 엔진의 작동 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9963995B2 (ko)
EP (2) EP2644841A1 (ko)
JP (1) JP6184474B2 (ko)
KR (1) KR20140142336A (ko)
CN (1) CN104169531B (ko)
RU (1) RU2629854C2 (ko)
WO (1) WO2013144054A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016223782A1 (de) * 2016-11-30 2018-05-30 Leybold Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Vakuumpumpensystems
EP3460206A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer dampfturbine
US10644630B2 (en) 2017-11-28 2020-05-05 General Electric Company Turbomachine with an electric machine assembly and method for operation
FR3076321B1 (fr) * 2017-12-29 2022-02-18 Safran Aircraft Engines Procede de demarrage de turbomachine par temps froid et systeme de demarrage de turbomachine
DE102018209705A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine, Antriebseinrichtung und Verdichter und/oder Turbine
CN109630337A (zh) * 2018-11-27 2019-04-16 贵州吉利发动机有限公司 一种机动车熄火过程中降低发动机噪音的方法及系统
FR3089247B1 (fr) 2018-11-30 2020-12-18 Airbus Helicopters Procédé et système pour arrêter une turbine à gaz et véhicule
DE102019216616A1 (de) * 2019-10-29 2021-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Anlage mit elektrischem Speicher zum schnelleren Anfahren einer Dampfturbine und Verfahren
JP2023022849A (ja) * 2021-08-04 2023-02-16 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 発電システムおよび航空機
CN113982763B (zh) * 2021-10-14 2023-04-28 中国联合重型燃气轮机技术有限公司 燃气轮机紧急制动装置及方法
FR3132279B1 (fr) * 2022-02-01 2024-01-12 Safran Aircraft Engines Procédé de freinage d’une turbomachine d’aéronef

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5126598B2 (ko) * 1971-09-06 1976-08-07
JPS54108803U (ko) * 1978-01-18 1979-07-31
JPS56124918A (en) * 1980-03-05 1981-09-30 Hitachi Ltd Speed controlling method of rotary machine by monitoring axial vibration
JPS5939935A (ja) * 1982-08-27 1984-03-05 Yanmar Diesel Engine Co Ltd ガスタ−ビン駆動発電装置
JPH0212002U (ko) * 1988-07-07 1990-01-25
JPH0454227A (ja) * 1990-06-22 1992-02-21 Toshiba Corp ガスタービン始動方法
JPH0472179A (ja) * 1990-07-04 1992-03-06 Mitsubishi Electric Corp 包装装置
JPH0432202U (ko) * 1990-07-12 1992-03-16
JP3048482B2 (ja) * 1992-12-07 2000-06-05 株式会社東芝 タ−ビン制御装置
JPH0742793A (ja) * 1993-07-30 1995-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転体のバランス調整装置
JP3470837B2 (ja) * 1995-02-15 2003-11-25 株式会社日立製作所 発電プラントの起動停止装置
JP3322060B2 (ja) 1995-03-23 2002-09-09 株式会社日立製作所 発電プラント及び発電プラントの制御装置
JP2000032796A (ja) * 1998-07-08 2000-01-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原動機発電装置及びその原動機停止操作方法
US6792760B2 (en) * 2002-03-11 2004-09-21 Alstom Technology Ltd Method for operating a turbine
GB0308467D0 (en) 2003-04-11 2003-05-21 Rolls Royce Plc Method and system for analysing tachometer and vibration data from an apparatus having one or more rotary components
EP1507068A1 (de) * 2003-08-13 2005-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Abbremsen eines Rotors einer Strömungsmaschine und eine Drehvorrichtung zum Antreiben des Rotors einer Strömungsmaschine
US6960900B2 (en) * 2003-11-28 2005-11-01 General Electric Company Method and apparatus for starting a gas turbine using a polyphase electric power generator
WO2006077642A1 (ja) * 2005-01-21 2006-07-27 Hitachi, Ltd. ガスタービンのバランス修正方法
US7621117B2 (en) * 2006-06-19 2009-11-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Apparatus and method for controlling engine windmilling
JP2008101489A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Kobe Steel Ltd 小規模発電設備
US7716971B2 (en) * 2006-10-20 2010-05-18 General Electric Company Method and system for testing an overspeed protection system during a turbomachine shutdown sequence
FR2907839B1 (fr) * 2006-10-25 2011-06-17 Snecma Methode pour reduire la vitesse en cas de rupture d'arbre de turbine de moteur a turbine a gaz
CH699321A1 (de) 2008-08-15 2010-02-15 Alstom Technology Ltd Kraftwerksanlage zum wahlweisen betrieb in stromnetzen mit unterschiedlicher netzfrequenz.
US8510013B2 (en) * 2009-05-04 2013-08-13 General Electric Company Gas turbine shutdown
US20100275608A1 (en) 2009-05-04 2010-11-04 General Electric Company Systems and Methods for Rapid Turbine Deceleration
EP2295733A1 (de) 2009-08-12 2011-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Kraftwerksanlage und Verfahren zum Betreiben einer Kraftwerksanlage
US20110146276A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-23 General Electric Company Method of starting a steam turbine
IT1401923B1 (it) * 2010-09-09 2013-08-28 Nuovo Pignone Spa Metodi e dispositivi per testare un rotore a bassa velocita ed a basso momento in un turbomacchinario

Also Published As

Publication number Publication date
US20150098792A1 (en) 2015-04-09
EP2831381A1 (en) 2015-02-04
RU2629854C2 (ru) 2017-09-04
JP2015518103A (ja) 2015-06-25
US9963995B2 (en) 2018-05-08
EP2831381B2 (en) 2023-10-25
WO2013144054A1 (en) 2013-10-03
CN104169531B (zh) 2016-09-28
JP6184474B2 (ja) 2017-08-23
EP2644841A1 (en) 2013-10-02
CN104169531A (zh) 2014-11-26
EP2831381B1 (en) 2018-10-24
RU2014143496A (ru) 2016-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140142336A (ko) 연소 종료 후 터빈 엔진의 작동 방법
JP5295978B2 (ja) 発電設備の作動方法
RU2635725C2 (ru) Поршневая компрессорная установка и способ ее работы
JP6134498B2 (ja) エネルギー貯蔵手段を備える発電装置およびこのタイプの装置のため制御プロセス
KR101890895B1 (ko) 기어유닛과 기어유닛의 윤활펌프를 제어하는 방법
EP2778352B1 (en) Systems and methods for variable speed operation of combustion engines for power generation
JP2016148323A (ja) ガスタービンエンジンの始動方法
US8963350B1 (en) Method and apparatus for extended operation of steam turbines in islanding mode
JP2000134994A (ja) 多タ―ボ発電機のための命令および制御システムならびに方法
US20150042293A1 (en) Energy production plant, in particular wind turbine
EP2578877B1 (en) Windmill control device and control method
US20120104770A1 (en) Regenerative power charging for electricity generation systems
EP3392465B1 (en) An auxiliary rotation device for a gas turbine engine and a method of cooling a rotor of a gas turbine engine using an auxiliary rotation device
CN105024405A (zh) 三机组传动变频发电系统
CN102751816B (zh) 冷却器和风力发电机
EP2611994B1 (de) Verfahren zum abfahren eines turbosatzes
CN103614501B (zh) 干法除尘高炉休风trt不停机的运行工艺
US11171589B2 (en) Systems and methods for starting steam turbines
RU2139444C1 (ru) Автономная ветродизельэлектрическая установка
US8554433B2 (en) Apparatus for driving shaft rotation and method
JP3470837B2 (ja) 発電プラントの起動停止装置
WO2023218776A1 (ja) 発電システムおよび制御方法
JP5819441B2 (ja) 機械的保護装置および方法
JP2016031045A (ja) ガスタービン発電プラントの非常用電源供給システム
Dovganyuk et al. Specifics of Electromagnetic and Electromechanical Processes for Starting Up Forced-Draft Systems of High-Capacity TPP Power Generating Units

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application