JPS6133977B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6133977B2 JPS6133977B2 JP2923280A JP2923280A JPS6133977B2 JP S6133977 B2 JPS6133977 B2 JP S6133977B2 JP 2923280 A JP2923280 A JP 2923280A JP 2923280 A JP2923280 A JP 2923280A JP S6133977 B2 JPS6133977 B2 JP S6133977B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- gas
- compressor
- temperature
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は再生式ガスタービンの一型式である熱
交換器付二軸ガスタービンの急減速制御装置に関
する。
交換器付二軸ガスタービンの急減速制御装置に関
する。
従来のこの種二軸ガスタービンとその制御装置
は第１ａ図および第１ｂ図に示す構成である。こ
れらの図から明かなように、コンプレツサ１はガ
スゼネタービン（以下ガスゼネと略称）２と同軸
であり、パワータービン３は負荷１１と同軸であ
る。大気はコンプレツサ１で圧縮され、熱交換器
４を通つて燃焼器５に至る。燃料ポンプ８から、
燃料調整弁駆動機構７で制御される燃料調整弁６
を通る燃料が、この燃焼器５において前述の空気
により燃焼せしめられる。燃焼ガスはガスゼネ２
に入り、バリアブルベーン９を介してパワーター
ビン３で仕事をなし、熱交換器４を通つて排気と
して排出される。このシステムを制御する装置は
第１ｂ図に示すごとく燃料・バリアブルベーン制
御回路２０を包含するもので、ガスゼネ回転数検
出器１４、パワータービン回転数検出器１５、ガ
スゼネ入口ガス温度検出器１６、コンプレツサ吸
気温度検出器１７を制御信号演算回路２２の入力
とし、かつアクセルペダル１２で設定されるガス
ゼネ回転数設定器１３の出力とガスゼネ回転数検
出器１４とを比較器２１で比較しその出力をも制
御信号演算回路２２の入力とする。この制御信号
演算回路２２の燃料流量指令信号Ｇfはコンバー
タ１８を介し燃料調整弁駆動機構７に送られる。
またこの制御信号演算回路２２の出力であるバリ
アブルベーン開度指令信号ＶGはコンバータ１９
を介しバリアブルベーン駆動機構１０へ送られ
る。
は第１ａ図および第１ｂ図に示す構成である。こ
れらの図から明かなように、コンプレツサ１はガ
スゼネタービン（以下ガスゼネと略称）２と同軸
であり、パワータービン３は負荷１１と同軸であ
る。大気はコンプレツサ１で圧縮され、熱交換器
４を通つて燃焼器５に至る。燃料ポンプ８から、
燃料調整弁駆動機構７で制御される燃料調整弁６
を通る燃料が、この燃焼器５において前述の空気
により燃焼せしめられる。燃焼ガスはガスゼネ２
に入り、バリアブルベーン９を介してパワーター
ビン３で仕事をなし、熱交換器４を通つて排気と
して排出される。このシステムを制御する装置は
第１ｂ図に示すごとく燃料・バリアブルベーン制
御回路２０を包含するもので、ガスゼネ回転数検
出器１４、パワータービン回転数検出器１５、ガ
スゼネ入口ガス温度検出器１６、コンプレツサ吸
気温度検出器１７を制御信号演算回路２２の入力
とし、かつアクセルペダル１２で設定されるガス
ゼネ回転数設定器１３の出力とガスゼネ回転数検
出器１４とを比較器２１で比較しその出力をも制
御信号演算回路２２の入力とする。この制御信号
演算回路２２の燃料流量指令信号Ｇfはコンバー
タ１８を介し燃料調整弁駆動機構７に送られる。
またこの制御信号演算回路２２の出力であるバリ
アブルベーン開度指令信号ＶGはコンバータ１９
を介しバリアブルベーン駆動機構１０へ送られ
る。
なお、この第１ａ図および第１ｂ図中の記号の
意味は次のとおりである。
意味は次のとおりである。
ＮG〓：定常運転時ガスゼネ回転数設定値
ＮG：ガスゼネ回転数測定値
ＮP：パワータービン回転数測定値
T7：ガスゼネ入口ガス温度
T7：ガスゼネ入口ガス温度測定値
T7〓：定常運転時ガスゼネ入口温度目標値
T1：コンプレツサ吸気温度
T1：コンプレツサ吸気温度測定値
T5：燃焼器入口温度、
Ｔc：熱交換器コア温度、
ＶG：バリアブルベーン開度指令信号（設計点開
度からの変化分） Ｇf：燃料流量指令信号、 第１ｂ図に示す回路は車両用ガスタービン向き
として次の機能が具備されている。
度からの変化分） Ｇf：燃料流量指令信号、 第１ｂ図に示す回路は車両用ガスタービン向き
として次の機能が具備されている。
(イ) 低燃費を維持できるように決定した燃料計画
線上で、定常時の運転を行なう。
線上で、定常時の運転を行なう。
(ロ) 急加減速性能を向上させる。
(ハ) 過大な燃料投入による、材料のオーバヒート
の防止、およびパワーのアンバランスによる回
転部のオーバスピードの防止。
の防止、およびパワーのアンバランスによる回
転部のオーバスピードの防止。
さて、このような従来装置では、急減速時、ア
クセルペダル１２を開放し、ガスゼネ回転数設定
値ＮG〓を急減させるが、ＮG〓の急減に従つて制
御装置２０は燃料流量を減少させる信号Ｇfを送
出する。ガスゼネ２の回転数は、ガスゼネに投入
される燃焼ガスのエネルギ（すなわち、ガスゼネ
入口ガス温度T7など）によつて決まるので、急
減速時には、Ｇfを急減し、かつガスゼネ入口ガ
ス温度T7を急減できることが望ましい。急減速
時燃料減により、あるレベルまではT7はすみや
かに下降する。しかし、その後は、熱交換器のコ
ア温度Ｔcが急激には下がらないので、T7の下降
が遅くなる（第３図ｄ参照）。その結果、Ｇfを最
低燃料線に保持していても、燃焼ガスのエネルギ
がゆるやかにしか減少しないため、ＮGの減速が
遅れることになる。このため、急減速要求時に、
十分な減速性能を出せないという欠点があつた。
クセルペダル１２を開放し、ガスゼネ回転数設定
値ＮG〓を急減させるが、ＮG〓の急減に従つて制
御装置２０は燃料流量を減少させる信号Ｇfを送
出する。ガスゼネ２の回転数は、ガスゼネに投入
される燃焼ガスのエネルギ（すなわち、ガスゼネ
入口ガス温度T7など）によつて決まるので、急
減速時には、Ｇfを急減し、かつガスゼネ入口ガ
ス温度T7を急減できることが望ましい。急減速
時燃料減により、あるレベルまではT7はすみや
かに下降する。しかし、その後は、熱交換器のコ
ア温度Ｔcが急激には下がらないので、T7の下降
が遅くなる（第３図ｄ参照）。その結果、Ｇfを最
低燃料線に保持していても、燃焼ガスのエネルギ
がゆるやかにしか減少しないため、ＮGの減速が
遅れることになる。このため、急減速要求時に、
十分な減速性能を出せないという欠点があつた。
本発明はこの欠点を解決せんとしてなされたも
ので、熱交換器のコア温度Ｔcすみやかに下げ、
ガスゼネ回転数ＮGをその設定値ＮG〓に迅速に追
従させることを目的とする。
ので、熱交換器のコア温度Ｔcすみやかに下げ、
ガスゼネ回転数ＮGをその設定値ＮG〓に迅速に追
従させることを目的とする。
すなわち本発明によれば、コンプレツサの空気
吐出口と熱交換器の低圧側入口との間にバイパス
管路および調節弁を設け、この調節弁の開度を急
減速の程度（ガスゼネ回転数の偏差ＮG〓―ＮG）
に応じて調節し、急減速時、コンプレツサより吐
出される空気の一部を熱交換器の低圧側入口に導
くことにより、熱交換器のコア温度をすみやかに
下げられるようにしたことを特徴とする。この結
果、減速性能が向上するのである。なお、この調
節弁は、定常運転時、および加速時には閉じてい
る。
吐出口と熱交換器の低圧側入口との間にバイパス
管路および調節弁を設け、この調節弁の開度を急
減速の程度（ガスゼネ回転数の偏差ＮG〓―ＮG）
に応じて調節し、急減速時、コンプレツサより吐
出される空気の一部を熱交換器の低圧側入口に導
くことにより、熱交換器のコア温度をすみやかに
下げられるようにしたことを特徴とする。この結
果、減速性能が向上するのである。なお、この調
節弁は、定常運転時、および加速時には閉じてい
る。
以下本発明を添付図面第２ａ図以下に例示した
本発明の好適な実施例について詳述する。
本発明の好適な実施例について詳述する。
第２ａ図および第２ｂ図において第１ａ図およ
び第１ｂ図と共通な部分についてはその重復説明
を省略する。
び第１ｂ図と共通な部分についてはその重復説明
を省略する。
図示の実施例においては、コンプレツサ１の出
口から熱交換器４の入口主管路５７に至る中途よ
りバイパス管路５６ａを分岐しバイパス弁５５、
バイパス管路５６ｂを経て、パワータービン３か
ら熱交換器４に至る主管路５８に連通せしめてあ
る。第２ｂ図の制御信号演算回路２２のひとつの
入力ＮG〓―ＮGを、バイパス弁開度調節器５１、
遅延回路５２、コンバータ５３からの信号をバイ
パス弁開度調整機構５４に入れ、これでバイパス
弁５５を制御する。
口から熱交換器４の入口主管路５７に至る中途よ
りバイパス管路５６ａを分岐しバイパス弁５５、
バイパス管路５６ｂを経て、パワータービン３か
ら熱交換器４に至る主管路５８に連通せしめてあ
る。第２ｂ図の制御信号演算回路２２のひとつの
入力ＮG〓―ＮGを、バイパス弁開度調節器５１、
遅延回路５２、コンバータ５３からの信号をバイ
パス弁開度調整機構５４に入れ、これでバイパス
弁５５を制御する。
第２ａ図および第２ｂ図中で新たに用いた記号
は次のとおりである。
は次のとおりである。
T2：コンプレツサ出口温度、
T5：燃焼器入口温度
T10：パワータービン出口温度
T11：熱交換器低圧側入口温度
P2：コンプレツサ出口圧力
P11：熱交換器低圧側入口圧力
ここで、調節器５１の入出力関係は第２ｃ図の
中に示したグラフのように設定するが、急減速判
定基準（Δ）、比例調節部のゲインＫBVは適当に
定めるものとする。また、弁開度100％時の主管
路５７とバイパス管路５６の流体抵抗比は、ガス
ゼネ軸の回転を維持するための空燃比を保つよう
に適当に定めるものとする。
中に示したグラフのように設定するが、急減速判
定基準（Δ）、比例調節部のゲインＫBVは適当に
定めるものとする。また、弁開度100％時の主管
路５７とバイパス管路５６の流体抵抗比は、ガス
ゼネ軸の回転を維持するための空燃比を保つよう
に適当に定めるものとする。
本発明制御装置の作用を述べれば以下のとおり
である。
である。
調節器５１は、ガスゼネ回転数の偏差（ＮG〓
―ＮG）と急減速判定基準（―Δ；Δ＞０）との
大小により、急減速時には急減速の程度（｜ＮG
〓―ＮG｜―Δ）に応じたバイパス弁５５の開度
を指令する。遅延回路５２はバイパス弁５５の動
作タイミングを急減速指令のタイミングから適当
にずらすためのものである。また、コンバータ５
３は遅延回路５２の出力信号をバイパス弁開度調
整機構５４の操作信号に変換するためのものであ
る。なお、ＮG〓―ＮG＞―Δのときは、調節器５
１の出力はゼロである。
―ＮG）と急減速判定基準（―Δ；Δ＞０）との
大小により、急減速時には急減速の程度（｜ＮG
〓―ＮG｜―Δ）に応じたバイパス弁５５の開度
を指令する。遅延回路５２はバイパス弁５５の動
作タイミングを急減速指令のタイミングから適当
にずらすためのものである。また、コンバータ５
３は遅延回路５２の出力信号をバイパス弁開度調
整機構５４の操作信号に変換するためのものであ
る。なお、ＮG〓―ＮG＞―Δのときは、調節器５
１の出力はゼロである。
いま、ガスタービンが定常的に運転されている
時（｜ＮG〓―Ｎ〓｜＜Δ）に、急減速のためア
クセルペダル１２が急激に開放された状態を考え
る。すなわち、設定器１３は、アクセルペダル１
２に連動しているので、設定器１３の出力ＮG〓
はステツプ状に減少することになる。この結果、
ガスゼネ回転数の偏差（ＮG〓―ＮG）は、ＮG〓
―ＮG＜―Δとなるので、調節器５１は急減速の
程度（｜ＮG〓―ＮG｜―Δ）に応じてバイパス弁
５５の開度を指令する信号を出力する。この信号
は、遅延回路５２に送出され、適当な時間だけ遅
らされた後、コンバータ５３によりバイパス弁開
度調整機構５４の操作信号に変換される。調整機
構５４はバイパス弁５５を開き、バイパス管路５
６―ａ，５６―ｂを連通させる。なお、遅延回路
を設けたのは、減速の初期においては、コンプレ
ツサ１の出口温度T2が高く、十分な冷却効果が
得られないのと、燃料急減である程度の減速効果
が得られるためである。
時（｜ＮG〓―Ｎ〓｜＜Δ）に、急減速のためア
クセルペダル１２が急激に開放された状態を考え
る。すなわち、設定器１３は、アクセルペダル１
２に連動しているので、設定器１３の出力ＮG〓
はステツプ状に減少することになる。この結果、
ガスゼネ回転数の偏差（ＮG〓―ＮG）は、ＮG〓
―ＮG＜―Δとなるので、調節器５１は急減速の
程度（｜ＮG〓―ＮG｜―Δ）に応じてバイパス弁
５５の開度を指令する信号を出力する。この信号
は、遅延回路５２に送出され、適当な時間だけ遅
らされた後、コンバータ５３によりバイパス弁開
度調整機構５４の操作信号に変換される。調整機
構５４はバイパス弁５５を開き、バイパス管路５
６―ａ，５６―ｂを連通させる。なお、遅延回路
を設けたのは、減速の初期においては、コンプレ
ツサ１の出口温度T2が高く、十分な冷却効果が
得られないのと、燃料急減である程度の減速効果
が得られるためである。
この結果、コンプレツサ１より吐出された圧縮
空気（温度T2）の一部は主管路５７からバイパス
管路５６に分流され、熱交換器４の低圧側入口に
導かれて、パワータービンからの吐出ガス（温度
T10）を冷却するため、第３図ｃに示すようにコ
ア温度Ｔcをすみやかに下げることができる（T10
＞T2）。
空気（温度T2）の一部は主管路５７からバイパス
管路５６に分流され、熱交換器４の低圧側入口に
導かれて、パワータービンからの吐出ガス（温度
T10）を冷却するため、第３図ｃに示すようにコ
ア温度Ｔcをすみやかに下げることができる（T10
＞T2）。
一方、制御信号演算回路２２は急減速指令と同
時に燃料流量を減少させる信号Ｇfを出力し、バ
イパス管路から流入する空気によるコア温度の低
下と相まつて従来例よりすみやかに減速を行なえ
る。ガスゼネ回転数の減少につれて調節器５１の
出力は調節器５１の設定線上に沿つて減少してい
くので、バイパス管路５６を経て熱交換器４の低
圧側入口に分流される圧縮空気の流量はなめらか
に減り、定常運転時（｜ＮG〓―ＮG｜＜Δ）の制
御動作に連続的に移行できる。
時に燃料流量を減少させる信号Ｇfを出力し、バ
イパス管路から流入する空気によるコア温度の低
下と相まつて従来例よりすみやかに減速を行なえ
る。ガスゼネ回転数の減少につれて調節器５１の
出力は調節器５１の設定線上に沿つて減少してい
くので、バイパス管路５６を経て熱交換器４の低
圧側入口に分流される圧縮空気の流量はなめらか
に減り、定常運転時（｜ＮG〓―ＮG｜＜Δ）の制
御動作に連続的に移行できる。
第１ａ図は従来の熱交換器付二軸ガスタービン
の系統図、第１ｂ図はその制御装置の系統図、第
２ａ図は本発明を実施した熱交換器付二軸ガスタ
ービンの系統図、第２ｂ図はその制御装置の系統
図、第２ｃ図はそのバイパス弁開度調節器の特性
を示すグラフ、第３図は各パラメータのグラフで
ある。 １……コンプレツサ、２……ガスゼネタービ
ン、３……パワータービン、４……熱交換器、５
……燃焼器、６……燃料調整弁、７……燃料調整
弁駆動機構、８……燃料ポンプ、９……バリアブ
ル・ベーン、１０……バリアブル・ベーン駆動機
構、１１……負荷、１２……アクセル・ペダル、
１３……ガスゼネ回転数設定器、１４……ガスゼ
ネ回転数検出器、１５……パワータービン回転数
検出器、１６……ガスゼネ入口ガス温度検出器、
１７……コンプレツサ吸気温度検出器、１８，１
９……コンバータ、２０……燃料・バリアブルベ
ーン制御装置、２１……比較器、２２……制御信
号演算回路、５１……バイパス弁開度調節器、５
２……遅延回路、５３……コンバータ、５４……
バイパス弁開度調整機構、５５……バイパス弁、
５６（ａ，ｂ）……バイパス管路、５７，５８…
…主管路。
の系統図、第１ｂ図はその制御装置の系統図、第
２ａ図は本発明を実施した熱交換器付二軸ガスタ
ービンの系統図、第２ｂ図はその制御装置の系統
図、第２ｃ図はそのバイパス弁開度調節器の特性
を示すグラフ、第３図は各パラメータのグラフで
ある。 １……コンプレツサ、２……ガスゼネタービ
ン、３……パワータービン、４……熱交換器、５
……燃焼器、６……燃料調整弁、７……燃料調整
弁駆動機構、８……燃料ポンプ、９……バリアブ
ル・ベーン、１０……バリアブル・ベーン駆動機
構、１１……負荷、１２……アクセル・ペダル、
１３……ガスゼネ回転数設定器、１４……ガスゼ
ネ回転数検出器、１５……パワータービン回転数
検出器、１６……ガスゼネ入口ガス温度検出器、
１７……コンプレツサ吸気温度検出器、１８，１
９……コンバータ、２０……燃料・バリアブルベ
ーン制御装置、２１……比較器、２２……制御信
号演算回路、５１……バイパス弁開度調節器、５
２……遅延回路、５３……コンバータ、５４……
バイパス弁開度調整機構、５５……バイパス弁、
５６（ａ，ｂ）……バイパス管路、５７，５８…
…主管路。
Claims (1)
- １ 熱交換器付二軸ガスタービンのコンプレツサ
の空気吐出口と熱交換器の低圧側入口との間に調
節弁付のバイパス管を設けると共に、急減速時に
急減速の程度に応じて前記バイパス管路の調節弁
の開度を指令する信号を出力する回路を設けて、
急減速の程度に応じて前記コンプレツサより吐出
される空気の一部を前記熱交換器の低圧側入口に
導いて熱交換器低圧側入口温度を引き下げること
によりすみやかに減速ができるようにしたことを
特徴とする、二軸ガスタービンの急減速制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2923280A JPS56126627A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Quick deceleration controller of double axes gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2923280A JPS56126627A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Quick deceleration controller of double axes gas turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56126627A JPS56126627A (en) | 1981-10-03 |
| JPS6133977B2 true JPS6133977B2 (ja) | 1986-08-05 |
Family
ID=12270473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2923280A Granted JPS56126627A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Quick deceleration controller of double axes gas turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56126627A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750297B2 (ja) * | 1984-12-20 | 1995-05-31 | トキナー光学株式会社 | 二種類のカメラに対する切換接点を備えた交換レンズ |
| US7514810B2 (en) * | 2006-12-15 | 2009-04-07 | General Electric Company | Electric power generation using power turbine aft of LPT |
-
1980
- 1980-03-10 JP JP2923280A patent/JPS56126627A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56126627A (en) | 1981-10-03 |
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