接続可能な補助グループから成るタービン装置を始動する方法
【課題】
電気発生のために使用され且つ接続可能な補助グループを有するタービン装置を短時間に始動及び遮断又はそのいずれか一方を行う能力に貢献するよう企図され、補助的には、補助グループに通気（ベンチレーション）の形成を大きく回避する。
【解決手段】
この発明は主グループ（５０Ｈ）と補助グループ（５０Ｎ）を有するタービン装置（５０）に関する。主グループ（５０Ｈ）は少なくとも一つの第一タービン（５１）と第一タービン（５１）に駆動目的のために接続される発電機（５３）とから成る。補助グループ（５０Ｎ）は少なくとも一つの第二タービン（５２）を包含し、クラッチを介して主グループ（５０Ｈ）に連結され得る。更に、タービン装置（５０）は第一ブレーキ装置（５７）から成り、そのブレーキ装置によって、補助グループ（５０Ｎ）が主グループ（５０Ｈ）から切断されるときにブレーキトルクが補助グループ（５０Ｎ）に加えられ得る。
電気発生のために使用され且つ接続可能な補助グループを有するタービン装置を短時間に始動及び遮断又はそのいずれか一方を行う能力に貢献するよう企図され、補助的には、補助グループに通気（ベンチレーション）の形成を大きく回避する。
【解決手段】
この発明は主グループ（５０Ｈ）と補助グループ（５０Ｎ）を有するタービン装置（５０）に関する。主グループ（５０Ｈ）は少なくとも一つの第一タービン（５１）と第一タービン（５１）に駆動目的のために接続される発電機（５３）とから成る。補助グループ（５０Ｎ）は少なくとも一つの第二タービン（５２）を包含し、クラッチを介して主グループ（５０Ｈ）に連結され得る。更に、タービン装置（５０）は第一ブレーキ装置（５７）から成り、そのブレーキ装置によって、補助グループ（５０Ｎ）が主グループ（５０Ｈ）から切断されるときにブレーキトルクが補助グループ（５０Ｎ）に加えられ得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接続可能な補助グループを備えるタービン装置を始動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グループの発電所において電気を発生させるのに使用される最近のタービン装置は、停止状態から出来るだけ短時間に定格回転速度で始動されることができて、この方法で装置が高い作用信頼性を有する。最大負荷をカバーするように使用されるタービン装置は、特にこの必要条件を受ける。この方法では最大負荷をカバーするために、圧縮空気エネルギー貯蔵装置（「圧縮空気エネルギー貯蔵」システム、即ち短くＣＡＥＳシステム）は従来の蒸気タービン装置、或いはガスと蒸気の組合せタービン装置に加えて今日に増加して使用される。
【０００３】
蒸気タービン装置が始動される間に、同期前に、電気を発生させるために使用される発電機が通常には外部電力供給システムから切断され、発生される電気が同期後に放出される。この作動状態では、発電機が更に十分なブレーキ負荷を発生させない。一般に、タービンに作用するブレーキトルクはタービンの風損（遊隙損失）とタービンの軸受摩擦損失と、最近装置において一般に非常に低い発電機の風損と軸受摩擦損失である。その結果、空気質量流れ速度がまだ十分な高くないから、通気効果が後部タービンステージに生じる燃料流れ速度が低いときさえ、タービンは高回転速度に加速される。低い空気質量流れによって生じた通気（ベンチレーション）が特にタービンブレードに異常な機械的且つ熱的負荷を与える。更に、国際特許出願公開第０３０７６７８０号明細書（特許文献１）に記載されるように、低空気質量流れは不安定タービン作動を導き得る。更に、発電機が外部電力供給システムから切断された直後に、これら装置が遮断されるときには、ブレーキ負荷が一般に不十分である。
【０００４】
始動及び遮断又はそのいずれか一方中のブレーキ負荷の欠乏のこの問題は、従来のガスタービン装置の場合に、組合せ発電所設備の場合に、ＣＡＥＳ装置の場合に、電気発生に使用され且つタービンに接続されている発電機が発生される電気を供給される電力供給システムから始動処理中及び遮断中又はそのいずれか一方で切断されるそれ以上のタービングループの場合に生じる。これは、遮断され得るタービン要素に適用され、必要に応じて、主タービンと独立して始動されるか、或いは遮断されなければならない。蒸気タービンの場合には、蒸気発生必要条件は特に始動処理中考慮されなければならない。空気タービンの場合には、タービンは作動中にそれ以上の制限をまねく一つの以上の回復器或いは燃焼室の前に接続され得る。
【０００５】
対応する方法で、ブレードシステムチャンネルに配列されるか或いはブレードシステムチャンネルを形成している構成が制御されて互いに調整される方法において作動温度に上昇されるように、タービン装置の加速中に特別な注意をしばしば必要である。これは、ブレードシステムチャンネルにおける流れから生じる温度変更の結果として構成の望ましからぬ熱膨張と受け入れ難い熱応力を回避するために必要である。それ故に、同期前さえ、それぞれのグループの全ブレードシステムチャンネルを通して蒸気或いは空気の出来るだけ多くの流れを通過することが可能である。
【０００６】
例として、このために、ドイツ特許出願公開第１０１１６３８７号明細書（特許文献２）は、蒸気タービン装置の蒸気タービンが現実始動処理前に予熱されることを提案する。これは、始動処理が更に迅速に実施されることを可能とする。これを行うために、蒸気は現実始動処理前に幾つかの適切な方法で蒸気発生器から取り出されなければならなく、蒸気タービンに供給されなければならない。しかしながら、財政的観点から、蒸気タービン装置が始動されるまで、蒸気発生処理が出来る限り始動されるべきでないから、蒸気タービン装置の始動処理を加速するこの方法のポテンシャルは制限される。
【０００７】
東ドイツ特許第１５６６１８号明細書（特許文献３）では、外部蒸気が蒸気発生器を始動しながら蒸気発生器を備える発電所ブロックのタービンセットを予熱するために使用される。例え必要とされた外部蒸気の量が同期されない状態におけるタービンセットの低ブレードトルクにより比較的に小さいとしても、この外部蒸気は外部手段、例えばその他の蒸気発生器或いは他の処理からの供給ラインから設けられなければならない。これは一般にかなり高価である。
【０００８】
代用として、特許文献１は、ブレード負荷を発生させ且つこれを軸に加えるように周波数コンバータを使用するために、固定周波数コンバータ（ＳＦＣ）が軸を介して発電機に接続されることを提案する。
【０００９】
更に、欧州特許出願公開第１２８９１１８号明細書（特許文献４）は、整流励起機がタービンセットを加速するために、非同期発電機として作動され、タービンセットによってブレードトルクが発生され得ることを提案する。
【００１０】
制御技術観点から、グループ要素である主グループと接続可能な補助グループとを備えているタービン装置を始動し且つ遮断するか、又は始動するか、或いは遮断することが特に複雑でかなり時間消費する。これは、例えば、一つの軸グループにガスタービンと蒸気タービンを備える単軸組合せ装置の蒸気タービンにおいて且つ切断され得るタービン要素を備える特殊な加熱及び抽出タービンにおいて、或いは可能に、単軸空気タービン装置における場合である。タービン装置の始動及び遮断又はそのいずれか一方のために、接続可能な補助グループが中間クラッチによって主グループから通常には切断されている。それ故に、補助グループが主グループから別々に始動され且つ遮断されるか、或いは始動されるか、或いは遮断されなければならない。十分なブレーキトルクの欠乏によって、これは特に困難である。更に、補助グループが主グループから切断されるながら、補助グループを始動する処理中に、作業流体、一般に空気或いは蒸気の比較的に小量の流れが補助グループのタービンを通過され得る、なぜなら、他に、最高許容回転速度限度を越えることが可能であったからである。これはしばしば作業流体とタービンを通して流れチャンネルに隣接するタービンの構成部材との間に適合する不十分な温度に導き得るから、より多い質量流量は連結された状態が達成されるまでに許容されることができないので、全負荷に達成する時間が遅延される。このより多い質量流量はタービンの構成部材を完全に加熱するのに必要とされ、それ自体が全負荷を達成する予備条件である。
【特許文献１】国際特許出願公開第０３０７６７８０号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０１１６３８７号明細書
【特許文献３】東ドイツ特許第１５６６１８号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１２８９１１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これはこの発明の目的である。それ故に、この発明の目的は、先行技術の不利益が減少されるか、或いは回避される最初に述べられたタイプの方法を特定することに基づいている。特に、この発明は電気発生のために使用され且つ接続可能な補助グループを有するタービン装置を短時間に始動及び遮断又はそのいずれか一方を行う能力に貢献するよう企図されており、補助的目的は補助グループに通気（ベンチレーション）の形成を大きく回避する。この発明の更なる態様の目的は、特に装置を始動又は遮断するような装置の一時的操作状態に関して、接続可能な補助グループを備えるタービン装置のデザインの追加的自由度を提供することである。
【００１２】
この発明によると、この目的は請求項１に請求されるようなタービン装置を始動する方法によって達成される。この発明のそれ以上の利益的改善は従属請求項に見出され得る。
【００１３】
タービン装置は、少なくとも一つの第一タービンを備える主グループと、第一タービンに駆動目的で接続される発電機とを有する。タービン装置は、同様に、好ましは継手を介して主グループに接続される補助グループを有する。補助グループは少なくとも一つの第二タービンを有する。しかしながら、補助グループは同様に、幾つかの他の方法で設計され且つ主グループに接続され得るタービンのグループ要素である。タービン装置は頻繁に単独軸装置であり、単独軸装置の軸は互いに連結され得る二つの軸要素に分割されている。第一軸要素は主グループの一部であり、第二軸要素は補助グループの一部である。更に、タービン装置は第一ブレーキ装置を有し、これにより補助グループが切断されるときにブレーキトルクが補助グループに加えられ得る。
【００１４】
切断された状態において、例えばタービン装置が始動されるか、或いは遮断される間には、補助グループが主グループに接続されていない。特に、主グループと補助グループが切断されているときにブレーキトルクは主グループを介して補助グループに加えられ得る。同様に、これは、補助グループを独立的に、それ故に、主グループから分離的に始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なう処理を実施することができる。補助グループを始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なう制御システムを簡略化するために、それ故に、補助グループを始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なうために必要とされた時間期間を短縮するために、第一ブレーキ装置が補助グループと連動されている。したがって、第一ブレーキ装置は補助グループに直接に作用する。
【００１５】
というのは、この発明によると、ブレーキトルクが主グループから独立して第一ブレーキ装置によって補助グループにかなり制御可能な方法で加えられるから、この発明によるタービン装置における補助グループは主グループから独立して著しく短い時間期間内で始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なわれ得る。これは、始動処理及び遮断処理又はそのいずれか一方の処理を制御するためにさらにタービン装置の柔軟性を生じ、特に全タービン装置を始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なうために必要とされる時間期間を短縮させる処理を生じる。例として、これは、公知の方法では、タービン装置の主グループがすべての最初に始動されることを許容する。このとき、補助グループは、後で必要なときに、別々に始動され得る。二つのグループが同じ回転速度に加速されたらすぐに、補助グループは主グループに接続されている。しかしながら、以前のように、補助グループは同時に始動され得て且つ主グループと一緒に始動され得るか、又は同時に始動され得るか、或いは主グループと一緒に始動され得る。
【００１６】
タービン装置は蒸気タービン装置、ガスと蒸気の組合せタービン装置、ＣＡＥＳ装置のタービン装置、或いは幾つかの他の形態のタービンセットをもつタービン装置である。例えば、二つのタービンはしばしばＣＡＥＳ装置において直列に接続されている。第一タービンが頻繁に空気タービンであり、第二タービンがクラッチを介して空気タービンに接続され得るガスタービンである。空気タービンは通常には空気タービンと発電機が一緒に回転するように発電機に接続されているので、空気タービンは始動中に発電機によりブレーキされる。ブレーキ負荷が空気タービンから独立に且つ別々に始動中にガスタービンに加えられるために、この発明によるガスタービンが連動された第一ブレーキ装置を有する。それ故に、タービンは互いにから個々に且つ独立的に加速され得て、それで、ＣＡＥＳ装置を始動するために必要とされた全時間期間を著しく短縮させることができる。さらに、これは、始動制御システムにおいて各タービンの個々の始動処理中にタービン内の流体温度や材料温度を考慮することができる。これは、制御されていない温度依存材料応力や歪の危険を大きく排除することができる。タービンの一方、或いは両タービンを始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なう処理が加速されるそれ以上の影響要因は、個々に考慮され得るので、これは時間最適化に基づいて全タービン装置を始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なうことができる。
【００１７】
第一タービンがガスタービンであり、第二タービンが主グループに接続され得る蒸気タービンであるときに、これは同じ利点を生じる。このような配列は、組合せ発電所に頻繁に使用される。既に述べたように、この発明は、接続可能なタービン要素を備える蒸気タービン装置のために、特に高蒸気消費を備える蒸気タービン装置における低圧タービンのために有益に使用され得る。
【００１８】
この発明の一つの得策な展開によると、第一ブレーキ装置は、補助グループに作用的に接続され、特に便宜上に補助グループから再び切断され得るように設計されている。作用的接続は、装置の作動中に形成され得て、便宜上に作動中に再び切断され得る。第一ブレーキ装置が必要に応じて接続され、例えば、一度補助グループが加速されたら、再び補助グループから切断されるように第一ブレーキ装置を設計することが出来るけれども、第一ブレーキ装置は補助グループに永続的に機械的に接続される。
【００１９】
この場合には、作用的接続との表現は、十分なブレーキトルクがブレーキ装置の作動中に作用的接続によって関連したタービンに伝達されることを意味する。それ故に、ブレーキ装置とタービンの間の純粋に機械的接続は作用的接続を意味しないが、しかし殆どの場合には、単に作用的接続の必要な予備条件を形成する。機械的接続に加えて、十分なブレーキトルクをブレーキ装置の作動中に伝達する作用的接続が必要である。この場合には、ブレーキトルクがおよそタービンをブレーキするのに必要されたブレーキトルクと同じ程度の大きさでなければならないことを意味する。これは、例えば単に軸受摩擦により発生されるブレーキトルクを包含しない。
【００２０】
電気ブレーキが運転しないときに、作動しない電気ブレーキの例を使用すると、これは、例え電気ブレーキが運転しないとさえ、機械的接続が電気ブレーキとタービンの間に存在するけれども、作用的接続ではない。作用的接続は電気ブレーキが運転していないときにのみに生じる。それ故に、電気ブレーキが装置の作動中に作用的に接続され得て、電気ブレーキが軸を介してタービンに永続的に機械的に接続されるけれども、同様に再び作用的に切断されるから、電気ブレーキは発明に包含される。
【００２１】
高トルクが伝達されることができるために、第一ブレーキ装置は第一ブレーキ装置と補助グループの軸が一緒に回転するように補助グループの軸に便宜上作用的に接続される。この目的のために、例として、切換可能な機械的クラッチは第一ブレーキ装置と補助グループの軸の間に設けられ得て、第一ブレーキ装置と補助グループの軸が一緒に回転するように、第一ブレーキ装置と補助グループの軸の間の機械的接続を形成するように使用され得る。
【００２２】
この発明のそれ以上の有益な改善によると、第一ブレーキ装置はブレーキ装置の作動中に補助グループ或いは主グループに選択的に作用的に接続され得る。例として、これは、二つの互いに別々の継手によって補助グループ或いは主グループに選択的に接続され得る入力軸を有する第一ブレーキ装置によって達成され得る。しかしながら、第一ブレーキ装置は二つの入力軸を有し、そのうちの第一入力軸が第一クラッチを介して主グループに接続され得て、第二入力軸が第二クラッチを介してタービン装置の補助グループに接続され得る。この場合には、更に、論理手段、好ましくは制御器は、第一ブレーキ装置が第一ブレーキ装置の作動中に一度に一つのグループに接続されることを保証するように使用される。
【００２３】
この方法で設計された第一ブレーキ装置の利点は、一つのブレーキ装置のみが主グループと補助グループを始動されるか、或いは遮断され、ブレードトルクにより制御され得るように必要とされることである。タービン装置は通常には、補助グループによって追従されるすべての第一主グループを始動させることによって始動される。反対の手順は便宜上タービン装置を遮断するように使用される。
【００２４】
それ故に、ブレーキ負荷が少なくとも二つのタービン、即ち一つのブレーキ装置として使用する、主グループのタービンと補助グループのタービンとに加えられ得る。しかしながら、この場合には、ブレーキ負荷が連続的に加えられる。
【００２５】
この発明のそれ以上の有益な改善には、第一ブレーキ装置はタービン装置の補助グループと主グループの両方に同時に作用的に接続され得る。これは、例えば二つの入力軸を有する第一ブレーキ装置によって達成され得て、そのうちの第一入力軸が第一継手を介して主グループに接続され得て、第二入力軸が第二クラッチを介してタービン装置の補助グループに接続され得る。それ故に、ブレーキ負荷は少なくとも二つのタービン、即ち一つのブレーキ装置として使用する、主グループのタービンと補助グループのタービンとに同時に加えられ得る。
【００２６】
この発明のこの改善には、補助グループ及び主グループ又はそのいずれか一方の間の第一ブレーキ装置のブレーキ負荷の分割を変える手段は第一ブレーキ装置と補助グループの間に及び第一ブレーキ装置と主グループの間に有益的に追加的に配列される。ブレーキ負荷の分割を変える手段は例えば流体動圧或いは流体静圧コンバータである。一つの流体動圧或いは流体静圧コンバータは各グループと便宜上に連動される。この方法でこの発明により開発されたタービン装置の場合には、主グループと補助グループが同時に始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断され、個々のブレーキトルクがこの方法で第一ブレーキ装置によって各グループに加えられ得る。それぞれのグループに加えられた個々のブレーキトルクの大きさは、ブレーキ負荷の分割を変える手段により、第一ブレーキ装置と個々のブレーキトルクの間の全ブレーキトルクの分割により形成される全ブレーキトルクを介して変えられ且つ適用され得る。
【００２７】
しかしながら、第一ブレーキ装置が補助グループの軸に機械的に接続されることが有益である。これは、補助グループと第一ブレーキ装置の間のクラッチを配列させる必要性を避ける。しかしながら、第一ブレーキ装置は加速された状態で補助グループから切断されるが、しかし補助グループと共に運転し続ける。しかしながら、作用的接続は、加速された状態でこの発明により切断され得る。
【００２８】
この発明の一つの有益な改善によると、第一ブレーキ装置はブレーキ流体を渦巻きさせるために作動する流体ブレーキから成る。流体ブレーキは大きく磨減なく、同様に高ブレーキトルクを発生させるように使用され得る。しかしながら、消費されたブレーキ力の適切な熱消費は、タービン装置に既に表現される一つの或いはそれ以上のオイル冷却器を介して保証されなければならない。ブレーキ効果は一定収容容量をもつ流体ブレーキに位置された流体量によって、或いは一定量の流体の流体ブレーキの収容容量を変えることによって、変更され得る。
【００２９】
この発明のそれ以上の有益な改善によると、第一ブレーキ装置は電気ブレーキから成る。電気ブレーキは補助装置によって外部的に影響され得て、一般に軸に配列されたデスクに作用する渦電流を発生させる。しかしながら、小さい発電機は電気ブレーキとして使用され得て、その動力は例えば抵抗体によって熱に変換されるか、或いは一つの以上の周波数コンバータによって幾つかの発生目的のために通過される。電気ブレーキは大きく磨減なく、同様に高ブレーキトルクを発生させる。適切な熱消費はこの場合に保証されることを必要する。電気ブレーキは高投資費の不利益を有する。
【００３０】
この発明のそれ以上の有益な改善によると、第一ブレーキ装置は機械的ブレーキから成る。しかしながら、磨減のために、機械的ブレーキは比較的に小さい媒体寸法の装置のためにのみ適していて、非常に大きな装置の限定された範囲にのみ適している。
【００３１】
更に、タービン装置は、便宜上に、ブレーキトルクが主グループに加えられ得るこの方法では、補助グループが切断されるときに主グループに作用的に接続され得る第二ブレーキ装置から成り得る。第二ブレーキ装置の配列は、この発明により配列された第一ブレーキ装置が主グループに接続されることができないときに、或いは第一ブレーキ装置によって発生され得るブレーキトルクにとって十分ではないときに、特に有益である。
【００３２】
第二ブレーキ装置は、第二ブレーキ装置と主グループの軸が一緒に回転するように主グループの軸に接続され得る、或いは第二ブレーキ装置と主グループの軸が一緒に或いはスリップを伴って回転するように接続され得る。それ故に、第一ブレーキ装置は補助グループと連動され、第二ブレーキ装置が主グループと連動される。
【００３３】
この発明によりタービン装置は多くの既に据え付けられたタービン装置に逆に取付けられ得る。しばしば、この目的のために必要であるすべてがタービン装置の既に存在する発電機装置に加えられる。
【００３４】
多くの応用では、主グループ或いは補助グループにおいてタービン或いはタービン要素を迂回するように作業流体の割合を許容するために、この発明により発電機装置に加えて制御可能な迂回手段をタービン装置に取り付けることが便宜である。制御可能な迂回手段と第一ブレーキ装置のこの発明による配列との組合せは、タービン装置の補助グループの始動処理を制御するために、制御システムの自由度として、二つの制御変数を備える。しかしながら、第一ブレーキ装置と迂回手段の組合せ配列により、迂回手段は第一ブレーキ装置なしの場合であったより、それで僅かな財政的投資を含めて、小さく設計され得る。更に、迂回手段とブレーキ装置の組合せは始動時間を短縮させることができる。
【００３５】
既に述べられた如く、第一及び第二又はそのいずれか一方のブレーキ装置は便宜上電気ブレーキである。電気ブレーキは有益には、それぞれのグループのタービン或いはタービン要素に駆動目的のために接続される発電機の接続する発電機回路から成る。発電機は便宜上同期発電機であり、ブレーキ装置を有する発明によると、発電機は非同期発電機である。同期回転速度は同期発電機を使用する場合と非同期発電機を使用する場合との両方に設定され得る。しかしながら、これら同期回転速度は同期発電機の場合には更に容易に制御され得て、それで非同期発電機を使用するときより同期発電機を使用するときに僅かに厳正な制御必要条件を生じる。
【００３６】
公知の方法では、発電機がステータとロータとを有する。発電機回路は界磁回路から成り、その回路を介してステータとロータとが互いに接続されている。ロータの外部励起のために、電力はステータから発生され、界磁回路を介してロータに供給される。更に、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷が設けられ、発電機のブレーキ負荷を増加するために、界磁回路に接続され得る。
【００３７】
それ以上の電気負荷の接続の結果として、増加した電力は発電機ステータから放出され、増加した電力と元の電力との間の差がそれ以上の電気負荷により消費される。放出される電力がより高いときに、発電機がより大きいブレーキトルクを発生させ、ブレーキトルクがタービンに作用し、駆動目的のために発電機に接続される。
【００３８】
タービン装置における発電機回路の一つの有益な開発では、少なくとも一つの電気負荷が界磁回路と平行に配列接続されていて、それ故に、界磁回路と並列に接続されている。界磁回路は便宜的に一次と二次をもつ界磁変圧器並びに陽極側と陰極側とをもつ整流器を有する。界磁変圧器の一次側は発電機ステータに接続され、界磁変圧器の二次側は整流器の陽極に接続される。整流器の陰極は発電機ロータに接続される。それ故に、界磁回路は発電機ステータと発電機ロータと一緒に閉鎖回路を形成する。
【００３９】
電気負荷が例えば、発電機ステータと界磁変圧器の一次側の間の領域において界磁回路に接続され得るように配列されている。しかしながら、選択的に、電気負荷は界磁変圧器の二次側と整流器の陽極の間の領域に、或いは整流器の陰極と発電機ロータの間の領域に接続され得るように配列されている。発電機回路の一つの有益な開発では、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷が負荷抵抗である。
【００４０】
少なくとも一つのそれ以上の電気負荷が界磁回路に接続され得る切換要素は、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷と界磁回路の間に便宜的に配列されている。切換要素は機械的スイッチ、或いは選択的に半導体配列である。
【００４１】
付加的にブレーキ力が工程で増加されることができるために、互いから別々に界磁回路に接続され得る複数のそれ以上の電気負荷を備えることが便宜的に可能である。複数の電気負荷が設けられるならば、これら電気負荷は電気負荷のすべてが界磁回路の一つの領域に、例えば、界磁変圧器の二次側と整流器の陽極の間の領域に、或いは界磁回路の異なる領域に接続され得る。電気負荷が接続され得るように配列されている複数の電気負荷は、すべてがタービン装置の作動中に同時に界磁変圧器に接続され得る。
【００４２】
タービン装置のそれ以上の便宜的開発では、第一ブレーキ装置及び第二ブレーキ装置又はそのいずれか一方は、電気を発生させるためにタービンに駆動目的のために接続される発電機と、一次側が発電機と接続され、二次側が外部電力供給システム及び内部電力供給システム又はそのいずれか一方に接続される変圧器と、発電機と変圧器の間に配列されて周波数適合させる手段とを有する発電機装置から成る。
【００４３】
周波数適合手段が発電機と変圧器の間に配列されるならば、これは、タービン装置の作動状態と無関係に、即ちタービン装置が始動され且つ遮断されるか又は始動されるか、或いは始動される場合さえ、接続された電力供給システムへ電力を放出させることができる。タービン装置が始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか或いは遮断されるながら、電力供給システムへ放出されるように発生される電力として、発電機は発電機が変圧器から切断される場合より著しくより良いブレーキトルクを発生させる。より大きいブレーキトルクは更に一様に始動中にタービン装置に負荷の増加を加える能力を導き得る。同時に通過できる作業流体の増加した流れ割合は後方タービンステージ或いは下流タービンに通気（ベンチレーション）の発生を減少させる。
【００４４】
周波数コンバータ、特に固定周波数コンバータはこの場合に周波数適合手段として便宜上使用される。更に、周波数適合手段はこの発明の一つの好ましい改善に有益的に接続され得る。
【００４５】
この発明の一つの好ましい改善では、発電機と変圧器は接続ラインを介して互いに接続されている。この目的のために、例として、第一切断要素は接続ラインに便宜的に配列されている。このとき、周波数適合手段は迂回ラインに有益的に配列され得て、その迂回ラインは第一切断要素を迂回し、第二接脱要素は同様に迂回ラインに配列される。それで、周波数適合手段は簡単な方法で接続され得るか、或いは第一切断要素を開放することによって逆切換論理と再び切断され得て、迂回ラインに配列される第二切断要素を同時に閉鎖させながら、接続ラインに配列される。切断要素は便宜的に遮断スイッチである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
この発明は、各場合に概略的に例示される複数の例示的実施例を参照して次の本文に更に詳細に説明される。
図はこの発明を理解するために本質であるそれら要素と構成部材を示す。説明された例示的実施例は、純粋に構造的であるように考慮されて、より良く理解するために使用されるように企図されてるが、しかしこの発明の主題に対する任意の制限とは理解されるべきではない。
【実施例】
【００４７】
図１ａは先行技術によるＣＡＥＳ装置１の概略的説明を示す。ＣＡＥＳ装置１は、ガス、例えば空気が圧力下で貯蔵され得るガス貯槽１０を有する。更に、ＣＡＥＳ装置１は、図１ａに説明された実施例では、第一空気タービン１１と空気タービンから下流に接続された低圧タービン１３とから成るタービンセットを有する。ガス貯槽１０、空気タービン１１と低圧タービン１３は接続ライン１６と１７を介して互いに接続されている。ガス貯槽１０から流れを制限するか、或いは遮断するための遮断弁２０は、接続ライン１６に配列されている。このとき、低圧タービン１３はそれ以上のライン１８と１９によって追従される。
【００４８】
更に、熱交換器１５は空気タービン１１の上流にライン１６に接続されている。低圧タービン１３から発生される燃料ガス／空気混合物は熱交換器１５に使用されてガス貯槽１０から来る空気を予熱させる。燃焼室１２はまた空気タービン１１と低圧タービン１３の間に配列されていて、加熱膨張された燃料ガス／空気混合物がこの方法で低圧タービン１３に入る前に、空気タービン１１から放出される空気を加熱させる。燃焼室１２はこの目的のために燃料供給ラインを介して燃料、例えば燃料ガスを供給される。燃料供給ライン１４−Ｉをもつ他の補助バーナー１４は燃料ガス／空気混合物が熱交換器１５に入る前に燃料ガス／空気混合物の温度を更に上昇させるために、低圧タービン１３から下流に配列されている。一度、熱がガス貯槽１０から熱交換器１５に来る冷気に放出されたならば、燃料ガス／空気混合物は最終的に出力ライン１９を介してＣＡＥＳシステム１に残って、そこから例えば包囲領域へ放出される。
【００４９】
空気タービン１１と低圧タービン１３は共通軸を介して発電機３０に接続されており、この場合の軸は二つの軸要素２５I と２５IIに分割され、これら軸要素はクラッチ（継手）２６を介して互いに接続され得る。この場合にタービン１１、軸要素２５I と発電機３０はタービン装置の主グループを形成し；タービン１１と軸要素２５IIはタービン装置の補助グループを形成する。
【００５０】
更に、電気を発生させる発電機３０は電力ライン３４を介して接続されて、そのラインでは中断スイッチが電力供給システム変圧器３２の一次側に接続されている。電力供給システム変圧器３２の二次側は外部電力供給システム３５に接続されている。
【００５１】
タービン装置が始動されながら、軸要素２５I と２５IIは互いから切断されるので、各グループはそれぞれ他のグループから独立して始動され得る。グループは各タービンがその定格回転速度に達したときのみ、クラッチ２６を介して互いに連結される。
【００５２】
本質的には、タービン、軸と接続された発電機の軸受の比較的低摩擦損失のみが始動中にブレーキトルクとして作用する。タービン１１が少なくとも発電機により発生したブレーキトルクによって減速されながら、タービン１３は既に比較的低質量流量を伴う高回転速度に加速される。しかしながら、高回転速度は単に低い低質量流量と共に、しばしば、特にタービン１３の後部タービンステージにおいて流れ通気（ベンチレーション）の形成を生じる。流れ通気は順に高負荷だが、しかし少なくとも異常な、熱的や機械的負荷をブレードに発生させる。
【００５３】
急な温度平衡を達成させるために、出来るだけ高空気質量流量が始動処理中の早期ステージでさえ二つのタービン１１と１３を通して流れ得ることを保証することが望ましい。
【００５４】
前記問題は概略的に図１ｂと１ｃに説明され且つ先行技術から知られた発電所装置において始動処理中に生じる。
【００５５】
図１ｂは、第一蒸気タービン４１I 、第二蒸気タービン４１IIと発電機４３から成る蒸気発電所装置４０I を示す。第一蒸気タービン４１I は第一蒸気タービンと発電機が一緒に回転するように軸４５を介して発電機４３に永続的に接続される。第二蒸気タービン４１IIは軸要素４６I と４６I を介して、離脱されるように、発電機に接続され、これら軸要素はクラッチ４４によって互いに接続され得る。蒸気発電所装置を始動するために、第二蒸気タービン４１IIはクラッチ４４によって発電機４３から離脱される。したがって、これは、実質的に第二蒸気タービンに加えられるブレーキ負荷を生じない。第二蒸気タービンは低蒸気質量流量でさえ、受け入れ難い高回転速度に加速された。
【００５６】
これは、同じ方法で図１ｃで説明された組合せ発電所装置４０IIにおいて蒸気タービン４２IIに加えられる。蒸気タービン４２IIに加えて、組合せ発電所装置４０IIはガスタービン４２I を有する。
【００５７】
これはこの発明の目的である。図２乃至５は、概略的に説明された各場合において、この発明のタービン装置を示す。各場合における図はこの発明の理解のために本質的である状況のみを示す。例えば、図は、備えられているタービン、流量を制御する遮断制御要素、或いは任意の燃焼室或いは中間ヒーターへの入口流ラインとそれらからの出口ラインとを示さない。
【００５８】
図２は補助グループ５０Ｎと連動された第一ブレーキ装置５７を備えるこの発明のタービン装置５０を示す。補助グループ５０Ｎが主グループ５０Ｈから切断されるときさえ、ブレーキトルクは制御された方法で第一ブレーキ装置５７によってタービン装置５０の補助グループ５０Ｎに加えられ得る。
【００５９】
タービン装置５０は第一タービン５１と第二タービン５２を有し、その場合には、例えば、第一タービン５１はガスタービンであり、第二タービン５２は蒸気タービンである。しかしながら、両タービンは蒸気タービンであるか、或いはガス或いは空気タービンである。タービン５１は永続的に軸要素５４に接続され、タービン５２は軸要素５５に接続されている。軸要素５４と５５は順に軸要素間に配列されたクラッチ５６を介して互いに連結され得る。発電機５３は軸要素５４に永続的に接続され、タービン５１により電気を発生させるために駆動され、軸要素５４と５５が互いに連結されるときに、同様にタービン５２により電気を発生させるために駆動される。発電機５３と軸要素５４と一緒に、この場合のタービン５１はタービン装置５０の主グループ５０Ｈを形成する。タービン５２と軸要素５５はタービン装置５０の補助グループ５０Ｎを形成する。
【００６０】
切断状態でさえも、主グループ５０Ｈから独立して、補助グループ５０Ｎに慎重にブレーキトルクを加えられ得るために、第一ブレーキ装置５７は他の軸要素５８に永続的に接続され、その場合には、他の軸要素５８はクラッチ５９を介して補助グループ５０Ｎの軸要素５５に接続され得て、それで、他の軸要素と補助グループの軸要素が一緒に或いはスリップを伴って回転する。クラッチ５９が係合されると、それ故に、ブレーキ負荷が軸要素５８と５５を介して第一ブレーキ装置５７からタービン５２まで伝達され得る。
【００６１】
クラッチ５９はしばしば不必要である。これは、特に、第一ブレーキ装置５７のブレーキ効果が例えば電気ブレーキにより実質的に完全に切られ得る状況において本当である。電気ブレーキ５７が作動していないときに、僅かな小さい軸受損失のみが発生されるので、電気ブレーキ５７は通常作動中さえタービン装置５０の補助グループ５０Ｎに接続されたままである。
【００６２】
第一ブレーキ装置５７は、流体ブレーキ、電気式ブレーキ、機械式ブレーキ、或いはそれらの組合せであり、それぞれの特殊な利点を備える。
【００６３】
図２に説明されたタービン装置５０を始動するために、補助グループ５０Ｎはクラッチ５６によって主グループ５０Ｈから通常には切断されて、主グループと補助グループを互いから別々に始動させる。グループ５０Ｈと５０Ｎは一度定格回転速度が達成されたときにクラッチ５６を介して再び互いに連結される。図１ａに関して既に述べられたように、この場合に生じる一つの問題は実質的にブレーキトルクが或いは非常に小さいブレーキトルクしか特にタービン５２に作用しなく、装置５０が切断状態で始動される。それ故に、タービン５２は作業流体の低質量流量によっても、受け入れ難い高回転速度に加速された。第一ブレーキ装置５７は、始動及び遮断又はそのいずれか一方中に主グループ５０Ｈに無関係にタービン５２に加えられるブレーキトルクを提供できる。一方では、補助グループの始動及び遮断又はそのいずれか一方がこの方法で制限され得る。他方では、ブレーキ装置５７により発生され且つタービン５２に加えられるブレーキトルクは、作業流体の大きな質量流量が始動しながらさえ、タービン５２を通過され得ることを意味する。これは、流れチャンネルを限定する構成部材の温度を作業流体の温度に始動処理中に更に迅速に且つ更に一様に適合できて、それで、通気（ベンチレーション）の形成を減少させるか、或いは大きく回避させることができる。
【００６４】
一度、主グループ５０Ｈと補助グループ５０Ｎの両方が定格回転速度に加速されたならば、グループはクラッチ５６を介して互いに連結される。次に、第一ブレーキ装置５７はクラッチ５９を介して補助グループ５０Ｎから切断される。それ故に、一度タービン装置５０が加速された状態にいるときに、第一ブレーキ装置５７がそれ以上に駆動されない。タービン装置５０を遮断するために、第一ブレーキ装置５７は、主グループ５０Ｈから補助グループ５０Ｎを切断させる前に、補助グループ５０Ｎに再び連結され得る。
【００６５】
第一ブレーキ装置を補助グループに機械的に連結させ且つ補助グループから切断させるのに加えて、発電機と周波数コンバータを有するブレーキ装置の場合に周波数コンバータを発電機或いは補助発電機に電気的に接続させることができて、ブレーキ装置が無負荷で運転されるか、或いは周波数コンバータを発電機或いは補助発電機から電気的に切断される。流体動圧コンバータの形態のブレーキ装置はオイルで充填されるか、或いはオイルはこの方法で最適通常作動を保証するために、再び取り出され得る。それ故に、周波数コンバータと流体動圧コンバータは、作用的接続が成形されるように企図されるときさえ、補助グループに永続的に機械的に接続されたままである。
【００６６】
図３はこの発明の第二タービン装置６０を示す。タービン装置６０は第一タービン６１と第二タービン６２を有する。例として、第一タービンはガスタービンであり、第二タービンが蒸気タービンである。しかしながら、両タービンが蒸気タービンである、或いはガス或いは空気タービンであることが可能である。タービン６１は軸要素６４に永続的に接続され、タービン６２が軸要素６５に接続されている。軸要素６４と６５は軸要素の間に配列されたクラッチ６６を介して互いに連結され得る。発電機６３は軸要素６４に永続的に接続され且つタービン６１により駆動され、軸要素６４と６５が互いに連結される特に同様にタービン６２により駆動されて電気を発生させる。発電機６３は軸要素６４と一緒に、この場合のタービン６１はタービン装置６０の主グループ６０Ｈを形成する。タービン６２と軸要素６５はタービン装置６０の補助グループ６０Ｎを形成する。
【００６７】
更に、この場合には、同期或いは非同期発電機６７の形態の第一ブレーキ装置は軸要素に接続されて、発電機と軸要素が一緒に回転する。しかしながら、電流が発電機６７を通過するまで、第一ブレーキ装置の形態である発電機６７とタービン６２の間に作用的接続が生じない、と言うのは、発電機６７は電流が発電機を通過するまで任意のブレーキ負荷を発生させないからである。電流が流れないならば、発電機は例えば軸受摩擦から生じる僅かな損失しか生じない。
【００６８】
タービン装置６０が図２に関する記載と類似的に作動される。しかしながら、この場合には、第一ブレーキ装置の形態である発電機６７は、一度タービン装置６０が加速されたならば、軸要素６５から切断されることができない。
【００６９】
しかしながら、図３においてクラッチ６６とタービン６２の間に配列される第一ブレーキ装置６７はタービン出口側にタービン６２の軸端に配列されていた。
【００７０】
図４はこの発明の第三ブレーキ装置７０を示す。ここで一度再び説明されたブレーキ装置７０は主グループ７０Ｈと補助グループ７０Ｎを有する。主グループ７０Ｈは第一タービン７１と発電機７３を有する。第一タービン７１と発電機７３は軸７４を介して永続的に互いに接続されて、それらが一緒に回転する。補助グループ７０Ｎは軸要素７５I に接続される第二ブレーキ７２を有し、それで、補助グループの軸要素と第二ブレーキが一緒に回転する。軸要素７５I はクラッチ７９によって軸要素７５IIに接続され得る。軸要素７５IIは順にクラッチ７６によって軸７４に接続され得る。それ故に、第二ブレーキ７２は両クラッチ７６とクラッチ７９を係合させることにより発電機７３に接続され得る。
【００７１】
第一タービンは例えばガスタービンであり、第二タービンは蒸気タービンである。しかしながら、両タービンは同様に蒸気タービン或いはガス或いは空気タービンである。
【００７２】
発電機７７の形態の第一ブレーキ装置は軸要素７５IIに配列されている。発電機７７は同期発電機或いは非同期発電機である。ブレーキ装置はクラッチ７６によって主グループ７０Ｈに連結され、クラッチ７９によって補助グループ７０Ｎに連結される。
【００７３】
発電機７７とタービンの一方、或いは両タービンの間の作用的接続を発生させるために、電流が係合される関連したクラッチに加えて発電機７７を通過されなければならない。したがって、この場合の作用的接続は、発電機７７の作動中、即ち電流が発電機７７に流れるときに生じる。
【００７４】
図４に説明されたタービン装置７０は二つの方法で始動され得る。一方では、ブレーキ装置７７は補助グループ７０Ｎ或いは主グループ７０Ｈに選択的に作用的に接続され得る。このモードでは、主グループ７０Ｈと補助グループ７０Ｎは装置の始動及び遮断又はそのいずれか一方中にブレーキ装置７７のみに接続され得る。この目的のためのそれぞれの他のグループが始動処理中にそれぞれのクラッチを介してブレーキ装置７７から離脱されなければならない。しかしながら、選択的にブレーキ装置７７を同時に主グループ７０Ｈと補助グループ７０Ｎに作用的に接続させることが便宜である。この目的のために、両クラッチ７６と７９が係合され、電流が発電機７７を通過される。
【００７５】
使用されるモードは、発電機７７からの最高許容ブレーキ負荷とタービン７１と７２に必要とされたブレーキトルクとに依存する。最高許容ブレーキ負荷が始動処理中に両タービンを十分にブレーキするのに十分ではないならば、タービン装置は第一モードを使用して始動されなければならない、即ちタービンが連続的に始動される。この目的のために、クラッチと発電機７７は、図４に説明されていない制御装置により駆動される。
【００７６】
それで、タービン７１はすべての最初に始動され得て、タービン７１は発電機７７から加えられたブレーキトルクを有する。この場合には、クラッチ７６が係合され、クラッチ７９が切断される。一度、同期回転速度が達成されたならば、発電機は電力を外部電力供給システム（図４には説明されていない）、或いは装置自体の必要条件の内部電力供給システム（同様に図４には説明されていない）に放出させ、それ故に、十分なブレーキトルクを軸７４に働かす。発電機７７により発生されたブレーキ負荷はもはや必要とされなく、クラッチ７６が切断される。クラッチ７９が切断されると、発電機７７により発生されたブレーキ負荷は専らタービン７２に作用する。一度、同期回転速度が達成されたならば、クラッチ７６が切断される。発電機７７により発生されたブレーキ負荷はもはや必要とされない。したがって、界磁ラインは切断され、即ち発電機７７へ流れる電流が終了される。電流が流れないときには、発電機７７は発電機７７用の軸受により生じたほんの僅かな損失を発生させる。発電機７７は軸要素７５IIに明らかに更に機械的に接続される。しかしながら、発電機７７とタービンの一つの間にもはや任意の作用的接続を生じない。
【００７７】
対照的に、この発明がタービン７１と７２を同時に始動するならば、次に、発電機７７が両タービンに同時に作用的に接続されなければならない。この目的のために、両クラッチ７６と７９は係合され、電流が発電機７７を通過される。更に、この状況では、ブレーキ負荷の分割を変える少なくとも一つの手段は発電機７７とタービン７１の間及び発電機７７とタービン７２の間又はそのいずれか一方の間に便宜的に配列されている。図４に説明された例示的実施例では、これら手段がクラッチ７６と７９に便宜的に一体化される。それ故に、この場合には、クラッチは流体動圧或いは流体静圧クラッチであり、このクラッチでは動力伝達はオイル充填によって変更され得る。しかしながら、ブレーキ負荷の分割は迂回によって装置を調整させることにより達成される。
【００７８】
図５は、この発明による他のタービン装置８０を示し、タービン装置は図２に説明されたタービン装置５０と大きく同様である。それ故に、タービン装置８０は第一タービン８１と第二タービン８２を有する。タービン８１は軸要素８４に接続され、タービン８２は軸要素８５に接続される。軸要素８４と８５は軸要素間に配列されたクラッチ８６を介して互いに連結される。発電機８３が軸要素８４に永続的に接続される。タービン８１、発電機８３と軸要素８４は一緒にタービン装置８０の主グループ８０Ｈを形成し、タービン８２と軸要素８５は補助グループ８０Ｎを形成する。第一ブレーキ装置８７Ｉは第一他の軸要素８８Ｉに永続的に接続され、この場合には、第一他の軸要素８８Ｉが第一他のクラッチ８９Ｉを介して補助グループ８０Ｎの軸要素８５に接続され得て、それで、図２に示される如く、第一他の軸要素と補助グループの軸要素が一緒に或いはスリップを伴って回転する。更に、この場合には、第二タービン装置８７IIが設けられ、第二他の軸要素８８IIに永続的に接続され得る。第二他の軸要素８８IIは順に第二他のクラッチ８９IIを介して主グループ８０Ｈの軸要素８４に接続され得て、それで、第二他の軸要素と主グループの軸要素とが一緒に或いはスリップを伴って回転する。第一ブレーキ装置８８Ｉと第二ブレーキ装置８８IIとが流体ブレーキ、電気式ブレーキ、機械式ブレーキ或いはそれらの組合せであって、それぞれの特殊な利点を備える。
【００７９】
図５に説明された如くタービン装置８０を始動するために、それ故に、ブレーキ負荷はそれぞれに連動されたブレーキ装置８７Ｉ或いは８７IIによって主グループ８０Ｈと補助グループ８０Ｎに加えられる。それで、主グループと補助グループは始動されて互いから切断され、一度、定格回転速度が加速された状態に到達されたならば、クラッチ８６を介して互いに連結される。次に、第一ブレーキ装置８７Ｉはクラッチ８９Ｉを介して補助グループ８０Ｎから切断される。同じ方法で、第二ブレーキ装置８７IIはクラッチ８９IIを介して主グループ８０Ｈから切断される。
【００８０】
更に、図６は第一ブレーキ装置及び第二ブレーキ装置又はそのいずれか一方として、或いはそのような装置の一部として作動され得る発電機を接続する発電機回路を示す。発電機１３０の発電機回路は界磁回路１５０を包含し、二つの他の電気負荷１６０Ｉと１６０IIの少なくとも一方が必要条件に依存して界磁回路１５０に接続され得る。通常の方法では、発電機１３０はロータ１３０Ｌとステータ１３０Ｓを有する。ロータ１３０Ｌは内部ロータの形態であって、ステータ１３０Ｓに対して同心円に配列され、そして少なくとも一つの軸（例えば図２の軸要素５５と５８）を介して一つの以上のタービン（例えば図２に示されたタービン５２）に接続され得て、ロータとタービンが一緒に回転する。磁界を形成するために、ロータ１３０Ｌは外部励起の原理に基づいた界磁回路を介して電力を供給される。この目的のための界磁回路１５０は一次側１５１Ｐと二次側１５１Ｓをもつ界磁変圧器１５１並びに陽極側１５２Ａと陰極側１５２Ｋをもつ整流器１５２とを有する。整流器１５２は制御ユニット１５３を介して駆動される。
【００８１】
界磁変圧器１５１の一次側は導体１５４を介して発電機１３０のステータ１３０S に接続され、その二次側は導体１５５を介して整流器１５２の陽極１５２Ａに接続される。整流器１５２の陰極１５２Ｋは順に導体１５６を介して発電機１３０のロータ１３０I に接続される。
【００８２】
ステータ１３０Ｓから放出された動力は界磁変圧器１５１によって界磁電圧レベルに変圧され、整流器１５２によって整流され、次にロータ１３０Ｌに加えられる。電流を通したロータ１３０Ｌの捲線は磁界を形成し、磁界はロータ１３０Ｌの回転運動と一緒に、順に誘導を導いて、電流をステータ１３０Ｓに導く。
【００８３】
タービン装置が同期される（例えば図１ａに示されるようなＣＡＥＳ装置）と、この方法で発生される電力がライン１３４を介して電力として電力供給システム変圧器に供給され、それから外部電力供給システムへ供給される。外部電力供給システムへの発生される電力の供給を中断するために、中断スイッチ１３４−Ｕが電力供給システム変圧器の上流或いは下流にライン１３４に接続されている。電力供給システム変圧器、外部電力供給システムと他の切換要素は図６に説明されていない。
【００８４】
非同期状態では、中断スイッチ１３４−Ｕが開放されるので、電流がライン１３４を介して流れない。それ故に、非同期状態では界磁回路１５０は、電気消費がほんの少しであるけれども、発生される電気の負荷を形成する。界磁回路１５０内の電力の消費は、タービンを加速或いは減速させながら、或いはタービン装置の他の一時的作動状態において、界磁回路１５０にこの発明により設けられている他の電気負荷１６０Ｉと１６０IIの一方或いは両方の接続によって増加される。これはブレーキトルク或いはブレーキ電力としてタービンに伝達される大きい回転抵抗トルクを経験するロータ１３０Ｌを生じる。
【００８５】
この場合に負荷抵抗体１６０Ｉと１６０IIの形態である他の電気負荷は界磁回路１５０と並列に配列接続され、各が界磁回路１５０に接続され得て、スイッチを介して再び界磁回路から切断され得る。
【００８６】
図６の説明に示される如く、電気負荷１６０Ｉと１６０IIは界磁変圧器１５１の二次側１５１Ｓと整流器１５２の陽極１５２Ａの間の領域の界磁回路に接続され得る。しかしながら、選択的に或いは追加的に、電気負荷は界磁回路１５０の他の領域に接続できる。これは、図６において点線により例示された電気負荷１６０−Ｘと１６０−Ｙによって示されている。
【００８７】
図７ａと図７ｂは第一ブレーキ装置及び第二ブレーキ装置又はそのいずれか一方として、或いはその装置の一部として使用され得る発電機装置を示す。図７ａに説明された発電機装置Ｇは発電機、この場合にタービン（例えば図２におけるタービン５２）に駆動目的のために接続される同期或いは非同期発電機２３０を有する。発電機は発電機とタービンが一緒に回転するように軸を介してタービンに便宜的に接続され得る。更に、発電機装置は変圧器２３２を有し、その一次側は接続ライン２３４を介して発電機２３０に接続され、二次側は外部電力供給システム２３５に接続されている。
【００８８】
周波数適合手段は、発電機２３０と変圧器２３２の間に接続され得るように配列されている。周波数適合手段はこの場合に静的周波数コンバータ２４０であり、この静的周波数コンバータは迂回ライン２４１に接続させる。迂回ライン２４１は接続ライン２３４から接続ライン２３４に配列される第一遮断スイッチ２３３の上流に分岐され、第一遮断スイッチ２３３から下流に再び接続ライン２３４へ開放する。必要に応じて接続され且つ再び切断されるように迂回ライン２４１を通して電流を流すために、第二遮断スイッチ２４２が迂回ライン２４１に配列されている。
【００８９】
タービン装置が始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断される間に、出来るだけ接続されたタービンの他の一時的同期されていない作動状態中に、接続ライン２３４に配列されている第一遮断スイッチ２３３が開放される。これは、接続ライン２３４を介して発電機２３０と変圧器２３２の間の直列接続を中断する。しかしながら、迂回ライン２４１に配列される第二遮断スイッチ２４２は閉鎖され、それで迂回ライン２４１と静的周波数コンバータ２４０とを介して発電機２３０から変圧器２３２までの接続を備える。この切換状態では、静的周波数コンバータ２４０は発電機２３０により発生された電力が外部電力供給システム２３５に適合されるように作動される。それ故に、静的周波数コンバータ２４０の接続は、タービン装置が外部電力供給システムへ始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断される間に、発電機２３０により発生された電力を放出することができる。一度、タービン装置が同期のために十分である回転速度に加速されたならば、静的周波数コンバータ２４０は再び切換えられる。これは、第二遮断スイッチ２４２を開放することによって行われる。同時に、第一遮断スイッチ２３３が閉鎖されて、それで接続ライン２３４を介して発電機２３０と変圧器２３２の間の接続を形成する。タービン装置が遮断されると、静的周波数コンバータ２４０は限界回転速度以下に降下して切換えられ、その以下では制御及び財政的又はそのいずれか一方の理由のために、外部電力供給システムへ発生される電力を放出することは重要ではない。
【００９０】
タービン装置が遮断され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断されるながら、発生され且つ外部電力供給システムへ供給される電力が発電機２３０により発生され且つ軸を介してタービンに伝達されるブレーキトルクの著しい増加を生じる。この場合に、ブレーキトルクの増加は放出された電力の量に大きく比例している。
【００９１】
図７ａに示された発電機装置と対照的に、図７ｂにおける発電機装置Ｇの場合には、発電機２３０により発生された電力は外部電力供給システム（図７ａにおける２３５）へ放出されるのではなく、むしろ内部電力供給システム２３６へ放出される。この目的のために、静的周波数コンバータ２４０は接続され得る分岐ライン２４３に配列されている。接続され得る分岐ライン２４３は接続ライン２３４から発電機２３０と第一遮断スイッチ２３３の間に分岐し、内部電力供給システム２３６へ開放する。内部電力供給システム３６は発電機装置Ｇに、或いは全タービン装置に電力を供給するように使用される。接続ライン２３４を内部電力供給システム２３６へ接続させ且つ必要に応じて、そのシステムから再び切断させるために、他の第二遮断スイッチ２４２が分岐ライン２４３に配列されている。更に、この場合に、変圧器２４４が静的周波数コンバータ２４０から電力流れ方向において分岐ライン２４３に下流に配列され、周波数変換電流を内部電力供給システム２３６に適している電圧レベルに変換する。
【００９２】
図７ｂに説明された発電機装置Ｇの作動は図７ａに関連する記述に対応する。既に述べられた装置の作動に対する改良に加えて、タービン装置が遮断され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断される間に、発生される電力はこの場合にタービン作動の同期前にさえ、内部電力供給部へ供給される。これは、装置の改良された全経済性をまねく。
【００９３】
図２乃至７ｂに関連して記載されたタービンと発電機装置はこの発明の例示的実施例を表現し、処理においてこの発明の本質から逸脱することなしに当業者によって如何なる問題もなしに多くの方法で修正され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１ａ】先行技術から知られるようなＣＡＥＳ装置を示す。
【図１ｂ】先行技術から知られるような蒸気発電所装置を示す。
【図１ｃ】先行技術から知られるようなガスと蒸気組合せ発電所装置を示す。
【図２】この発明による第一タービン装置を示す。
【図３】この発明による第二タービン装置を示す。
【図４】この発明による第三タービン装置を示す。
【図５】この発明による第四タービン装置を示す。
【図６】この発明によるタービン装置に使用する発電機回路を示す。
【図７ａ】この発明によるタービン装置に使用する外部電力供給システムに供給する発電機装置をを示す。
【図７ｂ】この発明によるタービン装置に使用する内部電力供給システムに供給する発電機装置をを示す。
【符号の説明】
【００９５】
１．．．．．ＣＡＥＳ装置（先行技術）
１０．．．．ガス貯槽
１１．．．．空気タービン
１２．．．．燃焼室
１３．．．．低圧タービン
１４．．．．補助バーナー
１４−Ｉ．．．補助バーナーの燃料供給ライン
１５．．．．熱交換器
１６−１９．．．ライン
２０．．．．遮断弁
２１．．．．燃料供給ライン
２５I ．．．主グループの軸
２５II．．．補助グループの軸
２６．．．．クラッチ
２７．．．．迂回
２８、２９．．．遮断弁
３０．．．．発電機
３２．．．．変圧器
３３．．．．遮断スイッチ
３４．．．．ライン
３５．．．．外部電力供給システム
４０I ．．．蒸気発電所（先行技術）
４０II．．．組合せ発電所（先行技術）
４１I 、４１II．．．蒸気タービン
４２I ．．．ガスタービン
４２II．．．蒸気タービン
４３．．．．発電機
４４．．．．クラッチ
４５．．．．軸
４６I 、４６II．．．軸要素
５０、６０、７０、８０．．．この発明により設計されたタービン装置
５０Ｈ、６０Ｈ、７０Ｈ、８０Ｈ．．．主グループ
５０Ｎ、６０Ｎ、７０Ｎ、８０Ｎ．．．補助グループ
５１、６１、７１、８１．．．第一タービン
５２、６２、７２、８２．．．第二タービン
５３、６３、７３、８３．．．発電機
５４、６４、７４、８４．．．軸要素
５５、６５、７５I 、７５II、８５．．．軸要素
５６、６６、７６、８６．．．クラッチ
５７、８７I ．．．第一ブレーキ装置
６７、７７．．．発電機の形態の第一ブレーキ装置
８７II．．．．第二ブレーキ装置
５８、７８I 、７８II、８８I 、８８II．．．軸要素
５９、７９、８９I 、８９II．．．クラッチ
１３０．．．発電機
１３０I ．．発電機のロータ
１３０S ．．発電機のステータ
１３４．．．内部電力供給システムへの電力ライン
１５０．．．界磁回路
１５１．．．界磁変圧器
１５１P ．．界磁変圧器の一次側
１５１S ．．界磁変圧器の二次側
１５２．．．整流器
１５２A ．．整流器の陽極側
１５２K ．．整流器の陰極側
１５４、１５５、１５６．．．導体
１６０I 、１６０II．．．他の電気負荷、負荷抵抗体
１６０−Ｘと１６０−Ｙ．．．他の電気負荷の選択的配列
１６１I 、１６１II．．．スイッチ
２３０．．．発電機
２３２．．．主変圧器
２３３．．．中断スイッチ
２３４．．．電力ライン
２３５．．．外部電力供給システム
２３６．．．内部電力供給システム
２３７．．．外部電力供給システム
２４１．．．迂回ライン
２４２．．．遮断スイッチ
２４３．．．分岐ライン
２４４．．．変圧器
Ｇ．．．．．発電機装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接続可能な補助グループを備えるタービン装置を始動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グループの発電所において電気を発生させるのに使用される最近のタービン装置は、停止状態から出来るだけ短時間に定格回転速度で始動されることができて、この方法で装置が高い作用信頼性を有する。最大負荷をカバーするように使用されるタービン装置は、特にこの必要条件を受ける。この方法では最大負荷をカバーするために、圧縮空気エネルギー貯蔵装置（「圧縮空気エネルギー貯蔵」システム、即ち短くＣＡＥＳシステム）は従来の蒸気タービン装置、或いはガスと蒸気の組合せタービン装置に加えて今日に増加して使用される。
【０００３】
蒸気タービン装置が始動される間に、同期前に、電気を発生させるために使用される発電機が通常には外部電力供給システムから切断され、発生される電気が同期後に放出される。この作動状態では、発電機が更に十分なブレーキ負荷を発生させない。一般に、タービンに作用するブレーキトルクはタービンの風損（遊隙損失）とタービンの軸受摩擦損失と、最近装置において一般に非常に低い発電機の風損と軸受摩擦損失である。その結果、空気質量流れ速度がまだ十分な高くないから、通気効果が後部タービンステージに生じる燃料流れ速度が低いときさえ、タービンは高回転速度に加速される。低い空気質量流れによって生じた通気（ベンチレーション）が特にタービンブレードに異常な機械的且つ熱的負荷を与える。更に、国際特許出願公開第０３０７６７８０号明細書（特許文献１）に記載されるように、低空気質量流れは不安定タービン作動を導き得る。更に、発電機が外部電力供給システムから切断された直後に、これら装置が遮断されるときには、ブレーキ負荷が一般に不十分である。
【０００４】
始動及び遮断又はそのいずれか一方中のブレーキ負荷の欠乏のこの問題は、従来のガスタービン装置の場合に、組合せ発電所設備の場合に、ＣＡＥＳ装置の場合に、電気発生に使用され且つタービンに接続されている発電機が発生される電気を供給される電力供給システムから始動処理中及び遮断中又はそのいずれか一方で切断されるそれ以上のタービングループの場合に生じる。これは、遮断され得るタービン要素に適用され、必要に応じて、主タービンと独立して始動されるか、或いは遮断されなければならない。蒸気タービンの場合には、蒸気発生必要条件は特に始動処理中考慮されなければならない。空気タービンの場合には、タービンは作動中にそれ以上の制限をまねく一つの以上の回復器或いは燃焼室の前に接続され得る。
【０００５】
対応する方法で、ブレードシステムチャンネルに配列されるか或いはブレードシステムチャンネルを形成している構成が制御されて互いに調整される方法において作動温度に上昇されるように、タービン装置の加速中に特別な注意をしばしば必要である。これは、ブレードシステムチャンネルにおける流れから生じる温度変更の結果として構成の望ましからぬ熱膨張と受け入れ難い熱応力を回避するために必要である。それ故に、同期前さえ、それぞれのグループの全ブレードシステムチャンネルを通して蒸気或いは空気の出来るだけ多くの流れを通過することが可能である。
【０００６】
例として、このために、ドイツ特許出願公開第１０１１６３８７号明細書（特許文献２）は、蒸気タービン装置の蒸気タービンが現実始動処理前に予熱されることを提案する。これは、始動処理が更に迅速に実施されることを可能とする。これを行うために、蒸気は現実始動処理前に幾つかの適切な方法で蒸気発生器から取り出されなければならなく、蒸気タービンに供給されなければならない。しかしながら、財政的観点から、蒸気タービン装置が始動されるまで、蒸気発生処理が出来る限り始動されるべきでないから、蒸気タービン装置の始動処理を加速するこの方法のポテンシャルは制限される。
【０００７】
東ドイツ特許第１５６６１８号明細書（特許文献３）では、外部蒸気が蒸気発生器を始動しながら蒸気発生器を備える発電所ブロックのタービンセットを予熱するために使用される。例え必要とされた外部蒸気の量が同期されない状態におけるタービンセットの低ブレードトルクにより比較的に小さいとしても、この外部蒸気は外部手段、例えばその他の蒸気発生器或いは他の処理からの供給ラインから設けられなければならない。これは一般にかなり高価である。
【０００８】
代用として、特許文献１は、ブレード負荷を発生させ且つこれを軸に加えるように周波数コンバータを使用するために、固定周波数コンバータ（ＳＦＣ）が軸を介して発電機に接続されることを提案する。
【０００９】
更に、欧州特許出願公開第１２８９１１８号明細書（特許文献４）は、整流励起機がタービンセットを加速するために、非同期発電機として作動され、タービンセットによってブレードトルクが発生され得ることを提案する。
【００１０】
制御技術観点から、グループ要素である主グループと接続可能な補助グループとを備えているタービン装置を始動し且つ遮断するか、又は始動するか、或いは遮断することが特に複雑でかなり時間消費する。これは、例えば、一つの軸グループにガスタービンと蒸気タービンを備える単軸組合せ装置の蒸気タービンにおいて且つ切断され得るタービン要素を備える特殊な加熱及び抽出タービンにおいて、或いは可能に、単軸空気タービン装置における場合である。タービン装置の始動及び遮断又はそのいずれか一方のために、接続可能な補助グループが中間クラッチによって主グループから通常には切断されている。それ故に、補助グループが主グループから別々に始動され且つ遮断されるか、或いは始動されるか、或いは遮断されなければならない。十分なブレーキトルクの欠乏によって、これは特に困難である。更に、補助グループが主グループから切断されるながら、補助グループを始動する処理中に、作業流体、一般に空気或いは蒸気の比較的に小量の流れが補助グループのタービンを通過され得る、なぜなら、他に、最高許容回転速度限度を越えることが可能であったからである。これはしばしば作業流体とタービンを通して流れチャンネルに隣接するタービンの構成部材との間に適合する不十分な温度に導き得るから、より多い質量流量は連結された状態が達成されるまでに許容されることができないので、全負荷に達成する時間が遅延される。このより多い質量流量はタービンの構成部材を完全に加熱するのに必要とされ、それ自体が全負荷を達成する予備条件である。
【特許文献１】国際特許出願公開第０３０７６７８０号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０１１６３８７号明細書
【特許文献３】東ドイツ特許第１５６６１８号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１２８９１１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これはこの発明の目的である。それ故に、この発明の目的は、先行技術の不利益が減少されるか、或いは回避される最初に述べられたタイプの方法を特定することに基づいている。特に、この発明は電気発生のために使用され且つ接続可能な補助グループを有するタービン装置を短時間に始動及び遮断又はそのいずれか一方を行う能力に貢献するよう企図されており、補助的目的は補助グループに通気（ベンチレーション）の形成を大きく回避する。この発明の更なる態様の目的は、特に装置を始動又は遮断するような装置の一時的操作状態に関して、接続可能な補助グループを備えるタービン装置のデザインの追加的自由度を提供することである。
【００１２】
この発明によると、この目的は請求項１に請求されるようなタービン装置を始動する方法によって達成される。この発明のそれ以上の利益的改善は従属請求項に見出され得る。
【００１３】
タービン装置は、少なくとも一つの第一タービンを備える主グループと、第一タービンに駆動目的で接続される発電機とを有する。タービン装置は、同様に、好ましは継手を介して主グループに接続される補助グループを有する。補助グループは少なくとも一つの第二タービンを有する。しかしながら、補助グループは同様に、幾つかの他の方法で設計され且つ主グループに接続され得るタービンのグループ要素である。タービン装置は頻繁に単独軸装置であり、単独軸装置の軸は互いに連結され得る二つの軸要素に分割されている。第一軸要素は主グループの一部であり、第二軸要素は補助グループの一部である。更に、タービン装置は第一ブレーキ装置を有し、これにより補助グループが切断されるときにブレーキトルクが補助グループに加えられ得る。
【００１４】
切断された状態において、例えばタービン装置が始動されるか、或いは遮断される間には、補助グループが主グループに接続されていない。特に、主グループと補助グループが切断されているときにブレーキトルクは主グループを介して補助グループに加えられ得る。同様に、これは、補助グループを独立的に、それ故に、主グループから分離的に始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なう処理を実施することができる。補助グループを始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なう制御システムを簡略化するために、それ故に、補助グループを始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なうために必要とされた時間期間を短縮するために、第一ブレーキ装置が補助グループと連動されている。したがって、第一ブレーキ装置は補助グループに直接に作用する。
【００１５】
というのは、この発明によると、ブレーキトルクが主グループから独立して第一ブレーキ装置によって補助グループにかなり制御可能な方法で加えられるから、この発明によるタービン装置における補助グループは主グループから独立して著しく短い時間期間内で始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なわれ得る。これは、始動処理及び遮断処理又はそのいずれか一方の処理を制御するためにさらにタービン装置の柔軟性を生じ、特に全タービン装置を始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なうために必要とされる時間期間を短縮させる処理を生じる。例として、これは、公知の方法では、タービン装置の主グループがすべての最初に始動されることを許容する。このとき、補助グループは、後で必要なときに、別々に始動され得る。二つのグループが同じ回転速度に加速されたらすぐに、補助グループは主グループに接続されている。しかしながら、以前のように、補助グループは同時に始動され得て且つ主グループと一緒に始動され得るか、又は同時に始動され得るか、或いは主グループと一緒に始動され得る。
【００１６】
タービン装置は蒸気タービン装置、ガスと蒸気の組合せタービン装置、ＣＡＥＳ装置のタービン装置、或いは幾つかの他の形態のタービンセットをもつタービン装置である。例えば、二つのタービンはしばしばＣＡＥＳ装置において直列に接続されている。第一タービンが頻繁に空気タービンであり、第二タービンがクラッチを介して空気タービンに接続され得るガスタービンである。空気タービンは通常には空気タービンと発電機が一緒に回転するように発電機に接続されているので、空気タービンは始動中に発電機によりブレーキされる。ブレーキ負荷が空気タービンから独立に且つ別々に始動中にガスタービンに加えられるために、この発明によるガスタービンが連動された第一ブレーキ装置を有する。それ故に、タービンは互いにから個々に且つ独立的に加速され得て、それで、ＣＡＥＳ装置を始動するために必要とされた全時間期間を著しく短縮させることができる。さらに、これは、始動制御システムにおいて各タービンの個々の始動処理中にタービン内の流体温度や材料温度を考慮することができる。これは、制御されていない温度依存材料応力や歪の危険を大きく排除することができる。タービンの一方、或いは両タービンを始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なう処理が加速されるそれ以上の影響要因は、個々に考慮され得るので、これは時間最適化に基づいて全タービン装置を始動及び遮断又はそのいずれか一方を行なうことができる。
【００１７】
第一タービンがガスタービンであり、第二タービンが主グループに接続され得る蒸気タービンであるときに、これは同じ利点を生じる。このような配列は、組合せ発電所に頻繁に使用される。既に述べたように、この発明は、接続可能なタービン要素を備える蒸気タービン装置のために、特に高蒸気消費を備える蒸気タービン装置における低圧タービンのために有益に使用され得る。
【００１８】
この発明の一つの得策な展開によると、第一ブレーキ装置は、補助グループに作用的に接続され、特に便宜上に補助グループから再び切断され得るように設計されている。作用的接続は、装置の作動中に形成され得て、便宜上に作動中に再び切断され得る。第一ブレーキ装置が必要に応じて接続され、例えば、一度補助グループが加速されたら、再び補助グループから切断されるように第一ブレーキ装置を設計することが出来るけれども、第一ブレーキ装置は補助グループに永続的に機械的に接続される。
【００１９】
この場合には、作用的接続との表現は、十分なブレーキトルクがブレーキ装置の作動中に作用的接続によって関連したタービンに伝達されることを意味する。それ故に、ブレーキ装置とタービンの間の純粋に機械的接続は作用的接続を意味しないが、しかし殆どの場合には、単に作用的接続の必要な予備条件を形成する。機械的接続に加えて、十分なブレーキトルクをブレーキ装置の作動中に伝達する作用的接続が必要である。この場合には、ブレーキトルクがおよそタービンをブレーキするのに必要されたブレーキトルクと同じ程度の大きさでなければならないことを意味する。これは、例えば単に軸受摩擦により発生されるブレーキトルクを包含しない。
【００２０】
電気ブレーキが運転しないときに、作動しない電気ブレーキの例を使用すると、これは、例え電気ブレーキが運転しないとさえ、機械的接続が電気ブレーキとタービンの間に存在するけれども、作用的接続ではない。作用的接続は電気ブレーキが運転していないときにのみに生じる。それ故に、電気ブレーキが装置の作動中に作用的に接続され得て、電気ブレーキが軸を介してタービンに永続的に機械的に接続されるけれども、同様に再び作用的に切断されるから、電気ブレーキは発明に包含される。
【００２１】
高トルクが伝達されることができるために、第一ブレーキ装置は第一ブレーキ装置と補助グループの軸が一緒に回転するように補助グループの軸に便宜上作用的に接続される。この目的のために、例として、切換可能な機械的クラッチは第一ブレーキ装置と補助グループの軸の間に設けられ得て、第一ブレーキ装置と補助グループの軸が一緒に回転するように、第一ブレーキ装置と補助グループの軸の間の機械的接続を形成するように使用され得る。
【００２２】
この発明のそれ以上の有益な改善によると、第一ブレーキ装置はブレーキ装置の作動中に補助グループ或いは主グループに選択的に作用的に接続され得る。例として、これは、二つの互いに別々の継手によって補助グループ或いは主グループに選択的に接続され得る入力軸を有する第一ブレーキ装置によって達成され得る。しかしながら、第一ブレーキ装置は二つの入力軸を有し、そのうちの第一入力軸が第一クラッチを介して主グループに接続され得て、第二入力軸が第二クラッチを介してタービン装置の補助グループに接続され得る。この場合には、更に、論理手段、好ましくは制御器は、第一ブレーキ装置が第一ブレーキ装置の作動中に一度に一つのグループに接続されることを保証するように使用される。
【００２３】
この方法で設計された第一ブレーキ装置の利点は、一つのブレーキ装置のみが主グループと補助グループを始動されるか、或いは遮断され、ブレードトルクにより制御され得るように必要とされることである。タービン装置は通常には、補助グループによって追従されるすべての第一主グループを始動させることによって始動される。反対の手順は便宜上タービン装置を遮断するように使用される。
【００２４】
それ故に、ブレーキ負荷が少なくとも二つのタービン、即ち一つのブレーキ装置として使用する、主グループのタービンと補助グループのタービンとに加えられ得る。しかしながら、この場合には、ブレーキ負荷が連続的に加えられる。
【００２５】
この発明のそれ以上の有益な改善には、第一ブレーキ装置はタービン装置の補助グループと主グループの両方に同時に作用的に接続され得る。これは、例えば二つの入力軸を有する第一ブレーキ装置によって達成され得て、そのうちの第一入力軸が第一継手を介して主グループに接続され得て、第二入力軸が第二クラッチを介してタービン装置の補助グループに接続され得る。それ故に、ブレーキ負荷は少なくとも二つのタービン、即ち一つのブレーキ装置として使用する、主グループのタービンと補助グループのタービンとに同時に加えられ得る。
【００２６】
この発明のこの改善には、補助グループ及び主グループ又はそのいずれか一方の間の第一ブレーキ装置のブレーキ負荷の分割を変える手段は第一ブレーキ装置と補助グループの間に及び第一ブレーキ装置と主グループの間に有益的に追加的に配列される。ブレーキ負荷の分割を変える手段は例えば流体動圧或いは流体静圧コンバータである。一つの流体動圧或いは流体静圧コンバータは各グループと便宜上に連動される。この方法でこの発明により開発されたタービン装置の場合には、主グループと補助グループが同時に始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断され、個々のブレーキトルクがこの方法で第一ブレーキ装置によって各グループに加えられ得る。それぞれのグループに加えられた個々のブレーキトルクの大きさは、ブレーキ負荷の分割を変える手段により、第一ブレーキ装置と個々のブレーキトルクの間の全ブレーキトルクの分割により形成される全ブレーキトルクを介して変えられ且つ適用され得る。
【００２７】
しかしながら、第一ブレーキ装置が補助グループの軸に機械的に接続されることが有益である。これは、補助グループと第一ブレーキ装置の間のクラッチを配列させる必要性を避ける。しかしながら、第一ブレーキ装置は加速された状態で補助グループから切断されるが、しかし補助グループと共に運転し続ける。しかしながら、作用的接続は、加速された状態でこの発明により切断され得る。
【００２８】
この発明の一つの有益な改善によると、第一ブレーキ装置はブレーキ流体を渦巻きさせるために作動する流体ブレーキから成る。流体ブレーキは大きく磨減なく、同様に高ブレーキトルクを発生させるように使用され得る。しかしながら、消費されたブレーキ力の適切な熱消費は、タービン装置に既に表現される一つの或いはそれ以上のオイル冷却器を介して保証されなければならない。ブレーキ効果は一定収容容量をもつ流体ブレーキに位置された流体量によって、或いは一定量の流体の流体ブレーキの収容容量を変えることによって、変更され得る。
【００２９】
この発明のそれ以上の有益な改善によると、第一ブレーキ装置は電気ブレーキから成る。電気ブレーキは補助装置によって外部的に影響され得て、一般に軸に配列されたデスクに作用する渦電流を発生させる。しかしながら、小さい発電機は電気ブレーキとして使用され得て、その動力は例えば抵抗体によって熱に変換されるか、或いは一つの以上の周波数コンバータによって幾つかの発生目的のために通過される。電気ブレーキは大きく磨減なく、同様に高ブレーキトルクを発生させる。適切な熱消費はこの場合に保証されることを必要する。電気ブレーキは高投資費の不利益を有する。
【００３０】
この発明のそれ以上の有益な改善によると、第一ブレーキ装置は機械的ブレーキから成る。しかしながら、磨減のために、機械的ブレーキは比較的に小さい媒体寸法の装置のためにのみ適していて、非常に大きな装置の限定された範囲にのみ適している。
【００３１】
更に、タービン装置は、便宜上に、ブレーキトルクが主グループに加えられ得るこの方法では、補助グループが切断されるときに主グループに作用的に接続され得る第二ブレーキ装置から成り得る。第二ブレーキ装置の配列は、この発明により配列された第一ブレーキ装置が主グループに接続されることができないときに、或いは第一ブレーキ装置によって発生され得るブレーキトルクにとって十分ではないときに、特に有益である。
【００３２】
第二ブレーキ装置は、第二ブレーキ装置と主グループの軸が一緒に回転するように主グループの軸に接続され得る、或いは第二ブレーキ装置と主グループの軸が一緒に或いはスリップを伴って回転するように接続され得る。それ故に、第一ブレーキ装置は補助グループと連動され、第二ブレーキ装置が主グループと連動される。
【００３３】
この発明によりタービン装置は多くの既に据え付けられたタービン装置に逆に取付けられ得る。しばしば、この目的のために必要であるすべてがタービン装置の既に存在する発電機装置に加えられる。
【００３４】
多くの応用では、主グループ或いは補助グループにおいてタービン或いはタービン要素を迂回するように作業流体の割合を許容するために、この発明により発電機装置に加えて制御可能な迂回手段をタービン装置に取り付けることが便宜である。制御可能な迂回手段と第一ブレーキ装置のこの発明による配列との組合せは、タービン装置の補助グループの始動処理を制御するために、制御システムの自由度として、二つの制御変数を備える。しかしながら、第一ブレーキ装置と迂回手段の組合せ配列により、迂回手段は第一ブレーキ装置なしの場合であったより、それで僅かな財政的投資を含めて、小さく設計され得る。更に、迂回手段とブレーキ装置の組合せは始動時間を短縮させることができる。
【００３５】
既に述べられた如く、第一及び第二又はそのいずれか一方のブレーキ装置は便宜上電気ブレーキである。電気ブレーキは有益には、それぞれのグループのタービン或いはタービン要素に駆動目的のために接続される発電機の接続する発電機回路から成る。発電機は便宜上同期発電機であり、ブレーキ装置を有する発明によると、発電機は非同期発電機である。同期回転速度は同期発電機を使用する場合と非同期発電機を使用する場合との両方に設定され得る。しかしながら、これら同期回転速度は同期発電機の場合には更に容易に制御され得て、それで非同期発電機を使用するときより同期発電機を使用するときに僅かに厳正な制御必要条件を生じる。
【００３６】
公知の方法では、発電機がステータとロータとを有する。発電機回路は界磁回路から成り、その回路を介してステータとロータとが互いに接続されている。ロータの外部励起のために、電力はステータから発生され、界磁回路を介してロータに供給される。更に、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷が設けられ、発電機のブレーキ負荷を増加するために、界磁回路に接続され得る。
【００３７】
それ以上の電気負荷の接続の結果として、増加した電力は発電機ステータから放出され、増加した電力と元の電力との間の差がそれ以上の電気負荷により消費される。放出される電力がより高いときに、発電機がより大きいブレーキトルクを発生させ、ブレーキトルクがタービンに作用し、駆動目的のために発電機に接続される。
【００３８】
タービン装置における発電機回路の一つの有益な開発では、少なくとも一つの電気負荷が界磁回路と平行に配列接続されていて、それ故に、界磁回路と並列に接続されている。界磁回路は便宜的に一次と二次をもつ界磁変圧器並びに陽極側と陰極側とをもつ整流器を有する。界磁変圧器の一次側は発電機ステータに接続され、界磁変圧器の二次側は整流器の陽極に接続される。整流器の陰極は発電機ロータに接続される。それ故に、界磁回路は発電機ステータと発電機ロータと一緒に閉鎖回路を形成する。
【００３９】
電気負荷が例えば、発電機ステータと界磁変圧器の一次側の間の領域において界磁回路に接続され得るように配列されている。しかしながら、選択的に、電気負荷は界磁変圧器の二次側と整流器の陽極の間の領域に、或いは整流器の陰極と発電機ロータの間の領域に接続され得るように配列されている。発電機回路の一つの有益な開発では、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷が負荷抵抗である。
【００４０】
少なくとも一つのそれ以上の電気負荷が界磁回路に接続され得る切換要素は、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷と界磁回路の間に便宜的に配列されている。切換要素は機械的スイッチ、或いは選択的に半導体配列である。
【００４１】
付加的にブレーキ力が工程で増加されることができるために、互いから別々に界磁回路に接続され得る複数のそれ以上の電気負荷を備えることが便宜的に可能である。複数の電気負荷が設けられるならば、これら電気負荷は電気負荷のすべてが界磁回路の一つの領域に、例えば、界磁変圧器の二次側と整流器の陽極の間の領域に、或いは界磁回路の異なる領域に接続され得る。電気負荷が接続され得るように配列されている複数の電気負荷は、すべてがタービン装置の作動中に同時に界磁変圧器に接続され得る。
【００４２】
タービン装置のそれ以上の便宜的開発では、第一ブレーキ装置及び第二ブレーキ装置又はそのいずれか一方は、電気を発生させるためにタービンに駆動目的のために接続される発電機と、一次側が発電機と接続され、二次側が外部電力供給システム及び内部電力供給システム又はそのいずれか一方に接続される変圧器と、発電機と変圧器の間に配列されて周波数適合させる手段とを有する発電機装置から成る。
【００４３】
周波数適合手段が発電機と変圧器の間に配列されるならば、これは、タービン装置の作動状態と無関係に、即ちタービン装置が始動され且つ遮断されるか又は始動されるか、或いは始動される場合さえ、接続された電力供給システムへ電力を放出させることができる。タービン装置が始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか或いは遮断されるながら、電力供給システムへ放出されるように発生される電力として、発電機は発電機が変圧器から切断される場合より著しくより良いブレーキトルクを発生させる。より大きいブレーキトルクは更に一様に始動中にタービン装置に負荷の増加を加える能力を導き得る。同時に通過できる作業流体の増加した流れ割合は後方タービンステージ或いは下流タービンに通気（ベンチレーション）の発生を減少させる。
【００４４】
周波数コンバータ、特に固定周波数コンバータはこの場合に周波数適合手段として便宜上使用される。更に、周波数適合手段はこの発明の一つの好ましい改善に有益的に接続され得る。
【００４５】
この発明の一つの好ましい改善では、発電機と変圧器は接続ラインを介して互いに接続されている。この目的のために、例として、第一切断要素は接続ラインに便宜的に配列されている。このとき、周波数適合手段は迂回ラインに有益的に配列され得て、その迂回ラインは第一切断要素を迂回し、第二接脱要素は同様に迂回ラインに配列される。それで、周波数適合手段は簡単な方法で接続され得るか、或いは第一切断要素を開放することによって逆切換論理と再び切断され得て、迂回ラインに配列される第二切断要素を同時に閉鎖させながら、接続ラインに配列される。切断要素は便宜的に遮断スイッチである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
この発明は、各場合に概略的に例示される複数の例示的実施例を参照して次の本文に更に詳細に説明される。
図はこの発明を理解するために本質であるそれら要素と構成部材を示す。説明された例示的実施例は、純粋に構造的であるように考慮されて、より良く理解するために使用されるように企図されてるが、しかしこの発明の主題に対する任意の制限とは理解されるべきではない。
【実施例】
【００４７】
図１ａは先行技術によるＣＡＥＳ装置１の概略的説明を示す。ＣＡＥＳ装置１は、ガス、例えば空気が圧力下で貯蔵され得るガス貯槽１０を有する。更に、ＣＡＥＳ装置１は、図１ａに説明された実施例では、第一空気タービン１１と空気タービンから下流に接続された低圧タービン１３とから成るタービンセットを有する。ガス貯槽１０、空気タービン１１と低圧タービン１３は接続ライン１６と１７を介して互いに接続されている。ガス貯槽１０から流れを制限するか、或いは遮断するための遮断弁２０は、接続ライン１６に配列されている。このとき、低圧タービン１３はそれ以上のライン１８と１９によって追従される。
【００４８】
更に、熱交換器１５は空気タービン１１の上流にライン１６に接続されている。低圧タービン１３から発生される燃料ガス／空気混合物は熱交換器１５に使用されてガス貯槽１０から来る空気を予熱させる。燃焼室１２はまた空気タービン１１と低圧タービン１３の間に配列されていて、加熱膨張された燃料ガス／空気混合物がこの方法で低圧タービン１３に入る前に、空気タービン１１から放出される空気を加熱させる。燃焼室１２はこの目的のために燃料供給ラインを介して燃料、例えば燃料ガスを供給される。燃料供給ライン１４−Ｉをもつ他の補助バーナー１４は燃料ガス／空気混合物が熱交換器１５に入る前に燃料ガス／空気混合物の温度を更に上昇させるために、低圧タービン１３から下流に配列されている。一度、熱がガス貯槽１０から熱交換器１５に来る冷気に放出されたならば、燃料ガス／空気混合物は最終的に出力ライン１９を介してＣＡＥＳシステム１に残って、そこから例えば包囲領域へ放出される。
【００４９】
空気タービン１１と低圧タービン１３は共通軸を介して発電機３０に接続されており、この場合の軸は二つの軸要素２５I と２５IIに分割され、これら軸要素はクラッチ（継手）２６を介して互いに接続され得る。この場合にタービン１１、軸要素２５I と発電機３０はタービン装置の主グループを形成し；タービン１１と軸要素２５IIはタービン装置の補助グループを形成する。
【００５０】
更に、電気を発生させる発電機３０は電力ライン３４を介して接続されて、そのラインでは中断スイッチが電力供給システム変圧器３２の一次側に接続されている。電力供給システム変圧器３２の二次側は外部電力供給システム３５に接続されている。
【００５１】
タービン装置が始動されながら、軸要素２５I と２５IIは互いから切断されるので、各グループはそれぞれ他のグループから独立して始動され得る。グループは各タービンがその定格回転速度に達したときのみ、クラッチ２６を介して互いに連結される。
【００５２】
本質的には、タービン、軸と接続された発電機の軸受の比較的低摩擦損失のみが始動中にブレーキトルクとして作用する。タービン１１が少なくとも発電機により発生したブレーキトルクによって減速されながら、タービン１３は既に比較的低質量流量を伴う高回転速度に加速される。しかしながら、高回転速度は単に低い低質量流量と共に、しばしば、特にタービン１３の後部タービンステージにおいて流れ通気（ベンチレーション）の形成を生じる。流れ通気は順に高負荷だが、しかし少なくとも異常な、熱的や機械的負荷をブレードに発生させる。
【００５３】
急な温度平衡を達成させるために、出来るだけ高空気質量流量が始動処理中の早期ステージでさえ二つのタービン１１と１３を通して流れ得ることを保証することが望ましい。
【００５４】
前記問題は概略的に図１ｂと１ｃに説明され且つ先行技術から知られた発電所装置において始動処理中に生じる。
【００５５】
図１ｂは、第一蒸気タービン４１I 、第二蒸気タービン４１IIと発電機４３から成る蒸気発電所装置４０I を示す。第一蒸気タービン４１I は第一蒸気タービンと発電機が一緒に回転するように軸４５を介して発電機４３に永続的に接続される。第二蒸気タービン４１IIは軸要素４６I と４６I を介して、離脱されるように、発電機に接続され、これら軸要素はクラッチ４４によって互いに接続され得る。蒸気発電所装置を始動するために、第二蒸気タービン４１IIはクラッチ４４によって発電機４３から離脱される。したがって、これは、実質的に第二蒸気タービンに加えられるブレーキ負荷を生じない。第二蒸気タービンは低蒸気質量流量でさえ、受け入れ難い高回転速度に加速された。
【００５６】
これは、同じ方法で図１ｃで説明された組合せ発電所装置４０IIにおいて蒸気タービン４２IIに加えられる。蒸気タービン４２IIに加えて、組合せ発電所装置４０IIはガスタービン４２I を有する。
【００５７】
これはこの発明の目的である。図２乃至５は、概略的に説明された各場合において、この発明のタービン装置を示す。各場合における図はこの発明の理解のために本質的である状況のみを示す。例えば、図は、備えられているタービン、流量を制御する遮断制御要素、或いは任意の燃焼室或いは中間ヒーターへの入口流ラインとそれらからの出口ラインとを示さない。
【００５８】
図２は補助グループ５０Ｎと連動された第一ブレーキ装置５７を備えるこの発明のタービン装置５０を示す。補助グループ５０Ｎが主グループ５０Ｈから切断されるときさえ、ブレーキトルクは制御された方法で第一ブレーキ装置５７によってタービン装置５０の補助グループ５０Ｎに加えられ得る。
【００５９】
タービン装置５０は第一タービン５１と第二タービン５２を有し、その場合には、例えば、第一タービン５１はガスタービンであり、第二タービン５２は蒸気タービンである。しかしながら、両タービンは蒸気タービンであるか、或いはガス或いは空気タービンである。タービン５１は永続的に軸要素５４に接続され、タービン５２は軸要素５５に接続されている。軸要素５４と５５は順に軸要素間に配列されたクラッチ５６を介して互いに連結され得る。発電機５３は軸要素５４に永続的に接続され、タービン５１により電気を発生させるために駆動され、軸要素５４と５５が互いに連結されるときに、同様にタービン５２により電気を発生させるために駆動される。発電機５３と軸要素５４と一緒に、この場合のタービン５１はタービン装置５０の主グループ５０Ｈを形成する。タービン５２と軸要素５５はタービン装置５０の補助グループ５０Ｎを形成する。
【００６０】
切断状態でさえも、主グループ５０Ｈから独立して、補助グループ５０Ｎに慎重にブレーキトルクを加えられ得るために、第一ブレーキ装置５７は他の軸要素５８に永続的に接続され、その場合には、他の軸要素５８はクラッチ５９を介して補助グループ５０Ｎの軸要素５５に接続され得て、それで、他の軸要素と補助グループの軸要素が一緒に或いはスリップを伴って回転する。クラッチ５９が係合されると、それ故に、ブレーキ負荷が軸要素５８と５５を介して第一ブレーキ装置５７からタービン５２まで伝達され得る。
【００６１】
クラッチ５９はしばしば不必要である。これは、特に、第一ブレーキ装置５７のブレーキ効果が例えば電気ブレーキにより実質的に完全に切られ得る状況において本当である。電気ブレーキ５７が作動していないときに、僅かな小さい軸受損失のみが発生されるので、電気ブレーキ５７は通常作動中さえタービン装置５０の補助グループ５０Ｎに接続されたままである。
【００６２】
第一ブレーキ装置５７は、流体ブレーキ、電気式ブレーキ、機械式ブレーキ、或いはそれらの組合せであり、それぞれの特殊な利点を備える。
【００６３】
図２に説明されたタービン装置５０を始動するために、補助グループ５０Ｎはクラッチ５６によって主グループ５０Ｈから通常には切断されて、主グループと補助グループを互いから別々に始動させる。グループ５０Ｈと５０Ｎは一度定格回転速度が達成されたときにクラッチ５６を介して再び互いに連結される。図１ａに関して既に述べられたように、この場合に生じる一つの問題は実質的にブレーキトルクが或いは非常に小さいブレーキトルクしか特にタービン５２に作用しなく、装置５０が切断状態で始動される。それ故に、タービン５２は作業流体の低質量流量によっても、受け入れ難い高回転速度に加速された。第一ブレーキ装置５７は、始動及び遮断又はそのいずれか一方中に主グループ５０Ｈに無関係にタービン５２に加えられるブレーキトルクを提供できる。一方では、補助グループの始動及び遮断又はそのいずれか一方がこの方法で制限され得る。他方では、ブレーキ装置５７により発生され且つタービン５２に加えられるブレーキトルクは、作業流体の大きな質量流量が始動しながらさえ、タービン５２を通過され得ることを意味する。これは、流れチャンネルを限定する構成部材の温度を作業流体の温度に始動処理中に更に迅速に且つ更に一様に適合できて、それで、通気（ベンチレーション）の形成を減少させるか、或いは大きく回避させることができる。
【００６４】
一度、主グループ５０Ｈと補助グループ５０Ｎの両方が定格回転速度に加速されたならば、グループはクラッチ５６を介して互いに連結される。次に、第一ブレーキ装置５７はクラッチ５９を介して補助グループ５０Ｎから切断される。それ故に、一度タービン装置５０が加速された状態にいるときに、第一ブレーキ装置５７がそれ以上に駆動されない。タービン装置５０を遮断するために、第一ブレーキ装置５７は、主グループ５０Ｈから補助グループ５０Ｎを切断させる前に、補助グループ５０Ｎに再び連結され得る。
【００６５】
第一ブレーキ装置を補助グループに機械的に連結させ且つ補助グループから切断させるのに加えて、発電機と周波数コンバータを有するブレーキ装置の場合に周波数コンバータを発電機或いは補助発電機に電気的に接続させることができて、ブレーキ装置が無負荷で運転されるか、或いは周波数コンバータを発電機或いは補助発電機から電気的に切断される。流体動圧コンバータの形態のブレーキ装置はオイルで充填されるか、或いはオイルはこの方法で最適通常作動を保証するために、再び取り出され得る。それ故に、周波数コンバータと流体動圧コンバータは、作用的接続が成形されるように企図されるときさえ、補助グループに永続的に機械的に接続されたままである。
【００６６】
図３はこの発明の第二タービン装置６０を示す。タービン装置６０は第一タービン６１と第二タービン６２を有する。例として、第一タービンはガスタービンであり、第二タービンが蒸気タービンである。しかしながら、両タービンが蒸気タービンである、或いはガス或いは空気タービンであることが可能である。タービン６１は軸要素６４に永続的に接続され、タービン６２が軸要素６５に接続されている。軸要素６４と６５は軸要素の間に配列されたクラッチ６６を介して互いに連結され得る。発電機６３は軸要素６４に永続的に接続され且つタービン６１により駆動され、軸要素６４と６５が互いに連結される特に同様にタービン６２により駆動されて電気を発生させる。発電機６３は軸要素６４と一緒に、この場合のタービン６１はタービン装置６０の主グループ６０Ｈを形成する。タービン６２と軸要素６５はタービン装置６０の補助グループ６０Ｎを形成する。
【００６７】
更に、この場合には、同期或いは非同期発電機６７の形態の第一ブレーキ装置は軸要素に接続されて、発電機と軸要素が一緒に回転する。しかしながら、電流が発電機６７を通過するまで、第一ブレーキ装置の形態である発電機６７とタービン６２の間に作用的接続が生じない、と言うのは、発電機６７は電流が発電機を通過するまで任意のブレーキ負荷を発生させないからである。電流が流れないならば、発電機は例えば軸受摩擦から生じる僅かな損失しか生じない。
【００６８】
タービン装置６０が図２に関する記載と類似的に作動される。しかしながら、この場合には、第一ブレーキ装置の形態である発電機６７は、一度タービン装置６０が加速されたならば、軸要素６５から切断されることができない。
【００６９】
しかしながら、図３においてクラッチ６６とタービン６２の間に配列される第一ブレーキ装置６７はタービン出口側にタービン６２の軸端に配列されていた。
【００７０】
図４はこの発明の第三ブレーキ装置７０を示す。ここで一度再び説明されたブレーキ装置７０は主グループ７０Ｈと補助グループ７０Ｎを有する。主グループ７０Ｈは第一タービン７１と発電機７３を有する。第一タービン７１と発電機７３は軸７４を介して永続的に互いに接続されて、それらが一緒に回転する。補助グループ７０Ｎは軸要素７５I に接続される第二ブレーキ７２を有し、それで、補助グループの軸要素と第二ブレーキが一緒に回転する。軸要素７５I はクラッチ７９によって軸要素７５IIに接続され得る。軸要素７５IIは順にクラッチ７６によって軸７４に接続され得る。それ故に、第二ブレーキ７２は両クラッチ７６とクラッチ７９を係合させることにより発電機７３に接続され得る。
【００７１】
第一タービンは例えばガスタービンであり、第二タービンは蒸気タービンである。しかしながら、両タービンは同様に蒸気タービン或いはガス或いは空気タービンである。
【００７２】
発電機７７の形態の第一ブレーキ装置は軸要素７５IIに配列されている。発電機７７は同期発電機或いは非同期発電機である。ブレーキ装置はクラッチ７６によって主グループ７０Ｈに連結され、クラッチ７９によって補助グループ７０Ｎに連結される。
【００７３】
発電機７７とタービンの一方、或いは両タービンの間の作用的接続を発生させるために、電流が係合される関連したクラッチに加えて発電機７７を通過されなければならない。したがって、この場合の作用的接続は、発電機７７の作動中、即ち電流が発電機７７に流れるときに生じる。
【００７４】
図４に説明されたタービン装置７０は二つの方法で始動され得る。一方では、ブレーキ装置７７は補助グループ７０Ｎ或いは主グループ７０Ｈに選択的に作用的に接続され得る。このモードでは、主グループ７０Ｈと補助グループ７０Ｎは装置の始動及び遮断又はそのいずれか一方中にブレーキ装置７７のみに接続され得る。この目的のためのそれぞれの他のグループが始動処理中にそれぞれのクラッチを介してブレーキ装置７７から離脱されなければならない。しかしながら、選択的にブレーキ装置７７を同時に主グループ７０Ｈと補助グループ７０Ｎに作用的に接続させることが便宜である。この目的のために、両クラッチ７６と７９が係合され、電流が発電機７７を通過される。
【００７５】
使用されるモードは、発電機７７からの最高許容ブレーキ負荷とタービン７１と７２に必要とされたブレーキトルクとに依存する。最高許容ブレーキ負荷が始動処理中に両タービンを十分にブレーキするのに十分ではないならば、タービン装置は第一モードを使用して始動されなければならない、即ちタービンが連続的に始動される。この目的のために、クラッチと発電機７７は、図４に説明されていない制御装置により駆動される。
【００７６】
それで、タービン７１はすべての最初に始動され得て、タービン７１は発電機７７から加えられたブレーキトルクを有する。この場合には、クラッチ７６が係合され、クラッチ７９が切断される。一度、同期回転速度が達成されたならば、発電機は電力を外部電力供給システム（図４には説明されていない）、或いは装置自体の必要条件の内部電力供給システム（同様に図４には説明されていない）に放出させ、それ故に、十分なブレーキトルクを軸７４に働かす。発電機７７により発生されたブレーキ負荷はもはや必要とされなく、クラッチ７６が切断される。クラッチ７９が切断されると、発電機７７により発生されたブレーキ負荷は専らタービン７２に作用する。一度、同期回転速度が達成されたならば、クラッチ７６が切断される。発電機７７により発生されたブレーキ負荷はもはや必要とされない。したがって、界磁ラインは切断され、即ち発電機７７へ流れる電流が終了される。電流が流れないときには、発電機７７は発電機７７用の軸受により生じたほんの僅かな損失を発生させる。発電機７７は軸要素７５IIに明らかに更に機械的に接続される。しかしながら、発電機７７とタービンの一つの間にもはや任意の作用的接続を生じない。
【００７７】
対照的に、この発明がタービン７１と７２を同時に始動するならば、次に、発電機７７が両タービンに同時に作用的に接続されなければならない。この目的のために、両クラッチ７６と７９は係合され、電流が発電機７７を通過される。更に、この状況では、ブレーキ負荷の分割を変える少なくとも一つの手段は発電機７７とタービン７１の間及び発電機７７とタービン７２の間又はそのいずれか一方の間に便宜的に配列されている。図４に説明された例示的実施例では、これら手段がクラッチ７６と７９に便宜的に一体化される。それ故に、この場合には、クラッチは流体動圧或いは流体静圧クラッチであり、このクラッチでは動力伝達はオイル充填によって変更され得る。しかしながら、ブレーキ負荷の分割は迂回によって装置を調整させることにより達成される。
【００７８】
図５は、この発明による他のタービン装置８０を示し、タービン装置は図２に説明されたタービン装置５０と大きく同様である。それ故に、タービン装置８０は第一タービン８１と第二タービン８２を有する。タービン８１は軸要素８４に接続され、タービン８２は軸要素８５に接続される。軸要素８４と８５は軸要素間に配列されたクラッチ８６を介して互いに連結される。発電機８３が軸要素８４に永続的に接続される。タービン８１、発電機８３と軸要素８４は一緒にタービン装置８０の主グループ８０Ｈを形成し、タービン８２と軸要素８５は補助グループ８０Ｎを形成する。第一ブレーキ装置８７Ｉは第一他の軸要素８８Ｉに永続的に接続され、この場合には、第一他の軸要素８８Ｉが第一他のクラッチ８９Ｉを介して補助グループ８０Ｎの軸要素８５に接続され得て、それで、図２に示される如く、第一他の軸要素と補助グループの軸要素が一緒に或いはスリップを伴って回転する。更に、この場合には、第二タービン装置８７IIが設けられ、第二他の軸要素８８IIに永続的に接続され得る。第二他の軸要素８８IIは順に第二他のクラッチ８９IIを介して主グループ８０Ｈの軸要素８４に接続され得て、それで、第二他の軸要素と主グループの軸要素とが一緒に或いはスリップを伴って回転する。第一ブレーキ装置８８Ｉと第二ブレーキ装置８８IIとが流体ブレーキ、電気式ブレーキ、機械式ブレーキ或いはそれらの組合せであって、それぞれの特殊な利点を備える。
【００７９】
図５に説明された如くタービン装置８０を始動するために、それ故に、ブレーキ負荷はそれぞれに連動されたブレーキ装置８７Ｉ或いは８７IIによって主グループ８０Ｈと補助グループ８０Ｎに加えられる。それで、主グループと補助グループは始動されて互いから切断され、一度、定格回転速度が加速された状態に到達されたならば、クラッチ８６を介して互いに連結される。次に、第一ブレーキ装置８７Ｉはクラッチ８９Ｉを介して補助グループ８０Ｎから切断される。同じ方法で、第二ブレーキ装置８７IIはクラッチ８９IIを介して主グループ８０Ｈから切断される。
【００８０】
更に、図６は第一ブレーキ装置及び第二ブレーキ装置又はそのいずれか一方として、或いはそのような装置の一部として作動され得る発電機を接続する発電機回路を示す。発電機１３０の発電機回路は界磁回路１５０を包含し、二つの他の電気負荷１６０Ｉと１６０IIの少なくとも一方が必要条件に依存して界磁回路１５０に接続され得る。通常の方法では、発電機１３０はロータ１３０Ｌとステータ１３０Ｓを有する。ロータ１３０Ｌは内部ロータの形態であって、ステータ１３０Ｓに対して同心円に配列され、そして少なくとも一つの軸（例えば図２の軸要素５５と５８）を介して一つの以上のタービン（例えば図２に示されたタービン５２）に接続され得て、ロータとタービンが一緒に回転する。磁界を形成するために、ロータ１３０Ｌは外部励起の原理に基づいた界磁回路を介して電力を供給される。この目的のための界磁回路１５０は一次側１５１Ｐと二次側１５１Ｓをもつ界磁変圧器１５１並びに陽極側１５２Ａと陰極側１５２Ｋをもつ整流器１５２とを有する。整流器１５２は制御ユニット１５３を介して駆動される。
【００８１】
界磁変圧器１５１の一次側は導体１５４を介して発電機１３０のステータ１３０S に接続され、その二次側は導体１５５を介して整流器１５２の陽極１５２Ａに接続される。整流器１５２の陰極１５２Ｋは順に導体１５６を介して発電機１３０のロータ１３０I に接続される。
【００８２】
ステータ１３０Ｓから放出された動力は界磁変圧器１５１によって界磁電圧レベルに変圧され、整流器１５２によって整流され、次にロータ１３０Ｌに加えられる。電流を通したロータ１３０Ｌの捲線は磁界を形成し、磁界はロータ１３０Ｌの回転運動と一緒に、順に誘導を導いて、電流をステータ１３０Ｓに導く。
【００８３】
タービン装置が同期される（例えば図１ａに示されるようなＣＡＥＳ装置）と、この方法で発生される電力がライン１３４を介して電力として電力供給システム変圧器に供給され、それから外部電力供給システムへ供給される。外部電力供給システムへの発生される電力の供給を中断するために、中断スイッチ１３４−Ｕが電力供給システム変圧器の上流或いは下流にライン１３４に接続されている。電力供給システム変圧器、外部電力供給システムと他の切換要素は図６に説明されていない。
【００８４】
非同期状態では、中断スイッチ１３４−Ｕが開放されるので、電流がライン１３４を介して流れない。それ故に、非同期状態では界磁回路１５０は、電気消費がほんの少しであるけれども、発生される電気の負荷を形成する。界磁回路１５０内の電力の消費は、タービンを加速或いは減速させながら、或いはタービン装置の他の一時的作動状態において、界磁回路１５０にこの発明により設けられている他の電気負荷１６０Ｉと１６０IIの一方或いは両方の接続によって増加される。これはブレーキトルク或いはブレーキ電力としてタービンに伝達される大きい回転抵抗トルクを経験するロータ１３０Ｌを生じる。
【００８５】
この場合に負荷抵抗体１６０Ｉと１６０IIの形態である他の電気負荷は界磁回路１５０と並列に配列接続され、各が界磁回路１５０に接続され得て、スイッチを介して再び界磁回路から切断され得る。
【００８６】
図６の説明に示される如く、電気負荷１６０Ｉと１６０IIは界磁変圧器１５１の二次側１５１Ｓと整流器１５２の陽極１５２Ａの間の領域の界磁回路に接続され得る。しかしながら、選択的に或いは追加的に、電気負荷は界磁回路１５０の他の領域に接続できる。これは、図６において点線により例示された電気負荷１６０−Ｘと１６０−Ｙによって示されている。
【００８７】
図７ａと図７ｂは第一ブレーキ装置及び第二ブレーキ装置又はそのいずれか一方として、或いはその装置の一部として使用され得る発電機装置を示す。図７ａに説明された発電機装置Ｇは発電機、この場合にタービン（例えば図２におけるタービン５２）に駆動目的のために接続される同期或いは非同期発電機２３０を有する。発電機は発電機とタービンが一緒に回転するように軸を介してタービンに便宜的に接続され得る。更に、発電機装置は変圧器２３２を有し、その一次側は接続ライン２３４を介して発電機２３０に接続され、二次側は外部電力供給システム２３５に接続されている。
【００８８】
周波数適合手段は、発電機２３０と変圧器２３２の間に接続され得るように配列されている。周波数適合手段はこの場合に静的周波数コンバータ２４０であり、この静的周波数コンバータは迂回ライン２４１に接続させる。迂回ライン２４１は接続ライン２３４から接続ライン２３４に配列される第一遮断スイッチ２３３の上流に分岐され、第一遮断スイッチ２３３から下流に再び接続ライン２３４へ開放する。必要に応じて接続され且つ再び切断されるように迂回ライン２４１を通して電流を流すために、第二遮断スイッチ２４２が迂回ライン２４１に配列されている。
【００８９】
タービン装置が始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断される間に、出来るだけ接続されたタービンの他の一時的同期されていない作動状態中に、接続ライン２３４に配列されている第一遮断スイッチ２３３が開放される。これは、接続ライン２３４を介して発電機２３０と変圧器２３２の間の直列接続を中断する。しかしながら、迂回ライン２４１に配列される第二遮断スイッチ２４２は閉鎖され、それで迂回ライン２４１と静的周波数コンバータ２４０とを介して発電機２３０から変圧器２３２までの接続を備える。この切換状態では、静的周波数コンバータ２４０は発電機２３０により発生された電力が外部電力供給システム２３５に適合されるように作動される。それ故に、静的周波数コンバータ２４０の接続は、タービン装置が外部電力供給システムへ始動され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断される間に、発電機２３０により発生された電力を放出することができる。一度、タービン装置が同期のために十分である回転速度に加速されたならば、静的周波数コンバータ２４０は再び切換えられる。これは、第二遮断スイッチ２４２を開放することによって行われる。同時に、第一遮断スイッチ２３３が閉鎖されて、それで接続ライン２３４を介して発電機２３０と変圧器２３２の間の接続を形成する。タービン装置が遮断されると、静的周波数コンバータ２４０は限界回転速度以下に降下して切換えられ、その以下では制御及び財政的又はそのいずれか一方の理由のために、外部電力供給システムへ発生される電力を放出することは重要ではない。
【００９０】
タービン装置が遮断され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断されるながら、発生され且つ外部電力供給システムへ供給される電力が発電機２３０により発生され且つ軸を介してタービンに伝達されるブレーキトルクの著しい増加を生じる。この場合に、ブレーキトルクの増加は放出された電力の量に大きく比例している。
【００９１】
図７ａに示された発電機装置と対照的に、図７ｂにおける発電機装置Ｇの場合には、発電機２３０により発生された電力は外部電力供給システム（図７ａにおける２３５）へ放出されるのではなく、むしろ内部電力供給システム２３６へ放出される。この目的のために、静的周波数コンバータ２４０は接続され得る分岐ライン２４３に配列されている。接続され得る分岐ライン２４３は接続ライン２３４から発電機２３０と第一遮断スイッチ２３３の間に分岐し、内部電力供給システム２３６へ開放する。内部電力供給システム３６は発電機装置Ｇに、或いは全タービン装置に電力を供給するように使用される。接続ライン２３４を内部電力供給システム２３６へ接続させ且つ必要に応じて、そのシステムから再び切断させるために、他の第二遮断スイッチ２４２が分岐ライン２４３に配列されている。更に、この場合に、変圧器２４４が静的周波数コンバータ２４０から電力流れ方向において分岐ライン２４３に下流に配列され、周波数変換電流を内部電力供給システム２３６に適している電圧レベルに変換する。
【００９２】
図７ｂに説明された発電機装置Ｇの作動は図７ａに関連する記述に対応する。既に述べられた装置の作動に対する改良に加えて、タービン装置が遮断され且つ遮断されるか、又は始動されるか、或いは遮断される間に、発生される電力はこの場合にタービン作動の同期前にさえ、内部電力供給部へ供給される。これは、装置の改良された全経済性をまねく。
【００９３】
図２乃至７ｂに関連して記載されたタービンと発電機装置はこの発明の例示的実施例を表現し、処理においてこの発明の本質から逸脱することなしに当業者によって如何なる問題もなしに多くの方法で修正され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１ａ】先行技術から知られるようなＣＡＥＳ装置を示す。
【図１ｂ】先行技術から知られるような蒸気発電所装置を示す。
【図１ｃ】先行技術から知られるようなガスと蒸気組合せ発電所装置を示す。
【図２】この発明による第一タービン装置を示す。
【図３】この発明による第二タービン装置を示す。
【図４】この発明による第三タービン装置を示す。
【図５】この発明による第四タービン装置を示す。
【図６】この発明によるタービン装置に使用する発電機回路を示す。
【図７ａ】この発明によるタービン装置に使用する外部電力供給システムに供給する発電機装置をを示す。
【図７ｂ】この発明によるタービン装置に使用する内部電力供給システムに供給する発電機装置をを示す。
【符号の説明】
【００９５】
１．．．．．ＣＡＥＳ装置（先行技術）
１０．．．．ガス貯槽
１１．．．．空気タービン
１２．．．．燃焼室
１３．．．．低圧タービン
１４．．．．補助バーナー
１４−Ｉ．．．補助バーナーの燃料供給ライン
１５．．．．熱交換器
１６−１９．．．ライン
２０．．．．遮断弁
２１．．．．燃料供給ライン
２５I ．．．主グループの軸
２５II．．．補助グループの軸
２６．．．．クラッチ
２７．．．．迂回
２８、２９．．．遮断弁
３０．．．．発電機
３２．．．．変圧器
３３．．．．遮断スイッチ
３４．．．．ライン
３５．．．．外部電力供給システム
４０I ．．．蒸気発電所（先行技術）
４０II．．．組合せ発電所（先行技術）
４１I 、４１II．．．蒸気タービン
４２I ．．．ガスタービン
４２II．．．蒸気タービン
４３．．．．発電機
４４．．．．クラッチ
４５．．．．軸
４６I 、４６II．．．軸要素
５０、６０、７０、８０．．．この発明により設計されたタービン装置
５０Ｈ、６０Ｈ、７０Ｈ、８０Ｈ．．．主グループ
５０Ｎ、６０Ｎ、７０Ｎ、８０Ｎ．．．補助グループ
５１、６１、７１、８１．．．第一タービン
５２、６２、７２、８２．．．第二タービン
５３、６３、７３、８３．．．発電機
５４、６４、７４、８４．．．軸要素
５５、６５、７５I 、７５II、８５．．．軸要素
５６、６６、７６、８６．．．クラッチ
５７、８７I ．．．第一ブレーキ装置
６７、７７．．．発電機の形態の第一ブレーキ装置
８７II．．．．第二ブレーキ装置
５８、７８I 、７８II、８８I 、８８II．．．軸要素
５９、７９、８９I 、８９II．．．クラッチ
１３０．．．発電機
１３０I ．．発電機のロータ
１３０S ．．発電機のステータ
１３４．．．内部電力供給システムへの電力ライン
１５０．．．界磁回路
１５１．．．界磁変圧器
１５１P ．．界磁変圧器の一次側
１５１S ．．界磁変圧器の二次側
１５２．．．整流器
１５２A ．．整流器の陽極側
１５２K ．．整流器の陰極側
１５４、１５５、１５６．．．導体
１６０I 、１６０II．．．他の電気負荷、負荷抵抗体
１６０−Ｘと１６０−Ｙ．．．他の電気負荷の選択的配列
１６１I 、１６１II．．．スイッチ
２３０．．．発電機
２３２．．．主変圧器
２３３．．．中断スイッチ
２３４．．．電力ライン
２３５．．．外部電力供給システム
２３６．．．内部電力供給システム
２３７．．．外部電力供給システム
２４１．．．迂回ライン
２４２．．．遮断スイッチ
２４３．．．分岐ライン
２４４．．．変圧器
Ｇ．．．．．発電機装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン装置（５０，６０，７０，８０）の主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）に連結され得る補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）を最適に始動する方法であって、主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）が少なくとも一つの第一タービン（５１，６１，７１，８１）及び第一タービンと駆動接続された発電機（５３，６３，７３，８３，１３０）を包含し、補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）が少なくとも一つの第二タービン（５２，６２，７２，８２）を包含し、補助グループは主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）と連結でき、タービン装置が更に一つのブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）を包含し、ブレーキ装置により補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）が主グループから切断された状態ではブレーキトルクが補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）に伝達でき、この方法は主グループと補助グループを互いに切断された状態で始動し、主グループと補助グループが一度始動されたら補助グループが主グループに連結されることを包含する方法において、補助グループが始動される間に第一ブレーキ装置によりブレーキトルクが補助グループに加えられることを特徴とする方法。
【請求項２】
主グループと補助グループが始動される前に補助グループが主グループから切断されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
主グループと補助グループが同時に始動されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
まず最初にタービン装置の主グループが始動され、遅れた時点でタービン装置の補助グループが始動されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項５】
ブレーキトルクが制御できることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
補助グループの始動を制御するために、補助グループ内のタービンの流体と材料温度が検出され、始動制御システムで考慮されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）に作用的に接続されてブレーキトルクを加えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）は軸（５５，６５，７５，８５）を有し、第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が軸（５５，６５，７５，８５）に作用的に接続されてブレーキトルクを加えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が選択的に補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）に或いは主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）に作用的に接続されてブレーキトルクを加えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）にばかりではなく、主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）にも同時に作用的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
第一ブレーキ装置からのブレーキトルクが第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）と補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）の間及び第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）と主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）の間又はそのいずれか一方に配列されている手段によって分割されて第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）からのブレーキトルクの分割を変えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）は軸（５５，６５，７５，８５）を有し、第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）の軸（５５，６５，７５，８５）に接続されて、それらが一緒に或いはスリップを伴って回転し、作用的接続部を形成することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）から切断されて作用的接続部を切断させることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第一タービン（５１，６１，７１，８１）がガスタービンであり、第二タービン（５２，６２，７２，８２）が蒸気タービンであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
タービン装置（５０，６０，７０，８０）が第二ブレーキ装置（８７II）を有し、第二ブレーキ装置によって補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）が切断されるときにブレーキトルクが主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）に加えられることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方が流体ブレーキから成ることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方が電気ブレーキ、特に渦電流ブレーキ或いは固定周波数コンバータをもつ発電機から成ることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方が機械的ブレーキから成ることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方は各場合には発電機（１３０）と発電機（１３０）に接続する発電機回路とから成り、発電機（１３０）はステータ（１３０s ）とロータ（１３０I ）とから成り、発電機回路が界磁回路（１５０）を有し、界磁回路を介してステータ（１３０s ）とロータ（１３０I ）が互いに接続されていて、電力はロータ（１３０I ）の外部励起のステータ（１３０s ）から引かれて、界磁回路（１５０）を介してロータ（１３０I ）に供給され、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷（１６０I ，１６０II）が同様に設けられ、界磁回路（１５０）に接続されてブレーキトルクを増加させることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方は、電気を発生させるようにタービンに駆動目的のために接続される発電機（２３０）と、一次側が発電機（２３０）に接続され且つ二次側が内部電力供給システム（２３６）或いは外部電力供給システム（２３５）に接続される変圧器（２３２）と、発電機（２３０）と変圧器（２３２）の間に接続されるように配列される周波数適合手段（２４０）とを備える発電機装置（Ｇ）から成ることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
タービン装置（５０，６０，７０，８０）の主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）に連結され得る補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）を最適に始動する方法であって、主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）が少なくとも一つの第一タービン（５１，６１，７１，８１）及び第一タービンと駆動接続された発電機（５３，６３，７３，８３，１３０）を包含し、補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）が少なくとも一つの第二タービン（５２，６２，７２，８２）を包含し、補助グループは主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）と連結でき、タービン装置が更に一つのブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）を包含し、ブレーキ装置により補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）が主グループから切断された状態ではブレーキトルクが補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）に伝達でき、この方法は主グループと補助グループを互いに切断された状態で始動し、主グループと補助グループが一度始動されたら補助グループが主グループに連結されることを包含する方法において、補助グループが始動される間に第一ブレーキ装置によりブレーキトルクが補助グループに加えられることを特徴とする方法。
【請求項２】
主グループと補助グループが始動される前に補助グループが主グループから切断されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
主グループと補助グループが同時に始動されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
まず最初にタービン装置の主グループが始動され、遅れた時点でタービン装置の補助グループが始動されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項５】
ブレーキトルクが制御できることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
補助グループの始動を制御するために、補助グループ内のタービンの流体と材料温度が検出され、始動制御システムで考慮されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）に作用的に接続されてブレーキトルクを加えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）は軸（５５，６５，７５，８５）を有し、第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が軸（５５，６５，７５，８５）に作用的に接続されてブレーキトルクを加えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が選択的に補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）に或いは主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）に作用的に接続されてブレーキトルクを加えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）にばかりではなく、主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）にも同時に作用的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
第一ブレーキ装置からのブレーキトルクが第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）と補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）の間及び第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）と主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）の間又はそのいずれか一方に配列されている手段によって分割されて第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）からのブレーキトルクの分割を変えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）は軸（５５，６５，７５，８５）を有し、第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）の軸（５５，６５，７５，８５）に接続されて、それらが一緒に或いはスリップを伴って回転し、作用的接続部を形成することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）が補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）から切断されて作用的接続部を切断させることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第一タービン（５１，６１，７１，８１）がガスタービンであり、第二タービン（５２，６２，７２，８２）が蒸気タービンであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
タービン装置（５０，６０，７０，８０）が第二ブレーキ装置（８７II）を有し、第二ブレーキ装置によって補助グループ（５０Ｎ，６０Ｎ，７０Ｎ，８０Ｎ）が切断されるときにブレーキトルクが主グループ（５０Ｈ，６０Ｈ，７０Ｈ，８０Ｈ）に加えられることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方が流体ブレーキから成ることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方が電気ブレーキ、特に渦電流ブレーキ或いは固定周波数コンバータをもつ発電機から成ることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方が機械的ブレーキから成ることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方は各場合には発電機（１３０）と発電機（１３０）に接続する発電機回路とから成り、発電機（１３０）はステータ（１３０s ）とロータ（１３０I ）とから成り、発電機回路が界磁回路（１５０）を有し、界磁回路を介してステータ（１３０s ）とロータ（１３０I ）が互いに接続されていて、電力はロータ（１３０I ）の外部励起のステータ（１３０s ）から引かれて、界磁回路（１５０）を介してロータ（１３０I ）に供給され、少なくとも一つのそれ以上の電気負荷（１６０I ，１６０II）が同様に設けられ、界磁回路（１５０）に接続されてブレーキトルクを増加させることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
第一ブレーキ装置（５７，６７，７７，８７I ）及び第二ブレーキ装置（８７II）又はそのいずれか一方は、電気を発生させるようにタービンに駆動目的のために接続される発電機（２３０）と、一次側が発電機（２３０）に接続され且つ二次側が内部電力供給システム（２３６）或いは外部電力供給システム（２３５）に接続される変圧器（２３２）と、発電機（２３０）と変圧器（２３２）の間に接続されるように配列される周波数適合手段（２４０）とを備える発電機装置（Ｇ）から成ることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【公表番号】特表２００８−５３４８５１（Ｐ２００８−５３４８５１Ａ）
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０３５１９（Ｐ２００８−５０３５１９）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６１１８２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０３２７０
【国際公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６１１８２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０３２７０
【国際公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]