発電プラントの過速度保護システムを試験する方法及びシステム

【課題】トリップの可能性を低減する過速度保護システムの試験方法を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態は、発電プラント（１００）の複数の発電プラント機械に関連する過速度保護システムを自動的に試験する技術的作用を有する。本発明の実施形態は、発電プラント機械の少なくとも１つが運転停止プロセス（３００）にある間に過速度保護システムを自動的に試験することができる。本発明の別の実施形態は、発電プラント機械（１０５、１６０）の少なくとも１つが全速無負荷（ＦＳＮＬ）で運転している間にシャフト（１３７）の速度を調整することによって過速度保護システムを自動的に試験することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、発電プラントの保護システムに関し、より詳細には、少なくとも１つのシャフトによって統合された複数の発電プラント機械を備えた発電プラントに対する自動過速度保護の方法及びシステムに関する。本出願は、同一出願人により２００６年１０月１０日に出願された米国特許出願番号１１／５８４，０９５、及び２００６年１０月３０日に出願された米国特許出願番号１１／５８９，５７９の関連出願である。
【背景技術】
【０００２】
一部の発電プラントは、限定ではないが、回転シャフトを備えたターボ機械及びその他などの複数の発電プラント機械で構成される。発電プラント構成は、限定ではないが、単一シャフトによって統合された蒸気タービン及びガスタービン（一般に単一シャフトＳＴＡＧと呼ばれる）、又は複数のシャフトにより統合された複数のタービンを含むことができる。
【０００３】
過速度状態は、発電プラント機械のシャフトの速度が指定範囲を超過した後に生じる。この過速度状態中、発電プラント機械は通常、壊滅的故障を引き起こす可能性がある厳しい機械的及び熱的応力を受ける。
【０００４】
一般に、発電プラント機械は、過速度状態の影響を低減しようとする保護システムを備える。ガバナシステムは一般に、保護システムの一次系統として機能する。過速度状態を検出すると、ガバナは、シャフト速度を減少させようとする。また、二次的な又は独立した保護系統、すなわち過速度保護システムが存在することができる。通常、過速度保護システムは、発電プラント機械を守る機械、電気、及びソフトウェア構成要素を含む。過速度保護システムは、過速度事象中に緊急運転停止（一般にトリップと呼ばれる）を開始することにより発電プラント機械を保護する。
【０００５】
発電プラントオペレータは、過速度保護システムを定期的に試験し、該システムが適正に機能しているか否かを判定する。過速度保護システムを試験する前に、発電プラント機械は、通例的には全速無負荷（ＦＳＮＬ）状態で運転されている。ＦＳＮＬは、発電プラント機械が正常運転速度にあり、負荷にエネルギーを送出していないときの状態である。過速度試験は典型的には、正常運転範囲を超えてシャフトの速度を手動で上昇させることを含む。例えば、限定ではないが、過速度試験中にオペレータは、シャフトの速度を正常運転速度の１１０％にまで上昇させることができ、従って、過速度保護システムが発電プラント機械をトリップすべきである。
【０００６】
現行の過速度試験の方法には幾つかの問題点がある。シャフト速度を手動で調整することは、高い熱過渡応答を引き起こす可能性がある。正常運転速度付近又はそれよりも高い速度でのトリップは、発電プラント機械の構成要素に対して大きな機械的、電気的、及び熱的応力を生じる可能性がある。これらの応力はメインテナンスの間隔を短くする。更に、トリップ後には、発電プラント機械の再起動が必要となり、エネルギー送出が遅延する。加えて、現行の過速度試験方法は通常、発電プラント機械のＦＳＮＬでの運転を必要とする。これは、収益をもたらすことなく燃料及び電気を消費する。これらの問題により、発電プラント機械のオペレータは、手動での速度調整、トリップ、ＦＳＮＬ運転、及び過速度試験を回避する傾向になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７−００１３３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の理由により、トリップの可能性を低減する過速度保護システムの試験方法に対する必要性がある。本方法は、限定ではないが、単一シャフトＳＴＡＧなど、幅広い発電プラントに適用可能とすべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの実施形態によれば、発電プラントの過速度保護システムを試験する方法であって、該方法は、複数の発電プラント機械を備え、該複数の発電プラント機械が作動中に回転するシャフトによって作動可能に統合される発電プラントを提供する段階と、シャフトに関連する過速度事象を検出するよう構成された過速度保護システムを提供する段階と、過速度保護システムを試験するための手法を選択する段階と、を含み、該手法は、複数の発電プラント機械が運転停止モード又は運転モードの何れで作動しているかを判定し、本方法が更に、複数の発電プラント機械が運転停止モードにある場合、シャフトの速度が過速度事象を表す運転停止値を超えるか否かを判定する段階と、複数の発電プラント機械が運転モードにある場合、シャフトの速度が過速度事象を表す過速度トリップ値を超えるか否かを判定する段階と、過速度トリップ値を変える段階と、過速度保護システムが複数の発電プラント機械をトリップするよう作動するか否かを判定する段階と、を含み、本方法は、過速度保護システムの試験中に生じるトリップの可能性を低下させる。
【００１０】
本方法において、複数の発電プラント機械は、ガスタービン及び蒸気タービンを備え、シャフトがガスタービン及び蒸気タービンを統合し、蒸気及びガスパワートレイン（ＳＴＡＧ）を形成する。手法は、運転停止モード用に構成された運転停止モード手順と、運転モード用に構成された運転モード手順とを含む。
【００１１】
運転停止モード手順は、試験許容条件が満たされたか否かを判定する段階と、燃焼運転停止過速度試験を開始する段階と、シャフトの速度がフレームアウト速度を超えない場合に燃焼運転停止過速度試験を中断する段階と、過速度トリップ設定点を燃焼運転停止トリップ設定点に変更する段階と、を実施する。
【００１２】
本方法において、エネルギー保護システムは、ガスタービン及び蒸気タービンに関連するガバナシステムを制御し、該ガバナシステムは、シャフトの速度及び加速を部分的に制御する。
【００１３】
本方法は更に、試験許容条件が維持されない場合に、燃焼運転停止過速度試験を中断する段階を更に含む。
【００１４】
本方法は更に、エネルギー保護システムがガスタービン及び蒸気タービンの作動を制御するか否かを判定する段階を含む。
【００１５】
運転モード手順が、シャフトの速度をほぼ過速度トリップ値に自動的に調整する段階と、シャフトの速度がほぼ過速度トリップ値であるか否かを判定する段階と、シャフトの速度がほぼ過速度トリップ値であるか否かを判定した後に、シャフトの速度をほぼ運転速度に自動的に調整する段階と、を実施する。
【００１６】
本方法は更に、過速度試験を開始する段階と、安定許容条件が満たされたか否かを判定し、該安定許容条件が満たされない場合に過速度試験を中断する段階と、シャフトの速度を自動的に調整する段階と、シャフトの速度が過速度トリップ値を超えたか否かを判定する段階と、シャフト速度指令が過速度トリップ値を超えたか否かを判定する段階と、シャフト速度指令が過速度トリップ値を超えると共に、シャフトの速度が過速度トリップ値を下回る場合に過速度試験を中断する段階と、シャフトの速度の自動調整を自動的に無効にする段階と、を含む。ここで、過速度試験を中断する段階は、シャフトの速度をほぼ運転速度に調整する。
【００１７】
本発明の代替の実施形態によれば、発電プラントの過速度保護システムを試験する方法であって、ガスタービン及び蒸気タービンを備え、シャフトが前記ガスタービン及び蒸気タービンを統合して蒸気及びガスパワートレイン（ＳＴＡＧ）を形成する発電プラントを提供する段階と、シャフトに関連する過速度事象を検出するよう構成された過速度保護システムを提供する段階と、過速度保護システムを試験するための手法を選択する段階と、
を含み、該手法は、ＳＴＡＧが運転停止モード又は運転モードの何れで作動しているかを判定し、本方法が更に、ＳＴＡＧが運転停止モードにある場合、シャフトの速度が過速度事象を表す運転停止値を超えるか否かを判定する段階と、ＳＴＡＧが運転モードにある場合、シャフトの速度が過速度事象を表す過速度トリップ値を超えるか否かを判定する段階と、過速度トリップ値を変える段階と、過速度保護システムがＳＴＡＧをトリップするよう作動するか否かを判定する段階と、を含み、本方法は、過速度保護システムの試験中にＳＴＡＧトリップの可能性を低下させる。
【００１８】
本発明の別の代替の実施形態によれば、発電プラントの過速度保護システムを試験するよう構成されたシステムであって、本システムは；ガスタービン、蒸気タービン、及びシャフトを備えて該シャフトが複数の構成要素を含み且つガスタービン及び蒸気タービンを統合して蒸気及びガスパワートレイン（ＳＴＡＧ）を形成する発電プラントと；過速度保護システムを含み且つシャフトに関連する過速度事象を検出するよう構成された制御システムと；を備え、該制御システムが、ａ）過速度保護システムを試験するための手法を選択する段階を実施し、該手法が、ＳＴＡＧが運転停止モード又は運転モードの何れで作動しているかを判定し、且つ運転停止モード用に構成された運転停止モード手順と運転モード用に構成された運転モード手順とを含み、該制御システムが更に、ｂ）ＳＴＡＧが運転停止モードにある場合にシャフトの速度が過速度事象を表す運転停止値を超えるか否かを判定する段階と、ｃ）ＳＴＡＧが運転モードにある場合にシャフトの速度が過速度事象を表す過速度トリップ値を超えるか否かを判定する段階と、ｄ）過速度トリップ値を変える段階と、ｅ）過速度保護システムがＳＴＡＧをトリップするよう作動するか否かを判定する段階と、を実施し、該手法は、過速度保護システムの試験中にＳＴＡＧトリップの可能性を低下させる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の１つの実施形態が動作する環境を示す概略図。
【図２】本発明の１つの実施形態による過速度保護システムを試験する方法を示す概略図。
【図３】本発明の１つの実施形態による、図２の運転停止シーケンス中に過速度保護システムを試験する方法の実施例を示すフロー図。
【図４】本発明の１つの実施形態による、図２及び３の方法を示す概略図。
【図５】本発明の１つの実施形態による、図２の過速度保護システムを試験する第２の方法の実施例を示すフロー図。
【図６】本発明の１つの実施形態による、使用時における図２及び５の方法を示す概略図。
【図７】本発明の実施形態による、過速度保護システムを試験するための例示的なシステムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本方法は、発電プラントの複数の発電プラント機械に関連する過速度保護システムを自動的に試験する技術的作用を有する。本発明の１つの実施形態は、発電プラント機械の少なくとも１つが運転停止している間に過速度保護システムを自動的に試験することができる。本発明の別の実施形態は、発電プラント機械の少なくとも１つがＦＳＮＬで運転している間にシャフトの速度を調整することによって過速度保護システムを自動的に試験することができる。
【００２１】
本明細書では詳細な例示的実施形態が開示される。しかしながら、本明細書で開示される特定の構造及び機能上の詳細事項は、単に例示的な実施形態を説明する目的で提示されるに過ぎない。但し、例示的な実施形態は、多くの代替形態で具現化することができ、本明細書で記載される実施形態のみに限定されるものと解釈すべきではない。
【００２２】
従って、例示的な実施形態は、種々の修正形態及び代替形態が可能であるが、図面において例証として示されており、本明細書において詳細に説明する。しかしながら、例示的な実施形態は、開示される特定の形態に限定することを意図するものではなく、逆に、例示的な実施形態は、その範囲内にある修正形態、均等形態、及び代替形態全てを対象とするものである点は理解されたい。
【００２３】
第１、第２、及び他の用語は、本明細書で様々な要素を説明するのに用いることができるが、この要素はこれらの用語によって限定されるべきではない点は理解されるであろう。これらの用語は、単に、ある要素を別の要素と区別するのに使用される。例えば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素は第２の要素と呼ぶことができ、同様に第２の要素は第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用される用語「及び／又は」とは、関連する記載品目の１つ又はそれ以上の何れか及び全ての組み合わせを含む。
【００２４】
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、例示的な実施形態の限定を意図するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合、用語「備える」、「備えている」、「含む」、及び／又は「含んでいる」は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の他の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はこれらの群の存在もしくは付加を排除するものではない点は理解されるであろう。
【００２５】
幾つかの代替の実施においては、記載される機能／動作は、図に記載された順序とは異なる順序で行うことができる点に留意されたい。例えば、連続して示す２つの図は、実質的に同時に実行することもでき、或いは、含まれる機能／動作に応じて逆の順序で実行してもよい場合がある。
【００２６】
本発明は、１つには、シャフトを回転することによりエネルギーを伝達する機械とみなされる、多くの形態の発電プラント機械に適用することができる。シャフトは複数の発電プラント機械を統合し、各発電プラント機械はシャフトを回転させるトルクに寄与することができる。
【００２７】
本発明の実施形態は、限定ではないが、オープン及び／又はクローズシステムにおいて半径方向、軸方向、遠心機械など、回転機械の形態を有する幅広い種類の発電プラント機械に適用することができる。これは、限定ではないが、軸方向タービン、軸方向圧縮機、遠心圧縮機、ヘリカルスクリュー圧縮機、半径流タービン、トルクコンバータ、ポンプ、ファン、ブロア、油圧タービン、船舶用プロペラ、風力タービン、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができる。
【００２８】
発電プラント機械はまた、出力の生成及び／又は出力の消費用に構成されたターボ機械の形態を有することができる。これらのターボ機械は、限定ではないが、燃焼タービン及び蒸気タービンを含むことができる。これらのターボ機械は、主として、作動流体の圧力を高めるよう機能することができる。作動流体の非限定的な実施例には、空気、水、ガス、物質、又はこれらの何れかの組み合わせが含まれる。これらのターボ機械は、限定ではないが、ガス、液体燃料、空気、水、蒸気、風、電気、熱、水蒸気、又はこれらの何れかの組み合わせなど、幅広い種類のエネルギー源を消費することができる。
【００２９】
本発明の実施形態は、限定ではないが、航空宇宙、自動車、冷房、暖房、工業、発電、船舶、化学、農業、石油化学、機械駆動、ポンプ、ファンブロア、圧縮機、及び同様のものを含む幅広い種類の用途における発電プラント機械の運転に適用することができる。
【００３０】
次に、幾つかの図全体を通して様々な参照符号が同様の要素を表す図面を参照すると、図１は、本発明の１つの実施形態が作動することができる環境を示す概略図である。図１は、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０を有する複合サイクル構成における発電プラント１００を示している。シャフト１３７は、ガス及び蒸気タービン１０５、１６０を統合する。この構成は、単一シャフトＳＴＡＧパワートレインと考えられる。但し、本発明の実施形態は、本明細書において単一シャフトＳＴＡＧ用途に関して記載しているが、本発明は、単一のシャフト１３７により統合されている場合と、統合されていない場合がある複数の発電プラント機械を有する他の発電プラント構成にも適用することができる。
【００３１】
既に述べたように、過速度保護システムは、過速度事象中の第２の防御系統として機能し、発電プラント機械を守るために機械、電気、及びソフトウェア構成要素を含む。過速度保護システムは、停止／速度割当バルブ１５２及び蒸気バルブ１６２を含むことができ、これらは第２の防御系統として機能する。
【００３２】
ガスタービン１０５は、一般に、圧縮機セクション１１０、燃焼システム１２０、タービンセクション１２５、及び排気セクション１３０を備える。一般に、圧縮機１１０は、図１において矢印で示された入口空気を吸い込んで加圧する。加圧空気は、下流側の燃焼システム１２０に流れることができ、ここで加圧空気は、限定ではないが、ガス燃料システム１５０から受け取った天然ガスなどの燃料と混合された後、燃焼する。限定ではないが、発電機１６７の負荷は、シャフト１３７を介してガスタービン１０５に結合することができる。ここで、タービンセクション１２５において発生した機械的トルクが発電機１６７を駆動する。
【００３３】
ガスタービン１０５の作動中に発生する排出ガス１３５は、排出ガスセクション１３０を通って下流側に流れることができ、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）１４０により受けることができる。ＨＲＳＧ１４０は、熱回収プロセスを利用して、排出ガス１３５内の熱の一部を凝縮物又は送給水１４７に伝達し、蒸気を生成する。蒸気１４５は、蒸気バルブ１６２を通り、シャフト１３７を介してガスタービン１０５に結合された蒸気タービン１６０へ下流側に流れることができる。蒸気１４５は、蒸気バルブ１６２及び蒸気タービン１６０を通って流れた後、凝縮器１６５において凝縮されて凝縮物１４７を形成することができる。次に、凝縮物又は送給水１４７ポンプ（図示せず）は、凝縮物又は送給水１４７をＨＲＳＧ１４０に供給し、ここで上述のプロセスを繰り返すことができる。排出ガス１３５は、ＨＲＳＧ１４０を通った後、スタック（図示せず）に流れることができる。蒸気１４５が蒸気タービン１６０を通って流れると、蒸気１４５のエネルギーは、シャフト１３７を駆動する機械的トルクに移転される。
【００３４】
制御システム１７０は、発電プラント１００の作動の監視及び制御を行うことができる。本発明の実施形態によれば、制御システム１７０は、以下で説明するように過速度試験システムを実施することができる。
【００３５】
理解されるように、本発明は、方法、システム、又はコンピュータプログラム製品として具現化することができる。従って、本発明は、完全ハードウェア実施形態、完全ソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、その他を含む）、或いはソフトウェア及びハードウェア態様を組合せた実施形態の形態をとることができ、本明細書ではこれら全てを総称して「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼ぶ。更に、本発明は、媒体内に具現化されたコンピュータ使用可能プログラムコードを有するコンピュータ使用可能記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。本明細書で使用される用語「ソフトウェア」及び「ハードウェア」は同義的であり、プロセッサが実行するため、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含むメモリ内に記憶されるあらゆるコンピュータプログラムを含む。上記のメモリタイプは例証に過ぎず、従って、コンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプに関し限定するものではない。あらゆる好適なコンピュータ読取り可能媒体を利用することができる。
【００３６】
コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能媒体は、限定ではないが、例えば電子、磁気、光学、電磁、赤外線又は半導体のシステム、装置、デバイス或いは伝播媒体とすることができる。コンピュータ読取り可能媒体のより具体的な実施例（非網羅的リスト）には、１つ又はそれ以上のワイヤを有する電気的接続部、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能・プログラム可能読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、インターネット又はイントラネットをサポートするものなどの伝送媒体、或いは磁気記憶装置が含まれることになる。プログラムは、例えば紙又は他の媒体を光学的にスキャンすることにより電子的に取り込み、次いで必要に応じて適切な方法でコンパイルし、解釈し、又は他の方法で処理し、その後コンピュータメモリ内に記憶させることができるので、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能媒体は、プログラムを印刷する紙又は他の好適な媒体であってもよい点に留意されたい。本明細書の文脈に照らして、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによって或いはこれらと関連して使用するためのプログラムを収容、記憶、通信、伝播、又は移送することができるあらゆる媒体とすることができる。
【００３７】
本明細書で使用される場合、用語「プロセッサ」とは、中央処理ユニット、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、ロジック回路、及び本明細書で説明される機能を実行することができる他の何らかの回路又はプロセッサを意味する。
【００３８】
本発明の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（商標）７、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ又はＣ＋＋、或いは同様のものなどの、オブジェクト指向プログラミング言語で記述することができる。しかしながら、本発明の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードはまた、「Ｃ」プログラミング言語又は同様の言語のような、従来の手続き形プログラミング言語で記述することができる。プログラムコードは、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして全体的にユーザコンピュータ上で、部分的にユーザコンピュータ上で、或いは、部分的にユーザコンピュータ上で且つ部分的にリモートコンピュータ上で、又は全体的にリモートコンピュータ上で実行することができる。後者の場合には、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介してユーザコンピュータに接続することができ、或いは外部コンピュータに対して接続することができる（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）。
【００３９】
以下では、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照しながら本発明を説明する。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び／又はブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施することができる点は理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供されてマシンを形成し、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実施する手段をもたらすようにすることができる。
【００４０】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ読取り可能メモリ内に記憶させることができる。これらの命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置に命令して特定の方式で機能させることができる。このことは、コンピュータ読取り可能メモリ内に記憶された命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実施する命令手段を含む製品をもたらすようなものである。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置上にロードすることができる。これらの命令により、一連の動作ステップをコンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置上で実行させ、コンピュータに実装されるプロセスを生成することができる。ここで、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令は、フローチャート及び／又はブロック図のブロックにおいて指定された機能／動作を実施するステップを提供する。
【００４１】
図２を参照すると、図２は、本発明の１つの実施形態による過速度保護システムを試験する方法２００を概略的に示している。本発明の１つの実施形態において、オペレータは、制御システム１７０を用いてグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）又は同様のものを介して方法２００の作動を監視及び／又は制御することができる。
【００４２】
ステップ２０５において、発電プラント１００は運転モード状態である。ここで発電プラント１００は、ＦＳＮＬ、送出出力、又は同様の運転モード状態にあるものとすることができる。
【００４３】
ステップ２１０において、方法２００は、過速度保護システムの試験が望ましいか否かを判定することができる。ここで、オペレータは、ＧＵＩを用いて過速度保護システムの試験が望ましいことを示すことができる。過速度保護システムの試験が望ましい場合、方法２００はステップ２１５に進むことができ、そうでない場合には、方法２００はステップ２０５に戻ることができる。
【００４４】
ステップ２１５において、方法２００は、発電プラント過速度試験手法を選択することができる。本発明の有意な利点は、２つの手法によって過速度保護システムを試験できることである。運転停止手法により、ユーザは、発電プラント機械が運転停止プロセスの状態にある間に過速度保護システムを試験することができる。運転手法により、ユーザは、発電プラントがＦＳＮＬで運転中に過速度保護システムを試験することができる。各手法の特徴及び利点を以下で検討する。発電プラントが運転停止している場合、方法２００はステップ２２０に進むことができる。発電プラントのシャフトの速度が正常運転速度前後である場合、方法２００はステップ２３０に進むことができる。
【００４５】
ステップ２２０において、方法２００は、発電プラントが運転停止プロセスを開始していることを判定することができる。
【００４６】
ステップ２２５において、方法２００は、発電プラントが運転停止している間、過速度保護システムの試験を開始することができる。図３及び４は、発電プラントが運転停止している間の過速度保護システムの試験に関連したステップを説明し示している。
【００４７】
ステップ２３０において、方法２００は、発電プラントのシャフト速度が正常速度範囲内で作動していることを判定することができる。
【００４８】
ステップ２３５において、方法２００は、発電プラントがＦＳＮＬ状態にあることができる間、過速度保護システムの試験を開始することができる。図５及び６は、発電プラントがＦＳＮＬで運転することができる間、過速度保護システムの試験に関連したステップを説明し示している。
【００４９】
ここで図３Ａ及び３Ｂ（総称して図３）を参照すると、本発明の１つの実施形態による、運転停止シーケンス中の過速度保護システムを試験する方法３００を示すフロー図である。ステップ３０５において、ガスタービン１０５の燃焼運転停止が開始される。燃焼運転停止は、オペレータにより手動で、又は必要な特別認可を有する制御システムにより自動的に開始することができる。
【００５０】
ステップ３１０において、方法３００は、少なくとも１つの燃焼運転停止の過速度試験許容条件が満たされるかどうかを判定する。ユーザは、試験に対する必要条件である複数の許容条件を構成することができる。これらの許容条件は、試験を行う前に特定の運転状態を確保するのに用いることができる。例えば、限定ではないが、ユーザは、ガスタービン１０５が試験を開始する前にＦＳＮＬ状態又はその近傍で運転していることを選ぶことができる。必要とされる許容条件が満たされない場合、方法３００はステップ３３５に進むことができ、そうでない場合には、ステップ３１５に進むことができる。
【００５１】
ステップ３１５において、燃焼運転停止過速度試験が選択される。ユーザは、方法３００がステップ３１０を満たした後、自動的に試験を選択するよう構成することができる。ユーザは、ガスタービン１０５の運転が遠隔に行われる場合にこの選択肢を望むことができる。代替として、ユーザは、試験を主導的に選択することができ、これは、タービン運転が局所的に行われる場合に望ましいとすることができる。
【００５２】
次に、方法３００はステップ３２０に進むことができ、ここでは、実際のシャフト１３７の速度がフレームアウト速度を超えるかどうかを判定することができる。実速度がフレームアウト速度を超えた場合には、方法３００はステップ３２５に進むことができ、そうでない場合、ステップ３３５に進むことができる。本発明は、ユーザが決定するためのパラメータを構成することを可能にする。例えば、ユーザは、制御定数として燃焼器フレームアウト速度を設定することができる。或いは、本発明は、燃焼器フレームアウト速度を試験中に自動的に決定される変数にすることができる。
【００５３】
方法３００は、ステップ３２５において、ステップ３１０の試験許容条件が維持されるか否かを判定する。運転事象により、試験許容条件が状態を変化させるようにする可能性がある。例えば、燃料システム問題は、早期フレームアウト及び試験許容条件の喪失につながる可能性がある。試験許容条件が維持されない場合、方法３００はステップ３３５に進むことができ、方法３００はステップ３３０に進むことができる。
【００５４】
ステップ３３０において、ユーザは、手動で試験を中断することができる。ユーザは、試験が中断される原因を作動的に又は他の方法で発見することができる。例えば、ユーザは、火炎検出器が火炎ステータスの信頼性のある指標を提供していないことを発見することができ、従って、火炎ステータスは重要な試験要件とすることができる。ユーザが試験を中断した場合、方法３００はステップ３３５に進むことができ、そうでない場合には、方法３００はステップ３４０に進むことができる。
【００５５】
ステップ３３５において、方法３００は試験を中断する。試験が中断された後、ガスタービン１０５の運転は、前の燃焼運転停止シーケンスに戻る。ユーザは、方法３００が試験の中断を通知するよう構成することができる。通知は、限定ではないが、音響信号、グラフィック、又はテキストメッセージなど様々な形態のアラームとすることができる。
【００５６】
図３Ｂに示すステップ３４０において、過速度トリップ設定点は、燃焼運転停止トリップ設定点に変更される。燃焼運転停止トリップ設定点の値は、様々な機械的要因、運転上の要因、及び信頼性要因による影響を受ける可能性がある。これらの要因は、発電プラントタイプ、燃焼システム、作動上の条件、燃料タイプ、その他によって変わる可能性がある。設定点の値は通常、特定の燃焼システムの固有フレームアウト速度付近に設定され、これによりトリップに伴う熱過渡状態を最小限にする。本発明の１つの実施形態により、ユーザは、燃焼運転停止トリップ設定点の値を入力することができ、これにより特定条件のための調整手段を提供する。或いは、本発明は、燃焼運転停止トリップ設定点の値を自動的に生成し入力するよう構成することもできる。
【００５７】
燃焼運転停止トリップ設定点が変わった後、方法３００はステップ３４５に進むことができる。ここで、ガスタービン１０５は、燃焼運転停止過速度トリップを生じることができる。トリップは、ガスタービン１０５の実速度が燃焼運転停止過速度設定点に近づいた後に生じる可能性がある。
【００５８】
次いで、方法３００は、ステップ３５０において、緊急保護システムが適正に機能したか否かを判定することができる。ガスタービン１０５において、緊急保護システムは一般に、燃焼システムへの燃料流を迅速に停止するよう作動し、これにより燃焼が消火する。蒸気タービン１６０では、緊急保護システムは一般に、蒸気バルブ１６２を閉鎖することにより蒸気を迅速に停止するよう作動する。これは、シャフト１３７に対して蒸気タービン１６０により生成されるトルク量を最小限にする。データ記録手段は通常、緊急保護システムの構成要素が適正に作動したかを検証するのに使用される。緊急保護システムが適正に機能した場合、方法３００はステップ３５５に進むことができ、燃焼運転停止試験は成功であり、そうでない場合、方法３００はステップ３６０に進むことができ、燃焼運転停止試験は不成功である。本発明は、緊急保護システムが適正に機能したか否かをユーザに通知するアラームシステムと統合することができる。
【００５９】
図４Ａ〜４Ｃ（総称して図４）は、本発明の１つの実施形態による、使用時における図２及び３の方法を概略的に示している。図４は、図１に示す発電プラント１００のガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０を示す。図４はまた、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の関連の動作パラメータを示す。これらのパラメータは、タービン実速度４１０（正常運転速度に対する割合として）、過速度トリップ設定点（正常運転速度に対する割合として）４２０、及び燃焼システム１２０の火炎検出器を含む。図４はまた、停止／速度比バルブ１５２、複数のガス制御バルブ１５４、及び蒸気バルブ１６２を備えたガス燃料システム１５０を示す。
【００６０】
図４Ａを具体的に参照すると、タービン実速度４１０が１００％であり、過速度トリップ設定点４２０は１１０％であり、火炎検出器が火炎を表示している。これらのパラメータは、タービン１００がＦＳＮＬ条件で運転していることを示唆している。
【００６１】
燃焼運転停止が開始され、試験許容条件が満たされた後、ユーザは燃焼運転停止過速度試験を始めることができる。図４Ｂは、ガスタービン１０５が５０％のタービン実速度４１０の燃焼運転停止を生じ、火炎検出器が火炎を表示していることを示す。本発明によりユーザは、手動で試験を中断し、これによりガスタービン１０５の燃焼運転停止を再開することができる。
【００６２】
燃焼運転停止過速度試験は、過速度トリップ設定点４２０をタービン１００のフレームアウト速度付近の値に自動的に調整する。ここで設定点４２０は４８％まで低下する。
【００６３】
設定点４２０が変更された直後に、過速度保護システムは、図４Ｃに示すようにガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０をトリップすべきである。ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０のトリップは、シャフト１３７へのトルク移転を迅速に最小限にする。ここで燃焼火炎は消火され、蒸気バルブ１６２が閉鎖される。図４Ｃは、燃焼システム１２０の火炎検出器が火炎の存在を表示していないことを示している。ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０のトリップの後、過速度トリップ設定点４２０は、デフォルト値に自動的にリセットされる。
【００６４】
次に、図５Ａ及び５Ｂ（総称して図５）を参照すると、ガスタービン１０５がＦＳＮＬで最初に運転している間にタービンの過速度保護システムを試験する方法５００の各ステップを示すフロー図である。本発明の１つの実施形態において、オペレータは、制御システム１７０を用いてグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）又は同様のものを介して方法５００の作動を監視及び／又は制御することができる。
【００６５】
方法５００は、過速度保護システムトリップ及びエネルギー保護システムトリップのデフォルト設定点を調整するバイアスシステム又は同様のものを含むことができる。バイアスシステムは、ＳＴＡＧをトリップすることなくシャフト１３７の速度を過速度トリップ設定点のデフォルト設定にまで増大させることを可能にすることができる。これにより過速度保護システムが過速度トリップ設定点のデフォルト設定で試験されるのを確保することができる。更に、方法５００の１つの実施形態は、過速度保護システム又はエネルギー保護システムを無効にすることができない。例えば、限定ではないが、試験中にバイアスシステムは、エネルギートリップ設定点を１１０％から１１１％に、保護トリップ設定点を１１３％から１１４％に増大させることができる。従って、本発明が機能不全になった場合、独立保護系統がＳＴＡＧを保護することができる。
【００６６】
本発明は、過速度試験の開始前にガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の両方により少なくとも１つの試験許容条件が満たされ維持されることを必要とする。これらの許容条件は、主保護トリップ状態、発電機／駆動負荷ステータス、入口ガイドベーン位置、及び許容条件（安定許容条件）を含むことができる。更に、各許容条件は、過速度試験の異なる期間に必要とされる可能性がある。例えば、動作許容条件は、試験開始前に必要とされ、他方、安定許容条件は試験中に必要とされる可能性がある。
【００６７】
ステップ５０５では、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０は、ＦＳＮＬで作動することができ、過速度試験に対して望ましい開始条件とすることができる。通常、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０は、外部負荷への送出エネルギーがないときにＦＳＮＬで運転する。例えば、発電機１６７を送電網と同期させる前に、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０はＦＳＮＬで運転する。
【００６８】
ステップ５１０において、方法５００は、動作許容条件が満たされたか否かを判定する。本発明の１つの実施形態は、ユーザが少なくとも１つの動作許容条件を構成可能にすることができる。動作許容条件は、ＦＳＮＬ、ソーク時間、又は同様の要件での連続運転を含むことができる。例えば、許容条件は、新規のシャフトに対してより長い運転期間を必要とする可能性がある。動作許容条件が満たされた場合、方法５００はステップ５１５に進むことができ、そうでない場合には、方法５００はステップ５０５に戻ることができる。
【００６９】
ステップ５１５では、方法５００は、少なくとも１つの過速度試験許容条件が満たされたか否かを判定する。ステップ５１０と同様にして、本発明の１つの実施形態は、ユーザが過速度試験許容条件を定義し、又は複数の過速度試験許容条件を定義可能にすることができる。例えば、限定ではないが、過速度試験許容条件は、入口ガイドベーン位置、圧縮機保護システムステータス、及び入口空気システムステータス、入口ブリード熱、又は同様のものを含むことができる。過速度試験許容条件が満たされない場合、方法５００はステップ５３０に進むことができ、そうでない場合、方法５００はステップ５２０に進むことができる。
【００７０】
ステップ５３０において、方法５００は過速度試験を自動的に中断することができる。試験が中断された後、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の運転は自動的にＦＳＮＬに戻る。ユーザは、試験が中断されたことを通知するよう方法５００を構成することができる。通知は、限定ではないが、音響信号、グラフィック、又はテキストメッセージなどの様々な形態のアラームとすることができる。
【００７１】
方法５００はステップ５２０に進むことができ、ここで過速度試験が開始される。ユーザは、ステップ５１５が満たされた後に過速度試験を自動的に開始するよう方法５００を予め構成することができる。ユーザは、例えば、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の運転が遠隔に行われている場合にこの選択肢を要求することができる。或いは、方法５００は、過速度試験を開始するユーザ動作を必要とするよう予め構成することができる。ユーザ動作は、限定ではないが、タービン１０５、１６０が局所的に制御されるディスプレイ上で「過速度試験の開始」ボタンなどを選択することとすることができる。
【００７２】
ステップ５２５では、方法５００は、安定許容条件が満たされたか否かを判定することができる。安定許容条件は、ガスタービン１０５が最少の熱過渡特性で熱的に定常状態付近で運転するのを確保することができる。安定許容条件は、ガスタービン１０５の運転時間をカウントするタイマー又は同様のものの形態とすることができる。ステップ５１０及び５１５と同様に、本発明の１つの実施形態は、ユーザが安定許容条件又は複数の安定許容条件を定義可能にすることができる。更に、安定許容条件は、ガスタービン１０５のタイプ及び／又は種類によって異なることができる。安定試験許容条件が満たされない場合、方法５００はステップ５３０に進むことができ、そうでない場合、方法５００はステップ５３５に進むことができる。
【００７３】
ステップ５３５では、方法５００は、自動速度増大を選択することができる。本発明の１つの実施形態は、方法５００が自動増大する状態になったことをユーザに通知することができる。この通知は、限定ではないが、自動速度増大に進むためにユーザに要求するアラーム及び／又はプロンプトとすることができる。或いは、本発明の１つの実施形態は、自動速度増大を自動的に選択するよう予め構成することができる。
【００７４】
ステップ５４０において、方法５００は、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０を統合するシャフト１３７の速度を自動的に増大することができる。本発明の１つの実施形態は、速度が増大する変化率を変えることができ、これによりユーザは、一般的に速度増大と関連付けられる熱過渡応答を最小限にすることができる。変化率は、タービンの種類及び作動環境に応じて変わることができる。例えば、本発明の１つの実施形態はまた、ユーザが過速度試験中に変化率を変更し、シャフト及び他の機械的構成要素に関連する運動量を考慮可能にすることができる。更に、より低速時であるほど相対的により高速な変化率を使用し、タービンが過速度トリップ設定点に接近するとより遅い変化率を使用することができる。
【００７５】
自動速度増大が始まった後、方法５００は、ステップ５４５において、ユーザが手動で過速度試験を中断することを決定するか否かを判定することができる。過速度試験の中断理由は、限定ではないが、運転上の問題を含むことができる。例えば、より高いシャフト速度は振動問題を引き起こし、ユーザが試験を中断することが必要となる可能性がある。ユーザが過速度試験を中断した場合、方法５００はステップ５５０に進むことができ、そうでない場合、方法５００はステップ５５５に進むことができる。
【００７６】
ステップ５５０では、方法５００は試験を中断する。ステップ５３０と同様に、過速度試験が中断された後、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の作動はＦＳＮＬに戻ることができる。ユーザは、過速度試験がステップ５４５の間に中断されたことを通知するよう方法５００を構成することができる。この通知は、限定ではないが、音響信号、グラフィック、又はテキストメッセージなどの様々な形態のアラームとすることができる。
【００７７】
本発明は、タービン１０５、１６０を作動させる制御システム、タービンコントローラ、又は同様のものを含むことができる。タービンコントローラは、一般にコアと呼ばれる少なくとも１つの処理システムを含むことができ、タービン１０５、１６０の速度を登録することができる。本発明の１つの実施形態は、少なくとも２つのコア、すなわち作動コア、又は同様のもの保護コア又は同様のものを有するタービンコントローラを含むことができる。方法５００は、ステップ５５５において、ユーザが各コアにガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の速度を登録するよう予め構成することができる。このことは、ガスタービン１０５及び蒸気タービンが各々過速度状態を受けることを検証する機能を果たす。
【００７８】
ガスタービン１０５は、一般に燃焼システムへの燃料流を迅速にストップし、これにより燃焼を消火するよう作動する保護システムを含むことができる。蒸気タービン１６０では、エネルギー保護システムは一般に、蒸気バルブ１６２を閉鎖することによって蒸気流を迅速にストップするよう作動する。これにより、蒸気タービン１６０によって生成されるシャフト１３７用のトルク量が最小限になる。データ記録手段は通常、保護システム構成要素が過速度試験中に適正に作動したことを検証するのに使用される。本発明は、実際に過速度状態が生じたときに保護システムが適正に作動したか否かをユーザに通知するアラームシステムと統合することができる。
【００７９】
ステップ５５５において、方法５００は、シャフト速度が過速度トリップ設定点を超えたか否かを判定することができる。本発明の１つの実施形態において、シャフト速度が過速度トリップ設定点を超えたことを作動コア及び保護コアが登録していない場合、方法５００はステップ５６０に進むことができ、そうでない場合、方法５００はステップ５７０に進むことができる。
【００８０】
本発明の１つの実施形態は、最初に速度指令を増大することによってシャフトの速度を増大することができる。速度指令は、燃料ストローク指令又は同様のものに変換され、最終的にはシャフト速度を増大させる。ステップ５６０において、方法５００は、タービンコントローラが過速度トリップ設定点よりも大きい速度指令を開始しているか否かを判定する。速度指令が過速度トリップ設定点よりも大きくない場合、方法５００はステップ５４０に戻ることができる。或いは、速度指令が過速度トリップ設定点よりも大きい場合には、方法５００はステップ５６５に進むことができる。
【００８１】
ステップ５６５において、様々な原因によって引き起こされる可能性があるトリップ又は突発的故障を回避するために過速度試験が中断される。突発的故障の１つの原因は、回転タービン構成要素と固定タービン構成要素との間の熱膨張率が異なることを含む。一般に、シャフト速度が増大すると、構成要素の熱膨張が増大する。更に、回転タービン構成要素と固定タービン構成要素との間のクリアランスは比較的狭く、これらの構成要素は異なる材料から作られることが多い。過速度試験中に回転タービン構成要素及び固定タービン構成要素は膨張するので、これらのクリアランスが更に狭くなる可能性がある。これを踏まえて、回転タービン構成要素及び固定タービン構成要素の間の接触により生じる突発的故障を回避するために、方法５００は、ステップ５６５において、タービン速度が過速度トリップ設定点を下回って登録されていても、速度指令が過速度トリップ設定点を超えた場合には過速度試験を中断することができる。
【００８２】
ステップ５７０において、シャフト速度を自動的に低下させる。ステップ５４０と同様に、本発明の１つの実施形態は、速度を低下させる変化率を変えることができ、これによりユーザは、速度減少に一般に伴う熱過渡特性を最小限にすることができる。例えば、限定ではないが、変化率に関しては、タービンの種類及び作動環境に応じて変えることができる。本発明の１つの実施形態はまた、ユーザが速度減少の変化率を変えることができる。例えば、より高速のシャフト速度時であるほど相対的により高速な変化率を使用し、シャフト速度が正常運転速度に接近するとより遅い変化率を使用することができる。
【００８３】
本発明の過速度試験は、シャフト速度が正常運転速度前後に復帰したときに完了したと考えることができる。ステップ５７５では、方法５００は、シャフト速度がＦＳＮＬ前後に復帰した後に自動速度変更を無効にすることができる。
【００８４】
ここで図６Ａ〜６Ｅ（総称して図６）を参照すると、方法５００の１つの実施形態が作動することができる環境を示す概略図である。図６は、本発明の１つの実施形態による、過速度保護システムの試験を行っているガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０を示す。図６はまた、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０の動作パラメータを示す。これらのパラメータは、タービン実速度６１０（正常運転速度に対する割合として）、過速度トリップ設定点（正常運転速度に対する割合として）６２０、及び燃焼システム１２０の火炎検出器を含む。図６はまた、停止／速度比バルブ１５２、複数のガス制御バルブ１５４、及び蒸気バルブ１６２を備えたガス燃料システム１５０を示す。
【００８５】
図６Ａを具体的に参照すると、タービン実速度６１０が１００％であり、過速度トリップ設定点６２０は１１０％であり、火炎検出器が火炎を表示している。これらのパラメータは、ガスタービン１０５及び蒸気タービン１６０がＦＳＮＬ条件で運転していることを示唆している。試験許容条件が満たされた後、ユーザは過速度試験を始めることができる。
【００８６】
図６Ｂは、過速度試験を始めた後、タービン実速度６１０が１０３％まで増大し、過速度トリップ設定点６２０が１１１％までバイアスされることを示している。本発明は、過速度試験中にシャフト１３７の速度を自動的に調整する。
【００８７】
図６Ｃは、シャフト１３７の実速度が過速度トリップ設定のデフォルト値に等しい１１０％になっていることを示している。上述のように、過速度トリップ設定点６２０は１１１％にバイアスされている。本発明は、過速度試験中に過速度状態に達したときには、ガスタービン１０５又は蒸気タービン１６０をトリップすることはない。本発明の１つの実施形態は、ユーザに過速度状態を通知することができる。図６Ｄに示すように、本発明は、過速度状態に達した後にシャフト１３７の速度を自動的に低下させる。ここでは、実速度６１０は、１０８％にまで自動的に低下している。更に、本発明は、実速度が過速度トリップ設定のデフォルト値に達した後には過速度トリップのバイアスを除去することができる。ここでは、過速度トリップ設定点６２０は１１０％のデフォルト値に戻る。図６Ｅに示すように、本発明の１つの実施形態は、ＦＳＮＬに達するまで継続してシャフト１３７の速度調整を自動的に行い、これにより試験を完了することができる。その後、ユーザは、発電プラント１００の正常運転に復帰することができる。
【００８８】
図７は、本発明の実施形態による、過速度保護システムを自動的に試験するための例示的なシステム７００のステップ図である。方法３００、５００の要素は、システム７００ンにおいて具現化し且つ該システム７００によって実行することができる。システム７００は、１つ又はそれ以上のユーザ又はクライアント通信デバイス７０２、或いは同様のシステム又はデバイス（図７には２つが示されている）を含むことができる。各通信デバイス７０２は、電子メッセージを送受信することができるコンピュータシステム、パーソナルデジタル端末、携帯電話又は同様のデバイスとすることができる。
【００８９】
通信デバイス７０２は、システムメモリ７０４又はローカルファイルシステムを含むことができる。システムメモリ７０４は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。ＲＯＭは、基本入出力システム（ＢＩＯＳ）を含むことができる。ＢＩＯＳは、通信デバイス７０２の要素又は構成要素間での情報転送を助ける基本ル−チンを含むことができる。システムメモリ７０４は、通信デバイス７０２の動作全体を制御するオペレーティングシステム７０６を含むことができる。システムメモリ７０４はまた、ブラウザ７０８又はウエブブラウザを含むことができる。システムメモリ７０４はまた、過速度保護システムを自動的に試験するデータ構造７１０又はコンピュータ実行可能コードを含むことができ、これらのデータ構造又はコードは、方法３００、５００と同様にすることができ、或いは方法３００、５００の要素を含むことができる。システムメモリ７０４は更に、テンプレートキャッシュメモリ７１２を含むことができ、このキャッシュメモリは、最新の試験からのデータを自動的に記憶するために方法３００、５００と共に使用することができる。
【００９０】
通信デバイス７０２はまた、該通信デバイス７０２の他の構成要素の動作を制御するプロセッサ又は処理ユニット７１４を含むことができる。オペレーティングシステム７０６、ブラウザ７０８及びデータ構造７１０は、プロセッサ７１４上で動作可能とすることができる。プロセッサ７１４は、システムバス７１６によって通信デバイス７０２のメモリシステム３０４及び他の構成要素に結合することができる。
【００９１】
通信デバイス７０２はまた、複数の入力デバイス、出力デバイス又は組合せ入出力デバイス７１８を含むことができる。各入出力デバイス７１８は、入出力インタフェース（図３には図示せず）によってシステムバス７１６に結合することができる。入力及び出力デバイス又は組合せ入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス７１８は、ユーザが通信デバイス７０２を動作させて該通信デバイス７０２とインタフェース接続することを可能にし、またブラウザ７０８及びデータ構造７１０の動作を制御して、過速度保護システムを自動的に試験するソフトウェアにアクセスし、これを動作させ且つ制御することを可能にする。Ｉ／Ｏデバイス７１８は、本明細書に記載した動作を行うキーボード及びコンピュータポインティングデバイス又はこれと同様のものを含むことができる。
【００９２】
Ｉ／Ｏデバイス７１８はまた、ディスクドライブ、光学的又は機械的又は磁気的又は赤外線入出力デバイス、モデム、或いはこれらと同様のものを含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス７１８を用いて、媒体７２０にアクセスすることができる。媒体７２０は、通信デバイス７０２のようなシステムによって使用するため又は該システムと共に使用するためのコンピュータ読取り可能又はコンピュータ実行可能命令もしくは他の情報を収納、記憶、通信又は転送することができる。
【００９３】
通信デバイス７０２はまた、ディスプレイ又はモニタ７２２のような他のデバイスを含むか、又はそのような他のデバイスに接続することができる。モニタ７２２は、ユーザが通信デバイス７０２とインタフェース接続することを可能にするのに使用することができる。モニタ７２２は、過速度保護システムを自動的に試験するために画像、グラフィック又は同様のものを提示し、これらはデータ構造７１０によって生成することができる。
【００９４】
通信デバイス７０２はまた、ハードディスクドライブ７２４を含むことができる。ハードドライブ７２４は、ハードドライブインタフェース（図７には図示せず）によってシステムバス７１６に結合することができる。ハードドライブ７２４はまた、ローカルファイルシステム又はシステムメモリ７０４の一部を形成することができる。プログラム、ソフトウェア及びデータは、通信デバイス７０２を動作させるために、システムメモリ７０４とハードドライブ７２４との間で転送及び交換することができる。
【００９５】
通信デバイス７０２は、遠隔サーバ７２６と通信することができ、ネットワーク７２８を介して他のサーバ又は通信デバイス７０２と同様の他の通信デバイスにアクセスすることができる。システムバス７１６は、ネットワークインタフェース７３０によってネットワーク７２８に結合することができる。ネットワークインタフェース７３０は、ネットワーク７２８に結合するためのモデム、イーサネット（商標）カード、ルータ、ゲートウエイ又は同様のものとすることができる。結合は、ワイヤ接続又は無線とすることができる。ネットワーク７２８は、インターネット、プライベートネットワーク、イントラネット又は同様のものとすることができる。
【００９６】
サーバ７２６はまた、システムメモリ７３２を含むこともでき、該システムメモリ７３２は、ファイルシステム、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び同様のものを含むことができる。システムメモリ７３２は、通信デバイス７０２内のオペレーティングシステム７０６と同様のオペレーティングシステム７３４を含むことができる。システムメモリ７３２はまた、過速度保護システムを自動的に試験するデータ構造７３６を含むことができる。データ構造７３６は、過速度保護システムを自動的に試験するための方法３００、５００に関して説明したものと同様のオペレーションを含むことができる。サーバシステムメモリ７３２はまた、他のファイル７３８、アプリケーション、モジュール及び同様のものを含むことができる。
【００９７】
サーバ７２６はまた、該サーバ７２６内の他のデバイスの動作を制御するプロセッサ７４２又は処理ユニットを含むことができる。サーバ７２６はまた、Ｉ／Ｏデバイス７４４を含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス７４４は、通信デバイス７０２のＩ／Ｏデバイス７１８と同様のものとすることができる。サーバ７２６は更に、Ｉ／Ｏデバイス７４４と共にサーバ７２６に対するインタフェースを提供するモニタ又は同様のもののような他のデバイス７４６を含むことができる。サーバ７２６はまた、ハードディスクドライブ７４８を含むことができる。システムバス７５０は、サーバ７２６の様々な構成要素に接続することができる。ネットワークインタフェース７５２は、システムバス７５０を介してサーバ７２６をネットワーク７２８に結合することができる。
【００９８】
図面におけるフロー図及びステップ図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の実施可能な実施形態のアーキテクチャ、機能性及び動作を示している。この点に関して、フロー図又はステップ図における各ステップは、指定した論理機能を実行するための１つ又はそれ以上の実行可能命令を含むモジュール、セグメント又はコードの一部分を表すことができる。また、幾つかの別の実施形態では、ステップ内に記載した機能は、図に記載した順序とは異なる順序で行うことができる点に留意されたい。例えば、連続して示した２つのステップは、実際には、これらに含まれる機能に応じて、実質的に同時に実行することができ、或いは、場合によってはこれらのステップは逆の順序で実行することができる。また、ブロック図及び／又はフロー図の各ステップ並びにブロック図及び／又はフロー図におけるステップの組合せは、指定した機能又は動作を行う専用ハードウェアベースのシステム、或いは専用ハードウェア及びコンピュータ命令の組合せによって実行できる点も留意されたい。
【００９９】
当業者であれば理解されるように、幾つかの例示的な実施形態に関して上述された多くの様々な特徴及び構成は、本発明の他の実施可能な実施形態を形成するよう更に選択的に適用することができる。更に、実施可能な繰り返しの全てが本明細書で詳細には提供され又は説明されるとは限らないが、添付の複数の請求項又はその他によって包含される全ての組み合わせ及び可能な実施形態は、本出願の一部をなすことを当業者であれば理解されるであろう。加えて、本発明の複数の例示的な実施形態の上記の説明から、当業者であれば、改善、変更、及び修正を理解するであろう。当該技術分野内でのこのような改善、変更、及び修正はまた、添付の請求項により保護されるものとする。更に、上記のことは、本出願の実施形態にのみに関連しているが、添付の請求項及びその均等物によって定められる本出願の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの変更及び修正を本明細書において行うことができる点を理解されたい。
【符号の説明】
【０１００】
１００発電プラント
１０５ガスタービン
１１０圧縮機セクション
１２０燃焼システム
１２５タービンセクション
１３０排気セクション
１３５排気ガス
１３７シャフト
１４０ＨＲＳＧ
１４５蒸気
１４７凝縮物／給水
１５０ガス燃料システム
１５２停止／速度比バルブ
１５４複数のガス制御バルブ
１６０蒸気タービン
１６２蒸気バルブ
１６５凝縮器
１６７発電機
１７０制御システム
４１０実タービン速度
４２０過速度トリップ設定点

【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラント（１００）の過速度保護システムを試験する方法（２００）であって、本方法が、
複数の発電プラント機械を備え、該複数の発電プラント機械が作動中に回転するシャフト（１３７）によって作動可能に統合される発電プラント（１００）を提供する段階と、
前記シャフト（１３７）に関連する過速度事象を検出するよう構成された過速度保護システム（１７０）を提供する段階と、
前記過速度保護システム（１７０）を試験するための手法（３００、５００）を選択する段階と、
を含み、
前記手法（３００、５００）は、前記複数の発電プラント機械が運転停止モード又は運転モードの何れで作動しているかを判定し、
前記方法が更に、
前記複数の発電プラント機械が運転停止モードにある場合、前記シャフト（１３７）の速度が前記過速度事象を表す運転停止値を超えるか否かを判定する段階と、
前記複数の発電プラント機械が運転モードにある場合、前記シャフト（１３７）の速度が前記過速度事象を表す過速度トリップ値を超えるか否かを判定する段階と、
前記過速度トリップ値を変える段階と、
前記過速度保護システム（１７０）が前記複数の発電プラント機械をトリップするよう作動するか否かを判定する段階と、
を含み、
前記方法（２００）は、前記過速度保護システム（１７０）の試験中に生じるトリップの可能性を低下させる方法（２００）。
【請求項２】
前記複数の発電プラント機械が、ガスタービン（１０５）及び蒸気タービン（１４５）を備え、前記シャフト（１３７）が、前記ガスタービン（１０５）及び蒸気タービン（１４５）を統合し、蒸気及びガスパワートレイン（ＳＴＡＧ）を形成する、
請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項３】
前記手法が、前記運転停止モード用に構成された運転停止モード手順（３００）と、前記運転モード用に構成された運転モード手順（５００）とを含む、
請求項２に記載の方法（２００）。
【請求項４】
前記運転停止モード手順（３００）が、
ａ）試験許容条件が満たされたか否かを判定する段階と、
ｂ）燃焼運転停止過速度試験を開始する段階と、
ｃ）前記シャフト（１３７）の速度がフレームアウト速度を超えない場合に前記燃焼運転停止過速度試験を中断する段階と、
ｄ）過速度トリップ設定点を燃焼運転停止トリップ設定点に変更する段階と、
を実施する、
請求項３に記載の方法（３００）。
【請求項５】
エネルギー保護システム（３５０）が、前記ガスタービン（１０５）及び蒸気タービン（１４５）に関連するガバナシステム（１５２、１５４、１６２）を制御し、該ガバナシステム（１５２、１５４、１６２）は前記シャフト（１３７）の速度及び加速を部分的に制御する、
請求項４に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記試験許容条件が維持されない場合に、前記燃焼運転停止過速度試験を中断する段階を更に含む、
請求項５に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記エネルギー保護システムが前記ガスタービン（１０５）及び蒸気タービン（１６０）の作動を制御するか否かを判定する段階を更に含む、
請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記運転モード手順（５００）が、
ａ）前記シャフト（１３７）の速度をほぼ過速度トリップ値に自動的に調整する段階と、
ｂ）前記シャフト（１３７）の速度がほぼ過速度トリップ値であるか否かを判定する段階と、
ｃ）前記シャフト（１３７）の速度がほぼ過速度トリップ値であるか否かを判定した後に、前記シャフト（１３７）の速度をほぼ運転速度に自動的に調整する段階と、
を実施する、
請求項３に記載の方法（５００）。
【請求項９】
ａ）過速度試験を開始する段階と、
ｂ）安定許容条件が満たされたか否かを判定し、該安定許容条件が満たされない場合に前記過速度試験を中断する段階と、
ｃ）前記シャフト（１３７）の速度を自動的に調整する段階と、
ｄ）前記シャフト（１３７）の速度が過速度トリップ値を超えたか否かを判定する段階と、
ｅ）シャフト速度指令が前記過速度トリップ値を超えたか否かを判定する段階と、
ｆ）前記シャフト速度指令が前記過速度トリップ値を超えると共に、前記シャフト（１３７）の速度が前記過速度トリップ値を下回る場合に前記過速度試験を中断する段階と、
ｇ）前記シャフト（１３７）の速度の自動調整を自動的に無効にする段階と、
を更に含む、
請求項８に記載の（５００）。
【請求項１０】
前記過速度試験を中断する段階が、前記シャフト（１３７）の速度をほぼ運転速度に調整する、
請求項９に記載の（２００）。

【図１】