DE112012006059B4 - Gasturbine - Google Patents
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Abstract
Eine Gasturbine mit:
einem Schaufelring (1), der Schaufeln von der Außenseite in einer Radialrichtung senkrecht zu einer Turbinenwelle (C) zugewandt ist, und
einem Kanal (2), der in dem Schaufelring (1) vorgesehen ist und durch welchen Kühldampf strömen kann,
wobei in dem Schaufelring (1) mehrere Anschlüsse (5) integral ausgebildet und so vorgesehen sind, dass sie jeweils der Position einer von mehreren Brennkammern zur Zu- und Rückfuhr des Kühldampfs zu/von der jeweiligen Brennkammer entsprechen, wobei jeder Anschluss (5) einen ersten Verbindungsanschluss (5A), der den Kühldampf zu der Brennkammer sendet, und einen zweiten Verbindungsanschluss (5B), der den von der Brennkammer zurückgeführten Kühldampf aufnimmt, aufweist,
wobei der Kanal (2) aufweist:
einen ersten Kanal (2A), der ein Kühldampf-Zufuhrsystem bildet, durch welches der Kühldampf den Anschlüssen (5) zugeführt wird, während er den Schaufelring (1) kühlt, und
einen zweiten Kanal (2B), der ein Kühldampf-Austragsystem bildet, durch welches der Kühldampf nach dem Kühlen der Brennkammern über die Anschlüsse (5) ausgetragen wird,
wobei der erste und zweite Kanal (2A,2B) aufweisen:
einen inneren Kanal (4), der in dem Schaufelring (1) ausgebildet ist, und
einen rohrförmigen äußeren Kanal (6,7), der mit dem inneren Kanal (4) verbunden ist, in einem äußeren Abschnitt des Schaufelrings (1) angeordnet ist, und sich in einer Umfangsrichtung des Schaufelrings (1) erstreckt, und wobei
der äußere Kanal (6,7) aufweist:
eine Vielzahl von Befestigungsabschnitten (12-16), die an dem Schaufelring (1) befestigt sind,
einen Abschnitt (8A,8B) zum Absorbieren thermischer Spannung, der zwischen den in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten (12-15) angeordnet ist und in der Umfangsrichtung expandierbar ist,
einen ersten äußeren Kanal (6A,7A), der das Kühldampf-Zuführsystem bildet, und
einen zweiten äußeren Kanal (6B,7B), der das Kühldampf-Austragsystem bildet und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung der Turbinenwelle (C) dem ersten äußeren Kanal (6A,7A) benachbart ist.
einem Schaufelring (1), der Schaufeln von der Außenseite in einer Radialrichtung senkrecht zu einer Turbinenwelle (C) zugewandt ist, und
einem Kanal (2), der in dem Schaufelring (1) vorgesehen ist und durch welchen Kühldampf strömen kann,
wobei in dem Schaufelring (1) mehrere Anschlüsse (5) integral ausgebildet und so vorgesehen sind, dass sie jeweils der Position einer von mehreren Brennkammern zur Zu- und Rückfuhr des Kühldampfs zu/von der jeweiligen Brennkammer entsprechen, wobei jeder Anschluss (5) einen ersten Verbindungsanschluss (5A), der den Kühldampf zu der Brennkammer sendet, und einen zweiten Verbindungsanschluss (5B), der den von der Brennkammer zurückgeführten Kühldampf aufnimmt, aufweist,
wobei der Kanal (2) aufweist:
einen ersten Kanal (2A), der ein Kühldampf-Zufuhrsystem bildet, durch welches der Kühldampf den Anschlüssen (5) zugeführt wird, während er den Schaufelring (1) kühlt, und
einen zweiten Kanal (2B), der ein Kühldampf-Austragsystem bildet, durch welches der Kühldampf nach dem Kühlen der Brennkammern über die Anschlüsse (5) ausgetragen wird,
wobei der erste und zweite Kanal (2A,2B) aufweisen:
einen inneren Kanal (4), der in dem Schaufelring (1) ausgebildet ist, und
einen rohrförmigen äußeren Kanal (6,7), der mit dem inneren Kanal (4) verbunden ist, in einem äußeren Abschnitt des Schaufelrings (1) angeordnet ist, und sich in einer Umfangsrichtung des Schaufelrings (1) erstreckt, und wobei
der äußere Kanal (6,7) aufweist:
eine Vielzahl von Befestigungsabschnitten (12-16), die an dem Schaufelring (1) befestigt sind,
einen Abschnitt (8A,8B) zum Absorbieren thermischer Spannung, der zwischen den in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten (12-15) angeordnet ist und in der Umfangsrichtung expandierbar ist,
einen ersten äußeren Kanal (6A,7A), der das Kühldampf-Zuführsystem bildet, und
einen zweiten äußeren Kanal (6B,7B), der das Kühldampf-Austragsystem bildet und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung der Turbinenwelle (C) dem ersten äußeren Kanal (6A,7A) benachbart ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine, in der ein Kanal, durch den ein Kühlmedium, beispielsweise Kühldampf, strömen gelassen wird, in einem Schaufelring vorgesehen ist.
- Während des Betriebs einer Gasturbine dehnt sich ein Schaufelring aufgrund des im Inneren strömenden Verbrennungsgases mit hoher Temperatur thermisch aus und der Zwischenraum zwischen dem Schaufelring und den Schaufelenden wird leicht vergrößert. Jedoch ist die Zunahme des Zwischenraums im Hinblick auf ein stabiles Beibehalten der Leistung der Gasturbine unerwünscht.
- Daher ist in dem Schaufelring ein Kanal, durch den Kühldampf (Kühlmedium) strömen gelassen wird, vorgesehen und eine Wärmeausdehnung des Schaufelrings wird verringert (siehe beispielsweise
JP 4274666 B2 JP 2002-309906 A - In einer Gasturbine, die in der
JP 4274666 B - Darüber hinaus führt der Kühldampf durch Hindurchströmen durch den inneren Kanal einen Wärmeaustausch durch und kühlt den Schaufelring und er wird der Brennkammer zugeführt und kühlt die Brennkammer. Der Kühldampf (überhitzter Dampf), der aufgrund des Wärmeaustauschs mit dem inneren Kanal und der Brennkammer eine hohe Temperatur erreicht hat, wird hauptsächlich durch den äußeren Kanal zurückgewonnen, so dass er die Temperatur des Schaufelrings nicht erhöht.
- Aus der
US 4507914 A ist eine Gasturbine bekannt, die einen Schaufelring aufweist, der Statorschaufeln von der Außenseite in einer Radialrichtung einer Turbinenwelle umgibt und der mit einem Kühlmediumkanal versehen ist, über den ein Kühlmedium zur Kühlung des Schaufelrings über einen in dem Schaufelring ausgebildeten inneren Kanal und zur Kühlung der Brennkammern zugeführt wird. Dazu wird das Kühlmedium über ein äußeres Rohr zu einer ersten Station zugeführt und, nach Durchströmen eines Turbinenmantelkanals, an einer zweiten beabstandeten Station wieder ausgetragen. Ein Teil des über das äußere Rohr an der ersten Station zugeführten Kühlmediums wird zur Kühlung der Brennkammerauskleidung abgezweigt und wird anschließend über einen separaten Kanalabschnitt an anderer Stelle ausgetragen. - Aus der
EP 1428001 B1 und derUS 5584511 A sind Befestigungen von äußeren Abschnitten eines Kühlmittelkanals über thermische Spannungen absorbierende Abschnitte an einem Gasturbinengehäuse bekannt. - Jedoch bestehen in der im Vorhergehenden beschriebenen herkömmlichen Gasturbine die im Folgenden angegebenen Probleme.
- Und zwar wird aufgrund einer gegenseitigen Temperaturdifferenz zwischen dem Schaufelring und dem äußeren Kanal, der sich in dem äußeren Abschnitt des Schaufelrings erstreckt, eine Wärmeausdehnungsdifferenz erzeugt. Dadurch treten hohe thermische Spannungen in einem Abschnitt wie einem Befestigungsabschnitt, durch den der äußere Kanal an dem Schaufelring befestigt ist, auf.
- Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung der im Vorhergehenden beschriebenen Umstände, und eine Aufgabe derselben ist die Bereitstellung einer Gasturbine, die eine thermische Spannung mildern kann, die aufgrund einer Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen einem Schaufelring und einem äußeren Kanal desselben erzeugt wird.
- Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Gastrubine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bereit.
- In der Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Schaufelring durch Hindurchströmen eines Kühlmediums, beispielsweise von Kühldampf, durch den Kanal gekühlt und die Wärmeausdehnung des Schaufelrings in Richtung der Außenseite in der Radialrichtung wird verhindert bzw. verringert. Dadurch wird eine Vergrößerung des Zwischenraums zwischen dem Schaufelring und dem Ende der Schaufel während des Betriebs verhindert bzw. verringert und die Leistung der Gasturbine wird stabil beibehalten.
- Ferner führt das Kühlmedium dadurch, dass es durch den inneren Kanal strömen gelassen wird, einen Wärmeaustausch durch und es kühlt den Schaufelring. Das Kühlmedium, das aufgrund des Wärmeaustauschs eine hohe Temperatur erreicht hat, wird über den äußeren Kanal zurückgewonnen, so dass es die Temperatur des Schaufelrings nicht erhöht.
- Gemäß der Gasturbine, die den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft, werden, da der äußere Kanal den Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung umfasst, der in der Umfangsrichtung zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten expandierbar ist, die im Folgenden angegebenen Wirkungen gezeigt.
- Und zwar erfolgt, auch wenn aufgrund gegenseitiger Temperaturdifferenzen zwischen dem Schaufelring und dem äußeren Kanal, der in dem äußeren Abschnitt des Schaufelrings angeordnet ist und sich in der Umfangsrichtung erstreckt, eine Wärmeausdehnungsdifferenz auftritt, eine Expansion und Kontraktion des Abschnitts zum Absorbieren thermischer Spannung, und daher kann die Wärmeausdehnungsdifferenz absorbiert werden und eine thermische Spannung wird verringert.
- Dadurch kann, da eine Verformung oder Schädigung des Kanals (beispielsweise des Befestigungsabschnitts des äußeren Kanals oder dergleichen) verhindert wird, die Leistung der Gasturbine stabil erhöht werden.
- Der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung der Gasturbine kann ein Falten- bzw. Balgenrohr sein.
- In diesem Fall kann der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung einfach hergestellt werden.
- Der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung der Gasturbine kann ein Rohr sein, das so gebogen ist, dass es in einer die Umfangsrichtung kreuzenden Richtung gefaltet bzw. abgebogen ist.
- In diesem Fall biegt sich, auch wenn eine Wärmeausdehnungsdifferenz aufgrund gegenseitiger Temperaturdifferenzen zwischen dem Schaufelring und dem äußeren Kanal, der in dem äußeren Abschnitt des Schaufelrings angeordnet ist und sich in der Umfangsrichtung erstreckt, auftritt, das Rohr, das so gebogen ist, dass es in der die Umfangsrichtung kreuzenden Richtung abgebogen ist, in der Umfangsrichtung (d.h. es expandiert und kontrahiert in der Umfangsrichtung als ein Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung) und somit wird die thermische Spannung verringert.
- Daher ist es möglich, die Herstellungskosten zu verringern, während die Leistung des Abschnitts zum Absorbieren thermischer Spannung gewährleistet ist.
- Gemäß der Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die thermische Spannung zu mildern, die aufgrund der Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen dem Schaufelring und dem äußeren Kanal desselben erzeugt wird.
- Figurenliste
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1 ist ein Systemdiagramm eines Kühlmediums eines Schaufelrings einer Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine Vorderansicht, wenn der Schaufelring der Gasturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Richtung einer Turbinenwelle aus betrachtet wird. -
3 ist eine Draufsicht, wenn der Schaufelring der Gasturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Radialrichtung aus betrachtet wird. -
4 ist eine Darstellung, die einen äußeren Kanal zum Zuführen von Dampf in dem Schaufelring von2 erklärt. -
5 ist eine Darstellung, die einen äußeren Kanal zum Austragen von Dampf in dem Schaufelring von2 erklärt. -
6 ist eine Darstellung, die einen äußeren Kanal zum Zuführen von Dampf gemäß einer zweiten Ausführungsform erklärt. -
7 ist eine Darstellung, die einen äußeren Kanal zum Austragen von Dampf gemäß der zweiten Ausführungsform erklärt. - Erste Ausführungsform
- Eine Gasturbine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mischt komprimierte Luft, die in einem Kompressor erzeugt wurde, mit einem Brennstoff und sie verbrennt das Gemisch in einer Brennkammer und sie erzeugt Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck. Darüber hinaus wird das Verbrennungsgas in die Turbine strömen gelassen und auf diese Weise ein Rotor der Turbine um eine Turbinenwelle
C rotiert und Rotationsenergie erhalten. - Eine Vielzahl von Schaufelringen
1 , die koaxial mit der TurbinenwelleC sind, sind in der Richtung der TurbinenwelleC in der Turbine angeordnet. Die Schaufelringe1 tragen Leitschaufeln („vanes“)von der Außenseite in der Radialrichtung. Der Schaufelring1 ist Laufschaufeln („blades“), die den Leitschaufeln in der Richtung der TurbinenwelleC benachbart sind, von der Außenseite in der Radialrichtung mit einem Abstand (Zwischenraum) zwischen Enden der Laufschaufeln und dem Schaufelring zugewandt. - Darüber hinaus wird in der vorliegenden Beschreibung die Kompressorseite der Brennkammer längs der Richtung der Turbinenwelle
C als stromaufwärtige Seite bezeichnet und die Turbinenseite der Brennkammer wird als stromabwärtige Seite bezeichnet. Eine zur Richtung der TurbinenwelleC senkrechte Richtung wird als Radialrichtung bezeichnet und eine Richtung, die um die TurbinenwelleC rotiert, wird als Umfangsrichtung bezeichnet. - Im Folgenden wird eine Gasturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
- Die Gasturbine der vorliegenden Ausführungsform ist eine Gasturbine, die den Schaufelring
1 unter Verwendung von Kühldampf als ein Beispiel für ein Kühlmedium kühlt. Die Gasturbine umfasst den im Vorhergehenden beschriebenen Schaufelring1 und einen Kanal2 , der in dem Schaufelring1 vorgesehen ist und dessen Kühldampf durch den inneren Abschnitt strömen gelassen wird. - Ein Paar von halbringförmigen Segmentkörpern ist kombiniert und der gesamte Schaufelring
1 ist in einer Ringform ausgebildet. - In der Außenumfangsfläche des Schaufelrings
1 stehen ein rohrförmiger Dampfzufuhrabschnitt1a und ein Dampfauslassabschnitt1b so vor, dass die Achsen der Abschnitte der Radialrichtung zugewandt sind. - Der Kühldampf wird von einem Dampfturbinengrundsystem über den Dampfzufuhrabschnitt
1a zu dem Kanal2 zugeführt. Nachdem der Kühldampf den Schaufelring1 gekühlt hat, wird der Kühldampf von dem Dampfauslassabschnitt1b zu dem Dampfturbinengrundsystem zurückgeführt. - Darüber hinaus ist der Schaufelring
1 der vorliegenden Ausführungsform der Schaufelring1 , der Schaufeln einer ersten Stufe zugewandt ist, die so angeordnet sind, dass sie nahe der Brennkammer sind. Nachdem der Kühldampf den Schaufelring1 gekühlt hat, wird der Kühldampf durch den Kanal der Brennkammer strömen gelassen und er kühlt die Brennkammer. Danach wird der Kühldampf von dem Kanal2 des Schaufelrings1 erneut zu dem Dampfturbinengrundsystem zurückgeführt. -
1 zeigt ein Systemdiagramm von Kühldampf für einen Schaufelring.1 zeigt das Kühlsystem, das in einer oberen Schaufelringhälfte1m des Schaufelrings1 ausgebildet ist. Obwohl die Beschreibung des Systems in einer unteren Schaufelringhälfte1n des Schaufelrings1 weggelassen ist, ist das System der unteren Schaufelringhälfte1n ähnlich dem der oberen Schaufelringhälfte1m . Die obere Schaufelringhälfte1m ist mit der unteren Schaufelringhälfte1n integriert und dadurch wird ein einzelner Schaufelring1 ausgebildet. - In
1 wird der Kühldampf von dem Dampfgrundsystem20 dem Dampfzufuhrabschnitt1a , der an der oberen Schaufelringhälfte1m vorgesehen ist, als ein Kühlmedium des Schaufelrings1 zugeführt. Indessen wird, nachdem der Kühldampf den Schaufelring1 gekühlt hat, der Kühldampf von dem Dampfauslassabschnitt1b , der an dem Schaufelring1 vorgesehen ist, zu dem Dampfgrundsystem20 zurückgeführt. Ferner ist bei den Bezugsziffern des im Vorhergehenden beschriebenen Kanals2 eine Bezugsziffer2A an einem Dampfzufuhrsystem angebracht, eine Bezugsziffer2B an einem Dampfrückführsystem (Dampfaustragsystem) angebracht, und beide Systeme sind voneinander verschieden. - Nachdem der dem Schaufelring
1 zugeführte Kühldampf den Schaufelring1 gekühlt hat, kühlt der Kühldampf die Brennkammer, er wird temporär zu dem Schaufelring1 zurückgeführt und dann von dem Dampfauslassabschnitt1b zu dem Dampfgrundsystem20 ausgetragen. In dem Schaufelring1 ist ein Anschluss5 , der integral mit dem Schaufelring1 ausgebildet ist, so vorgesehen, dass er der Position jeder Brennkammer zur Zufuhr des Kühldampfs zu jeder entsprechenden Brennkammer entspricht. Jeder Anschluss5 umfasst einen Verbindungsanschluss5A , der den Kühldampf an die Brennkammer sendet, und einen Verbindungsanschluss5B , der den von der Brennkammer zurückgeführten Kühldampf aufnimmt. Ferner ist in dem in1 gezeigten Beispiel ein Beispiel angegeben, bei dem acht Brennkammern an der oberen Schaufelringhälfte1m angeordnet sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Beispiel beschränkt. - In
1 wird der Kühldampf, der von dem Dampfzufuhrabschnitt1a zu der oberen Schaufelringhälfte1m zugeführt wird, in zwei Systeme geteilt und in den Kanal2A strömen gelassen. Ferner wird der Kühldampf dem Anschluss5 zugeführt, während der Schaufelring1m gekühlt wird, und er wird der Brennkammer von dem Verbindungsanschluss5A aus zugeführt. Nachdem der Kühldampf die Brennkammer gekühlt hat, wird der Kühldampf von dem Verbindungsanschluss5B des Anschlusses5 der oberen Schaufelringhälfte1m zugeführt und über den Kanal2B zu dem Dampfauslassabschnitt1b zurückgeführt. - Der Kanal
2A , der den Kühldampf von dem Dampfzufuhrabschnitt1a dem Verbindungsanschluss5A des Anschlusses5 zuführt, umfasst die Kanäle4A ,6A und7A , die im Folgenden beschrieben sind. Der Kanal2B , in dem der Kühldampf, der von der Brennkammer zurückgeführt wird und von dem Verbindungsanschluss5B des Anschlusses5 zu dem Dampfauslassabschnitt1b ausgetragen wird, strömt, umfasst Kanäle4B ,6B und Kanal7B , die im Folgenden beschrieben sind. - In dem Kanal
2A und dem Kanal2B sind die rohrförmigen äußeren Kanäle (6A ,6B ,7A und7B) , die in dem äußeren Abschnitt des Schaufelrings1 angeordnet sind, durch eine durchgezogene Linie angegeben. Ein innerer Kanal4 (4A und4B ), der durch eine durchbrochene Linie angegeben ist, ist in dem inneren Abschnitt des Schaufelrings1 zwischen den äußeren Kanälen und den Verbindungsanschlüssen5A und5B jedes Anschlusses5 angeordnet, und der Schaufelring1 wird durch den Kühldampf gekühlt. Ferner sind die Klassifizierung und Kombination des äußeren Kanals und des inneren Kanals, die in1 gezeigt sind, Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt. - Als Nächstes werden die Einzelheiten der Konfiguration des Kanals, der den Schaufelring unter Verwendung eines Kühlmediums kühlt, unter Bezugnahme auf
2 bis7 beschrieben. Die Kanäle2A und2B umfassen in dem Schaufelring1 ausgebildete innere Kanäle4A und4B und rohrförmige äußere Kanäle6A ,6B ,7A und7B , die mit den inneren Kanälen4A und4B verbunden sind, in dem äußeren Abschnitt des Schaufelrings1 angeordnet sind und sich in der Umfangsrichtung des Schaufelrings1 erstrecken. - In
2 ist der Anschluss5 , der die Verbindungsanschlüsse5A und5B umfasst, die die Zufuhr des Kühldampfs zu der Brennkammer durchführende Leitungen sind, an der Position, die jeder Brennkammer zugewandt ist, an einer Endfläche1c angeordnet, die der stromaufwärtigen Seite in der Richtung der TurbinenwelleC des Schaufelrings1 zugewandt ist. Der Verbindungsanschluss5A führt den Kühldampf dem Kanal der Brennkammer von dem inneren Kanal4A her zu. Der Verbindungsanschluss5B gewinnt den Dampf, der einen Wärmeaustausch in dem inneren Abschnitt der Brennkammer durchführt, nachdem er der Brennkammer von dem Verbindungsanschluss5A aus zugeführt wurde, in dem inneren Kanal4B von dem Kanal der Brennkammer aus zurück. Die Verbindungsanschlüsse5A und5B sind so geöffnet, dass sie in der Umfangsrichtung benachbart sind. Die einander benachbarten Verbindungsanschlüsse5A und5B sind mit beiden Endabschnitten des Kanals der Brennkammer, die den Verbindungsabschnitten5A und5B zugewandt sind, verbunden. - In
2 sind die Vielzahl von inneren Kanälen4 mit Abständen in der Umfangsrichtung in dem Schaufelring1 ausgebildet. - Insbesondere umfasst der innere Kanal
4 (4A und4B ) den ersten inneren Kanal4A und den zweiten inneren Kanal4B . Der erste innere Kanal4A ist ein Dampfzufuhrsystem, durch das der Dampf, der den Schaufelring1 und die Brennkammer kühlt, strömen gelassen wird. Der zweite innere Kanal4B ist ein Dampfaustragsystem, durch das der Dampf, der aus der Brennkammer zurückgewonnen und dem Wärmeaustausch unterzogen wurde, strömen gelassen wird. In dem gezeigten Beispiel sind die ersten und zweiten inneren Kanäle4A und4B in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Insbesondere sind acht Paare von inneren Kanälen4A und4B so ausgebildet, dass sie den Positionen der Brennkammern entsprechen, die in der Umfangsrichtung in den in einer halbringförmigen Form ausgebildeten Segmentkörpern (obere Schaufelringhälfte1m und untere Schaufelringhälfte1n ) des Schaufelrings1 angeordnet sind. - Der erste innere Kanal
4A ist durch Verbindungskanalabschnitte41A , die sich in der Richtung der TurbinenwelleC erstrecken, und einen Kanalabschnitt42A , der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, gebildet und er erstreckt sich in dem Schaufelring1 so, dass er in einer U-Form gebogen ist. In dem Beispiel von2 ist, nachdem sich der erste innere Kanal4A von der Endfläche1c , die der stromaufwärtigen Seite (der Vorderseite in den zur Papieroberfläche von2 senkrechten Richtungen) in der Richtung der TurbinenwelleC in dem Schaufelring1 zugewandt ist, zur stromabwärtigen Seite (der Rückseite in den zur Papierfläche der2 senkrechten Richtungen) in der Richtung der TurbinenwelleC erstreckt, der erste innere Kanal in der Umfangsrichtung gebogen und er erstreckt sich in Richtung der stromaufwärtigen Seite derart, dass er erneut abgebogen ist (siehe3 zur stromaufwärtigen Seite und stromabwärtigen Seite in der Richtung der TurbinenwelleC in dem Schaufelring1 ). - In
2 sind die Kanalabschnitte41A , die sich in der Richtung der TurbinenwelleC in dem ersten inneren Kanal4A erstrecken, in der Umfangsrichtung getrennt und sind als Paar in jedem ersten Kanal4A ausgebildet. Alle Kanalabschnitte41A sind mit Verbindungsanschlüssen5A , die zur Endfläche1c des Schaufelrings1 geöffnet sind, verbunden. In dem Paar von Kanalabschnitten41A ist der Öffnungsabschnitt von einem Kanalabschnitt41A (dem rechten Kanalabschnitt41A in2 ) zur Endfläche1c mit einem Befestigungsabschnitt16A des ersten äußeren Kanals (6A und7A ), der im Folgenden beschrieben ist, verbunden. Der Öffnungsabschnitt des anderen Kanalabschnitts41A (des linken Kanalabschnitts41A in2 ), der in der Rückstromseite zur Endfläche1c angeordnet ist, ist ein Verbindungsanschluss5A . Die Kanalabschnitte41A erstrecken sich parallel zueinander längs der Richtung der TurbinenwelleC , wie in2 durch eine unterbrochene Linie angegeben ist. - In
2 verbindet der Kanalabschnitt42A , der sich in der Umfangsrichtung in dem ersten inneren Kanal4A erstreckt, Endabschnitte der stromabwärtigen Seite in der Richtung der TurbinenwelleC des Paars von Kanalabschnitten41A in jedem ersten inneren Kanal4A , und er erstreckt sich in einer linearen Form oder in einer Kurvenform. Der Kanalabschnitt42A ist in dem Hauptkörper des Schaufelrings1 so ausgebildet, dass er dem Paar von Kanalabschnitten41A entspricht, und beide Enden des Kanalabschnitts42A sind mit den Kanalabschnitten41A verbunden. - In
2 ist in dem inneren Kanal4 (4A und4B ), wie im Vorhergehenden beschrieben ist, der erste innere Kanal4A so ausgebildet, dass sichergestellt ist, dass die Gesamtlänge lang ist. Der zweite innere Kanal4B ist so ausgebildet, dass die Gesamtlänge möglichst kurz ist. - In
4 ist der äußere Kanal (erster äußerer Kanal) des Dampfzufuhrsystems an der äußeren Seite in der Radialrichtung des Schaufelrings1 angeordnet und er umfasst einen Rohrabschnitt6A und einen Rohrabschnitt7A . Der Rohrabschnitt6A erstreckt sich längs der Umfangsrichtung. Der Rohrabschnitt7A ist von dem Rohrabschnitt6A abgezweigt und er erstreckt sich längs der Radialrichtung, und der Endabschnitt des Rohrabschnitts7A ist mit dem ersten inneren Kanal4A des Schaufelrings1 verbunden. - In ähnlicher Weise ist in
5 der äußere Kanal (zweiter äußerer Kanal) des Dampfaustragsystems an der äußeren Seite in der Radialrichtung des Schaufelrings1 angeordnet und er umfasst einen Rohrabschnitt6B und einen Rohrabschnitt7B . Der Rohrabschnitt6B erstreckt sich längs der Umfangsrichtung. Der Rohrabschnitt7B ist von dem Rohrabschnitt6B abgezweigt und er erstreckt sich längs der Radialrichtung, und der Endabschnitt des Rohrabschnitts7B ist mit dem zweiten inneren Kanal4B des Schaufelrings1 verbunden. - Der Rohrabschnitt
6A ist mit dem Dampfzufuhrabschnitt1a verbunden, und in dem gezeigten Beispiel ist das Paar von Rohrabschnitten6A auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung mit dem Dampfzufuhrabschnitt1a dazwischenliegend vorgesehen. Im Hinblick auf den Rohrdurchmesser (innerer Durchmesser) des Rohrabschnitts6A ist der Durchmesser in dem mit dem Dampfzufuhrabschnitt1a verbundenen Abschnitt der größte. Der Rohrdurchmesser des Rohrabschnitts6A ist so eingestellt, dass er in Stufen abnimmt (so dass er jedes Mal in Stufen abnimmt, wenn der verzweigte Abschnitt des Rohrabschnitts6A von dem Rohrabschnitt7A gekreuzt wird), wenn der Rohrabschnitt6A von dem Dampfzufuhrabschnitt1a getrennt wird. - In
2 und4 ist der Endabschnitt16A der in der Radialrichtung inneren Seite des Rohrabschnitts7A so gelagert, dass er an der Endfläche1c , die der stromaufwärtigen Seite in der Richtung der TurbinenwelleC in dem Schaufelring1 zugewandt ist, befestigt ist. Der Endabschnitt16A des Rohrabschnitts7A ist ein Befestigungsabschnitt, der den ersten äußeren Kanal an dem Schaufelring1 befestigt. - Ein Verbindungsende
13A zu dem Dampfzufuhrabschnitt1a in dem Rohrabschnitt6A ist ebenfalls ein Befestigungsabschnitt, der den ersten äußeren Kanal an dem Schaufelring1 befestigt. - In einem Rohrabschnitt (dem Rohrabschnitt, der an der rechten Seite des Dampfzufuhrabschnitts
1a in4 positioniert ist) des Paars von Rohrabschnitten6A ist der Endabschnitt14A der zum Dampfzufuhrabschnitt1a entgegengesetzten Seite von beiden Endabschnitten in der Umfangsrichtung des einen Rohrabschnitts6A direkt an der Außenumfangsfläche des Schaufelrings1 befestigt, ohne durch den Rohrabschnitt7A hindurchzugehen. Der Endabschnitt14A ist auch ein Befestigungsabschnitt, der den ersten äußeren Kanal an dem Schaufelring1 befestigt. - Der Befestigungsabschnitt des ersten äußeren Kanals umfasst den Befestigungsabschnitt, der an der Seite des Schaufelrings
1 vorgesehen ist, eine Verzweigungsleitungskupplung12A und eine gekrümmte Leitungskupplung15A . Die Verzweigungsleitungskupplung12A verzweigt den Kanal von dem Rohrabschnitt6A zu dem Rohrabschnitt7A . Die gekrümmte Leitungskupplung15A ändert die Richtung des Kanals von dem Rohrabschnitt6A zu dem Rohrabschnitt7A . - In
4 umfasst der Befestigungsabschnitt, der an der Seite des Schaufelrings1 vorgesehen ist, das Verbindungsende13A und den Endabschnitt14A , die im Vorhergehenden beschrieben sind. Die Verzweigungsleitungskupplung12A verbindet den Rohrabschnitt6A und den Rohrabschnitt7A in einer T-Form, und der Endabschnitt16A an der in der Radialrichtung inneren Seite des Rohrabschnitts7A ist an dem Schaufelring1 befestigt. Die gekrümmte Leitungskupplung15A ist in dem linken Endabschnitt in4 gezeigt, sie verbindet den Rohrabschnitt6A und den Rohrabschnitt7A in einer L-Form, und der Endabschnitt16A an der in der Radialrichtung inneren Seite des Rohrabschnitts7A ist an dem Schaufelring1 befestigt. Die Form, die Disposition oder dergleichen der Befestigungsabschnitte des Dampfzufuhrsystems sind ein Beispiel, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Beispiel beschränkt. - Ferner umfasst der erste äußere Kanal (
6A und7A ) einen Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A , der zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten angeordnet ist und in der Umfangsrichtung expandierbar ist. Der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A ist in dem Rohrabschnitt6A vorgesehen und er ist in einem Zwischenabschnitt, der zwischen ein beliebiges Element von dem an dem Schaufelring1 befestigten Befestigungsabschnitt, der Verzweigungsleitungskupplung12A und der gekrümmten Leitungskupplung15A eingefügt ist, angeordnet. - Der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung
8A der vorliegenden Ausführungsform weist eine Balgenstruktur auf, in der die Umfangswand des Rohrs in einer Vielzahl von Falten in der Radialrichtung des Rohrs ausgebildet ist. Als der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A kann ein Balgenrohr (flexibles Rohr), das in der Umfangsrichtung des Schaufelrings1 expandierbar ist, verwendet werden. Die Rohrdurchmesser der Balgenrohre werden entsprechend dem Rohrdurchmesser des Teils des Rohrabschnitts6A , in dem das Balgenrohr jeweils angeordnet ist, eingestellt, und der Rohrdurchmesser des Balgenrohrs nahe dem Dampfzufuhrabschnitt1a ist der größte und der Rohrdurchmesser des Balgenrohrs wird in Stufen entsprechend dem Rohrdurchmesser des Rohrabschnitts6A verringert, wenn das Balgenrohr von dem Dampfzufuhrabschnitt1a getrennt wird. - Wie in
5 gezeigt ist, sind die Vielzahl von zweiten äußeren Kanälen (6B und7B ) in dem Schaufelring1 angeordnet, und der zweite äußere Kanal umfasst den Rohrabschnitt6B und den Rohrabschnitt7B . Der Rohrabschnitt6B ist an der äußeren Seite in der Radialrichtung des Schaufelrings1 angeordnet und er erstreckt sich längs der Umfangsrichtung. Der Rohrabschnitt7B erstreckt sich längs der Radialrichtung, und beide Enden des Rohrabschnitts7B sind mit dem Rohrabschnitt6B und dem zweiten inneren Kanal4B des Schaufelrings1 verbunden. - In
3 ist der zweite äußere Kanal (6B und7B ) so angeordnet, dass er benachbart zur stromabwärtigen Seite (oberen Seite in3 ) in der Richtung der TurbinenwelleC des ersten äußeren Kanals (6A und7A ) ist. - Wie in
5 gezeigt ist, sind die Rohrabschnitte6B mit dem Dampfauslassabschnitt1b verbunden, und in dem gezeigten Beispiel ist ein Paar der Rohrabschnitte6B an beiden Seiten in der Umfangsrichtung unter Dazwischenfügen von jedem des Paars von Dampfaustragabschnitten1b vorgesehen. In Bezug auf den Rohrdurchmesser (Innendurchmesser) des Rohrabschnitts6B ist der Durchmesser in dem mit dem Dampfauslassabschnitt1b verbundenen Abschnitt der größte, und der Rohrdurchmesser des Rohrabschnitts6B ist so eingestellt, dass er in Stufen abnimmt (insbesondere so, dass er jedes Mal in Stufen abnimmt, wenn der von dem Rohrabschnitt7B verzweigte Abschnitt gekreuzt wird), wenn der Rohrabschnitt6B von dem Dampfaustragabschnitt1b getrennt wird. - In
5 ist der Endabschnitt16B der inneren Seite in der Radialrichtung des Rohrabschnitts7B so gelagert, dass er an der Außenumfangsfläche des Schaufelrings1 befestigt ist. Der Endabschnitt16B des Rohrabschnitts7B ist ein Befestigungsabschnitt, der den zweiten äußeren Kanal an dem Schaufelring1 befestigt. - Ein Verbindungsende
13B zu dem Dampfauslassabschnitt1b in dem Rohrabschnitt6B ist ebenfalls ein Befestigungsabschnitt, der den zweiten äußeren Kanal an dem Schaufelring1 befestigt. - Der Endabschnitt
14B der zu dem Dampfauslassabschnitt1b entgegengesetzten Seite von beiden Endabschnitten in der Umfangsrichtung des Rohrabschnitts6B ist direkt an der Außenumfangsfläche des Schaufelrings1 befestigt, ohne durch den Rohrabschnitt7B hindurchzugehen. Der Endabschnitt14B ist ebenfalls ein Befestigungsabschnitt, der den zweiten äußeren Kanal an dem Schaufelring1 befestigt. - Der Befestigungsabschnitt des zweiten äußeren Kanals umfasst den Befestigungsabschnitt, der an der Seite des Schaufelrings
1 vorgesehen ist, und eine Verzweigungsleitungskupplung12B . Die Verzweigungsleitungskupplung12B verzweigt den Kanal von dem Rohrabschnitt6B zu dem Rohrabschnitt7B . In5 umfasst der Befestigungsabschnitt, der an der Seite des Schaufelrings1 vorgesehen ist, das Verbindungsende13B und den Endabschnitt14B , die im Vorhergehenden beschrieben sind. Die Verzweigungsleitungskupplung12B verbindet den Rohrabschnitt6B und den Rohrabschnitt7B in einer T-Form, und der Endabschnitt16B an der inneren Seite in der Radialrichtung des Rohrabschnitts7B ist an dem Schaufelring1 befestigt. Ferner ist die Form, die Disposition oder dergleichen der Befestigungsabschnitte des Dampfaustragsystems ein Beispiel und die vorliegende Erfindung nicht auf das Beispiel beschränkt. - Ferner umfasst der zweite äußere Kanal (
6B und7B ) einen Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8B , der zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten angeordnet und in der Umfangsrichtung expandierbar ist. Der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8B ist in dem Rohrabschnitt6B vorgesehen und ist in einem Zwischenabschnitt, der zwischen den an dem Schaufelring1 befestigten Befestigungsabschnitt und der Verzweigungsleitungskupplung12B eingefügt ist, angeordnet. - Der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung
8B der vorliegenden Ausführungsform kann auch das Balgenrohr verwenden, das eine zu dem im Vorhergehenden beschriebenen Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A ähnliche Konfiguration aufweist. Die Rohrdurchmesser der Balgenrohre werden entsprechend dem Rohrdurchmesser des Teils des Rohrabschnitts6B , in dem das Balgenrohr jeweils angeordnet ist, eingestellt, wobei der Rohrdurchmesser des Balgenrohrs nahe dem Dampfauslassabschnitt1b der größte ist und der Rohrdurchmesser des Balgenrohrs in Stufen entsprechend dem Rohrdurchmesser des Rohrabschnitts6B verringert wird, wenn das Balgenrohr von dem Dampfauslassabschnitt1b weiter entfernt ist. - In der Gasturbine der im Vorhergehenden beschriebenen vorliegenden Ausführungsform wird der Schaufelring
1 durch Zirkulieren des Kühldampfs durch den Kanal2 gekühlt und die Wärmeausdehnung des Schaufelrings1 in Richtung der äußeren Seite in der Radialrichtung wird verhindert bzw. verringert. Dadurch wird eine Vergrößerung eines Zwischenraums zwischen dem Schaufelring1 und dem Ende der Schaufel während des Betriebs verhindert und die Leistung der Gasturbine wird stabil beibehalten. - Ferner geht in
4 der Kühldampf zuerst von dem Dampfzufuhrabschnitt1a aus durch den ersten äußeren Kanal6A hindurch und er strömt in den Rohrabschnitt7A über die Verzweigungsleitungskupplung12A oder die gekrümmte Leitungskupplung15A . Anschließend kommuniziert der Kühldampf mit dem ersten inneren Kanal4A , er führt einen Wärmeaustausch durch und kühlt daher den Schaufelring1 . Ferner kommuniziert in dem Endabschnitt14A des Rohrabschnitts6A der Kühldampf mit dem ersten inneren Kanal4A , ohne durch den Rohrabschnitt7A hindurchzugehen. Ferner strömt der Kühldampf durch den Kanal der Brennkammer, er führt Wärmeaustausch durch und kühlt daher die Brennkammer. Der Kühldampf, der durch den Wärmeaustausch hohe Temperatur erreicht hat, wird von der Brennkammer aus zu dem Schaufelring zurückgeführt. Um die Temperatur des Schaufelrings1 nicht zu erhöhen, geht der Kühldampf durch den in5 gezeigten zweiten inneren Kanal4B , der die kurze Gesamtlänge aufweist, hindurch, er strömt in den Rohrabschnitt7B , er verbindet sich mit dem Dampf von einem anderen System in der Verzweigungsleitungskupplung12B , er geht durch den zweiten äußeren Kanal6B hindurch und er wird aus dem Dampfauslassabschnitt1b zurückgewonnen. Ferner verbindet sich der Kühldampf in dem Endabschnitt14B des Rohrabschnitts6B mit Dampf von einem anderen System, ohne durch den Rohrabschnitt7B hindurchzugehen. - Entsprechend der Zirkulation des Kühldampfs wird während des Betriebs die Temperatur in der Reihenfolge von dem ersten äußeren Kanal (
6A und7A ), dem Schaufelring1 und dem zweiten äußeren Kanal (6B und7B ) erhöht (d.h. die Temperatur des äußeren Kanals6B ist die höchste). - Gemäß der Gasturbine der vorliegenden Ausführungsform werden, da der äußere Kanal (
6A ,6B ,7A und7B ) die Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung8A und8B , die in der Umfangsrichtung zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten expandierbar sind, umfasst, die im Folgenden angegebenen Wirkungen gezeigt. - Und zwar erfolgt, auch wenn eine Wärmeausdehnungsdifferenz aufgrund gegenseitiger Temperaturdifferenzen zwischen dem Schaufelring
1 und dem äußeren Kanal (6A ,6B ,7A und7B ), der in dem äußeren Abschnitt des Schaufelrings1 angeordnet ist und sich in der Umfangsrichtung erstreckt, auftritt, ein Expandieren und Kontrahieren der Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung8A und8B und daher kann die Wärmeausdehnungsdifferenz absorbiert werden und die thermische Belastung wird verringert. - Dadurch kann, da eine Verformung oder Schädigung des Kanals
2 (beispielsweise des Befestigungsabschnitts des äußeren Kanals (6A ,6B ,7A und7B ) oder dergleichen) verhindert wird, die Leistung der Gasturbine stabil erhöht werden. - Es wird angenommen, dass in dem ersten äußeren Kanal (
6A und7A ) eine thermische Belastung in der Richtung eines Expandierens des ersten äußeren Kanals in der Umfangsrichtung aufgrund der Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen dem Kanal (6A und7A ) und dem Schaufelring1 , der eine höhere Temperatur als der Kanal (6A und7A ) aufweist, auftritt. Andererseits ist in der Gasturbine der vorliegenden Ausführungsform, da sich der in dem ersten äußeren Kanal (6A und7A ) vorgesehene Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A in der Umfangsrichtung ausdehnt, die thermische Spannung verringert. - Es wird angenommen, dass in dem zweiten äußeren Kanal (
6B und7B ) thermische Spannung in der Richtung eines Kontrahierens des zweiten äußeren Kanals in der Umfangsrichtung aufgrund der Wärmeausdehnungsdifferenz aufgrund der Tatsache, dass der Kanal (6B und7B ) eine höhere Temperatur als der Schaufelring1 aufweist, auftritt. Andererseits kontrahiert in der Gasturbine der vorliegenden Ausführungsform der in dem zweiten äußeren Kanal (6B und7B ) vorgesehene Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8B in der Umfangsrichtung und daher wird die thermische Spannung verringert. - Ferner können in der vorliegenden Ausführungsform, da die Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung
8A und8B aus dem Balgenrohr konfiguriert sind, die Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung8A und8B einfach hergestellt werden. - Zweite Ausführungsform
- Als Nächstes wird eine Gasturbine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
- Ferner sind die gleichen Bezugsziffern an den gleichen Elementen wie den in der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform angebracht und eine Beschreibung derselben weggelassen. Ferner kann ein Verfahren des Betrachtens des in
1 gezeigten Systems des Kühlmediums auch für die vorliegende Ausführungsform verwendet werden - Wie in
6 und7 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform insofern verschieden, als ein Rohr (im Folgenden als gekrümmte Rohre8A und8B bezeichnet), das so gekrümmt ist, dass es in einer die Umfangsrichtung kreuzenden Richtung gefaltet ist, anstelle der Verwendung des im Vorhergehenden in der ersten Ausführungsform beschriebenen Balgenrohrs verwendet wird, und andere Komponenten sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform. -
6 zeigt die äußeren Rohre (6A und7A ) eines Dampfzufuhrsystems und7 zeigt die äußeren Rohre (6B und7B ) eines Dampfaustragsystems. Die zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, in dem das gekrümmte Rohr (8A und8B ) in dem Zentralabschnitt des äußeren Rohrs (6A und6B ), wobei beide Enden durch den an dem Schaufelring1 befestigten Befestigungsabschnitt oder die Verzweigungsleitungskupplung getragen sind, anstelle des Balgenrohrs als dem Absorber thermischer Spannung, der für die erste Ausführungsform verwendet wird, vorgesehen ist. Jedoch ist in einem Abschnitt der Rohre, da kein ausreichender Raum vorhanden ist, in dem das gekrümmte Rohr (8A und8B ) zwischen den Befestigungsabschnitten oder den Verzweigungsleitungskupplungen angeordnet ist, das Balgenrohr ähnlich der ersten Ausführungsform angeordnet. Andere Komponenten sind ähnlich der ersten Ausführungsform. - Gemäß der Gasturbine der vorliegenden Ausführungsform werden Wirkungen gezeigt, die ähnlich denen der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform sind.
- Da die Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung
8A und8B Rohre (gekrümmte Rohre) sind, die so gekrümmt sind, dass sie in der die Umfangsrichtung kreuzenden Richtung gefaltet sind, werden die im Folgenden angegebenen Arbeitsweisen und Wirkungen erhalten. - Während des Betriebs tritt, da der Schaufelring
1 eine höhere Temperatur als der erste äußere Kanal (6A und7A ) aufweist, thermische Spannung in dem Rohrabschnitt6A in der Richtung des Expandierens des Rohrabschnitts6A in der Umfangsrichtung aufgrund der Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen dem Schaufelring1 und dem Kanal (6A und7A ) auf. Jedoch biegt sich das gekrümmte Rohr8A des Rohrabschnitts6A in der Umfangsrichtung (d.h. es expandiert in der Umfangsrichtung als der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A ) und daher wird die thermische Spannung verringert. Da der zweite äußere Kanal (6B und7B ) eine höhere Temperatur als der Schaufelring1 aufweist, wird angenommen, dass in dem Rohrabschnitt6B in der Richtung des Kontrahierens des Rohrabschnitts6B in der Umfangsrichtung aufgrund der Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen dem Kanal (6B und7B ) und dem Schaufelring1 eine thermische Spannung auftritt. Jedoch biegt sich das gekrümmte Rohr8B des Rohrabschnitts6B in der Umfangsrichtung (d.h. es kontrahiert in der Umfangsrichtung als der Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8B ) und daher ist die thermische Spannung verringert. - Dadurch können Herstellungskosten verringert werden, während Eigenschaften gewährleistet sind, die ähnlich den Abschnitten zum Absorbieren thermischer Spannung
8A und8B sind, die in der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform beschrieben sind. Ferner weist bei dem gekrümmten Rohr der vorliegenden Ausführungsform, da die Kosten geringer als die des Balgenrohrs sind, das gekrümmte Rohr der vorliegenden Ausführungsform Vorteile in Bezug auf wirtschaftliche Effizienz der Gasturbine auf. - Beispielsweise werden die im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen unter Verwendung des Kühldampfs als Kühlmedium verwendet. Jedoch kann ein anderes Kühlmedium als der Kühldampf, beispielsweise Luft, verwendet werden. In den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen ist die Gasturbine mit den Schaufelringen
1 beschrieben, die den Kanal2 aufweisen, durch den der Kühldampf strömen gelassen wird, wobei die Schaufelringe in der Richtung der TurbinenwelleC ausgerichtet sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt und es ist nur notwendig, dass mindestens ein derartiger Schaufelring1 vorgesehen ist. - Nachdem der Kühldampf den Schaufelring
1 gekühlt hat, wird der Kühldampf durch den Kanal der Brennkammer strömen gelassen und er kühlt die Brennkammer. - In dem äußeren Kanal (
6A ,6B ,7A und7B ) ist der eine Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung8A oder8B zwischen Befestigungsabschnitten angeordnet, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind. Jedoch können die mehrere Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung zwischen den Befestigungsabschnitten angeordnet sein. - Von den äußeren Kanälen (
6A ,6B ,7A und7B ) ist der erste äußere Kanal (6A und7A ) zum Zuführen von Dampf als ein innerer Kanal vorgesehen, und nur der zweite Kanal (6B und7B ) zum Austragen von Dampf kann als ein äußeres Rohr vorgesehen sein. Umgekehrt kann nur der erste äußere Kanal (6A und7A ) zum Zuführen von Dampf vorgesehen sein und der innere Kanal anstelle des zweiten äußeren Kanals (6B und7B ) zum Austragen von Dampf vorgesehen sein. - In der im Vorhergehenden beschriebenen zweiten Ausführungsform ist das gekrümmte Rohr (der Abschnitt zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten der Rohrabschnitte
6A und6B oder den Verzweigungsleitungskupplungen), das die Abschnitte zum Absorbieren thermischer Spannung8A und8B ist, so ausgebildet, dass es in der Radialrichtung gefaltet ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Das heißt, dass es nur notwendig ist, dass die gekrümmten Rohre8A und8B so gekrümmt sind, dass sie in der die Umfangsrichtung kreuzenden Richtung gefaltet sind, und beispielsweise können die gekrümmten Rohre8A und8B so ausgebildet sein, dass sie in der Richtung der TurbinenwelleC gefaltet sind. - Ferner können die Komponenten, die in den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationsbeispielen (auch den im Vorhergehenden angegebenen Vorschriften oder dergleichen) der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, in entsprechender Weise kombiniert werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1 (1m, 1n):
- Schaufelring
- 2 (2A, 2B):
- Kanal
- 4 (4A, 4B):
- innerer Kanal
- 6A, 6B, 7A, 7B:
- äußerer Kanal
- 8A, 8B:
- Abschnitt zum Absorbieren thermischer Spannung
- 11:
- Verbindungsrohr (Verbindungskanal)
- 12A, 12B:
- Verzweigungsleitungskupplung (Befestigungsabschnitt)
- 13A, 13B:
- Verbindungsende (Befestigungsabschnitt)
- 14A, 14B:
- Endabschnitt von Rohrabschnitten 6A und 6B, die direkt am Schaufelring befestigt sind (Befestigungsabschnitt)
- 15A:
- gekrümmte Leitungskupplung (Befestigungsabschnitt)
- 16A, 16B:
- Endabschnitt von Rohrabschnitten 7A und 7B (Befestigungsabschnitt)
- C:
- Turbinenwelle
Claims (4)
- Eine Gasturbine mit: einem Schaufelring (1), der Schaufeln von der Außenseite in einer Radialrichtung senkrecht zu einer Turbinenwelle (C) zugewandt ist, und einem Kanal (2), der in dem Schaufelring (1) vorgesehen ist und durch welchen Kühldampf strömen kann, wobei in dem Schaufelring (1) mehrere Anschlüsse (5) integral ausgebildet und so vorgesehen sind, dass sie jeweils der Position einer von mehreren Brennkammern zur Zu- und Rückfuhr des Kühldampfs zu/von der jeweiligen Brennkammer entsprechen, wobei jeder Anschluss (5) einen ersten Verbindungsanschluss (5A), der den Kühldampf zu der Brennkammer sendet, und einen zweiten Verbindungsanschluss (5B), der den von der Brennkammer zurückgeführten Kühldampf aufnimmt, aufweist, wobei der Kanal (2) aufweist: einen ersten Kanal (2A), der ein Kühldampf-Zufuhrsystem bildet, durch welches der Kühldampf den Anschlüssen (5) zugeführt wird, während er den Schaufelring (1) kühlt, und einen zweiten Kanal (2B), der ein Kühldampf-Austragsystem bildet, durch welches der Kühldampf nach dem Kühlen der Brennkammern über die Anschlüsse (5) ausgetragen wird, wobei der erste und zweite Kanal (2A,2B) aufweisen: einen inneren Kanal (4), der in dem Schaufelring (1) ausgebildet ist, und einen rohrförmigen äußeren Kanal (6,7), der mit dem inneren Kanal (4) verbunden ist, in einem äußeren Abschnitt des Schaufelrings (1) angeordnet ist, und sich in einer Umfangsrichtung des Schaufelrings (1) erstreckt, und wobei der äußere Kanal (6,7) aufweist: eine Vielzahl von Befestigungsabschnitten (12-16), die an dem Schaufelring (1) befestigt sind, einen Abschnitt (8A,8B) zum Absorbieren thermischer Spannung, der zwischen den in der Umfangsrichtung benachbarten Befestigungsabschnitten (12-15) angeordnet ist und in der Umfangsrichtung expandierbar ist, einen ersten äußeren Kanal (6A,7A), der das Kühldampf-Zuführsystem bildet, und einen zweiten äußeren Kanal (6B,7B), der das Kühldampf-Austragsystem bildet und so angeordnet ist, dass er in einer Richtung der Turbinenwelle (C) dem ersten äußeren Kanal (6A,7A) benachbart ist.
- Die Gasturbine gemäß
Anspruch 1 , wobei der innere Kanal (4) aufweist: einen ersten inneren Kanal (4A), der das Kühldampf-Zuführsystem bildet und mit den ersten Verbindungsanschlüssen (5A), die den Kühldampf zu den jeweiligen Brennkammern senden, verbunden ist, und einen zweiten inneren Kanal (4B), der das Kühldampf-Austragsystem bildet und mit den zweiten Verbindungsanschlüssen (5B), die den von den jeweiligen Brennkammern zurückgeführten Kühldampf aufnehmen, verbunden ist, wobei der erste äußere Kanal (6A,7A) aufweist: einen ersten Rohrabschnitt (6A), der sich längs der Umfangsrichtung erstreckt, und einen zweiten Rohrabschnitt (7A), der von dem ersten Rohrabschnitt (6A) abgezweigt ist und der sich längs der Radialrichtung erstreckt, wobei ein Endabschnitt des zweiten Rohrabschnitts (7A) mit dem ersten inneren Kanal (4A) verbunden ist, und wobei der zweite äußere Kanal (6B,7B) aufweist: einen dritten Rohrabschnitt (6B), der sich längs der Umfangsrichtung erstreckt, und einen vierten Rohrabschnitt (7B), der von dem dritten Rohrabschnitt (6B) abgezweigt ist und der sich längs der Radialrichtung erstreckt, wobei ein Endabschnitt des vierten Rohrabschnitts (7B) mit dem zweiten inneren Kanal (4B) verbunden ist. - Die Gasturbine gemäß
Anspruch 1 oder2 , wobei der Abschnitt (8A) zum Absorbieren thermischer Spannung ein Falten- bzw. Balgenrohr ist. - Die Gasturbine gemäß
Anspruch 1 oder2 , wobei der Abschnitt (8A,8B) zum Absorbieren thermischer Spannung ein Rohr ist, das so gebogen ist, dass es in einer die Umfangsrichtung kreuzenden Richtung gefaltet ist.
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