JP3238299B2 - ガスタービン - Google Patents

ガスタービン

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JP3238299B2
JP3238299B2 JP09058095A JP9058095A JP3238299B2 JP 3238299 B2 JP3238299 B2 JP 3238299B2 JP 09058095 A JP09058095 A JP 09058095A JP 9058095 A JP9058095 A JP 9058095A JP 3238299 B2 JP3238299 B2 JP 3238299B2
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Japan
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cooling
air
gas turbine
closed circuit
blades
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一郎 福江
康意 富田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンバインドサイクル
などに適用されるガスタービンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスタービン翼を冷却するために
圧縮機における圧縮空気の一部を流用して動、静翼内に
形成された冷却用空気の流路に流し、翼頭、翼側などを
冷却した後に翼外へ流出させてガスタービンの主ガス流
れに合流させたり、圧縮機の中間車室から動、静翼冷却
用の空気を車室外に抜いて冷却器で冷却した後にブース
ターポンプを介して動、静翼を冷却し、再び吐出車室内
に戻す準閉回路を構成したり、或いは動、静翼冷却用の
空気量を削減するために空気は使わず、蒸気タービンの
蒸気を動、静翼内に直接通して冷却する完全閉回路を構
成して蒸気冷却したりなどしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は
ガスタービンの動、静翼を冷却した後の冷却用空気を翼
外に流出させて主ガスの流れに合流させており、この場
合は冷却用空気を全く回収することができず、全量が消
耗される。この消耗される量は圧縮空気量の20%にも
相当するため、圧縮機の容量が大きくなる。
【0004】また、動、静翼冷却用の空気を車室外に抜
いて冷却器、ブースターポンプなどを介して冷却、昇圧
し、再び車室内に戻す場合は、完全な閉回路が形成され
ないため、再び車室外に抜けて動、静翼が冷却されると
は限らず、冷却効果に疑問があるとともに主ガスの流れ
に合流して一部が消耗するのは避けられない。
【0005】また、蒸気を動、静翼内に直接通して冷却
する閉回路を形成して蒸気冷却を行う場合は、蒸気によ
る酸化、冷却流路内に残った蒸気のパージ、高圧蒸気の
漏れなど多くの課題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ンは上記課題の解決を目的にしており、車室内へ冷却用
気体を供給して静翼内を通して冷却した後に車室外に取
り出す第一の閉回路と、車室内へ冷却用気体を供給して
動翼内を通して冷却した後に車室外に取り出す第二の閉
回路と、上記第一および第二の閉回路内の冷却用気体を
冷却する冷却器と加圧して循環させるブースターとを備
え、前記冷却用気体を消耗させることなく前記静翼及び
動翼を冷却することを特徴とする。
【0007】
【0008】
【作用】即ち、本発明に係るガスタービンにおいては、
車室内へ冷却用気体を供給して静翼内を通して冷却した
後に車室外に取り出す第一の閉回路内と車室内へ冷却用
気体を供給して動翼内を通して冷却した後に車室外に取
り出す第二の閉回路内との冷却用気体を冷却器が冷却す
るとともにブースターが加圧して循環させるようになっ
ており、冷却用気体は閉回路内を循環するだけで消耗さ
れることなく動翼、静翼を冷却する。
【0009】
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係るガスタービン
翼の説明図である。図において、本実施例に係るガスタ
ービン翼はコンバインドサイクルなどに使用されるガス
タービンの静翼および動翼で、本翼のガスタービンはガ
スタービン設備と蒸気タービン設備とが組合わされたコ
ンバインドサイクルに使用されている。図に示すよう
に、これらのガスタービン翼を冷却するために動、静翼
内を通って冷却用空気が循環する構造とし、この冷却用
空気の通路を閉回路に連通させ、この閉回路に空気冷却
器3およびブースターポンプ4を設けている。図におけ
る符号1は静翼の冷却用空気をガスタービンの車室内に
供給する配管、2は静翼を冷却した後の冷却用空気を車
室外に取り出す配管、5,6は動翼の冷却用空気を車室
内へ導く配管および二重配管、7はガスタービンの中間
軸カバー、8はエアセパレータ、9はディスク、10は
動翼を冷却した後にディスク9の内径を通り二重配管6
を通って車室外に導びかれる冷却用空気を空気冷却器3
に入れる配管、11は本ガスタービンの圧縮機の中間
段、或いは最終段などから冷却用空気を補充してメイク
アップを行うメイクアップラインである。
【0011】静翼を冷却する冷却用空気は配管1からガ
スタービンの車室内に供給されて一段、二段、三段の各
静翼内を矢印で示す方向に通って順次冷却した後、配管
2を通って車室外に取り出される。車室外に取り出され
た高温の冷却用空気は空気冷却器3に導入されてコンバ
インドサイクルにおける蒸気タービン設備から供給され
る比較的低温の蒸気、或いはその他の例えば空気、水、
海水などの流体によって冷却された後、ブースターポン
プ4により昇圧されて再び車室内を循環する。
【0012】また、動翼を冷却する冷却用空気は配管5
および二重配管6の一方側を導かれて車室内に矢印の方
向に導入され、中間軸カバー7内に入って中間軸カバー
7とエアセパレータ8との間を通り、ディスク9の細穴
から動翼内に入って動翼を冷却する。動翼を冷却した冷
却用空気は再びディスク9の細穴から出て次段、次々段
の動翼内を通って冷却した後、矢印で示す方向にディス
ク9の内径を通り、二重管6の他方側を通って車室外に
導かれ、配管10を通って空気冷却器3に入り冷却され
る。
【0013】このように、冷却用空気の流れは完全な閉
回路の中を循環して動、静翼の冷却を行うので冷却用空
気が消耗することなく、メイクアップ時にメイクアップ
ライン11から冷却用空気を満たすのみでよい。なお、
メイクアップライン11へは圧縮機の中間段、或いは最
終段などから圧縮空気が冷却用空気として供給され補充
される。
【0014】従来はガスタービンの動、静翼を冷却した
後の冷却用空気を翼外に流出させて主ガスの流れに合流
させており、この場合は冷却用空気を全く回収すること
ができず、全量が消耗される。この消耗される量は圧縮
空気量の20%にも相当するため、圧縮機の容量が大き
くなる。また、動、静翼冷却用の空気を車室外に抜いて
冷却器、ブースターポンプなどを介して冷却、昇圧し、
再び車室内に戻す場合は、完全な閉回路が形成されない
ため、再び車室外に抜けて動、静翼が冷却されるとは限
らず、冷却効果に疑問があるとともに主ガスの流れに合
流して一部が消耗するのは避けられない。また、蒸気を
動、静翼内に直接通して冷却する閉回路を形成して蒸気
冷却を行う場合は、蒸気による酸化、冷却流路内に残っ
た蒸気のパージ、高圧蒸気の漏れなど多くの課題があ
る。これに対し、本ガスタービン翼においてはこれらの
欠点を解消するために動、静翼内の冷却用空気の通路を
翼外に連通させずに翼内を循環させるように形成し、こ
の通路を冷却用空気の供給、回収を行う閉回路に連通さ
せて動、静翼の冷却を行い、この閉回路に蒸気、或いは
他の流体を冷却媒体とする空気冷却器3およびブースタ
ーポンプ4などを設けており、冷却用空気が完全な閉回
路の中を循環することにより冷却用空気が消耗すること
なく動、静翼を冷却することができ、空気冷却による冷
却方法がそのまゝ生かされる。また、蒸気を動、静翼内
に直接通して冷却する場合に生ずる酸化等の多くの問題
も惹き起こされない。また、準閉回路における冷却効果
の疑問や一部が消耗するなどの問題も解消される。ま
た、冷却用空気が閉回路内を循環するだけで消耗されな
いので、コンバインドサイクルにおける熱効率および性
能などが向上する。
【0015】
【発明の効果】本発明に係るガスタービンは前記のよう
に構成されており、冷却用気体は閉回路内を循環するだ
けで消耗されることなく動翼、静翼を冷却するので、冷
却用気体を供給する圧縮機などの容量を小さくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係るガスタービン翼
における冷却用空気の系統図である。
【符号の説明】
1 配管 2 配管 3 空気冷却器 4 ブースターポンプ 5 配管 6 二重配管 7 中間軸カバー 8 エアセパレータ 9 ディスク 10 配管 11 メイクアップライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02C 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室内へ冷却用気体を供給して静翼内を
    通して冷却した後に車室外に取り出す第一の閉回路と、
    車室内へ冷却用気体を供給して動翼内を通して冷却した
    後に車室外に取り出す第二の閉回路と、上記第一および
    第二の閉回路内の冷却用気体を冷却する冷却器と加圧し
    て循環させるブースターとを備え、前記冷却用気体を消
    耗させることなく前記静翼及び動翼を冷却することを特
    徴とするガスタービン。
JP09058095A 1995-04-17 1995-04-17 ガスタービン Expired - Lifetime JP3238299B2 (ja)

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