JPH08319852A

JPH08319852A - ガスタービンプラントおよびガスタービンプラントの冷却方法

Info

Publication number: JPH08319852A
Application number: JP12634695A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Wada; 克夫和田; Hidetora Kojima; 日出虎児嶋
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ガスタービンプラントのコールドスタート時に
も結露を生じる恐れがなく、回転体にアンバランスや振
動が生じたり、ガスタービン部品の金属を酸化または腐
食させたりすることのないガスタービンプラントおよび
ガスタービンプラントの冷却方法を提供する。【構成】ガスタービンのガスパス路に配置された部品で
ある動翼１２３及び第２段静翼１２９を冷却するに際
し、冷却媒体として蒸気が用いられるとともに、この蒸
気が冷却媒体系を循環するように形成されているガスタ
ービンプラントの冷却方法において、前記ガスタービン
のスタート時で、かつコールドスタート時には、前記ガ
スパス路に配置された部品を冷却する冷却媒体として冷
却空気を用い、冷却媒体流通路の温度が所定温度以上に
なったときに、冷却媒体に蒸気を用いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスタービンプラントお
よびガスタービンプラントの冷却方法に係り、特に冷却
媒体クローズドサイクルのガスタービンプラントに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンはその燃焼温度が高い程効
率が高くなる傾向があり、そのため現在では燃焼温度が
１４００℃を超えようとしている。したがって、この高
温ガスの流通路（ガスパス路）に配置され、かつ高温ガ
スに直接接触するガスタービン部品，例えば動翼および
静翼は、その材料強度の関係から冷却がぜひ必要であ
り、一般にはこの冷却のための媒体として空気が用いら
れている。この冷却空気には、ガスタービン圧縮機の吐
出空気が使用され、そして動翼および静翼を冷却した後
の空気はガスパス路へ流すようにしている。

【０００３】すなわち、図１１に示されているのがこの
種ガスタービンの一例で、ガスタービン空気圧縮機１１
０３の吐出空気の一部をガスタービン動翼１１２３およ
び静翼１１２２へ導き、これらの翼内部を冷却した後、
ガスパス路へ放出し、高温ガスと合流させる。この冷却
方式では、冷却媒体がガスタービン動静翼を冷却し、そ
の後高温ガスへ合流されることから、燃焼ガス，すなわ
ち作動ガスの温度をも低下させガスタービンの熱効率を
低下させる嫌いがある。

【０００４】この種冷却における冷却効率は、当然のこ
とながら冷却媒体の温度が低い程冷却媒体の流量を下げ
ることができ、冷却効率も上昇する。前述したように冷
却媒体を冷却後高温ガスパス路へ流す従来の冷却方式で
は、作動ガス温度をこの冷却媒体で下げてしまうため、
ガスタービンの熱効率向上の妨げとなる欠点があり、こ
の欠点を補うために、最近、冷却媒体を高圧低温にして
クローズドサイクル，すなわちガスパス路へ放出するこ
となく冷却媒体を循環させる考えがあり、この冷却媒体
クローズドサイクルのガスタービンプラントが注目され
ている。

【０００５】すなわち、この高圧低温冷却媒体クローズ
ドサイクルの場合には、ガスタービン動静翼を冷却した
冷却媒体をガスタービンのホットパスへ流さず元へ戻す
系統に形成されていることから、前記のオープン冷却方
式とは異なり、冷却媒体が作動ガスの温度を低下させる
ことはないのである。この場合、冷却媒体としては一般
に空気あるいは蒸気が用いられる。

【０００６】蒸気を冷却媒体とした場合の一例が図１０
に示されている。水蒸気は、コンバインドサイクルの場
合は蒸気タービンへ供給される水蒸気の中で１０〜１５
ａｔａの比較的中圧の水蒸気が使用される。ガスタービ
ン動翼１０２３および静翼１０２２を冷却した後の水蒸
気は蒸気タービンの低圧蒸気管へ入れることも可能であ
るが、空気が僅かでも混入されていることを嫌う場合は
脱気器へ入れられる。なお、図中１０１１，１０１３，
１０２０は蒸気供給管であり、１０１５，１０１７，１
０２１は蒸気排出管である。また、１０１２，１０１６
は三方弁である。

【０００７】蒸気タービンがなく、コジェネプラントな
どの場合では、ボイラーの発生蒸気ラインの中で１０〜
１５ａｔａの圧力の蒸気管を選ぶか、それ以上の圧力管
から減圧弁を介して取り出すようにしている。

【０００８】なお、これらに関連するものとしては、例
えば特開平３−２６４７０３号公報が挙げられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように冷却媒体ク
ローズドサイクルガスタービンプラントで、ガスタービ
ン動静翼冷却に蒸気を使用する場合、その蒸気温度が従
来使用の圧縮機吐出空気温度より大幅に低いことから、
翼の温度を充分に低くすることができ、また冷却媒体の
流量を少なくできるので熱効率が良く、さらには、翼内
の冷却通路を比較的簡単に設計でき有効な冷却方法であ
る。

【００１０】しかしながら、水蒸気はその露点以下の温
度の物体に触れると結露が生じる恐れがあり、ガスター
ビンの運転で、コールドスタート時にはガスタービン
軸、円板、動静翼などは何れも室温であり、ガスタービ
ン着火後徐々に温度上昇するが全負荷後一定の温度に落
ち着くまで２時間以上かかる。このような場合、冷却媒
体である水蒸気の露点以下の温度の領域を水蒸気が通る
ことになり、その領域の物体に結露を生じる。結露は水
であり、その量が多いときは回転体のアンバランスを生
じ、振動の原因となり、また水は酸素や他の腐食性ガス
とともにガスタービン部品の金属を酸化または腐食させ
る原因ともなる恐れがある。

【００１１】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、冷却媒体に水蒸気が用いられるガ
スタービンプラントであっても、ガスタービンプラント
のコールドスタート時にも結露を生じる恐れがなく、す
なわち回転体にアンバランスや振動が生じたり、ガスタ
ービン部品の金属を酸化または腐食させたりすることの
ないこの種のガスタービンプラントおよびガスタービン
プラントの冷却方法を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ガス
タービンのガスパス路に配置された部品を冷却するに際
し、冷却媒体として蒸気が用いられるとともに、この蒸
気が冷却媒体系を循環するように形成されているガスタ
ービンプラントの冷却方法において、前記ガスタービン
のスタート時で、かつコールドスタート時には、前記ガ
スパス路に配置された部品を冷却する冷却媒体として冷
却空気を用い、冷却媒体流通路の温度が所定温度以上に
なったときに、冷却媒体に蒸気を用いるようになし所期
の目的を達成するようにしたものである。

【００１３】また、ガスタービンのスタート時で、かつ
コールドスタート時には、ガスパス路に配置された部品
を冷却する冷却媒体として冷却空気を流通させ、冷却媒
体流通路の温度が蒸気の流通に際して露結しない温度以
上になったときには、冷却空気の流通を停止し、冷却蒸
気を流通させるようにしたものである。

【００１４】また、ガスタービンのガスパス路に配置さ
れ、かつ内部に冷却媒体冷却通路を有する動静翼と、該
動静翼の冷却媒体冷却通路に冷却媒体を供給し、動静翼
を冷却する冷却媒体系とを備え、前記冷却媒体系の冷却
媒体に蒸気が用いられるとともに、この蒸気が冷却媒体
系を循環するように形成されているガスタービンプラン
トにおいて、前記冷却媒体系に冷却媒体系の流通路の温
度を測定する温度測定器を設け、かつ前記蒸気の冷却媒
体系に冷却媒体切換装置を介して冷却空気の冷却媒体系
を設けるとともに、前記冷却媒体切換装置に、前記温度
測定器の温度が所定温度以下のときには前記冷却媒体系
に冷却空気が流通するように、かつ所定温度以上のとき
には冷却蒸気が流通するように切換制御を行う制御装置
を設けるようにしたものである。

【００１５】また、前記冷却媒体系に冷却媒体系の流通
路の温度を測定する温度測定器を設け、かつ前記蒸気の
冷却媒体系に冷却媒体切換装置を介して冷却空気の冷却
媒体系を設けるとともに、前記冷却媒体切換装置に、前
記温度測定器の温度が蒸気の流通に際して露結する温度
のときには前記冷却媒体系に冷却空気が流通するよう
に、かつ蒸気の流通に際して露結する温度のときには冷
却蒸気が流通するように切換制御を行う制御装置を設け
たものである。

【００１６】また、この場合、冷却媒体系の流通路の温
度を測定する温度測定器を、動翼近傍の冷却媒体流通路
に設けるようにしたものである。また、前記冷却空気
は、ガスタービンの空気圧縮機吐出空気の抽気をそのま
まガスタービンの冷却系統へ流し、回収後はガスタービ
ン低圧段の翼の冷却系統へ流し、その後は高温ガスパス
路へ流すように形成するようにしたものである。

【００１７】

【作用】すなわちこのように形成されたガスタービンプ
ラントであると、ガスタービンのスタート時で、かつコ
ールドスタート時には、ガスパス路に配置された部品を
冷却する冷却媒体として冷却空気が用いられ、冷却媒体
流通路の温度が所定温度以上になったときに、冷却媒体
に蒸気が用いられるように形成されているので、前述し
たような結露の問題が発生する恐れはなくなり、したが
って、冷却媒体に水蒸気が用いられるガスタービンプラ
ントであっても、ガスタービンプラントのコールドスタ
ート時に結露を生じる恐れがなく、すなわち結露した水
により、回転体にアンバランスや振動が生じたり、また
ガスタービン部品の金属を酸化させたり腐食させたりす
る恐れはなくなるのである。

【００１８】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。なお、本発明の実施例として、水蒸気と
圧縮機吐出空気をブースターで昇圧して冷却媒体に使用
する場合の例が図１に、ブースターを使わない場合の例
が図２に、この図２を改良したものが図３に示され、ま
た図５に本発明のガスタービンプラントを採用されるコ
ンバインドサイクルの系統が示されている。

【００１９】図１において、ガスタービン１０１、燃焼
器１０２、圧縮機１０３、発電機１０５は従来のものと
ほぼ同型であるが、ガスタービン軸１０４は従来のもの
と大幅に異なる。すなわち、冷却媒体を動翼へ供給する
通路は、従来の冷却媒体が空気の場合、圧縮機吐出側か
ら軸中空内へ入り、タービン側面（ホイールスペース）
を通って動翼嵌合部（ダブテイル）へ入り、動翼に用意
された冷却孔へ入って動翼を冷却後ガスパス路内へ排出
されるが、本発明ではクローズドシステムであるので供
給路と回収路が必要である。

【００２０】すなわち、ガスタービン１０１と発電機１
０５の間には、冷却媒体の出し入れの座１２６が設けら
れており、この座１２６には供給される冷却媒体の溜ま
り場１２７と、回収された冷却媒体の溜まり場１２８が
設けられている。この軸１０４に設けられた供給孔と回
収孔の出入り口とは、前記の溜まり場１２７、１２８に
それぞれ一致するよう組立られている。

【００２１】軸１０４の供給孔１２４、回収孔１２５
は、それぞれ軸長手方向に別々にあけられており、ター
ビン円板（タービンホイール）に用意された２つの穴に
別々に連絡し、動翼１２３の嵌合部へ連絡する。動翼嵌
合部には冷却媒体の供給孔と回収孔が用意されており、
タービン円板嵌合部との間隙を最小にして冷却媒体の翼
外への漏洩を最少に保持する。

【００２２】冷却媒体の出し入れの座１２６への冷却媒
体は中圧蒸気管から配管１２０を通って三方弁１０９
へ、ここで空気圧縮機吐出空気配管１０８と合流する
が、この２種の冷却媒体はガスタービンの冷却媒体流通
路の温度の状態に応じ、この三方弁を操作して選択す
る。

【００２３】すなわち、ガスタービンのスタートには、
ガスパス路に配置された部品を冷却する冷却媒体として
冷却空気を流通させ、冷却媒体流通路の温度が蒸気の流
通に際して露結しない温度以上になったときに、前記三
方弁を切換えて冷却空気の流通を停止し、冷却蒸気を流
通させるようにするのである。

【００２４】すなわち、この冷却媒体系には冷却媒体系
の流通路の温度を測定する温度測定器１５０が設けら
れ、また前記三方弁すなわち冷却媒体切換装置には、温
度測定器の温度が所定温度以下のときには前記冷却媒体
系に冷却空気が流通するように、かつ所定温度以上のと
きには冷却蒸気が流通するように切換制御を行う制御装
置１５１が設けられる。

【００２５】この構成で、ガスタービンの起動停止時に
おいては、空気圧縮機最終段の後ろから抽気し、配管１
０６にて取り出し、ブースター１０７にて圧力比約１．
２で圧縮し、配管１０８にて三方弁１０９へ供給され、
ここで、中圧蒸気管からの配管１２０側が閉じ、配管１
０８側が開き、配管１１０へ圧縮空気が供給され、三方
弁１１２にて動翼側への配管１１３、静翼側への配管１
１１への流量配分を行なう。この三方弁は遠隔による自
動操作となるが、配管１１３、１１１にオリフィスを入
れ三方弁１１２を省いて直結してもよい。

【００２６】動静翼冷却後の冷却媒体は、動翼側は配管
１１７に、静翼側は配管１１５に流れ三方弁１１６に合
流する。この三方弁の配管１１７、１１５側の開度は配
管１１７、１１５における圧力、流量を調整するもので
ある。三方弁１１６を過ぎ、配管１１８を通って三方弁
１１９へ到達したら、圧縮空気の場合は配管１１４側を
開け、燃焼器ケーシング内へ戻し、燃焼用空気と合流さ
せる。この場合、冷却媒体に回収された熱量も燃焼器へ
戻される。

【００２７】ガスタービンが部分負荷から定格負荷に近
づくにしたがい各部の温度は上昇し、温度測定器の温度
が所定温度以上となったとき、三方弁１０９、１１８を
制御装置１５１により操作し、冷却媒体を圧縮空気から
水蒸気へ切り替える。冷却媒体が三方弁１０９を通って
三方弁１１８へ戻る時間は動翼側、静翼側で異なるの
で、圧縮空気が配管１２１を通って脱気器へ流れること
がないよう調節が必要である。しかし、僅少の空気が配
管１２１へ流れても脱気器にて空気は除去される。

【００２８】第２段動翼１３０用冷却媒体は圧縮機吐出
空気を軸に設けた通路１３３を通して供給される。第２
段静翼１２９用冷却媒体は配管１０６と１３２の間に三
方弁１３１を取付け、配管１３４にて配管１０６からの
圧縮空気を供給する。第２段動静翼用冷却媒体は共にオ
ープン式冷却で、翼冷却後はホットガスパス路へ排出す
る。ブースター１０７を設置して１．２倍に昇圧する理
由は、圧縮機最終段における吐出空気圧力と配管１１４
にて戻って燃焼器内へ入る位置の吐出空気圧力とは１％
程度の差であり、圧縮空気が冷却媒体として動静翼を冷
却後戻るまでの圧力損失は数％〜十数％と遥かに大きい
ためである。

【００２９】次に図２の実施例について説明する。この
図は、図１のブースター１０７を除外し、圧縮空気の戻
りを低圧段（第２段）静翼の冷却用に供給するかあるい
は排気室へ排出するものである。

【００３０】回収の冷却媒体の合流点である三方弁２１
９から圧縮空気は配管２１４を通って、三方弁２３５に
て配管２３６へ流せば排気室へ排出され、三方弁２３５
から配管２３７を介し三方弁２３１へ至り、配管２３４
へ流せば第２段静翼２２９の冷却に供せられる。この圧
縮空気を排気室へ排出するか、第２段静翼の冷却用に供
するかは圧力バランスによるもので設計時点で検討して
決定される。

【００３１】第２段動翼２３０は図１同様、圧縮機吐出
空気を軸に設けた通路２３３を通して供給される。これ
ら圧縮空気は、第２段動静翼を冷却後は高温ガスパス路
へ流している。冷却媒体が空気から水蒸気へ切り替わっ
た後は全て脱気器へ戻されるので、第２段静翼２２９用
冷却媒体は圧縮機吐出空気を配管２０６から三方弁２０
７を介し、配管２３２さらに三方弁２３１を介して配管
２３４へ供給される。

【００３２】第１段動静翼を冷却するときの圧力損失は
大きいが、第２段静翼後ろ側のガスパス位置のガス圧力
までは下がらないので図のように流れる。流れないとき
には排気室へ排出し、前記の配管２３２経由の圧縮機吐
出空気を供給する。

【００３３】次に図３の実施例について説明する。この
図は図２の実施例の一部を改良したもので、改良点は次
の通りである。すなわち、第２段静翼は常時オープン冷
却とし、圧縮機吐出空気から抽気して冷却に使用後、ガ
スパス路へ排出する。第２段動翼はクローズド冷却と
し、第一段動翼に供給している冷却空気の一部を第２段
動翼へも供給する。

【００３４】第２段動翼冷却空気供給管は２３３ａとし
て示され、排出管は２３２ａとして示されている。２０
７ａ、２３５ａは止め弁である。その他の記号には添字
ａを付け、図２の記号と対応するようにしてある。

【００３５】以上実施例を挙げ説明したように、本発明
はガスタービンの冷却媒体流通路の温度が低いとき、す
なわちスタート時には、ガスパス路に配置された部品を
冷却する冷却媒体として冷却空気を流通させ、冷却媒体
流通路の温度が蒸気の流通に際して露結しない温度以上
になったときには、水蒸気を使用するものである。

【００３６】なお、第１段動翼への冷却媒体の供給は図
に示すようにガスタービン軸の中を通すので、この軸と
冷却媒体との熱伝達を制限するために軸内孔にＣＶＤを
施工するか、熱遮蔽率の高い材料の管を内装すると良好
である。

【００３７】使用する冷却媒体の種類とガスタービン起
動停止関係を図４に示す。この図で、切り替え時点が定
格負荷近傍となっているが、これは冷却媒体流通路の条
件また運転条件によって異なることは勿論である。

【００３８】図６は第１段静翼の冷却系統の一例を示
す。図で６０１は冷却媒体の供給を、６０２は戻り回収
を示す。６０３は翼の後縁部を冷却後ホットガスパス路
へ排出する冷却媒体を示す。６０４は静翼内で冷却媒体
がリターンする状況を示す。図ではこのリターンを１回
の場合を示しているが、２または３回のリターンの構造
とすることが現在の精密鋳造技術で可能であるから作動
ガス、冷却媒体、翼の温度と冷却媒体の圧力とを加味し
検討の上、設計時点で決定される。

【００３９】静翼の後縁部は長く薄肉のため、冷却媒体
のリターンフローでは充分に冷却できないので、図のよ
うにホットガスパス路へ排出させながら冷却するしかな
い。

【００４０】図７〜図９は第１段動翼の縦断面図で冷却
系統の一例を示す。図において７０１、８０１、９０１
は冷却媒体の供給を示し、７０２、８０２、９０２は戻
り回収を示す。７０３、８０３、９０３は冷却媒体がリ
ターン７０４、８０４、９０４する箇所のごみによる詰
まりを防止するための逃がしを示し、これら翼から出た
冷却媒体は、動翼後方のガスパス路へ合流する。

【００４１】７０５、８０５、９０５は翼プロファイル
部、７０６、８０６、９０６はシャンク部、７０７、８
０７、９０７は嵌合部、７０８、８０８、９０８はター
ビン円板（タービンフォイール）部の外周部を示す。動
翼の後縁部は静翼より短く厚肉のため、静翼のように後
縁部を冷却しながら冷却媒体をホットガスパス路へ排出
しなくとも、図のような冷却系統により翼後縁部温度は
充分下げることができる。

【００４２】図に示すＣＶＤはＣｈｅｍｉｃａｌＶａ
ｃｕｕｍＤｅｐｏｓｉｔの略語で部品内孔部に施工す
る熱遮蔽の一種である。施工方法は８０３、９０３の排
出孔を塞ぎ、図８の場合は８０１側の穴から、図９の場
合は９０２の穴からＣＶＤのガスを翼内へ入れて熱遮蔽
物質を内孔面に蒸着させる。このようにＣＶＤのガスを
入れる側を選択して内孔面に熱遮蔽物質が蒸着する度合
を調節する。

【００４３】このＣＶＤにより冷却媒体と翼材との熱伝
達が阻害され、ＣＶＤがない場合より数十度の温度差が
得られる。８０１側からＣＶＤを施工した図８の場合
は、嵌合部（ダブテイル）８０７、シャンク部８０６が
温度の低い冷却媒体に必要以上に冷却されないよう熱遮
蔽するもので、冷却媒体自身も温度上昇しない内に翼で
最も高温となる前縁部の内孔部へ流れ、前縁部を充分冷
却することができる。一方９０２側から施工した図９の
場合は、嵌合部９０７、シャンク部９０６が、熱交換を
終えて温度の高くなった冷却媒体に必要以上に加熱され
ないよう熱遮蔽するものである。このＣＶＤの効果に関
しては（機研）特許願整理番号ＰＮＴ９４０２１２に詳
細に説明されている。

【００４４】以上説明してきたように、このように形成
されたガスタービンプラントであると、ガスタービン部
品の温度が低いときには、圧縮機吐出空気を冷却媒体に
使用し、部品の温度が高くなって蒸気に切り替える方式
とするので前記のような結露の問題が発生する恐れがな
い。この冷却媒体の温度の相違につき表１で説明する。

【００４５】

【表１】

【００４６】この表は冷却媒体に空気、蒸気を使用し、
それぞれ、あるガスタービンの無負荷、全負荷のときの
状態を比較したものである。冷却媒体として蒸気をガス
タービンの起動から使用すると、蒸気圧力１１．３ａｔ
ａ、温度１９０℃の場合、第１段動静翼のメタル温度が
１９０℃以下のときは内孔面に結露現象が現われる。こ
のメタル温度が低いときに冷却媒体に空気を使用すれ
ば、ガスタービン無負荷時で空気圧縮機吐出温度２９２
℃、ブースターで昇圧したときの場合で３２０℃であ
り、第１段動静翼のメタル温度が低くても、翼を加熱こ
そすれ結露は発生しない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、冷却媒体に水蒸気が用いられるガスタービンプラン
トであっても、ガスタービンプラントのコールドスター
ト時にも結露を生じる恐れがなく、すなわち回転体にア
ンバランスや振動が生じたり、ガスタービン部品の金属
を酸化または腐食させたりする恐れのないこの種ガスタ
ービンプラントを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスタービンプラントの一実施例を示
す縦断側面図である。

【図２】本発明のガスタービンプラントの他の実施例を
示す縦断側面図である。

【図３】本発明のガスタービンプラントの他の実施例を
示す縦断側面図である。

【図４】ガスタービンの起動停止の関係を示す線図であ
る。

【図５】本発明を採用したコンバインドサイクルガスタ
ービンプラントの系統図である。

【図６】本発明のガスタービン第１段静翼の斜視図であ
る。

【図７】本発明のガスタービンプラントに採用される第
１段動翼縦断面図である。

【図８】本発明のガスタービンプラントに採用される第
１段動翼縦断面図である。

【図９】本発明のガスタービンプラントに採用される第
１段動翼縦断面図である。

【図１０】従来のガスタービンプラントの一例を示す縦
断側面図である。

【図１１】従来のガスタービンプラントの一例を示す縦
断側面図である。

【符号の説明】

５０１…圧縮機、５０２…ガスタービン、５０３…燃焼
器、５０４…排熱ボイラー、５０５…高圧蒸気タービ
ン、５０６…低圧蒸気タービン、５０７…発電機、５０
８…復水器、５０９…復水ポンプ、５１０…脱気器、５
１１…ボイラー給水ポンプ、１００１…ガスタービン、
１００２…燃焼器、１００３…圧縮機、１００４…軸、
１００５…発電機、１０１１…第１段静翼供給蒸気配
管、１０１２…供給蒸気分割三方弁、１０１３…ガスタ
ービン第１段動翼供給の蒸気配管、１０１５…第１段静
翼出口回収蒸気配管、１０１６…第１段動静翼出口回収
蒸気三方弁、１０１７…第１段動翼出口回収蒸気管、１
０２０…中圧蒸気管よりの蒸気供給管、１０２１…脱気
器への回収蒸気管、１０２２…ガスタービン第１段静
翼、１０２３…ガスタービン第１段動翼、１０２４…蒸
気供給用軸内孔、１０２５…回収蒸気用軸内孔、１０２
６…蒸気体の出し入れの座、１０２７…供給蒸気の溜ま
り場、１０２８…回収蒸気の溜まり場、１１０１…ガス
タービン、１１０２…燃焼器、１１０３…圧縮機、１１
０４…軸、１１０５…発電機、１１２２…ガスタービン
第１段静翼、１１２３…ガスタービン第１段動翼、１１
２４…圧縮機吐出空気供給用軸内孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスタービンのガスパス路に配置された
部品を冷却するに際し、冷却媒体として蒸気が用いられ
るとともに、この蒸気が冷却媒体系を循環するように形
成されているガスタービンプラントの冷却方法におい
て、前記ガスタービンのスタート時で、かつコールドスター
ト時には、前記ガスパス路に配置された部品を冷却する
冷却媒体として冷却空気を用い、冷却媒体流通路の温度
が所定温度以上になったときに、冷却媒体に前記蒸気を
用いるようにしたことを特徴とするガスタービンプラン
トの冷却方法。
【請求項２】ガスタービンのガスパス路に配置された
部品を冷却するに際し、冷却媒体として蒸気が用いられ
るとともに、この蒸気が冷却媒体系を循環するように形
成されているガスタービンプラントの冷却方法におい
て、前記ガスタービンのスタート時で、かつコールドスター
ト時には、前記ガスパス路に配置された部品を冷却する
冷却媒体として冷却空気を流通させ、冷却媒体流通路の
温度が蒸気の流通に際して露結しない温度以上になった
ときに、前記冷却空気の流通を停止し、冷却蒸気を流通
させるようにしたことを特徴とするガスタービンプラン
トの冷却方法。
【請求項３】ガスタービンのガスパス路に配置された
部品を冷却するに際し、冷却媒体として蒸気が用いられ
るとともに、この蒸気が冷却媒体系を循環するように形
成されているガスタービンプラントの冷却方法におい
て、前記ガスタービンの起動時より前記冷却媒体系の流通路
の温度を測定しておき、ガスタービンのコールドスター
ト時には、前記ガスパス路に配置された部品を冷却する
冷却媒体として冷却空気を流通させ、前記冷却媒体系の
流通路の温度が蒸気の流通に際して露結しない温度以上
になったときに、前記冷却媒体を冷却空気から冷却蒸気
に切り替えるようにしたことを特徴とするガスタービン
プラントの冷却方法。
【請求項４】前記冷却媒体系の流通路の温度測定に際
し、冷却媒体系の最も温度上昇の遅い箇所の温度を測定
するようにした請求項３記載のガスタービンプラントの
冷却方法。
【請求項５】前記冷却される部品内に設けられる冷却
通路は、冷却空気／冷却蒸気両者共通であり、かつ冷却
空気はガスタービン空気圧縮機吐出空気の抽気を圧縮し
て供給し、かつ回収後は元の吐出空気側へ戻すものであ
る請求項１、２、３若しくは４記載のガスタービンプラ
ントの冷却方法。
【請求項６】ガスタービンのガスパス路に配置され、
かつ内部に冷却媒体冷却通路を有する動静翼と、該動静
翼の冷却媒体冷却通路に冷却媒体を供給し、動静翼を冷
却する冷却媒体系とを備え、前記冷却媒体系の冷却媒体
に蒸気が用いられるとともに、この蒸気が冷却媒体系を
循環するように形成されているガスタービンプラントに
おいて、前記冷却媒体系に冷却媒体系の流通路の温度を測定する
温度測定器を設け、かつ前記蒸気の冷却媒体系に冷却媒
体切換装置を介して冷却空気の冷却媒体系を設けるとと
もに、前記冷却媒体切換装置に、前記温度測定器の温度
が所定温度以下のときには前記冷却媒体系に冷却空気が
流通するように、かつ所定温度以上のときには冷却蒸気
が流通するように切換制御を行う制御装置を設けたこと
を特徴とするガスタービンプラント。
【請求項７】ガスタービンのガスパス路に配置され、
かつ内部に冷却媒体冷却通路を有する動静翼と、該動静
翼の冷却媒体冷却通路に冷却媒体を供給し、動静翼を冷
却する冷却媒体系とを備え、前記冷却媒体系の冷却媒体
に蒸気が用いられるとともに、この蒸気が冷却媒体系を
循環するように形成されているガスタービンプラントに
おいて、前記冷却媒体系に冷却媒体系の流通路の温度を測定する
温度測定器を設け、かつ前記蒸気の冷却媒体系に冷却媒
体切換装置を介して冷却空気の冷却媒体系を設けるとと
もに、前記冷却媒体切換装置に、前記温度測定器の温度
が蒸気の流通に際して露結する温度のときには前記冷却
媒体系に冷却空気が流通するように、かつ蒸気の流通に
際して露結する温度のときには冷却蒸気が流通するよう
に切換制御を行う制御装置を設けたことを特徴とするガ
スタービンプラント。
【請求項８】前記冷却媒体系の流通路の温度を測定す
る温度測定器が、動翼近傍の冷却媒体流通路に設けられ
てなる請求項６若しくは７記載のガスタービンプラン
ト。
【請求項９】前記冷却蒸気の供給元が石炭ガス化炉ボ
イラまたはコジェネプラント用ボイラである請求項６、
７若しくは８記載のガスタービンプラント。
【請求項１０】前記冷却空気は、ガスタービンの空気
圧縮機吐出空気の抽気をそのままガスタービンの翼冷却
系統へ流し、回収後はガスタービン低圧段の翼の冷却系
統へ流し、かつその後は高温ガスパス路へ流すように形
成してなる請求項６、７若しくは８記載のガスタービン
プラント。