JP2000104562A - ガスタービン系統 - Google Patents
ガスタービン系統Info
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- JP2000104562A JP2000104562A JP10270942A JP27094298A JP2000104562A JP 2000104562 A JP2000104562 A JP 2000104562A JP 10270942 A JP10270942 A JP 10270942A JP 27094298 A JP27094298 A JP 27094298A JP 2000104562 A JP2000104562 A JP 2000104562A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】噴霧水ドレンが発生した場合に速やかにドレン
を排出し、異常な噴霧水の流入によるガスタービン圧縮
機の損傷を防止することにある。 【解決手段】ガスタービン吸気ダクト内に滞留した噴霧
水を排出する方法は、吸気ダクト内に設けられたトラッ
シュスクリーン部に設けたドレン系統、吸気プレナム部
に設けた吸引ポンプを有するドレン系統及び、ガスター
ビン圧縮機前段部分の翼表面に設けた水滴誘導溝により
構成し、噴霧水ドレンが発生した場合に速やかにドレン
を排出し、異常な噴霧水の流入によるガスタービン圧縮
機の損傷を防止することができる。
を排出し、異常な噴霧水の流入によるガスタービン圧縮
機の損傷を防止することにある。 【解決手段】ガスタービン吸気ダクト内に滞留した噴霧
水を排出する方法は、吸気ダクト内に設けられたトラッ
シュスクリーン部に設けたドレン系統、吸気プレナム部
に設けた吸引ポンプを有するドレン系統及び、ガスター
ビン圧縮機前段部分の翼表面に設けた水滴誘導溝により
構成し、噴霧水ドレンが発生した場合に速やかにドレン
を排出し、異常な噴霧水の流入によるガスタービン圧縮
機の損傷を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気冷却を採用し
たガスタービン圧縮機の損傷防止方法に係わり、特に、
噴霧水による吸気加湿冷却系統を備えたガスタービンに
おいて、滞留した水（粒径の大きな水滴）が圧縮機に流
入するのを防止する系統である。
たガスタービン圧縮機の損傷防止方法に係わり、特に、
噴霧水による吸気加湿冷却系統を備えたガスタービンに
おいて、滞留した水（粒径の大きな水滴）が圧縮機に流
入するのを防止する系統である。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の方法としては、吸気加湿
冷却系統を設けた例がなく、圧縮機入口部への異物流入
防止装置部分にドレン回収を目的とした系統を設けてい
ない。しかしながら、吸気加湿冷却系統を設けた場合に
は、ガスタービン圧縮機への噴霧水の流入に伴い、噴霧
水の粒径が大きく成長した場合には、圧縮機翼表面の損
傷が予想される。
冷却系統を設けた例がなく、圧縮機入口部への異物流入
防止装置部分にドレン回収を目的とした系統を設けてい
ない。しかしながら、吸気加湿冷却系統を設けた場合に
は、ガスタービン圧縮機への噴霧水の流入に伴い、噴霧
水の粒径が大きく成長した場合には、圧縮機翼表面の損
傷が予想される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】吸気加湿冷却装置を設
けたガスタービンにおいて、運転中にガスタービン圧縮
機内に滞留した水が流入した場合、粒径の大きな水が圧
縮機翼表面に直接衝突することになり圧縮機翼表面が損
傷する。また、圧縮機入口部分に流入する空気条件（圧
力，温度）が一様にならず、サージイング領域に入る可
能性がある。
けたガスタービンにおいて、運転中にガスタービン圧縮
機内に滞留した水が流入した場合、粒径の大きな水が圧
縮機翼表面に直接衝突することになり圧縮機翼表面が損
傷する。また、圧縮機入口部分に流入する空気条件（圧
力，温度）が一様にならず、サージイング領域に入る可
能性がある。
【０００４】また、ガスタービン圧縮機の上流側で気化
させ、残りの水滴を圧縮機内に導入するが、その際に圧
縮機前段部分の翼表面に付着した水滴が、翼表面から剥
離する際に粒径が大きく成長した場合にも、後流側に損
傷を与えることが予想される。
させ、残りの水滴を圧縮機内に導入するが、その際に圧
縮機前段部分の翼表面に付着した水滴が、翼表面から剥
離する際に粒径が大きく成長した場合にも、後流側に損
傷を与えることが予想される。
【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決するため
になされたものであり、圧縮機翼表面を損傷に至らしめ
る水の流入を防止することである。
になされたものであり、圧縮機翼表面を損傷に至らしめ
る水の流入を防止することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する方法
として、本発明のドレン回収方法は、 （１）吸気ダクト構造物の圧縮機流入防止のために異物
流入防止装置（以下、トラッシュスクリーンと称する）
を設けている。しかしながら、ガスタービン吸気加湿冷
却の為には、微細化した噴霧水を圧縮機に導入する必要
があるが、噴霧水が網状のトラッシュスクリーン部に衝
突した場合には、トラッシュスクリーンの網に衝突する
ことから、水の粒径が衝突により大きくなり、やがては
トラッシュスクリーン下部に滞留し始める。
として、本発明のドレン回収方法は、 （１）吸気ダクト構造物の圧縮機流入防止のために異物
流入防止装置（以下、トラッシュスクリーンと称する）
を設けている。しかしながら、ガスタービン吸気加湿冷
却の為には、微細化した噴霧水を圧縮機に導入する必要
があるが、噴霧水が網状のトラッシュスクリーン部に衝
突した場合には、トラッシュスクリーンの網に衝突する
ことから、水の粒径が衝突により大きくなり、やがては
トラッシュスクリーン下部に滞留し始める。
【０００７】（２）トラッシュスクリーン下部に滞留し
た噴霧水が、吸気ダクト内を流れ圧縮機部分に流入した
場合、水の粒径が大きく成長しているために、圧縮機翼
列の流線に沿って後流側に流れ込むことができず、圧縮
機翼表面に衝突し、損傷を与えることが予想される。
た噴霧水が、吸気ダクト内を流れ圧縮機部分に流入した
場合、水の粒径が大きく成長しているために、圧縮機翼
列の流線に沿って後流側に流れ込むことができず、圧縮
機翼表面に衝突し、損傷を与えることが予想される。
【０００８】（３）吸気ダクト入口部分に噴霧水が滞留
する場合には、ガスタービン圧縮機が大気を吸い込むこ
とから、その部位の圧力状態が、大気圧力より低くなる
ために、通常通りドレン配管を設けた系統では、自重に
よってドレンを排出ができない。
する場合には、ガスタービン圧縮機が大気を吸い込むこ
とから、その部位の圧力状態が、大気圧力より低くなる
ために、通常通りドレン配管を設けた系統では、自重に
よってドレンを排出ができない。
【０００９】（４）以上より、トラッシュスクリーン下
部にドレン排出系統、圧縮機入口部のドレンには、吸引
装置を設置した系統を設けドレンを排出することが可能
となる。
部にドレン排出系統、圧縮機入口部のドレンには、吸引
装置を設置した系統を設けドレンを排出することが可能
となる。
【００１０】（５）ガスタービン吸気加湿冷却の為に
は、微細化した噴霧水を圧縮機に導入する必要がある
が、噴霧水が圧縮機前段の翼表面部に衝突した場合に
は、噴霧水が翼表面に付着し、翼面に沿って流れ、翼端
面から剥離し、圧縮機後流側へと流出する。
は、微細化した噴霧水を圧縮機に導入する必要がある
が、噴霧水が圧縮機前段の翼表面部に衝突した場合に
は、噴霧水が翼表面に付着し、翼面に沿って流れ、翼端
面から剥離し、圧縮機後流側へと流出する。
【００１１】翼面に沿って翼端面部分に流れる際に、水
の粒径が大きく成長する可能性がある。
の粒径が大きく成長する可能性がある。
【００１２】（６）圧縮機翼表面部分に水滴を導く溝を
設け、翼先端部もしくは、翼取り付け部まで水滴を誘導
させガスタービン静止部分に設けた排出溝からドレンを
排出し、（４）の吸引装置を設置した系統に合流させる
ことによりドレンを排出することが可能となる。
設け、翼先端部もしくは、翼取り付け部まで水滴を誘導
させガスタービン静止部分に設けた排出溝からドレンを
排出し、（４）の吸引装置を設置した系統に合流させる
ことによりドレンを排出することが可能となる。
【００１３】即ち、ガスタービン吸気加湿冷却を用いて
高温期に於けるガスタービン出力低下を回避する場合
に、微細化された噴霧水のみをガスタービン圧縮機に流
入させ、圧縮機に入る気体の温度を外気温度より低下さ
せて、圧縮機内を流下中に噴霧された液的が気化するよ
うにした噴霧装置を備るが、微細化した噴霧水が吸気ダ
クトに内蔵された異物流入防止装置（トラッシュスクリ
ーン）、もしくは吸気ダクト壁面に接触した場合には、
噴霧水の粒径が大きく成長し、吸気ダクト内に滞留する
ことから、ドレンを効果的に排出する系統を設ける。
高温期に於けるガスタービン出力低下を回避する場合
に、微細化された噴霧水のみをガスタービン圧縮機に流
入させ、圧縮機に入る気体の温度を外気温度より低下さ
せて、圧縮機内を流下中に噴霧された液的が気化するよ
うにした噴霧装置を備るが、微細化した噴霧水が吸気ダ
クトに内蔵された異物流入防止装置（トラッシュスクリ
ーン）、もしくは吸気ダクト壁面に接触した場合には、
噴霧水の粒径が大きく成長し、吸気ダクト内に滞留する
ことから、ドレンを効果的に排出する系統を設ける。
【００１４】また、微細化した噴霧水が圧縮機前段の翼
表面に接触した場合にも、噴霧水の粒径が大きく成長し
剥離し、圧縮機後流側に流れ込む可能性が生じることか
ら、ドレンを効果的に排出する構造を設ける。
表面に接触した場合にも、噴霧水の粒径が大きく成長し
剥離し、圧縮機後流側に流れ込む可能性が生じることか
ら、ドレンを効果的に排出する構造を設ける。
【００１５】これにより、ガスタービン圧縮機の損傷を
防止させ、効率良く運用することが可能となる。
防止させ、効率良く運用することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に図示した実施例に基づき本
発明の詳細を説明する。
発明の詳細を説明する。
【００１７】図１には、そのドレン排出系統を説明する
ための系統図が示されている。図１は、ガスタービン吸
気ダクトに設けたドレン系統図、図２に本発明における
ガスタービン本体の模式側面図、図３は、吸気ダクト部
に設けられた吸気加湿冷却噴霧ノズル下流側に設けられ
たトラッシュスクリーン部のドレン系統、図４は図２に
Ａ部に設けられた吸気プレナム下部に滞留したドレンを
排出する系統、図５は図４示す吸引装置を置き換えた系
統を示す。
ための系統図が示されている。図１は、ガスタービン吸
気ダクトに設けたドレン系統図、図２に本発明における
ガスタービン本体の模式側面図、図３は、吸気ダクト部
に設けられた吸気加湿冷却噴霧ノズル下流側に設けられ
たトラッシュスクリーン部のドレン系統、図４は図２に
Ａ部に設けられた吸気プレナム下部に滞留したドレンを
排出する系統、図５は図４示す吸引装置を置き換えた系
統を示す。
【００１８】図２に示す本発明のガスタービンは、図３
に示すように吸気ダクト内に吸気加湿冷却噴霧ノズル１
を設けた場合、吸気ダクト内にガスタービン圧縮機入口
への異物落下防止のために設けられた網状のトラッシュ
スクリーン２に微粒化された噴霧水が衝突し、噴霧水の
粒径が大きくなり、トラッシュスクリーン下部に滞留す
る現象が現われる。
に示すように吸気ダクト内に吸気加湿冷却噴霧ノズル１
を設けた場合、吸気ダクト内にガスタービン圧縮機入口
への異物落下防止のために設けられた網状のトラッシュ
スクリーン２に微粒化された噴霧水が衝突し、噴霧水の
粒径が大きくなり、トラッシュスクリーン下部に滞留す
る現象が現われる。
【００１９】本部分に噴霧水が滞留した場合、その水
が、ガスタービン圧縮機へまとまって流れ込むことが考
えられ、粒径の大きくなった水が流入した場合、微細な
粒径の水のように圧縮機翼列圧の流線に沿って後流側に
流れ込むことができず、圧縮機翼表面に損傷を与えるこ
とが予想される。
が、ガスタービン圧縮機へまとまって流れ込むことが考
えられ、粒径の大きくなった水が流入した場合、微細な
粒径の水のように圧縮機翼列圧の流線に沿って後流側に
流れ込むことができず、圧縮機翼表面に損傷を与えるこ
とが予想される。
【００２０】また、圧縮機入口空気に含まれる水分が、
微細化された水と、粒径の大きな水との双方が含まれる
ことになることから、その状態量（温度，圧力）が一様
に分布しないことになり、圧縮機吸い込み空気の圧縮機
への流入状態が一様な状態を保てないために、圧縮機入
口部において、左右、上下でのアンバランス状態が生じ
る可能性がある。
微細化された水と、粒径の大きな水との双方が含まれる
ことになることから、その状態量（温度，圧力）が一様
に分布しないことになり、圧縮機吸い込み空気の圧縮機
への流入状態が一様な状態を保てないために、圧縮機入
口部において、左右、上下でのアンバランス状態が生じ
る可能性がある。
【００２１】圧縮機入口状態が一様とならない場合に
は、圧縮機への流入空気条件の偏差から、圧縮機が回避
しなければならないサージイング領域へ突入する危険性
が高くなる。また、トラッシュスクリーンと同様に、ガ
スタービン圧縮機入口部に設けられた吸気プレナム部３
では、吸気ダクト壁面に接触した吸気加湿冷却噴霧水が
ドレン化し、滞留する。
は、圧縮機への流入空気条件の偏差から、圧縮機が回避
しなければならないサージイング領域へ突入する危険性
が高くなる。また、トラッシュスクリーンと同様に、ガ
スタービン圧縮機入口部に設けられた吸気プレナム部３
では、吸気ダクト壁面に接触した吸気加湿冷却噴霧水が
ドレン化し、滞留する。
【００２２】しかしながら、吸気プレナム部分では、ガ
スタービンの圧縮機が大気を吸い込むことから、本部分
での圧力は、大気圧力より低いものとなる。
スタービンの圧縮機が大気を吸い込むことから、本部分
での圧力は、大気圧力より低いものとなる。
【００２３】この事から、吸気プレナム部分に設けるド
レン系統は、通常のドレンの自重によるドレン排出の他
に、ドレン系統に排出の補助として、吸引装置を設ける
ものとする。これにより、ドレンの排出を向上させるこ
とができる。
レン系統は、通常のドレンの自重によるドレン排出の他
に、ドレン系統に排出の補助として、吸引装置を設ける
ものとする。これにより、ドレンの排出を向上させるこ
とができる。
【００２４】図４は、吸引装置に吸引ポンプ４を用いた
系統を示す。
系統を示す。
【００２５】図５は、図４示す吸引装置をエジェクタ５
装置に置き換えたドレン排出の補助装置に用いた系統を
示す。
装置に置き換えたドレン排出の補助装置に用いた系統を
示す。
【００２６】図６（ａ）及び（ｂ）は、図３に示すよう
に吸気ダクト内に吸気加湿冷却噴霧ノズル１を設けた場
合、ガスタービン空気圧縮機入口案内翼６の翼表面に噴
霧水が吹き付けられる。翼表面に付着した水滴は、翼表
面に沿って翼端面より剥離し、後流側へと流れ出る。こ
の際、剥離する水滴の粒径は、吸気加湿冷却噴霧ノズル
１にて微細化された粒径に比較し、大きく成長する可能
性がある。この噴霧水を、入口案内翼の後端側に設けた
入口案内翼表面水滴誘導溝７により翼後端側に流れる噴
霧水を回収し、誘導溝に沿わせて入口案内翼取り付け部
分から排出し、ガスタービン排水路８によりドレン系統
に排出する。
に吸気ダクト内に吸気加湿冷却噴霧ノズル１を設けた場
合、ガスタービン空気圧縮機入口案内翼６の翼表面に噴
霧水が吹き付けられる。翼表面に付着した水滴は、翼表
面に沿って翼端面より剥離し、後流側へと流れ出る。こ
の際、剥離する水滴の粒径は、吸気加湿冷却噴霧ノズル
１にて微細化された粒径に比較し、大きく成長する可能
性がある。この噴霧水を、入口案内翼の後端側に設けた
入口案内翼表面水滴誘導溝７により翼後端側に流れる噴
霧水を回収し、誘導溝に沿わせて入口案内翼取り付け部
分から排出し、ガスタービン排水路８によりドレン系統
に排出する。
【００２７】図７（ａ）及び（ｂ）は、図６に示す誘導
溝を、ガスタービン空気圧縮機動翼９に同様に設けるも
のである。翼表面に付着した水滴を、圧縮機動翼の後端
側に設けた圧縮機動翼表面水滴誘導溝１０により翼後端
側に流れる噴霧水を回収し、誘導溝に沿わせて動翼先端
部分から排出し、圧縮機ケーシング側に設けた排水回収
溝１１によりドレン系統に排出する。
溝を、ガスタービン空気圧縮機動翼９に同様に設けるも
のである。翼表面に付着した水滴を、圧縮機動翼の後端
側に設けた圧縮機動翼表面水滴誘導溝１０により翼後端
側に流れる噴霧水を回収し、誘導溝に沿わせて動翼先端
部分から排出し、圧縮機ケーシング側に設けた排水回収
溝１１によりドレン系統に排出する。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、吸気加湿冷却装置を有
するガスタービンにおいて、噴霧水ドレンが発生した場
合に速やかにドレンを排出し、異常な噴霧水の流入によ
るガスタービン圧縮機の損傷を防止することができる。
するガスタービンにおいて、噴霧水ドレンが発生した場
合に速やかにドレンを排出し、異常な噴霧水の流入によ
るガスタービン圧縮機の損傷を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すガスタービン吸気加湿
冷却を用いた吸気系統ドレン配管系統図。
冷却を用いた吸気系統ドレン配管系統図。
【図２】本発明の一実施例を示すガスタービンの側面
図。
図。
【図３】吸気ダクト部のドレン系統図。
【図４】図２のＡ部吸気プレナム下部のドレン系統図。
【図５】図４の吸引装置を置き換えた例を示すドレン系
統図。
統図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は圧縮機入口案内翼部分に設
けた排出溝を示す側断面図及び同図（ａ）のＢ−Ｂ線断
面図。
けた排出溝を示す側断面図及び同図（ａ）のＢ−Ｂ線断
面図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は圧縮機動翼部分に設けた排
出溝を示す側断面図及び同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
出溝を示す側断面図及び同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
１…吸気加湿冷却ノズル、２…トラッシュスクリーン、
３…吸気プレナム、４…吸気ポンプ、５…エジェクタ、
６…入口案内翼、７…入口案内翼表面水滴誘導溝、８…
排水路、９…圧縮機動翼、１０…圧縮機動翼表面水滴誘
導溝、１１…排水回収溝。
３…吸気プレナム、４…吸気ポンプ、５…エジェクタ、
６…入口案内翼、７…入口案内翼表面水滴誘導溝、８…
排水路、９…圧縮機動翼、１０…圧縮機動翼表面水滴誘
導溝、１１…排水回収溝。
Claims (3)
- 【請求項１】供給された気体を圧縮して吐出する圧縮
機、前記圧縮機から吐出した気体と燃料が燃焼される燃
焼器、前記燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービン
を備えたガスタービンにおいて、前記圧縮機に供給され
る気体に水を噴霧し、前記圧縮機に入る気体の温度を外
気温度より低下させて、この気体と共に前記圧縮機内に
導入され、前記圧縮機内を流下中に前記噴霧された液的
が気化する噴霧装置を備えたガスタービンであって、前
記圧縮機への過度の噴霧水流入防止のために、圧縮機入
口部への異物流入防止装置近傍に滞留する水分を排出す
るのを特徴とするガスタービン系統。 - 【請求項２】供給された気体を圧縮して吐出する圧縮
機、前記圧縮機から吐出した気体と燃料が燃焼される燃
焼器、前記燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるタービン
を備えたガスタービンにおいて、負圧となる圧縮機入口
部分に滞留した水分を排出するために、吸引装置を設け
るのを特徴とするガスタービン系統。 - 【請求項３】請求項1を備えたガスタービンにおいて、
圧縮機前段部分より滞留した水分を排出するのを特徴と
するガスタービン系統。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10270942A JP2000104562A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | ガスタービン系統 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10270942A JP2000104562A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | ガスタービン系統 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000104562A true JP2000104562A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17493165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10270942A Pending JP2000104562A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | ガスタービン系統 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000104562A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002147253A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン保護装置及び燃料制御装置 |
| EP1621741A1 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-01 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine system |
| EP1903188A3 (en) * | 2006-09-11 | 2009-11-25 | Gas Turbine Efficiency Sweden AB | System and method for augmenting turbine power output |
| US7712301B1 (en) | 2006-09-11 | 2010-05-11 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | System and method for augmenting turbine power output |
| JP2012137094A (ja) * | 2012-03-15 | 2012-07-19 | Toshiba Corp | タービン動翼および蒸気タービン |
| JP2015090090A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 吸気噴霧装置およびガスタービン設備 |
| US9803549B2 (en) | 2011-02-28 | 2017-10-31 | Ansaldo Energia Ip Uk Limited | Using return water of an evaporative intake air cooling system for cooling a component of a gas turbine |
-
1998
- 1998-09-25 JP JP10270942A patent/JP2000104562A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002147253A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン保護装置及び燃料制御装置 |
| EP1621741A1 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-01 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine system |
| US7367178B2 (en) | 2004-07-28 | 2008-05-06 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine system |
| EP1903188A3 (en) * | 2006-09-11 | 2009-11-25 | Gas Turbine Efficiency Sweden AB | System and method for augmenting turbine power output |
| US7703272B2 (en) | 2006-09-11 | 2010-04-27 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | System and method for augmenting turbine power output |
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| JP2012137094A (ja) * | 2012-03-15 | 2012-07-19 | Toshiba Corp | タービン動翼および蒸気タービン |
| JP2015090090A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 吸気噴霧装置およびガスタービン設備 |
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