JP2000161012A - ガスタービン排気ケーシング - Google Patents
ガスタービン排気ケーシングInfo
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- JP2000161012A JP2000161012A JP10338877A JP33887798A JP2000161012A JP 2000161012 A JP2000161012 A JP 2000161012A JP 10338877 A JP10338877 A JP 10338877A JP 33887798 A JP33887798 A JP 33887798A JP 2000161012 A JP2000161012 A JP 2000161012A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas turbine
- casing
- turbine exhaust
- diffuser
- guide vane
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- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン排気ディフューザの後流機器入
口の流配を改善する。 【解決手段】 ガスタービンのエクゾーストディフュー
ザ１を囲繞して設けられ、上方に設けられた後流機器６
に接続してガスタービン排気ガスを送るガスタービン排
気ケーシング３であって、ディフューザ１出口に対向し
たケーシングの後側面３ａとディフューザ両側のケーシ
ングの側面３ｂとのそれぞれ上部の、後流機器入口６ａ
付近に上方が内側に向って滑かに曲った多孔板からなる
ガイドベーン５を設けたものである。
口の流配を改善する。 【解決手段】 ガスタービンのエクゾーストディフュー
ザ１を囲繞して設けられ、上方に設けられた後流機器６
に接続してガスタービン排気ガスを送るガスタービン排
気ケーシング３であって、ディフューザ１出口に対向し
たケーシングの後側面３ａとディフューザ両側のケーシ
ングの側面３ｂとのそれぞれ上部の、後流機器入口６ａ
付近に上方が内側に向って滑かに曲った多孔板からなる
ガイドベーン５を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン排気
を後流機器に導くガスタービン排気ケーシングに関す
る。
を後流機器に導くガスタービン排気ケーシングに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン排気ケーシングは、一般
に、図３および図４に示すような構造となっている。図
３は軸中心線を含む断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ
矢視図である。これらの図において、１はディフュー
ザ、２はコーナベーン、３は片方向吐出形の排気ケーシ
ング、４はタービンシャフトの挿入孔である。このよう
な形式の排気ケーシング３では、流体は矢印の方向に流
れている。なお、コーナベーン２の代りに多重管形式の
ものや、コーナベーンのないものもある。また、特開昭
６３−２１９８２５号には、ディフューザ出口に多孔板
を用いるものが開示されているが、これは流路全体を横
切って配置されているので、圧力損失が大きいと考えら
れる。
に、図３および図４に示すような構造となっている。図
３は軸中心線を含む断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ
矢視図である。これらの図において、１はディフュー
ザ、２はコーナベーン、３は片方向吐出形の排気ケーシ
ング、４はタービンシャフトの挿入孔である。このよう
な形式の排気ケーシング３では、流体は矢印の方向に流
れている。なお、コーナベーン２の代りに多重管形式の
ものや、コーナベーンのないものもある。また、特開昭
６３−２１９８２５号には、ディフューザ出口に多孔板
を用いるものが開示されているが、これは流路全体を横
切って配置されているので、圧力損失が大きいと考えら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなコーナベー
ン２は、ディフューザ１出口の流速を圧力損失を少くし
つつ減速するものであるが、ケーシング３出口の不均一
な流配を整流し、廃熱回収用熱交換器、集塵機、改質器
または脱硫・脱硝器などの後流機器入口での均一な流配
を得るにはあまり役立たない。また、このようなコーナ
ベーン２や多重管は高速領域に設置されるので、大きな
強度が要求されるとともに、摩耗に対するメンテナンス
費用が多くかかる。
ン２は、ディフューザ１出口の流速を圧力損失を少くし
つつ減速するものであるが、ケーシング３出口の不均一
な流配を整流し、廃熱回収用熱交換器、集塵機、改質器
または脱硫・脱硝器などの後流機器入口での均一な流配
を得るにはあまり役立たない。また、このようなコーナ
ベーン２や多重管は高速領域に設置されるので、大きな
強度が要求されるとともに、摩耗に対するメンテナンス
費用が多くかかる。
【０００４】本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み
案出されたものであり、多孔板のガイドベーンを設けて
後流機器に流入するガスタービン排気の流配を圧力損失
を少くしつつ改善して、後流機器の効率向上を図るとと
もに、メンテナンス費用の軽減をすることができるガス
タービン排気ケーシングを提供することを目的とする。
案出されたものであり、多孔板のガイドベーンを設けて
後流機器に流入するガスタービン排気の流配を圧力損失
を少くしつつ改善して、後流機器の効率向上を図るとと
もに、メンテナンス費用の軽減をすることができるガス
タービン排気ケーシングを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のガスタービン排気ケーシングは、ガスタービン
のエクゾーストディフューザを囲繞して設けられ、上方
に設けられた後流機器に接続してガスタービン排気を送
るガスタービン排気ケーシングであって、ディフューザ
出口に対向したケーシング後側面とディフューザの両側
のケーシングの側面とのそれぞれ上部の、後流機器入口
付近に、上方が内側に滑らかに曲った多孔板からなるガ
イドベーンを設けたものである。
本発明のガスタービン排気ケーシングは、ガスタービン
のエクゾーストディフューザを囲繞して設けられ、上方
に設けられた後流機器に接続してガスタービン排気を送
るガスタービン排気ケーシングであって、ディフューザ
出口に対向したケーシング後側面とディフューザの両側
のケーシングの側面とのそれぞれ上部の、後流機器入口
付近に、上方が内側に滑らかに曲った多孔板からなるガ
イドベーンを設けたものである。
【０００６】ガイドベーンは、開口率が２０〜４０％、
孔径が３〜１０ｍｍであるのが好ましい。
孔径が３〜１０ｍｍであるのが好ましい。
【０００７】次に、本発明の作用を説明する。タービン
排気ケーシングから上方に排出されるタービン排気ガス
は、ディフューザ出口に対向したケーシングの後側面付
近と、ディフューザの両側のケーシングの側面付近、特
に後側面寄りの部分で流速が大きい。そこで、上記後側
面と両側面のそれぞれ上部の後流機器入口付近に上方が
内側に滑らかに曲った多孔板からなるガイドベーンを設
けたので、高速のタービン排気ガスの１部は、多孔板を
通過し、残りは内側の低速の領域に流入し、全体として
流配の均一化が図れる。ガイドベーンは排気ガス速度が
十分減速した後流機器入口付近に設置したので、高速域
に設置するものに比べて強度も小さくてよく、メンテナ
ンス費用も少い。
排気ケーシングから上方に排出されるタービン排気ガス
は、ディフューザ出口に対向したケーシングの後側面付
近と、ディフューザの両側のケーシングの側面付近、特
に後側面寄りの部分で流速が大きい。そこで、上記後側
面と両側面のそれぞれ上部の後流機器入口付近に上方が
内側に滑らかに曲った多孔板からなるガイドベーンを設
けたので、高速のタービン排気ガスの１部は、多孔板を
通過し、残りは内側の低速の領域に流入し、全体として
流配の均一化が図れる。ガイドベーンは排気ガス速度が
十分減速した後流機器入口付近に設置したので、高速域
に設置するものに比べて強度も小さくてよく、メンテナ
ンス費用も少い。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明のガス
タービンケーシングの斜視図である。なお、本図におい
て従来技術として図３および図４を用いて説明したもの
と共通の部分については、同一の符号を付している。図
１において、１はディフューザ、３はケーシング、４は
タービンシャフト挿入孔、５はガイドベーン、６は廃熱
回収用熱交換器、集塵機、改質器または脱硫・脱硝器な
どの後流機器である。
て、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明のガス
タービンケーシングの斜視図である。なお、本図におい
て従来技術として図３および図４を用いて説明したもの
と共通の部分については、同一の符号を付している。図
１において、１はディフューザ、３はケーシング、４は
タービンシャフト挿入孔、５はガイドベーン、６は廃熱
回収用熱交換器、集塵機、改質器または脱硫・脱硝器な
どの後流機器である。
【０００９】ケーシング３は、図のように下部が横置の
半円筒形状をしており、上部が直方体形状をしており、
ガスタービン（図示せず）のエクゾーストディフューザ
（以下単に「ディフューザ」という）１を囲繞して設け
られ、上方に設けられた後流機器６に接続してディフュ
ーザ１から排出されるガスタービン排気ガスを後流機器
６に送るようになっている。
半円筒形状をしており、上部が直方体形状をしており、
ガスタービン（図示せず）のエクゾーストディフューザ
（以下単に「ディフューザ」という）１を囲繞して設け
られ、上方に設けられた後流機器６に接続してディフュ
ーザ１から排出されるガスタービン排気ガスを後流機器
６に送るようになっている。
【００１０】ケーシング３には、ディフューザ出口１ａ
に対向したケーシングの後側面３ａと、ディフューザの
両側のケーシングの側面３ｂとのそれぞれ上部の、後流
機器６の入口６ａ付近には、上方が内側に向って滑らか
に曲った薄板多孔板からなるガイドベーン５が設けられ
ている。
に対向したケーシングの後側面３ａと、ディフューザの
両側のケーシングの側面３ｂとのそれぞれ上部の、後流
機器６の入口６ａ付近には、上方が内側に向って滑らか
に曲った薄板多孔板からなるガイドベーン５が設けられ
ている。
【００１１】次に、本実施形態の作用を説明する。ター
ビン排気ケーシング３から上方に排出されるタービン排
気ガスは、ディフューザ出口１ａに対向したケーシング
の後側面３ａ付近と、ディフューザ１の両側のケーシン
グの側面３ｂ付近、特に後側面３ａ寄りの部分で流速が
大きい。そこで、後側面３ａと両側図３ｂ、３ｂのそれ
ぞれ上部の、後流機器６の入口６ａ付近に上方が内側に
曲ったガイドベーン５を設けたので、高速のタービン排
気ガスの１部は多孔板を通過し、残りはケーシング内側
の低速の領域に流入し、全体として流配の均一化が図れ
る。ガイドベーン５は排気ガス速度が十分減速した後流
機器入口付近に設置したので、高速域に設置する場合に
比べて、強度も小さくてよく、メンテナンス費用も少
い。
ビン排気ケーシング３から上方に排出されるタービン排
気ガスは、ディフューザ出口１ａに対向したケーシング
の後側面３ａ付近と、ディフューザ１の両側のケーシン
グの側面３ｂ付近、特に後側面３ａ寄りの部分で流速が
大きい。そこで、後側面３ａと両側図３ｂ、３ｂのそれ
ぞれ上部の、後流機器６の入口６ａ付近に上方が内側に
曲ったガイドベーン５を設けたので、高速のタービン排
気ガスの１部は多孔板を通過し、残りはケーシング内側
の低速の領域に流入し、全体として流配の均一化が図れ
る。ガイドベーン５は排気ガス速度が十分減速した後流
機器入口付近に設置したので、高速域に設置する場合に
比べて、強度も小さくてよく、メンテナンス費用も少
い。
【００１２】
【実施例】本発明の有効性を検証するため、コンピュー
タシュミレーションを行ったのでその説明をする。図５
および図６はシュミレーションモデルの図で、図５は断
面図であり、図６は正面図である。本モデルにおいて、
熱交換器６の大きさは、縦１．４ｍ、横１．２ｍ、高さ
１．２ｍ、ガイドベーン５の大きさは、後側面３ａに設
けられたものが、高さ２００ｍｍ、内側への張り出し１
４０ｍｍであり、両側面に設けられたものが高さ１２０
ｍｍ、内側への張り出し１３０ｍｍであり、ガイドベー
ン５の開孔率は３３％である。なお、図５および図６
は、ほぼ正確な縮尺寸法で図示されているので、上記寸
法を参酌すれば寸法の記載のない部分の寸法も推定可能
である。
タシュミレーションを行ったのでその説明をする。図５
および図６はシュミレーションモデルの図で、図５は断
面図であり、図６は正面図である。本モデルにおいて、
熱交換器６の大きさは、縦１．４ｍ、横１．２ｍ、高さ
１．２ｍ、ガイドベーン５の大きさは、後側面３ａに設
けられたものが、高さ２００ｍｍ、内側への張り出し１
４０ｍｍであり、両側面に設けられたものが高さ１２０
ｍｍ、内側への張り出し１３０ｍｍであり、ガイドベー
ン５の開孔率は３３％である。なお、図５および図６
は、ほぼ正確な縮尺寸法で図示されているので、上記寸
法を参酌すれば寸法の記載のない部分の寸法も推定可能
である。
【００１３】図２はシュミレーション結果を表示した図
面である。熱交換器６の入口６ａにおける流配を縦６
行、横１０列のマトリックスに分割し、それぞれの区画
の流速を高速の部分ａ、やや高速の部分ｂ、普通の部分
ｃで表示したものである。なお、ｄは、熱交換器６の空
気ヘッダが横断している部分で、この部分では、流速は
０である。図２において、（Ａ）はガイドベーンのない
もの、（Ｂ）は図５および図６に示すガイドベーンを取
付けたもののシュミレーション結果である。図に示すよ
うに（Ａ）では、高速の部分ａが後側面３ａおよび両側
面３ｂの後側面３ａ寄りの部分にあるが、（Ｂ）では、
ａがなくなりｂの部分が増えていることがわかる。
面である。熱交換器６の入口６ａにおける流配を縦６
行、横１０列のマトリックスに分割し、それぞれの区画
の流速を高速の部分ａ、やや高速の部分ｂ、普通の部分
ｃで表示したものである。なお、ｄは、熱交換器６の空
気ヘッダが横断している部分で、この部分では、流速は
０である。図２において、（Ａ）はガイドベーンのない
もの、（Ｂ）は図５および図６に示すガイドベーンを取
付けたもののシュミレーション結果である。図に示すよ
うに（Ａ）では、高速の部分ａが後側面３ａおよび両側
面３ｂの後側面３ａ寄りの部分にあるが、（Ｂ）では、
ａがなくなりｂの部分が増えていることがわかる。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１は熱交換器入口６ａにおいて、ガイド
ベーン無の場合とガイドベーン有の場合の平均流速、標
準備差／平均流速および流速が３５ｍ／ｓ以上の高速領
域の全領域に対する割合いを示している。表１により、
流速の標準備差が小さくなって流配が平均流速付近に集
中する傾向が見られるとともに、３５ｍ／ｓ以上の高速
の領域が大幅に減っていることがわかる。なお、図５お
よび図６に図示するガイドベーンは必ずしも最適形状を
示すものではない。また、ガイドベーンを取付けること
による流配の改善により、熱交換器の効率が１％程度改
善することが期待できる。
ベーン無の場合とガイドベーン有の場合の平均流速、標
準備差／平均流速および流速が３５ｍ／ｓ以上の高速領
域の全領域に対する割合いを示している。表１により、
流速の標準備差が小さくなって流配が平均流速付近に集
中する傾向が見られるとともに、３５ｍ／ｓ以上の高速
の領域が大幅に減っていることがわかる。なお、図５お
よび図６に図示するガイドベーンは必ずしも最適形状を
示すものではない。また、ガイドベーンを取付けること
による流配の改善により、熱交換器の効率が１％程度改
善することが期待できる。
【００１６】本発明は、以上説明した実施形態や実施例
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能である。
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明のガスタービ
ン排気ケーシングは、多孔のガイドベーンを設けること
により、後流機器の効率向上が図れるとともに、排気ケ
ーシングのメンテナンス費用の軽減が図れるなどの優れ
た効果を有する。
ン排気ケーシングは、多孔のガイドベーンを設けること
により、後流機器の効率向上が図れるとともに、排気ケ
ーシングのメンテナンス費用の軽減が図れるなどの優れ
た効果を有する。
【図１】本発明のガスタービン排気ケーシングの斜視図
である。
である。
【図２】流配のシュミレーション結果を示す図面であ
る。
る。
【図３】従来のガスタービン排気ケーシングの断面図で
ある。
ある。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】ガスタービン排気ケーシングのシュミレーショ
ンモデルの断面図である。
ンモデルの断面図である。
【図６】同じく正面図である。
１ ディフューザ ３ ケーシング ５ ガイドベーン ６ 後流機器
フロントページの続き (72)発明者 芳村 幸宏 神奈川県横浜市磯子区新中原町１ 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 大堀 邦夫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 株式会 社アイテック内
Claims (2)
- 【請求項１】 ガスタービンのエクゾーストディフュー
ザを囲繞して設けられ、上方に設けられた後流機器に接
続してガスタービン排気ガスを送るガスタービン排気ケ
ーシングであって、ディフューザ出口に対向したケーシ
ングの後側面とディフューザ両側のケーシングの側面と
のそれぞれ上部の、後流機器入口付近に、上方が内側に
向って滑らかに曲った多孔板からなるガイドベーンを設
けたことを特徴とするガスタービン排気ケーシング。 - 【請求項２】 ガイドベーンは、開口率２０〜４０％、
孔径３〜１０ｍｍである請求項１記載のガスタービン排
気ケーシング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33887798A JP4114253B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | ガスタービン排気ケーシング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33887798A JP4114253B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | ガスタービン排気ケーシング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161012A true JP2000161012A (ja) | 2000-06-13 |
| JP4114253B2 JP4114253B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=18322240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33887798A Expired - Fee Related JP4114253B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | ガスタービン排気ケーシング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4114253B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102374030A (zh) * | 2010-08-06 | 2012-03-14 | 通用电气公司 | 曲线状的轴向-径向排气扩散器 |
| JP2014184358A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 低濃度脱硝装置の空気導入構造 |
| JP2017198203A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 半径方向排出ディフューザ |
| US10895169B2 (en) | 2017-02-14 | 2021-01-19 | Mitsubishi Power, Ltd. | Exhaust casing, and steam turbine provided with same |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP33887798A patent/JP4114253B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102374030A (zh) * | 2010-08-06 | 2012-03-14 | 通用电气公司 | 曲线状的轴向-径向排气扩散器 |
| JP2014184358A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 低濃度脱硝装置の空気導入構造 |
| JP2017198203A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 半径方向排出ディフューザ |
| US10895169B2 (en) | 2017-02-14 | 2021-01-19 | Mitsubishi Power, Ltd. | Exhaust casing, and steam turbine provided with same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4114253B2 (ja) | 2008-07-09 |
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Legal Events
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