JP2001003707A - タービン内側シェル加熱冷却流回路 - Google Patents

タービン内側シェル加熱冷却流回路

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JP2001003707A JP2000120447A JP2000120447A JP2001003707A JP 2001003707 A JP2001003707 A JP 2001003707A JP 2000120447 A JP2000120447 A JP 2000120447A JP 2000120447 A JP2000120447 A JP 2000120447A JP 2001003707 A JP2001003707 A JP 2001003707A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内側及び外側シェルを有するガスタービンの
運転方法の提供。 【解決手段】ロータ動翼チップに対して内側シェルが半
径方向に移動できるようにし、内側シェル内に熱媒体を
流すための通路を配設する。内側シェルの後方及び前方
セクションの各々に１対の通路部分を形成し、それらの
通路部分同士を軸方向に連通する連絡通路を配設する。
熱媒体を好ましくはタービン外から供給して内側シェル
第２段後方セクションを通して流し、内側シェルのミッ
ドラインに沿った軸方向連絡通路を通して前方セクショ
ンの第１通路部分へと流す。クロスオーバー経路を通し
て熱媒体を第１通路部分から内側シェル前方セクション
の第２周方向延在通路部分へと流し、前方セクションか
ら後方セクションまで延在する軸方向連絡通路と連通さ
せる。熱媒体は一対の第２の通路部分を通って後方セク
ション内の出口へ流れる。内側シェルの後方及び前方セ
クションを通して流れる熱媒体の温度を制御することに
よって、タービンの少なくとも第１段及び第２段の動翼
チップとシュラウドのクリアランスを制御調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は概してガスタービ
ンに関するものであり、具体的には、高温ガス流路部分
の閉回路蒸気又は空気冷却を利用した陸上すなわち工業
用ガスタービンに関するものであり、さらに具体的に
は、能動的な動翼チップクリアランス制御を提供すべく
構成されたタービン内側及び外側シェルを有するガスタ
ービンに関する。
【０００２】
【従来技術】本願出願人に譲渡された米国特許第５６８
５６９３号には、幾つかの段の静止部品を支持した内側
シェルを取り囲むタービン外側シェルを有する陸上すな
わち工業用ガスタービンが開示されている。具体的に、
内側シェルは第１段及び第２段静翼、並びに第１段及び
第２段シュラウドを支持している。外側シェルは第３段
以降の静翼及びシュラウドを直接支持している。内側及
び外側シェルは各々ロータ軸線を中心として周方向に延
在する複数のセクション、好ましくは、各々１８０度を
なす２つの周方向半部（上半部と下半部）として形成さ
れる。外側シェル上半部及び各内側シェル半部はそれぞ
れロータを取外さずにタービンから取外すことができ、
保守及び補修のため高温ガス流路部分にアクセスでき
る。上記米国特許においては、内側シェルはピンによっ
て支持されるが、ピンは、内側シェルと外側シェルの周
方向・軸方向及び半径方向の相対的な移動を防ぐ一方で
シュラウドと動翼チップとのクリアランス（間隙）を制
御すべく内側シェルが外側シェルに対して半径方向に膨
張収縮できるように、内側シェルと外側シェルの間に延
在している。
【０００３】上記米国特許では、クリアランス制御シス
テムは、各内側シェル半部に１対のプレナムを含んでお
り、プレナム同士は通路によって接続されている。具体
的には、各々の内側シェル半部で、第１段シュラウド及
び動翼チップの上方に位置する第１（すなわち前方）プ
レナムは冷却空気用の入口を有していて、冷却空気はこ
のプレナムを通って周方向に内側シェル半部のミッドラ
インまで流れる。直径方向反対側のミッドラインに沿っ
て軸方向に延在する通路は、前方プレナムから後方に向
かって延在し、第２段シュラウド及び動翼の上方に位置
する同様の周方向に延在した後方プレナムへと至る。後
方プレナムには出口が配設される。かくして、定常運転
中の冷却空気は外部空気源から第１段プレナム入口へと
供給され、同プレナム内を周方向に流れ、次いで軸方向
にミッドラインに沿って流れ、さらに第２段プレナム内
を周方向に流れて出口に達する。この熱回路に熱媒体を
流すことで、熱媒体の流れに対応して内側シェルが半径
方向に膨張収縮し得ることが判る。結局、第１段及び第
２段の動翼チップに対して内側シェルの半径方向の相対
的な熱膨張収縮を制御することによって、チップクリア
ランス制御が達成される。
【０００４】
【発明が解決しようとした課題】しかしながら、本願出
願人によるさらに最新鋭のガスタービン設計の出現に伴
って、内側シェル冷却回路を改良する必要性のあること
が判明した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施形
態によれば、先進ガスタービン設計には１対の内側シェ
ル半部を有する内側シェルが含まれており、当該半部の
各々はプレナムを具備した前方セクションと後方セクシ
ョンとを有していて、熱媒体を一方のセクションに供給
すると軸方向に他方のセクションへと流れ、次いで上記
一方のセクションへと戻るようなっている。具体的に
は、各内側シェル半部に関して、熱媒体は入口から供給
されて第１内側シェル半部セクションの第１プレナム内
を周方向に流れ、第２セクションの第１プレナムと連通
している第１組の連絡通路を通して略軸方向に流れた後
第２セクションの第１プレナム内を周方向に流れる。第
２セクションの第１プレナムは第２セクションの第２プ
レナムと連通していて、そのため流れは反転して第２セ
クションの周沿いに流れ、次いで内側シェル半部のミッ
ドラインに沿った第２組の軸方向連絡通路を通して第１
セクションの第２プレナムへと流れる。流れは第１セク
ションの第２プレナム内の周方向に延在する第２通路部
分へと入り、排出されて熱媒体供給源へと戻る。
【０００６】好ましくは、熱媒体供給源はタービン運転
とは独立の補助熱媒体源からなり、かくして熱媒体の温
度をタービンとは独立して制御できる。熱媒体を上記回
路に流すことにより、タービン起動時にタービンチップ
とシュラウドとが接触しないようにロータ及び動翼の熱
膨張率以上の膨張率で内側シェルを熱膨張させることが
できるとともに、タービン停止時にタービンチップとシ
ュラウドとが接触しないように内側シェルの収縮率をロ
ータ及び動翼の収縮率よりも低く抑制することができ
る。定常運転中は、熱媒体の温度を制御することで内側
シェルを適宜膨張又は収縮させてシュラウドと動翼チッ
プのクリアランスを最小限とし、タービン効率を向上さ
せる。
【０００７】本発明の好ましい実施形態では、タービン
段の一部分を構成する軸方向に離隔した動翼が担持され
ているロータと、外側コンテインメントシェルと、上記
タービン段の他の部分を構成する静翼が担持されている
ロータ周囲の内側シェルであって軸方向に離隔した複数
のセクションと上記タービン段の動翼チップの周囲に上
記セクションによって担持されたシュラウドとを含む内
側シェルと、内側シェルの熱移動を制御するための熱媒
体を流すため上記内側シェル内に形成された通路とを有
するタービンの運転方法であって、当該方法が、内側シ
ェルの各セクション内部に上記通路の少なくとも部分的
に周方向に延在する第１部分を実質的に各タービン段の
動翼の軸方向位置に形成する段階と、上記第１通路部分
同士を接続する第１連絡通路を内側シェルに配設する段
階と、熱媒体を（ｉ）一方のセクションの第１通路部
分、（ii）第１連絡通路及び（iii）他方のセクション
の第１通路部分を通して流す段階と、内側シェルの各セ
クション内部に上記通路の少なくとも部分的に周方向に
延在する第２部分を実質的に各タービン段の動翼の軸方
向位置に形成する段階と、第２通路部分同士を接続する
第２連絡通路を内側シェルに配設する段階と、上記他方
のセクションの第１通路部分と上記他方のセクションの
第２通路部分とを接続してそれらの間に熱媒体を流す段
階と、熱媒体を、（ｉ）上記他方のセクションの第２通
路部分、（ii）第２連絡通路及び（iii）上記一方のセ
クションの第２通路部分を通して流す段階とを含んでな
り、もって内側シェルの半径方向の熱膨張収縮並びに各
タービン段の動翼チップとシュラウドとのクリアランス
を制御する、方法が提供される。
【０００８】本発明の別の好ましい実施形態では、ター
ビン段の一部分を構成する軸方向に離隔した動翼が担持
されているロータと、外側コンテインメントシェルと、
上記タービン段の他の部分を構成する静翼が担持されて
いるロータ周囲の内側シェルであって上記タービン段の
動翼チップを囲むシュラウドを含んでいる内側シェル
と、内側シェルの熱移動を制御するための熱媒体を流す
ため上記内側シェル内に形成された通路とを有するター
ビンの運転方法であって、熱媒体を順次、（ｉ）タービ
ンの第２段の軸方向位置に部分的に対応した第１の軸方
向位置にある内側シェルの通路部分を通して、（ii）第
１の軸方向位置から内側シェルに沿って前方に、タービ
ンの第１段の軸方向位置に部分的に対応した第２の位置
にある内側シェルの通路部分に、（iii）第２の軸方向
位置から内側シェルに沿って後方に第１の軸方向位置に
ある内側シェルの通路部分へと流し、内側シェルの半径
方向熱膨張収縮並びに第１及び第２段各々の動翼チップ
とシュラウドとのクリアランスを制御する、方法が提供
される。
【０００９】
【発明の実施の形態】添付図面、特に図１を参照する
と、本発明に係るガスタービンの一部が図示されてい
る。タービンはロータ１２（図にはその一部のみを示し
た）を含んでおり、ロータ１２はタービン翼車１４，１
６、１８を含んでいて、各翼車は周方向に並んだ動翼を
担持している。図には、翼車１４，１６の動翼２０，２
２を示した。翼車と翼車の間にはスペーサ又はディスク
２４，２６が介在していて、翼車とスペーサの列はボル
ト２６で一つに固定されてロータ１２を構成する。静翼
は同様に周方向に並べたものを複数の列にして翼車の動
翼と交互に配置する。図には、静翼２８，３０，３２を
示した。タービン第１段は静翼２８と動翼２０を含んで
いて、同様に、第２段は静翼３０と動翼２２を、第３段
は静翼３２と翼車１８の動翼を含んでいるが、その構成
はガスタービンの段数による。
【００１０】ガスタービンは外側コンテインメントシェ
ル３４と内側シェル３６とを備えている。外側シェル及
び内側シェルは各々水平ミッドラインに沿って結合され
た２つの半円形部分に分けて構成されており、図には、
外側及び内側シェルの各上半部を示してある。内側シェ
ル３６には前方シェルセクション３８と後方シェルセク
ション４０が含まれており、外側シェル３４との相対的
な半径方向の膨張又は収縮ができるようにピン３７で装
着されている。内側シェルと外側シェルを互いに装着す
るピンの構成は米国特許第５６８５６９３号に記載され
ており、その開示内容は文献の援用によって本明細書に
取り込まれる。前方シェル及び後方シェルにそれぞれ担
持されたシュラウド４２，４４のクリアランスが調節で
きるように、内側シェルがロータに対して制御された形
で半径方向（例えば、図３の矢印の方向）に膨張及び収
縮し得ることを述べておけば十分であろう。かくして、
内側シェルは、各段の動翼（すなわち動翼２０，２２）
のチップ（翼先端）に対する半径方向の相対位置を調整
し得る。また、図３に概略を示した通り、内側シェル及
び外側シェルの各々は、水平ミッドラインＭまで延在す
る１対のシェル半部で構成されていて、このミッドライ
ンＭにおいて、外側シェルの上半部３４Ｕと下半部３４
Ｌとが互いにボルト止めされ、かつ内側シェルの上半部
３６Ｕと下半部３６Ｌとが互いに固定される。
【００１１】後方セクション４０は、軸方向に離隔した
１対の周方向に延在する第１通路部分４６と第２通路部
分４８を含んでいる。熱媒体入口５０（図４）は中空ス
プーリー５２（図１）によってプレナムつまり通路部分
４６と連通して配設されており、スプーリー５２は後述
の熱媒体源と連通している。第１及び第２通路部分４
６，４８は後方セクション４０の円周に沿って内側シェ
ル半部のミッドライン近くまで延在している。入口５０
は好ましくは内側シェル半部の分割線の中央に配設され
る。使用済み冷却熱媒体用出口５４（図４）が後方セク
ション４０の第２通路部分４８と連通して配設されてい
て、使用済み冷却媒体を外部源へと戻す。
【００１２】後方セクション４０の第１通路部分４６は
１対の第１連絡通路５６と連通していて、第１連絡通路
５６は内側シェル半部の分割線に沿って軸方向前方に延
在し、前方セクション３８の第１通路部分５８と連通し
ている。前方セクション３８の第１通路部分５８はミッ
ドライン通路５６から周方向に中間部まで延在していて
おり、クロスオーバー経路６２，６４（図４）を介して
前方セクション３８の第２通路部分６０と連通してい
る。前方セクション３８の第２通路部分６０はクロスオ
ーバー経路６２，６４から内側シェル半部のミッドライ
ンまで延在していて、軸方向逆向きに延在する第２連絡
通路６８と連通しており、第２連絡通路６８は後方セク
ション４０の第２通路部分４８と連通している。上記の
通り、第２通路部分４８は出口５４と連通している。
【００１３】図３を参照すると、タービンの運転状態に
応じて冷却用又は加熱用空気を内側シェルに供給するた
めの外部装置つまりタービン外の装置が示してある。例
えば、空気の冷却及び加熱を選択的に行うため、タービ
ン外スキッドに圧縮機と付属熱交換器７２，７４を配設
し得る。例えば、タービン起動時には、内側シェルを半
径方向に膨張させてシュラウドを動翼チップよりも半径
方向外方に変位させるため、加熱空気を加熱器７２から
入口５０に供給して内側シェル半部の各通路内を循環さ
せればよい。こうすれば、内側シェルはロータよりも加
熱度が大きくなり、起動時のシュラウドと動翼チップの
クリアランスが適切に維持されることが判る。定常運転
中は、内側シェルに供給される空気の温度を調整して内
側シェルを動翼チップに対して収縮又は膨張させれば、
シュラウドと動翼チップのクリアランスを最小限として
タービン運転の効率を向上させることができる。タービ
ン停止時は、タービンチップとシュラウドとが接触しな
いように内側シェルの収縮率をロータ及び動翼の収縮率
よりも低く保つことが重要である。かかる目的のため、
停止時にチップクリアランス制御が維持されるように熱
媒体の温度を調整すればよい。
【００１４】以上、現時点で最も実用的で好ましいと思
料される実施形態に関して本発明を説明してきたが、本
発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、特
許請求の範囲で特定した技術的思想及び技術的範囲に属
する様々な変更及び均等な構成を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガスタービンの一部の部分断面図であり、内
側及び外側シェルの部分を示す。
【図２】 内側シェルの部分の拡大断面図である。
【図３】 内側シェルと外側シェルの間のピン連結位置
を示す軸方向平面にみた概略図である。
【図４】 熱媒体を外部源から内側シェルへと流し内側
シェルから外部源へと戻す熱媒体の流れ回路を示す概略
図である。
【図５】 内側シェルについての流れ回路の概略図であ
る。
【符号の説明】
１２ ロータ ２０，２２ 動翼 ２８，３０，３２ 静翼 ３４ 外側シェル ３４Ｕ 外側シェル上半部 ３４Ｌ 外側シェル下半部 ３６ 内側シェル ３６Ｕ 内側シェル上半部 ３６Ｌ 内側シェル下半部 ３８ 内側シェル前方セクション ４０ 内側シェル後方セクション ４２，４４ シュラウド ４６ 後方セクションの第１通路部分 ４８ 後方セクションの第２通路部分 ５０ 熱媒体入口 ５４ 熱媒体出口 ５６ 第１連絡通路 ５８ 前方セクションの第１通路部分 ６０ 前方セクションの第２通路部分 ６２，６４ クロスオーバー経路 ６８ 第２連絡通路 ７０ 圧縮機 ７２，７４ 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライン・ロバートソン・ケロック アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、シェフィールド・ドライ ブ、21番 (72)発明者 ラリー・ウェイン・プレモンズ アメリカ合衆国、オハイオ州、ハミルト ン、ロンドン・リッジ・トレイルズ、2900 番 (72)発明者 セドリック・チョウ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ノース・フェリー・ストリー ト、112番 (72)発明者 ブレンダン・フランシス・セクストン アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 シンプソンビル、ウィロウ・オーク・コー ト、30番 (72)発明者 マーク・スチュワート・スチローダー アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 ヘンダーソンビル、ビー・トリー・ウェ イ、100番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タービン段の一部分を構成する軸方向に
    離隔した動翼（２０，２２）が担持されているロータ
    （１２）と、外側コンテインメントシェル（３４）と、
    上記タービン段の他の部分を構成する静翼（２８，３
    ０，３２）が担持されているロータ周囲の内側シェル
    （３６）であって軸方向に離隔したセクション（３８，
    ４０）と上記タービン段の動翼チップの周囲に上記セク
    ションによって担持されたシュラウド（４２，４４）と
    を含む内側シェル（３６）と、内側シェルの熱移動を制
    御するための熱媒体を流すため上記内側シェル内に形成
    された通路（４６，５６，５８，６２，６０，６８，４
    ８）とを有するタービンの運転方法であって、当該方法
    が、 内側シェルの各セクション内部に上記通路の少なくとも
    部分的に周方向に延在する第１部分（４６，５８）を実
    質的に各タービン段の動翼の軸方向位置に形成 する段階と、上記第１通路部分同士を接続する第１連絡
    通路（５６）を内側シェルに配設する段階と、 熱媒体を（ｉ）一方のセクションの第１通路部分（４
    ６）、（ii）第１連絡通路（５６）及び（iii）他方の
    セクションの第１通路部分（５９）を通して流す段階
    と、 内側シェルの各セクション内部に上記通路の少なくとも
    部分的に周方向に延在する第２部分（６０，４８）を実
    質的に各タービン段の動翼の軸方向位置に形成する段階
    と、 第２通路部分同士を接続する第２連絡通路（６８）を内
    側シェルに配設する段階と、 上記他方のセクションの第１通路部分（５８）と上記他
    方のセクションの第２通路部分（６０）とを接続してそ
    られの間に熱媒体を流す段階と、 熱媒体を、（ｉ）上記他方のセクションの第２通路部分
    （６０）、（ii）第２連絡通路（６８）及び（iii）上
    記一方のセクションの第２通路部分（４８）を通して流
    す段階とを含んでなり、もって内側シェルの半径方向の
    熱膨張収縮並びに各タービン段の動翼チップとシュラウ
    ドとのクリアランスを制御する、方法。
  2. 【請求項２】 前記一方のセクションがタービンの第２
    段に対応した軸方向位置に位置し、前記他方のセクショ
    ンがタービンの第１段に対応した軸方向位置に位置して
    おり、熱媒体を順次第２セクションから第１セクション
    に流し次いで第２セクションへと戻す、請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 外側シェルに対する内側シェルの半径方
    向及び周方向の移動を防止しかつ外側シェルに対して内
    側シェルが半径方向に熱膨張及び収縮できるように内側
    シェルと外側シェルを互いに連結することを含んでな
    る、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 タービンを定常状態で運転し、定常運転
    状態中に熱媒体の温度を制御して動翼チップとシュラウ
    ドとのクリアランスを制御することを含んでなる、請求
    項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 熱媒体の温度を制御するため、タービン
    運転とは独立の熱媒体源を配設することを含んでなる、
    請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 熱媒体源と通路の間に熱媒体を供給する
    ためめ閉回路（５０，５４，７０，７２，７４）を配設
    することを含んでなる、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 タービン停止時に、内側シェルの収縮率
    をロータ及び動翼の収縮率よりも低く抑制してタービン
    チップとシュラウドとの接触を防止すべく、熱媒体の温
    度を制御することを含んでなる、請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 タービン起動時に、ロータ及び動翼の熱
    膨張率以上の膨張率で内側シェルを熱膨張させてタービ
    ンチップとシュラウドとの接触を防止すべく、熱媒体の
    温度を制御することを含んでなる、請求項１記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 熱媒体をタービン外の媒体源から受入れ
    るための、前記通路と連通していて内側シェルと外側シ
    ェルの間に接続された入口（５０）を配設するととも
    に、熱媒体をタービンから排出するための、前記通路と
    連通していて内側シェルと外側シェルの間に接続された
    出口（５４）を配設することを含んでなる、請求項１記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記内側シェルが１対の内側シェル半
    部（３６Ｕ，３６Ｌ）を含でいてそれらの半部の間にミ
    ッドラインが画成され、前記通路が一方の内側シェル半
    部に配設され、前記一方のセクションの第１通路部分
    （４６）を上記一方の内側シェル半部の周沿いに略ミッ
    ドラインまで配設し、前記第１連絡通路の１対の第１連
    絡通路部分（５６）を軸方向に略ミッドラインに沿って
    配設し、前記他方のセクションの第１通路部分（５８）
    が、上記内側シェル半部のミッドラインから延在した１
    対の経路であって熱媒体を内側シェル半部の略周沿いに
    流すため上記１対の第１連絡通路部分の各々と連通した
    １対の経路を構成していて、上記１対の第１通路部分経
    路と上記他方のセクションにおける通路の１対の第２部
    分（６０）とを連通し、概して上記内側シェル半部のミ
    ッドラインに沿って延在した上記第２連絡通路の１対の
    第２連絡通路部分（６８）を前記他方のセクションの第
    ２通路部分（４８）及び前記一方のセクションの第２通
    路部分と連通して配設し、前記一方のセクションの第１
    通路部分に熱媒体入口（５０）を配設し、前記一方のセ
    クションの第２通路部分に熱媒体出口（５４）を配設
    し、もって前記通路が上記内側シェル半部内で閉回路を
    形成する、請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 タービン段の一部分を構成する軸方向
    に離隔した動翼（２０，２２）が担持されているロータ
    （１２）と、外側コンテインメントシェル（３４）と、
    上記タービン段の他の部分を構成する静翼（２８，３
    ０，３２）が担持されているロータ周囲の内側シェル
    （３６）であって上記タービン段の動翼チップを囲むシ
    ュラウドを含んでいる内側シェル（３６）と、内側シェ
    ルの熱移動を制御するための熱媒体を流すため上記内側
    シェル内に形成された通路（４６，５６，５９，６２，
    ６０，６８，４８）とを有するタービンの運転方法であ
    って、 熱媒体を順次、（ｉ）タービンの第２段の軸方向位置に
    部分的に対応した第１の軸方向位置にある内側シェルの
    通路部分（４６）を通して、（ii）第１の軸方向位置か
    ら内側シェルに沿って前方に（５６）、タービンの第１
    段の軸方向位置に部分的に対応した第２の位置にある内
    側シェルの通路部分（５８，６０）に、（iii）第２の
    軸方向位置から内側シェルに沿って後方に（６８）第１
    の軸方向位置にある内側シェルの通路部分（４８）へと
    流し、内側シェルの半径方向熱膨張収縮並びに第１及び
    第２段各々の動翼チップとシュラウドとのクリアランス
    を制御する、方法。
  12. 【請求項１２】 前記内側シェルが１対の内側シェル半
    部を含でいてそれらの半部の間にミッドラインが画成さ
    れ、前記第１の軸方向位置にある通路部分に熱媒体用入
    口（５０）を配設し、上記入口からの熱媒体の流れを第
    １の軸方向位置で内側シェルに沿った弧状通路部分に分
    割し、熱媒体を弧状流路部分から複数の第１連絡通路
    （５６）の各々に沿って第２の軸方向位置まで流し、熱
    媒体を第２の軸方向位置にある通路部分（５８，６０）
    から複数の第２連絡通路部分（６８）に沿って第１の軸
    方向位置にある通路部分へと戻し、かつ熱媒体を第１の
    軸方向位置にある通路部分から受入れて内側シェルの外
    へと流す出口（５４）を配設する、請求項１１記載の方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138930A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 General Electric Co <Ge> 統合型タービンシール用空気・アクティブ間隙制御システム及び方法
CN102128061A (zh) * 2010-01-12 2011-07-20 西门子公司 涡轮机的加热系统
JP2011226462A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 General Electric Co <Ge> タービンの整列制御システム及び方法
JP2015132269A (ja) * 2015-04-24 2015-07-23 三菱重工業株式会社 ターボ回転機械及びその運転方法

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60028446T2 (de) * 1999-04-23 2006-12-21 General Electric Co. Heiz- und Kühlkreislauf für das Innengehäuse einer Turbine
DE10064895A1 (de) * 2000-12-23 2002-06-27 Alstom Switzerland Ltd Kühlsystem und Verfahren zur Kühlung eines Strömungsmaschinengehäuses
JP2002243154A (ja) 2001-02-16 2002-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器尾筒出口構造及びガスタービン燃焼器
FR2828908B1 (fr) * 2001-08-23 2004-01-30 Snecma Moteurs Controle des jeux de turbine haute pression
DE50206249D1 (de) * 2001-10-30 2006-05-18 Alstom Technology Ltd Turbomaschine
US6776583B1 (en) 2003-02-27 2004-08-17 General Electric Company Turbine bucket damper pin
US7207775B2 (en) * 2004-06-03 2007-04-24 General Electric Company Turbine bucket with optimized cooling circuit
ATE446439T1 (de) * 2005-07-01 2009-11-15 Siemens Ag Gekühlte gasturbinenleitschaufel für eine gasturbine, verwendung einer gasturbinenleitschaufel sowie verfahren zum betreiben einer gasturbine
US20080069683A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Tagir Nigmatulin Methods and systems for controlling gas turbine clearance
US7686569B2 (en) * 2006-12-04 2010-03-30 Siemens Energy, Inc. Blade clearance system for a turbine engine
US7785063B2 (en) * 2006-12-15 2010-08-31 Siemens Energy, Inc. Tip clearance control
US8434997B2 (en) * 2007-08-22 2013-05-07 United Technologies Corporation Gas turbine engine case for clearance control
US20090051167A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 General Electric Company Combustion turbine cooling media supply method
EP2048367A1 (de) * 2007-10-09 2009-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Gehäuse mit Kühleinrichtung für einen Prozessgasturboverdichter
EP2138676B1 (en) * 2008-06-24 2013-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for cooling a gas turbine casing
US8061971B2 (en) * 2008-09-12 2011-11-22 General Electric Company Apparatus and method for cooling a turbine
US20110100020A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 General Electric Company Apparatus and method for turbine engine cooling
US20110103939A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 General Electric Company Turbine rotor blade tip and shroud clearance control
US20120243970A1 (en) * 2009-12-17 2012-09-27 Anders Hellgren Arrangement and method for closed flow cooling of a gas turbine engine component
US8529202B2 (en) * 2010-10-12 2013-09-10 General Electric Company System and method for turbine compartment ventilation
US8662823B2 (en) 2010-11-18 2014-03-04 General Electric Company Flow path for steam turbine outer casing and flow barrier apparatus
US9115600B2 (en) 2011-08-30 2015-08-25 Siemens Energy, Inc. Insulated wall section
US8973373B2 (en) 2011-10-31 2015-03-10 General Electric Company Active clearance control system and method for gas turbine
US10215033B2 (en) 2012-04-18 2019-02-26 General Electric Company Stator seal for turbine rub avoidance
US9719372B2 (en) * 2012-05-01 2017-08-01 General Electric Company Gas turbomachine including a counter-flow cooling system and method
US10480418B2 (en) 2012-10-26 2019-11-19 Powerphase Llc Gas turbine energy supplementing systems and heating systems, and methods of making and using the same
US10119472B2 (en) * 2012-10-26 2018-11-06 Powerphase Llc Gas turbine energy supplementing systems and heating systems, and methods of making and using the same
US9587561B2 (en) 2013-03-15 2017-03-07 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Heat exchanger integrated with a gas turbine engine and adaptive flow control
JP6649808B2 (ja) * 2016-03-07 2020-02-19 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービンプラント
PL232314B1 (pl) 2016-05-06 2019-06-28 Gen Electric Maszyna przepływowa zawierająca system regulacji luzu
US10309246B2 (en) 2016-06-07 2019-06-04 General Electric Company Passive clearance control system for gas turbomachine
US10392944B2 (en) 2016-07-12 2019-08-27 General Electric Company Turbomachine component having impingement heat transfer feature, related turbomachine and storage medium
US10605093B2 (en) 2016-07-12 2020-03-31 General Electric Company Heat transfer device and related turbine airfoil
US10883377B2 (en) * 2017-10-27 2021-01-05 Rolls-Royce North American Technolgies Inc. System and method of controlling tip clearance in a shroud assembly for a bladed disc
US10947993B2 (en) 2017-11-27 2021-03-16 General Electric Company Thermal gradient attenuation structure to mitigate rotor bow in turbine engine
CN113027546B (zh) * 2021-03-29 2022-08-02 西安热工研究院有限公司 一种适用于湿冷300mw机组的低压缸零出力冷却效果评价方法
US11879411B2 (en) 2022-04-07 2024-01-23 General Electric Company System and method for mitigating bowed rotor in a gas turbine engine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4525998A (en) 1982-08-02 1985-07-02 United Technologies Corporation Clearance control for gas turbine engine
US5049032A (en) * 1990-04-30 1991-09-17 Brandon Ronald E Particulate seal for elastic fluid turbines
US5219268A (en) * 1992-03-06 1993-06-15 General Electric Company Gas turbine engine case thermal control flange
DE4327376A1 (de) * 1993-08-14 1995-02-16 Abb Management Ag Verdichter sowie Verfahren zu dessen Betrieb
US5685693A (en) * 1995-03-31 1997-11-11 General Electric Co. Removable inner turbine shell with bucket tip clearance control
US5667358A (en) 1995-11-30 1997-09-16 Westinghouse Electric Corporation Method for reducing steady state rotor blade tip clearance in a land-based gas turbine to improve efficiency
DE19643716A1 (de) 1996-10-23 1998-04-30 Asea Brown Boveri Schaufelträger für einen Verdichter
DE60028446T2 (de) * 1999-04-23 2006-12-21 General Electric Co. Heiz- und Kühlkreislauf für das Innengehäuse einer Turbine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138930A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 General Electric Co <Ge> 統合型タービンシール用空気・アクティブ間隙制御システム及び方法
CN102128061A (zh) * 2010-01-12 2011-07-20 西门子公司 涡轮机的加热系统
JP2011226462A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 General Electric Co <Ge> タービンの整列制御システム及び方法
JP2015132269A (ja) * 2015-04-24 2015-07-23 三菱重工業株式会社 ターボ回転機械及びその運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1046787A2 (en) 2000-10-25
DE60028446D1 (de) 2006-07-20
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JP4489243B2 (ja) 2010-06-23
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