JP2001123851A

JP2001123851A - ガスタービン

Info

Publication number: JP2001123851A
Application number: JP30575799A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tsuji; 正辻; Kiyoshi Suenaga; 潔末永
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】タービン翼の冷却効率を改善すること。【解決手段】圧縮機１１にて加圧した空気の一部を、
タービン翼１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを冷却する
ための冷却空気として用いるガスタービン１０におい
て、タービン翼１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ供給
する冷却空気を冷却する冷却空気クーラ１７、１８、１
９を備え、冷却空気クーラ１７、１８、１９にて冷却さ
れた冷却空気の少なくとも一部を高温側のタービン翼１
２ａから低温側のタービン翼１２ｂへ順次に供給するガ
スタービン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの翼
冷却の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機から吐出された空気をブースト圧
縮機で昇圧し、この昇圧された空気でガスタービン高温
部を冷却し、冷却後の空気を燃焼用空気として用いる空
気冷却ガスタービンが、例えば特開平１０−１９６３１
６号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常、タービン翼を冷
却するための空気（以下、冷却空気）は、圧縮機の吸気
流量の約２０％に上り、ガスタービンの性能を改善する
ためには、この冷却空気量を削減することが重要であ
る。一方、ガスタービンの高効率化をめざして近時に開
発されている高温高圧のガスタービンでは、圧縮機出口
の空気の温度は概ね４００°Ｃにも達するために、冷却
空気それ自体を冷却する必要が生じる。

【０００４】この点、特開平１０−１９６３１６号公報
の空気冷却ガスタービンは、当該ガスタービンと共に複
合発電を行う蒸気タービンおよび該蒸気タービン供給す
る蒸気を生成する廃熱回収ボイラとの組み合わせにおい
て、低圧、低温蒸気によりガスタービンの圧縮機から吐
出される空気を冷却するようになっている。然しなが
ら、こうした構成ではガスタービンを単独で駆動するよ
うな運用はできないばかりか、ガスタービンを起動する
ために冷却用蒸気の供給源としての補助ボイラが必要と
なる。

【０００５】また、特開平１０−１９６３１６号公報の
空気冷却ガスタービンでは、冷却空気を、低温側のター
ビン翼から供給し、これを翼外に回収しながら順次に高
温側のタービン翼へ供給するように構成されている。タ
ービン翼の冷却を冷却空気との熱交換であるとの観点か
ら、タービン翼それ自体を熱交換器であると看做す場合
には、こうした構成は一般的な熱交換器の基礎理論から
一見効率が良さそうに思える。然しながら、この構成
は、熱的に厳しくなる高温側のタービン翼に最も高い温
度の冷媒を供給することになるので、タービン翼を充分
に冷却するためには、結局多量の冷却空気を必要とし、
ガスタービンの効率を下げることとなる。

【０００６】本発明は、こうした従来技術の問題点を解
決することを技術課題としており、タービン翼の冷却を
改善したガスタービンを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、圧縮機にて加圧した空気の一部を、タービン翼を冷
却するための冷却空気として用いるガスタービンにおい
て、前記タービン翼へ供給する冷却空気を冷却する冷却
空気クーラを備え、前記冷却空気クーラにて冷却された
冷却空気の少なくとも一部を高温側のタービン翼から低
温側のタービン翼へ順次に供給するガスタービンを要旨
とする。

【０００８】冷却空気を高温側のタービン翼から低温側
のタービン翼へ順次に供給することにより、熱的に厳し
くなる高温のタービン翼へは低温の冷却空気が供給され
ることになり、効率的にタービン翼を冷却でき、冷却に
用いる空気量が低減されるのでガスタービンの効率を改
善することができる。低温側のタービン翼は高温側のタ
ービン翼との熱交換により温度が高くなった冷却空気に
より冷却することとなるが、低温側のタービン翼は高温
側のタービン翼と比較して熱的に厳しくないので、温度
の高い冷却空気にても冷却可能である。

【０００９】より具体的には、前記冷却空気を先ず高温
側のタービン翼の主通路に供給してタービン翼の主要部
分を冷却し、次いで、この冷却空気を前記高温側のター
ビン翼の主通路から低温側のタービン翼の主通路に供給
するようにできる。

【００１０】更に、高温側のタービン翼としての前記ガ
スタービンの第１段静翼の主通路に冷却空気を供給し、
次いで、該第１段静翼から第２段静翼の主通路に供給
し、次いで、第２段静翼の副通路を流通させて第２段静
翼の後縁部分を冷却して、該第２段静翼の後縁からガス
タービンの車室内に放出するようにできる。

【００１１】好ましくは、前記冷却空気クーラの下流に
昇圧機を配設する。第３段タービン翼または第３段より
低温側のタービン翼は圧縮機からの抽気により冷却する
ことができる。第３段静翼または第３段より低温側の静
翼を第２段静翼から冷却空気により冷却してもよい。第
２段静翼と第３段静翼の間の冷却空気の通路に、第２段
静翼からの冷却空気を冷却するための熱交換器を配設し
て、第３段静翼に供給する冷却空気の温度の低減を計っ
ても良い。

【００１２】前記タービン翼を冷却した冷却空気をガス
タービンの燃焼器に供給して、ガスタービンの効率改善
を図ることができる。好ましくは、前記冷却空気クーラ
が、少なくとも部分的に吸収冷凍機からの冷水を冷媒と
して用いる。

【００１３】本発明の他の特徴によれば、圧縮機にて加
圧した空気の一部を、タービン翼を冷却するための冷却
空気として用いるガスタービンにおいて、前記冷却空気
を前記タービン翼へ供給する前に冷却する冷却空気クー
ラを備え、前記冷却空気クーラにおいて前記ガスタービ
ンの圧縮機からの冷却空気との熱交換により蒸気を生成
し、該蒸気にて少なくとも部分的にタービン翼を冷却す
るガスタービンが提供される。

【００１４】好ましくは、前記冷却空気クーラにて生成
された蒸気の少なくとも一部を高温側のタービン翼から
低温側のタービン翼へ順次に供給する。冷却用蒸気を高
温側のタービン翼から低温側のタービン翼へ順次に供給
することにより、熱的に厳しくなる高温のタービン翼へ
は低温の冷却蒸気が供給されることなり、効率的にター
ビン翼を冷却可能となる。

【００１５】好ましくは、前記蒸気は、先ず、高温側の
タービン翼の主通路に供給され、次いで、前記高温側の
タービン翼の主通路から低温側のタービン翼の主通路に
供給される。前記蒸気が、先ず、前記ガスタービンの第
１段静翼の主通路に供給され、該第１段静翼から第２段
静翼の主通路に供給され、次いで、第２段静翼の主通路
から蒸気回収通路を経てガスタービン外部に回収される
ようにしてもよい。

【００１６】更に、前記蒸気を、先ず、前記ガスタービ
ンの第１段静翼の主通路に供給し、該第１段静翼から第
２段静翼の主通路に供給し、次いで、第２段静翼の副通
路へ供給し、第２段静翼の後縁からガスタービン車室内
に放出して、動力の回収を行うようにしてもよい。前記
冷却空気クーラが、少なくとも部分的に吸収冷凍機から
の冷水により冷却されるようにできる。また、前記吸収
冷凍機からの冷水との熱交換により生じた凝縮水にて圧
縮機が吸い込む空気を冷却してもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の好ましい実施形態を説明する。先ず、図１を参照す
ると、本発明の第１の実施形態によるガスタービン１０
が示されている。ガスタービン１０は、圧縮機１１、タ
ービン１２、圧縮機１１とタービン１２の間の燃焼用空
気供給通路１３ｂに設けられた燃焼器１３を具備し、発
電機１４が圧縮機１１に連結されている。燃料ガスとし
ての天然ガスが、液化天然ガスの気化設備に設けられた
天然ガスタンクや、天然ガスパイプライン等の燃料ガス
源（図示せず）から、燃料ガスポンプ（図示せず）によ
り昇圧された後に、図１において破線にて示す燃料ガス
供給通路１３ａにより、燃料ガス加熱器１５を通過して
燃焼器１３に供給される。一方、圧縮機１１で圧縮され
た空気の一部が、燃焼用空気供給通路１３ｂを介して燃
焼器１３に供給され、前記天然ガスと混合、燃焼して、
その燃焼ガスが作動ガスとしてタービン１２に供給され
る。

【００１８】前記燃焼器１３に供給されたなかった残り
の圧縮空気はタービン１２の翼を冷却するための冷媒と
して用いられる。すなわち、圧縮機１１で圧縮された圧
縮空気の一部は、通路１５ａを介して燃料ガス加熱器１
５に供給され、燃料用天然ガスとの熱交換を通じてその
温度を低下させた後に、タービン１２の動翼に供給され
る。本実施形態では、通路１５ａにおいて燃料ガス加熱
器１５の下流には、動翼冷却空気クーラ１６が配設され
ており、燃料ガス加熱器１５において冷却された動翼冷
却用空気の温度を更に低減するようになっている。

【００１９】また、同じく圧縮機１１にて圧縮された空
気の一部が、燃焼用空気供給通路１３ｂから分岐した第
１の冷却空気通路１７ａに設けられた第１の静翼冷却空
気クーラ１７を通過し冷却された後に、高温側のタービ
ン翼としての第１段静翼１２ａに供給される。本発明に
おいて、第１の静翼冷却空気クーラ１７は、特に、吸収
冷凍機の冷水にて冷却するように構成できる。

【００２０】第１段静翼１２ａは、図２に示すように、
タービン翼の前縁部分から中央部分の領域内で半径方向
に形成された主通路９ａと、静翼の後縁部分に形成され
た副通路９ｂとを含んでいる。第１の冷却空気通路１７
ａを介して第１段静翼１２ａに供給された冷却空気は、
主通路９ａを流通して主として第１段静翼１２ａの前縁
部分から中央部分にかけて第１段静翼１２ａの主要部分
を冷却する。

【００２１】他方、第１段静翼１２ａの後縁部分の冷却
は、第１の冷却空気通路１７ｂにおいて第１の静翼冷却
空気クーラ１７の上流部分から分岐した第２の冷却空気
通路１７ｂから前記副通路９ｂに供給される冷却空気に
より冷却される。この冷却空気は副通路９ｂを流通し
て、第１段静翼１２ａの主として後縁部分を冷却した後
に、第１段静翼１２ａの後縁に形成された複数の小孔１
２ｂよりタービン１２の車室内に放出される。

【００２２】第１段静翼１２ａの主通路９ａに供給され
た冷却空気は、次いで、低温側のタービン翼としての第
２段静翼１２ｂに供給される。特には図示されていない
が、第２段静翼１２ｂでは主通路は副通路に連通してお
り、第２段静翼１２ｂに供給された冷却空気は、第２段
静翼１２ｂの主通路を流通して、主として第２段静翼１
２ｂの前縁部分から中央部分にかけて第２段静翼１２ｂ
の主要部分を冷却した後に、副通路に供給されて該第２
段静翼１２ｂの後縁冷却として用いられ、第２段静翼１
２ｂの後縁に形成された複数の小孔（図示せず）よりタ
ービン１２の車室内に放出される。

【００２３】また、本実施形態では、第３段および第４
段静翼１２ｃ、１２ｄは、圧縮機１１からの抽気により
冷却される。すなわち、図１に示すように、第３段静翼
１２ｃへは、圧縮機１１の中圧抽気ポート、例えば第１
０段抽気ポート１１ａと第３段静翼１２ｃとの間に設け
られた抽気通路１８ａを介して冷却空気が供給され、第
４段静翼１２ｄへは、圧縮機１１の低圧抽気ポート、例
えば第６段抽気ポート１１ｂと第４段静翼１２ｄとの間
に設けられた抽気通路１９ａを介して冷却空気が供給さ
れる。また、図１に示すように、抽気通路１８ａ、１９
ａの各々に第２と第３の静翼冷却空気クーラ１８、１９
を配設して、第３段および第４段静翼の各々に供給する
冷却空気の温度を低減するようにしても良い。

【００２４】次に、図３を参照して、第１の実施形態の
変形例である第２の実施形態を説明する。図３では、第
１の実施形態と同様の構成要素には同じ参照が付されて
いる。第２の実施形態によるガスタービン２０では、第
１の冷却空気通路１７ａにおいて第１の静翼冷却空気ク
ーラ１７の下流には、冷却空気を昇圧するための昇圧機
としてのコンプレッサまたはブースターポンプ２１、お
よび、アフタークーラまたは第４の静翼冷却空気クーラ
２２が配設されている。更に、本実施形態では、第１の
冷却空気通路１７ａにおいて第１の静翼冷却空気クーラ
１７とブースターポンプ２１の間から第３の冷却空気通
路２３が分岐しており、該第３の冷却空気通路２３は、
第２の冷却空気通路１７ｂおよび第１段静翼１２ａの副
通路９ｂ（図２参照）に接続されている。更に、第１の
冷却空気通路１７ａにおいてアフタークーラ２２の下流
部分から第４の冷却空気通路２４が分岐して第３の冷却
空気通路２３へ接続されている。

【００２５】こうして、第１段静翼１２ａの主通路９ａ
（図２参照）には、圧縮機１１から、第１の冷却空気通
路１７ａを流通し、第１の静翼冷却空気クーラ１７、ブ
ースターポンプ２１、アフタークーラ２２を通過して、
圧力を高めると共に温度を下げた冷却空気が供給され
る。この冷却空気は、主通路９ａを流通して主として第
１段静翼１２ａの前縁部分から中央部分にかけて第１段
静翼１２ａの主要部分を冷却する。この冷却空気は、次
いで、第２段静翼１２ｂに供給される。

【００２６】このように、第１段静翼１２ａの主通路９
ａに供給される冷却空気は、第２段静翼１２ｂに供給さ
れ、その主通路および副通路を流通して第２段静翼１２
ｂを冷却しなければならないために、第２段静翼１２ｂ
の主通路および副通路における圧力損失により、十分な
流量を確保できなかったり、或いは、第２段静翼１２ｂ
から車室内に放出することができなくなる事態が生じう
る。第２の実施形態によれば、第１の静翼冷却空気クー
ラ１７の下流にブースターポンプ２１を配設することに
より、こうした問題を解決することができる。また、ブ
ースターポンプ２１による昇圧に伴う冷却空気の温度上
昇は、アフタークーラ２２により相殺される。従って、
ブースターポンプ２１による温度上昇が問題とならない
場合には、アフタークーラ２２を配設しなくともよい。

【００２７】第１段静翼１２ａの副通路９ｂには、第３
の冷却空気通路２３を介して冷却空気が供給されること
となる。既述したように、第３の冷却空気通路２３に
は、第２の冷却空気通路１７ｂおよび第４の冷却空気通
路２４が接続されており、従って、第１段静翼１２ａの
副通路９ｂには、第１の静翼冷却空気クーラ１７の上流
側と下流側の冷却空気およびアフタークーラ２２の下流
側の混合気が供給される。副通路９ｂに供給される冷却
空気は、第１段静翼１２ａの後縁部分を冷却後直ちにタ
ービン１２の車室内に放出されるために、主通路９ａに
供給される冷却空気に比べて冷却負荷が小さい。そのた
めに、第１の実施形態と同様に主通路９ａに供給される
冷却空気と同じ温度の冷却空気を副通路９ｂに供給した
のでは、車室内に放出される冷却空気の温度が低くなり
過ぎることがある。第２の実施形態では、第１の静翼冷
却空気クーラ１７の上流側と下流側およびアフタークー
ラ２２の下流側の冷却空気を混合することにより、副通
路９ｂに供給される冷却空気の温度を調節し、こうした
問題を解決している。

【００２８】第１段静翼１２ａの主通路９ａに供給され
た冷却空気は、第１の実施形態と同様に、第２段静翼１
２ｂに供給され第２段静翼１２ｂの主通路を流通して、
主として第２段静翼１２ｂの前縁部分から中央部分にか
けて第２段静翼１２ｂの主要部分を冷却した後に、副通
路に供給されて該第２段静翼１２ｂの後縁冷却として用
いられ、第２段静翼１２ｂの後縁に形成された複数の小
孔（図示せず）よりタービン１２の車室内に放出され
る。また、第２の実施形態においても、第３段および第
４段静翼１２ｃ、１２ｄは、圧縮機１１からの抽気によ
り冷却されことは第１の実施形態と同様である。

【００２９】次に、図４を参照して、本発明の第３の実
施形態を説明する。第３の実施形態によるガスタービン
３０は、圧縮機３１、タービン３２、圧縮機３１とター
ビン３２の間の燃焼用空気供給通路３３ｂに設けられた
燃焼器３３を具備し、発電機３４が圧縮機３１に連結さ
れている。第１および第２の実施形態と同様に、燃料ガ
スが燃料ガス源（図示せず）から、図４において破線に
て示す燃料ガス供給通路３３ａにより、燃料ガス加熱器
３５を通過して燃焼器３３に供給される。一方、圧縮機
３１で圧縮された空気の一部が、燃焼用空気供給通路３
３ｂを介して燃焼器３３に供給され、前記燃料ガスと混
合、燃焼して、その燃焼ガスが作動ガスとしてタービン
３２に供給される。

【００３０】前記燃焼器３３に供給されたなかった残り
の圧縮空気がタービン３２の翼を冷却するための冷媒と
して用いられる。すなわち、圧縮機３１で圧縮された圧
縮空気の一部は、通路３５ａを介して燃料ガス加熱器３
５に供給され、燃料用天然ガスとの熱交換を通じてその
温度を低下させた後に、タービン３２の静翼に供給され
る。本実施形態でも、通路３５ａにおいて燃料ガス加熱
器３５の下流に、動翼冷却空気クーラ３６が配設されて
おり、燃料ガス加熱器３５により冷却された動翼冷却用
空気の温度を更に低減するようにしてもよい。

【００３１】第１の冷却空気通路３７ａが、燃焼用空気
を燃焼器３３に供給する燃焼用空気供給通路３３ｂから
第１段静翼３２ａへ向けて分岐されており、該第１の冷
却空気通路３７ａには静翼冷却空気クーラ３７が配設さ
れている。本実施形態では、更に、静翼冷却空気クーラ
３７の下流に、静翼冷却用空気を昇圧するためのブース
ターポンプ３８が配設されている。また、本実施形態で
は、第１の冷却空気通路３７ａにおいて、静翼冷却クー
ラ３７の上流部分から第２の冷却空気通路３７ｂが分岐
しており、かつ、ブースターポンプ３８の下流部分から
第３の冷却空気通路３７ｃが分岐している。前記第２の
冷却空気通路３７ｂは、第３の空気冷却空気通路３７ｃ
に連通しており、両者は合流して第１段静翼３２ａ内の
前記副通路に接続されている。

【００３２】第１段静翼３２ａを冷却するための冷却空
気は、圧縮機１１から第１の冷却空気通路３７ａを流通
して、静翼冷却クーラ３７およびブースターポンプ３８
を通過し、その温度を下げると共に圧力を高めて第１段
静翼３２ａに供給される。この冷却空気は、第１段静翼
３２ａの主通路に供給され、第１段静翼３２ａの前縁部
分から中央部分にかけて第１段静翼３２ａの主要部分を
冷却する。この冷却空気は、次いで、第２段静翼３２ｂ
に供給される。第１段静翼３２ａの後縁部分の冷却は、
第２と第３の冷却通路３７ｂ、３７ｃを介して、第１段
静翼３２ａの副通路に供給され、第１段静翼３２ａの後
縁に形成された複数の小孔（図示せず）よりタービン３
２の車室内に放出される。

【００３３】一方、第２段静翼３２ｂの主通路は、同第
２段静翼３２ｂの副通路に連通すると共に、更に、第３
段静翼３２ｃの主通路に連通している。そこで、既述の
ように第１段静翼３２ａより第２段静翼３２ｂに供給さ
れた冷却空気は、その主通路を流通して、第２段静翼３
２ｂの前縁部分から中央部分にかけて第２段静翼３２ｂ
の主要部分を冷却した後に、その一部が該第２段静翼３
２ｂの後縁冷却として用いられ、第２段静翼３２ｂの後
縁に形成された複数の小孔（図示せず）よりタービン３
２の車室内に放出される。冷却空気の残りの一部は第２
段静翼３２ｂの主通路から、車室（図示せず）内に形成
された通路を介して第３段静翼３２ｃに供給される。

【００３４】第３段静翼３２ｃにおいても、第２段静翼
と同様に主通路は副通路に連通すると共に、第４段静翼
３２ｄの主通路に連通している。従って、上述のように
第２段静翼３２ｂの主通路より第３段静翼３２ｃに供給
された冷却空気は、その主通路を流通して、第３段静翼
３２ｃの前縁部分から中央部分にかけて第３段静翼３２
ｃの主要部分を冷却した後に、その一部が該第３段静翼
３２ｃの後縁冷却として用いられ、第３段静翼３２ｃの
後縁に形成された複数の小孔（図示せず）よりタービン
３２の車室内に放出される。冷却空気の残りの一部は第
３段静翼３２ｃの主通路から、車室（図示せず）内に形
成された通路を介して第４段静翼３２ｄに供給される。

【００３５】第４段静翼３２ｄでは、主通路は副通路に
連通している。従って、上述のように第３段静翼３２ｃ
の主通路より第４段静翼３２ｄに供給された冷却空気
は、その主通路を流通して、第４段静翼３２ｄの前縁部
分から中央部分にかけて第４段静翼３２ｄの主要部分を
冷却した後に該第４段静翼３２ｄの後縁冷却として用い
られ、第４段静翼３２ｄの後縁に形成された複数の小孔
（図示せず）よりタービン３２の車室内に放出される。

【００３６】このように本実施形態では、既述の第１と
第２の実施形態のように、第３段および第４段静翼３２
ｃ、３２ｄ圧縮機３１からの抽気によりを冷却するので
はなく、燃焼器３３の上流側から圧縮機３１により圧縮
された圧力空気により冷却される。特に、本実施形態で
は、冷却空気は、第１段静翼３２ａから第４段静翼３２
ｄへ順次直列に冷却するように供給されるために、静翼
内での圧力損失が大きくなる。それを補償するために静
翼冷却空気クーラ３７の下流にブースターポンプ３８が
配設されている。図３に示した第２の実施形態のごとく
ブースターポンプ３８の下流にアフタークーラを配設し
ても良いことは言うまでもない。

【００３７】次に、図５を参照して、第３の実施形態の
変形例である第４の実施形態を説明する。図５では、第
３の実施形態と同様の構成要素には同じ参照が付されて
いる。第４の実施形態では、第３の実施形態と概ね同様
に構成されているが、第４の実施形態では、第２段静翼
３２ｂと第３段静翼３２ｃの間、および、第３段静翼３
２ｃと第４段静翼３２ｄの間の各々に第２と第３の静翼
冷却空気クーラ４１、４２が配設されている。第２と第
３の静翼冷却空気クーラ４１、４２は、燃料ガス供給通
路３３ａにおいて燃料ガス加熱器３５の下流側から取り
出した燃料ガスの一部を冷媒として供給される。すなわ
ち、燃料ガス加熱器３５の下流側において燃料ガス供給
通路３３ａから第３の静翼冷却空気クーラ４２へ向けて
第１の冷媒ガス供給通路４３が分岐、配設されており、
第３の静翼冷却空気クーラ４２と第２の静翼冷却空気ク
ーラ４１の間に第２の冷媒ガス供給管路４４が設けられ
ており、第２の静翼冷却空気クーラ４１から延びる第３
の冷媒ガス供給管路４５が、再び燃料ガス供給通路３３
ａへ合流している。

【００３８】燃料ガス加熱器３５の下流側から、燃料ガ
スの一部を冷媒として第３と第２の静翼冷却空気クーラ
４２、４１へ順次供給することにより、第３と第４の静
翼３２ｃ、３２ｄへ供給される冷却空気の温度が低下
し、各々の静翼３２ｃ、３２ｄへ供給する冷却空気量を
低減することが可能となる。従って、ブースターポンプ
３８の所要動力を低減可能となり、プラントの総合効率
を改善可能となる。また、第３と第２の静翼冷却空気ク
ーラ４２、４１へ供給する冷媒として気体燃料を用いて
いることから、静翼での熱交換により得られた熱量は燃
焼器３３に回収され、外部へ持ち出されることがない。

【００３９】次に、図６を参照して本発明の第５の実施
形態を説明する。第５の実施形態は、既述した第２の実
施形態の変形例であり、図６において図３と同様の構成
要素には同じ参照番号が付されている。

【００４０】図６を参照すると、本発明の第５の実施形
態によるガスタービン５０が示されている。ガスタービ
ン５０は、第２の実施形態と同様に、圧縮機１１、ター
ビン１２、圧縮機１１とタービン１２の間の燃焼用空気
供給通路１３ｂに設けられた燃焼器１３を具備し、発電
機１４が圧縮機１１に連結されている。燃料ガスとして
の天然ガスが燃料ガス源（図示せず）から、燃料ガスポ
ンプ（図示せず）により昇圧された後に、図６において
破線にて示す燃料ガス供給通路１３ａにより、燃料ガス
加熱器１５を通過して燃焼器１３に供給される。圧縮機
１１で圧縮された空気の一部が、燃焼用空気供給通路１
３ｂを介して燃焼器１３に供給され、前記天然ガスと混
合、燃焼して、その燃焼ガスが作動ガスとしてタービン
１２に供給される。

【００４１】また、圧縮機１１で圧縮された圧縮空気の
一部が、通路１５ａを介して燃料ガス加熱器１５に供給
され、燃料用天然ガスとの熱交換を通じてその温度を低
下させた後に、タービン１２の動翼に供給される。本実
施形態においても、通路１５ａにおいて燃料ガス加熱器
１５の下流には、動翼冷却空気クーラ１６が配設されて
おり、燃料ガス加熱器１５において冷却された動翼冷却
用空気の温度を更に低減するようになっている。

【００４２】また、本実施形態では、第１の冷却空気通
路１７ａにおいて第１の静翼冷却空気クーラ１７の下流
側にはブースターポンプ５１とアフタークーラ５２が配
設されている。更に、本実施形態では、第１の冷却空気
通路１７ａにおいて第１の静翼冷却空気クーラ１７とブ
ースターポンプ５１の間から第３の冷却空気通路５３が
分岐しており、該第３の冷却空気通路５３は、第２の冷
却空気通路１７ｂおよび第１段静翼１２ａの副通路に接
続されている。更に、第１の冷却空気通路１７ａにおい
てアフタークーラ５２の下流部分から第４の冷却空気通
路５４が分岐して第３の冷却空気通路２３へ接続されて
いる。

【００４３】こうして、第１段静翼１２ａの主通路９ａ
（図２参照）には、圧縮機１１から、第１の冷却空気通
路１７ａを流通し、第１の静翼冷却空気クーラ１７、ブ
ースターポンプ５１、アフタークーラ５２を通過して、
圧力を高めると共に温度を下げた冷却空気が供給され
る。この冷却空気は、主通路９ａを流通して主として第
１段静翼１２ａの前縁部分から中央部分にかけて第１段
静翼１２ａの主要部分を冷却する。この冷却空気は、次
いで、第２段静翼１２ｂに供給される。

【００４４】第１段静翼１２ａの主通路９ａに供給され
た冷却空気は、第２の実施形態と同様に、第２段静翼１
２ｂに供給され第２段静翼１２ｂの主通路を流通して、
主として第２段静翼１２ｂの前縁部分から中央部分にか
けて第２段静翼１２ｂの主要部分を冷却する。第２の実
施形態では、この冷却空気は、その後、副通路に供給さ
れて該第２段静翼１２ｂの後縁冷却として用いられる旨
説明したが、本実施形態では、引き続き第３段および第
４段静翼の主通路に順次供給され、各々の主要部分を冷
却した後に第４段静翼１２ｄの副通路へ供給されて、第
４段静翼１２ｄの後縁部分を冷却した後に、タービン１
２の車室内に放出される。

【００４５】第１段静翼１２ａの副通路９ｂには、第２
の実施形態と同様に、第３の冷却空気通路２３を介して
冷却空気が供給されることとなる。従って、第１段静翼
１２ａの副通路９ｂには、第１の静翼冷却空気クーラ１
７の上流側と下流側の冷却空気およびアフタークーラ５
２の下流側の冷却空気を混合することにより、温度を調
節した冷却空気が供給される。

【００４６】本実施形態では、第２段および第３段静翼
１２ｂ、１２ｃは、圧縮機１１からの抽気により冷却さ
れる。すなわち、図６に示すように、第２段静翼１２ｂ
へは、圧縮機１１の中圧抽気ポート、例えば第１３段抽
気ポート１１ｃと第２段静翼１２ｂとの間に設けられた
抽気通路１８ａを介して冷却空気が供給され、第３段静
翼１２ｃへは、圧縮機１１の低圧抽気ポート、例えば第
１０段抽気ポート１１ａと第３段静翼１２ｃとの間に設
けられた抽気通路１９ａを介して冷却空気が供給され
る。また、図６に示すように、抽気通路１８ａ、１９ａ
の各々に第２と第３の静翼冷却空気クーラ１８、１９を
配設して、第３段および第４段静翼の各々に供給する冷
却空気の温度を低減するようにしても良い。

【００４７】次に、図７を参照して、本発明の第６の実
施形態を説明する。第６の実施形態は、既述した第２の
実施形態の変形例であり、図７において図３と同様の構
成要素には同じ参照番号が付されている。

【００４８】第２の実施形態では、第１段静翼１２ａの
主通路９ａに供給された冷却空気は、全て第２段静翼１
２ｂの主通路に供給され、第２段静翼１２ｂ内において
主通路から副通路を経て、第２段静翼１２ｂの後縁部分
を冷却後に、タービン１２の車室内に放出される。これ
に対して本実施形態によるガスタービン６０では、第１
段静翼１２ａの主通路９ａに供給された冷却空気は、第
１段静翼１２ａの主要部分を冷却した後に分割され、一
部が第２段静翼１２ｂの主通路に供給され、残りの一部
が第２段静翼１２ｂの副通路へ直接供給される。この第
２段静翼１２ｂの副通路へ供給された冷却空気は、第２
段静翼１２ｂの後縁部分を冷却した後にタービン１２の
車室内に放出される。これに対して第２段静翼１２ｂの
主通路に供給された冷却空気は、第２段静翼１２ｂの主
要部分を冷却した後に、第２段静翼１２ｂの主通路から
燃焼用空気供給通路１３ｂへ向けて形成された通路６１
を介して燃焼器１３へ供給されるようになっている。そ
の余の構成は第２の実施形態と同様である。

【００４９】次に図８を参照して本発明の第７の実施形
態を説明する。第７の実施形態は、既述した第６の実施
形態の変形例であり、図８において図６と同様の構成要
素には同じ参照番号が付されている。第６の実施形態で
は、第１段静翼１２ａの主通路９ａへ供給された冷却空
気は、第２段静翼１２ｂの主通路を経て、燃焼器１３へ
回収されていたが、第７の実施形態では、更に、この冷
却空気を利用して第３段および第４段静翼１２ｃ、１２
ｄをも冷却するようになっている。このように、第１段
静翼１２ａから第４段静翼１２ｄの全ての静翼を冷却す
るために、第２段静翼１２ｂと第３段静翼１２ｃの間、
および、第３段静翼１２ｃと第４段静翼１２ｄの間の各
々には、第４の実施形態と同様の、第２と第３の静翼冷
却空気クーラ７２、７３が配設されており、冷却空気を
燃料ガスにて冷却するようになっている。すなわち、図
８に示すように、燃料ガス供給通路７４は、燃料ガス加
熱器１５の下流側から第３の静翼冷却空気クーラ７３と
第２の静翼冷却空気クーラ７２へ、燃料を冷媒ガスとし
て冷媒ガス供給管路７５により順次に供給し、この冷却
空気を冷却した燃料ガスが燃焼器１３へ供給される。

【００５０】一方、第１段静翼１２ａの主通路９ａに供
給された冷却空気の全量が第２段静翼１２ｂの主通路へ
供給される。この冷却空気は第２段静翼１２ｂの主要部
分を冷却した後に、分割されて一部が第２段静翼１２ｂ
の副通路へ供給され、残りの一部が第３段静翼１２ｃに
供給される。第２段静翼１２ｂの副通路へ供給された冷
却空気は、第２段静翼１２ｂの後縁部分を冷却した後に
タービン１２の車室内に放出される。

【００５１】第２段静翼１２ｂから第２の冷却空気クー
ラ７２を経て第３段静翼１２ｃへ供給された冷却空気
は、第３段静翼１２ｃの主通路を通過して第３段静翼１
２ｃの主要部分を冷却した後に分割され、その一部が副
通路に供給され、第３段静翼１２ｃの後縁部分を冷却し
て、タービン１２の車室内に放出される。冷却空気の残
りの一部が第３の冷却空気クーラ７３を経て第４段静翼
１２ｄへ供給される。第４段静翼１２ｄへ供給された冷
却空気は、第４段静翼１２ｄの主通路を通過して第４段
静翼１２ｄの主要部分を冷却した後に分割され、その一
部が副通路に供給され、第４段静翼１２ｄの後縁部分を
冷却して、タービン１２の車室内に放出される。残りの
一部は、第４段静翼１２ｄの主通路から燃焼用空気供給
通路１３ｂへ向けて形成された通路７１を介して燃焼器
１３へ供給される。第６の実施形態では、第３段および
第４段静翼１２ｃ、１２ｄを冷却するための冷却空気を
供給するための抽気ポートおよび抽気通路を具備してい
たが、それらは本実施形態では設けられていないことは
言うまでもない。

【００５２】次に、図９を参照して、本発明の第８の実
施形態を説明する。既述の実施形態において、図１、図
３、図６から図８の第１の冷却空気クーラ１７および図
４、５の冷却空気クーラ３７は吸収冷凍機からの冷水を
冷媒として用いる旨説明したが、図９は、図１、図３か
ら図８のガスタービンと吸収冷凍機との組合せの一例を
示している。

【００５３】図９において、ガスタービン１００は、圧
縮機１０１、タービン１０２、圧縮機１０１とタービン
１０２の間の燃焼用空気供給通路１０５に設けられた燃
焼器１０３を具備し、発電機１０４が圧縮機１０１に連
結されている。燃料ガスとしての天然ガスが、プラント
内の燃料ガス源（図示せず）から燃料ガス供給通路１０
６を介して燃焼器１０３に供給される。一方、圧縮機１
０１で圧縮された空気の一部が、燃焼用空気供給通路１
０５を介して燃焼器１０３に供給され、前記天然ガスと
混合、燃焼して、その燃焼ガスが作動ガスとしてタービ
ン１０２に供給される。タービン１０２からの排気ガス
は、例えば、煙道に設けた蒸気発生器または廃熱回収ボ
イラ１５０により温度を低減した後に煙突１５１より大
気へ放出される。廃熱回収ボイラ１５０において発生し
た蒸気は、通路１５２を介してプラント内の他の機器、
例えば蒸気タービンに供給して複合発電に用いたり、加
熱用または冷暖房用蒸気として用いることができる。

【００５４】燃焼器１０３に供給されなかった残りの圧
縮空気は、既述の実施形態と同様に、タービン１０２の
翼を冷却するための冷媒として用いられる。すなわち、
圧縮機１０１で圧縮された圧縮空気の一部は、既述の実
施形態の如くタービン１２の動翼に供給され、同じく圧
縮機１０１にて圧縮された空気の一部が、既述の実施形
態の第１の冷却空気通路１７ａ、３７ａに相当する、燃
焼用空気供給通路１０５から分岐した冷却空気通路１０
７に設けられた複数の静翼冷却空気クーラ１１０、１１
１、１１２を通過し冷却された後にタービン１２の第１
段静翼に供給される。本実施形態では、複数の静翼冷却
空気クーラ１１０、１１１、１１２が、図１、図３、図
６から図８の第１の冷却空気クーラ１７および図４、５
の冷却空気クーラ３７を構成している。図９に示すよう
に、冷却空気通路１０７には、複数の静翼冷却空気クー
ラ１１０、１１１、１１２の下流側に、昇圧用ブースタ
ーポンプ１２０および冷却空気の温度調節用の熱交換器
１２１を配設しても良い。

【００５５】本実施形態では、冷却空気通路１０７に配
設した３つの静翼冷却空気クーラのうち上流側の２つの
静翼冷却空気クーラ１１０、１１１は、プラント内に設
けられている冷却水源（図示せず）からの冷却水を冷媒
として利用するようになっている。この冷却空気用冷却
水は、前記冷却水源から冷却空気用冷却水通路１３０に
より静翼冷却空気クーラ１１０、１１１へ順次供給され
冷却空気を冷却する。冷却空気との熱交換により温度が
高くなった冷却空気用冷却水は、後述するように、吸収
冷凍機１４０の熱源として用いるほか、例えば、温水タ
ンク（図示せず）へ貯留することにより、プラント内の
他の機器への熱源として用いることができる。

【００５６】冷却空気通路１０７に配設した３つの静翼
冷却空気クーラのうち最も下流側の静翼冷却空気クーラ
１１２は、吸収冷凍機１４０の冷水により冷却される。
吸収冷凍機１４０は、一般的な吸収冷凍機により構成す
ることができる。すなわち、吸収冷凍機１４０の蒸発器
（図示せず）を通過する冷水が、冷水通路１４３により
冷水タンク１４５を介して静翼冷却空気クーラ１１２と
の間で循環し、静翼冷却空気クーラ１１２において冷却
空気を冷却する。冷水タンク１４５は、冷水タンク部１
４５ａと、温水タンク部１４５ｂとを含んでおり、吸収
冷凍機１４０からの冷水は一旦冷水タンク部１４５ａに
貯留された後に、静翼冷却空気クーラ１１２へ供給さ
れ、静翼冷却空気クーラ１１２において熱交換により温
度上昇した温水が温水タンク部１４５ｂに貯留された後
に吸収冷凍機１４０に供給される。

【００５７】本実施形態では、冷凍機１４０の発生器
（図示せず）への熱源として、静翼冷却空気クーラ１１
０、１１１における熱交換により得られた温水が利用さ
れる。すなわち、冷却空気用冷却水通路１３０において
最も下流側の静翼冷却空気クーラ１１０の出口から通路
１３２を介して温水が吸収冷凍機１４０に供給される。
また、本実施形態では、吸収冷凍機１４０の吸収器およ
び凝縮器を流通する冷却水は、静翼冷却空気クーラ１１
０、１１１を冷却するための冷却空気用冷却水にて冷却
するように構成されている。すなわち、冷却空気用冷却
水通路１３０において静翼冷却空気クーラ１１１の上流
側には熱交換器１３１が配設されており、吸収冷凍機１
４０の冷却水通路１４１、１４２を介して、吸収冷凍機
１４０の冷却水が循環するようになっている。

【００５８】本実施形態の如く複数の静翼冷却空気クー
ラ１１０、１１１、１１２を通過することから、冷却空
気の圧力が低下し静翼に供給できない場合には、上述の
ように、冷却空気通路１０７において静翼冷却空気クー
ラ１１２の下流にブースターポンプ１２０を配設するこ
とができる。更に、静翼冷却空気クーラ１１０、１１
１、１１２において冷却空気の温度が低下し過ぎたり、
ブースターポンプ１２０により温度が上昇し過ぎたりす
る場合には、上述したように、冷却空気通路１０７にお
いてブースターポンプ１２０の下流に温度調節用熱交換
器１２１を配設することができる。温度調節用熱交換器
１２１への熱源としては、吸収冷凍機１４０の熱源と同
様に、通路１３２から更に分岐させて、冷却空気用冷却
水通路１３０を流通する温水を利用できる。温度調節用
熱交換器１２１への冷熱源としては、吸収冷凍機１４０
の冷水タンク１４５と静翼冷却空気クーラ１１２との間
の通路１４６から通路１２３を分岐させて、冷水タンク
１４５からの冷水を利用することができる。

【００５９】以下、図１０から図１５を参照して、更に
本発明の他の実施形態を説明する。既述の実施形態で
は、静翼冷却用の冷却空気は水にて冷却されていたが、
後述する実施形態では、静翼冷却用の冷却空気との熱交
換により蒸気を生成するようになっている。

【００６０】先ず、図１０を参照して、本発明の第９の
実施形態を説明する。図１０において、ガスタービン２
００は、圧縮機２０１、タービン２０２、圧縮機２０１
とタービン２０２の間の燃焼用空気供給通路２０５に設
けられた燃焼器２０３を具備し、発電機２０４が圧縮機
２０１に連結されている。図１０には示されていない
が、既述の実施形態と同様に、燃料ガスとしての天然ガ
スが燃料ガス源燃焼器２０３に供給される。一方、圧縮
機２０１で圧縮された空気の一部が、燃焼用空気供給通
路２０５を介して燃焼器２０３に供給され、前記天然ガ
スと混合、燃焼して、その燃焼ガスが作動ガスとしてタ
ービン２０２に供給される。

【００６１】本実施形態では、前記燃焼器２０３に供給
されたなかった残りの圧縮空気は、燃焼用空気供給通路
２０５から分岐した冷却空気通路２０６に設けられた第
１から第３の静翼冷却空気クーラ２０７、２０８、２０
９を通過し温度を低下した後に、冷却空気通路２０６か
ら分岐する分岐通路２０６ａから２０６ｄを流通して第
１段から第４段静翼２０２ａから２０２ｄの各々の副通
路に供給される。第１段から第４段静翼２０２ａから２
０２ｄの各々の副通路に供給された冷却空気は、第１か
ら第４の静翼２０２ａから２０２ｄの各々の後縁部分を
冷却した後にタービン２０２の車室内に放出される。ま
た、本発明において、第２と第３の静翼冷却空気クーラ
２０８、２０９は、特に、既述した吸収冷凍機２１５の
熱源流体および／または冷水にて冷却するように構成で
きる。

【００６２】本実施形態では、冷却空気通路２０６にお
いて最も上流側に配設された第１の静翼冷却空気クーラ
２０７への冷却水として、好ましくは、該ガスタービン
２００が構成する複合サイクルの廃熱回収ボイラ（図示
せず）のボイラ給水を用いることができる。第１の静翼
冷却空気クーラ２０７へ供給された給水は、冷却空気通
路２０６内を流通する冷却空気との熱交換により蒸発
し、蒸気が生成される。この蒸気は、第１の静翼冷却空
気クーラ２０７の出口において第１と第２の蒸気通路２
１０、２１１に分岐する蒸気通路により、タービン２０
０の動翼（図示せず）および静翼に供給される。

【００６３】第１の蒸気通路２１０により前記動翼に供
給された蒸気は、第１段から第４段動翼に順次供給さ
れ、これらの動翼を冷却した後に第１の蒸気回収通路２
１２によりガスタービン２００の外部に回収される。一
方、第２の蒸気通路２１１により静翼に向けられる蒸気
は、先ず、第１段静翼２０２ａの主通路に供給され、第
１段静翼２０２ａの主要部分を冷却した後に、第２段静
翼２０２ｂの主通路に供給される。この蒸気は、次い
で、第２段静翼２０２ｂの主要部分を冷却した後に、第
３段静翼２０２ｃの主通路に供給される。更に、この蒸
気は、第３段静翼２０２ｃの主要部分を冷却した後に、
第４段静翼２０２ｄの主通路に供給され、第２の蒸気回
収通路２１３によりガスタービン２００の外部に回収さ
れる。

【００６４】第１の静翼冷却空気クーラ２０７への冷却
水として前記廃熱回収ボイラのボイラ給水を用いる場合
には、前記動翼および静翼を冷却し、第１と第２の蒸気
回収通路２１２、２１３によりガスタービン２００の外
部へ回収された蒸気は、複合発電用蒸気タービン（図示
せず）を駆動するために用いることができる。前記回収
蒸気を他の機器に用いてもよいことは言うまでもない。
また、この回収蒸気を蒸気タービン以外の機器に用いる
場合には、第１の静翼冷却空気クーラ２０７への冷却水
として廃熱回収ボイラのボイラ給水以外の水を使用可能
であることは言うまでもない。更に、第１の静翼冷却空
気クーラ２０７で生成される蒸気が不足する場合には、
プラント内で利用可能な他の蒸気発生源（図示せず）、
例えば蒸気タービンの抽気や補助ボイラからの補助蒸気
を通路２１４ａまたは２１４ｂを介して蒸気系内に補充
するようにしてもよい。

【００６５】本実施形態によれば、既述した実施形態と
比較してガスタービンの翼冷却用の冷却空気量を低減可
能となり、ガスタービンの出力を増加させ、効率が改善
される。

【００６６】次に、図１１を参照して、本発明の第１０
の実施形態を説明する。第１０の実施形態は第９の実施
形態の変形例であり、図１１において図１０と同様の構
成要素には同じ参照番号が付されている。

【００６７】第９の実施形態では、第１の静翼冷却空気
クーラ２０７で生成される蒸気にて静翼の全ての主要部
分を冷却するようになっていたが、本実施形態では、熱
的に厳しい第１段および第２段静翼２０２ａ、２０２ｂ
の主要部分のみを蒸気冷却として、その余の翼について
は空気冷却としたものである。すなわち、図１１におい
て第１０の実施形態によるガスタービン２２０では、第
１の静翼冷却空気クーラ２０７にて生成された蒸気が、
該第１の静翼冷却空気クーラ２０７の出口に接続された
蒸気通路２２１より第１段静翼２０２ａの主通路に供給
される。この蒸気は、第１段静翼２０２ａの主通路を流
通して第１段静翼２０２ａの主要部分を冷却した後に、
第２段静翼２０２ｂの主通路に供給される。この蒸気
は、第２段静翼２０２ｂの主通路を流通して第２段静翼
２０２ｂの主要部分を冷却した後に、蒸気回収通路２２
２からガスタービン２２０の外部へ回収され、好ましく
は、該ガスタービン２２０と共に複合発電を行う蒸気タ
ービンへ供給される。

【００６８】一方、前記燃焼器２０３に供給されたなか
った残りの圧縮空気は、冷却空気通路２０６に設けられ
た第１から第３の静翼冷却空気クーラ２０７、２０８、
２０９を通過し温度を低下した後に、冷却空気通路２０
６から分岐する分岐通路２０６ａ、２０６ｂを流通して
第１段および第２段静翼２０２ａ、２０２ｂの副通路に
供給され、第１段および第２段静翼２０２ａ、２０２ｂ
の後縁部分を冷却した後にタービン２０２の車室内に放
出される。同様に、第１から第３の静翼冷却空気クーラ
２０７、２０８、２０９を通過した冷却空気は、冷却空
気通路２０６から分岐する分岐通路２０６ｃ、２０６ｄ
を流通して第３段および第４段静翼２０２ｃ、２０２ｄ
の主通路に供給され、第３段および第４段静翼２０２
ｃ、２０２ｄの主要部分を冷却した後に副通路に供給さ
れ、各々の後縁部分を冷却した後にタービン２０２の車
室内に放出される。

【００６９】本実施形態では、更に、第１から第３の静
翼冷却空気クーラ２０７、２０８、２０９を通過した冷
却空気は、冷却空気通路２０６に連通する動翼冷却空気
通路２２３を流通して第１段から第４段動翼に供給さ
れ、各段の動翼を冷却した後にタービン２０２の車室内
に放出される。

【００７０】次に、図１２を参照して、本発明の第１１
の実施形態を説明する。第１１の実施形態は第１０の実
施形態の変形例であり、図１２において図１１と同様の
構成要素には同じ参照番号が付されている。

【００７１】第１０の実施形態では、第１の静翼冷却空
気クーラ２０７で生成される蒸気にて静翼の一部を冷却
するようになっていたが、本実施形態では、第１の静翼
冷却空気クーラ２０７で生成される蒸気はガスタービン
の翼冷却には用いず、圧縮機からの冷却空気により翼を
冷却するものである。すなわち、図１２において第１１
の実施形態によるガスタービン２３０では、第１の静翼
冷却空気クーラ２０７にて生成された蒸気は蒸気通路２
３１によりガスタービン２３０の系外に回収され、他の
機器、好ましくは、ガスタービン２３０と共に複合発電
を行う蒸気タービン（図示せず）で使用される。

【００７２】ガスタービン２３０の翼の冷却は、冷却空
気通路２０６に設けられた第１から第３の静翼冷却空気
クーラ２０７、２０８、２０９を通過し温度を低下した
後に、冷却空気通路２０６から分岐する分岐通路２０６
ａを流通して第１段静翼２０２ａ主通路に供給され第１
段静翼２０２ａの主要部分を冷却した後に副通路に供給
され、第１段静翼２０２ａの後縁部分を冷却した後にタ
ービン２０２の車室内に放出される。また、本実施形態
では、更に、第１から第３の静翼冷却空気クーラ２０
７、２０８、２０９を通過した冷却空気は、冷却空気通
路２０６に連通する動翼冷却空気通路２２３を流通して
第１段から第４段動翼に供給され、各段の動翼を冷却し
た後にタービン２０２の車室内に放出される。一方、第
２段から第４段静翼２０２ｂから２０２ｄの冷却は、ガ
スタービン２３０の系外の空気源（図示せず）や、或い
は、圧縮機２０１からの抽気にて行うことができる。

【００７３】次に、図１３を参照して、本発明の第１２
の実施形態を説明する。第１２の実施形態は第１１の実
施形態の変形例であり、図１３において図１２と同様の
構成要素には同じ参照番号が付されている。

【００７４】既述したように、第２と第３の静翼冷却空
気クーラ２０８、２０９は、特に、吸収冷凍機２１５の
熱源流体および／または冷水にて冷却するように構成で
きるが、一般的に、吸収冷凍機２１５において蒸発器内
を流通する冷水の温度は１５°Ｃ前後の低温となるため
に、圧縮機２０１にて圧縮され高温となった冷却空気
を、この冷水で冷却すると多量の凝縮水が生成される。
本実施形態では、この凝縮水の利用を図ったものであ
る。

【００７５】すなわち、図１３に示すように、圧縮機２
０１の空気吸込口に空気冷却用熱交換器２４２を配設
し、第３の静翼冷却空気クーラ２０９で発生する凝縮水
を凝縮水管路２４１にて空気冷却用熱交換器２４２に供
給し、圧縮機２０１への空気温度を低減することによ
り、圧縮機２０１の所要動力を低減可能となる。空気冷
却用熱交換器２４２おいて圧縮機２０１の吸い込む空気
を冷却した後に、この凝縮水は第１の静翼冷却空気クー
ラ２０７への冷却水として利用可能である。また、この
ように、圧縮機２０１への空気温度を低減するために利
用せずに直接第１の静翼冷却空気クーラ２０７へ供給し
てもよい。更に、第１の静翼冷却空気クーラ２０７で生
成された蒸気は、第１１の実施形態の如く蒸気タービン
へ供給すると共に、蒸気通路２４３によりプラント内の
他の機器に供給するようにしてもよい。

【００７６】次に、図１４を参照して、本発明の第１３
の実施形態を説明する。第１３の実施形態は既述した第
９から第１２の実施形態、特に第１０の実施形態の変形
例であり、図１４において図１０と同様の構成要素には
同じ参照番号が付されている。

【００７７】第１３の実施形態は、既述した実施形態の
第１から第３の静翼冷却空気クーラ２０７、２０８、２
０９をより具体化したものである。すなわち、第１の静
翼冷却クーラ２０７は、冷却水、特にボイラ給水の流れ
に関して直列に配設され第１から第３の熱交換器２０７
ａから２０７ｃを含んで成り、第３の静翼冷却クーラ２
０９は、吸収冷凍機２１５の冷水の流れに関して並列に
配設された第１から第３の熱交換器２０９ａ、２０９
ｂ、２０９ｃを含んで成る。

【００７８】燃焼用空気供給通路２０５から分岐した冷
却空気通路２０６は、第１の静翼冷却空気クーラ２０７
において冷却水の流れに関して最も下流に設けられた第
１の熱交換器２０７ａ、第２の静翼冷却空気クーラ２０
８、第３の静翼冷却クーラ２０９の第１の熱交換器２０
９ａに順次接続されており、圧縮機２０１にて圧縮され
た冷却空気が、第１の静翼冷却空気クーラ２０７の第１
の熱交換器２０７ａ、第２の静翼冷却空気クーラ２０
８、第３の静翼冷却クーラ２０９の第１の熱交換器２０
９ａを順次に流通して冷却され、冷却空気通路２０６か
ら分岐する分岐通路２５４を介してタービン２０２の第
１段静翼２０２ａの副通路に供給される。この冷却空気
は、第１段静翼２０２ａの副通路を流通して、その後縁
部分を冷却した後にタービン２０２の車室内に放出され
る。また、冷却空気通路２０６は、動翼冷却空気通路２
２３に連通しており、第３の静翼冷却クーラ２０９の第
１の熱交換器２０９ａからの冷却空気は、動翼冷却空気
通路２２３を介して第１段から第４段動翼に供給され、
各段の動翼を冷却した後にタービン２０２の車室内に放
出される。

【００７９】第３段および第４段静翼２０２ｃ、２０２
ｄへは、冷却空気として圧縮機２０１からの抽気が用い
られる。すなわち、圧縮機２０１の中圧抽気ポート２０
１ａから第３段静翼２０２ｃへ向けて、第１の抽気通路
２５２が設けられており、該第１の抽気通路２５２は、
第１の静翼冷却空気クーラ２０７において冷却水の流れ
に関して第１の熱交換器２０７ａの上流に配設された第
２の熱交換器２０７ｂ、および、第３の静翼冷却クーラ
２０９の第２の熱交換器２０９ｂに順次接続されてお
り、圧縮機２０１の中圧抽気ポート２０１ａから抽気さ
れた冷却空気が、第１の静翼冷却空気クーラ２０７の第
２の熱交換器２０７ｂと、第３の静翼冷却クーラ２０９
の第２の熱交換器２０９ｂとを順次に流通して冷却さ
れ、タービン２０２の第３段静翼２０２ｃの主通路に供
給される。この冷却空気は、第３段静翼２０２ｃの主通
路を流通して該第３段静翼２０２ｃの主要部分を冷却し
た後に、第３段静翼２０２ｃの副通路を流通して、その
後縁部分を冷却した後にタービン２０２の車室内に放出
される。

【００８０】同様に、圧縮機２０１の低圧抽気ポート２
０１ｂから第４段静翼２０２ｄへ向けて、第３の抽気通
路２５３が設けられており、該第２の抽気通路２５３
は、第１の静翼冷却空気クーラ２０７において冷却水の
流れに関して最も上流に配設された第３の熱交換器２０
７ｃ、および、第３の静翼冷却クーラ２０９の第３の熱
交換器２０９ｃに順次接続されており、圧縮機２０１の
低圧抽気ポート２０１ｂから抽気された冷却空気が、第
１の静翼冷却空気クーラ２０７の第３の熱交換器２０７
ｃと、第３の静翼冷却クーラ２０９の第３の熱交換器２
０９ｃとを順次に流通して冷却され、第４段静翼２０２
ｄの主通路に供給される。この冷却空気は、第４段静翼
２０２ｄの主通路を流通して該第４段静翼２０２ｄの主
要部分を冷却した後に、第４段静翼２０２ａの副通路を
流通して、その後縁部分を冷却した後にタービン２０２
の車室内に放出される。

【００８１】一方、第１段静翼２０２ａの主要部分およ
び第２段静翼２０２ｂは、第１の静翼冷却空気クーラ２
０７において生成された蒸気により冷却される。すなわ
ち、第１の静翼冷却空気クーラ２０７の第１の熱交換器
２０７ａから第１段静翼２０２ａの主通路へ向けて蒸気
通路２２１が形成されており、第１の静翼冷却空気クー
ラ２０７にて生成された蒸気が、該第１の静翼冷却空気
クーラ２０７の出口に接続された蒸気通路２２１より第
１段静翼２０２ａの主通路に供給される。この蒸気は、
第１段静翼２０２ａの主通路を流通して第１段静翼２０
２ａの主要部分を冷却した後に、第２段静翼２０２ｂの
主通路に供給される。この蒸気は、第２段静翼２０２ｂ
の主通路を流通して第２段静翼２０２ｂの主要部分を冷
却した後にタービン２０２の車室内に放出される。図１
１に示すように、蒸気回収通路を設けて、第２段静翼２
０２ｂを冷却した蒸気をガスタービン２２０の外部へ回
収可能であることは言うまでもない。

【００８２】また、第３の静翼冷却クーラ２０９の第１
の熱交換器２０９ａにおいて発生する凝縮水は、凝縮水
通路２５１にて回収され、第１の静翼冷却空気クーラ２
０７の冷却水として用いることができる。同様に第２の
静翼冷却空気クーラ２０８からも凝縮水が発生する場合
には、第１の静翼冷却空気クーラ２０７の冷却水として
使用可能であることは言うまでもない。

【００８３】次に、図１５を参照して本発明の第１４の
実施形態を説明する。図１５においてガスタービン２６
０は、圧縮機２６１、タービン２６２、圧縮機２６１と
タービン２６２の間の燃焼用空気供給通路２６５に設け
られた燃焼器２６３を具備し、発電機２６４が圧縮機２
６１に連結されている。燃料ガスとしての天然ガスが燃
料ガス源（図示せず）から燃料ガス供給通路２６８によ
り、燃料ガス加熱器２６７および後述する冷却空気クー
ラ２７３ａを通過して燃焼器２６３に供給され、圧縮機
２６１で圧縮された空気の一部と混合、燃焼して、その
燃焼ガスが作動ガスとしてタービン２６２に供給され
る。

【００８４】前記燃焼器２６３に供給されたなかった残
りの圧縮空気はタービン２６２の翼を冷却するための冷
媒として用いられる。すなわち、圧縮機２６１にて圧縮
された空気の一部が、冷却空気通路２６６に設けられた
第１から第３の翼冷却空気クーラ２７３、２６９、２７
０を通過し冷却された後に、タービン２６２の第１段
翼、つまり静翼および動翼２６２ａに供給され、該静翼
および動翼２６２ａを冷却した後にタービン２６２の車
室内に放出される。

【００８５】また、本実施形態では、第２段から第４段
の翼、つまり、静翼および動翼２６２ｂから２６２ｄ
は、圧縮機２６１からの抽気により冷却される。すなわ
ち、図１５に示すように、第２段翼２６２ｂへは、圧縮
機２６１の高圧抽気ポート２６１ａと第２段翼２６２ｂ
との間に設けられた第１の抽気通路２７２を介して冷却
空気が供給され、第３段翼２６２ｃへは、圧縮機１１の
中圧抽気ポート２６１ｂと第３段翼２６２ｃとの間に設
けられた第２の抽気通路２７３を介して冷却空気が供給
され、第４段翼１２ｄへは、圧縮機２６１の低圧抽気ポ
ート２６１ｃと第４段翼２６２ｄとの間に設けられた第
３の抽気通路２７４を介して冷却空気が供給される。タ
ービン２６２の第２段から第４段翼、つまり静翼および
動翼２６２ｂから２６２ｄに供給された冷却空気は、該
静翼および動翼２６２ｂから２６２ｄを冷却した後にタ
ービン２６２の車室内に放出される。

【００８６】図１５に示すように、本実施形態では、第
１の翼冷却空気クーラ２７３は２つの熱交換器を含んで
成る。すなわち、冷却空気通路２６６は、２つの分岐通
路２６６ａ、２６６ｂに分岐し、分岐通路２６６ａ、２
６６ｂの各々に、第１の翼冷却空気クーラ２７３の第１
と第２の熱交換器２７３ａ、２７３ｂが配設されてい
る。２つの分岐通路２６６ａ、２６６ｂは第１の翼冷却
空気クーラ２７３の下流側において再び合流し、冷却空
気通路２６６において該合流点の下流側に、第２と第３
の翼冷却空気クーラ２６９、２７０が順次配設されてい
る。第２の翼冷却空気クーラ２６９は、適当な冷却水、
例えば、該ガスタービン２６０と共に複合発電をする蒸
気タービン（図示せず）の復水または廃熱回収ボイラ
（図示せず）のボイラ給水を冷媒として用いることがで
きる。一方、第３の翼冷却空気クーラ２７０は、冷媒と
して上述した吸収冷凍機２７１の冷水を用いることがで
きる。

【００８７】本実施形態では、混合器２７２が設けられ
ており、第２の翼冷却空気クーラ２６９において加熱さ
れた冷却水、吸収冷凍機２７１において熱源として用い
られた熱源水が集められる。混合器２７２は、こうした
水を貯留するためのタンクと、後述するように混合器２
７２から分配される水の温度を所定温度に維持するヒー
タ（図示せず）を主要な構成要素として含むことができ
る。また、混合器２７２は、第１から第３の分配通路２
７２ａから２７２ｃを介して、燃料ガス加熱器２６７、
第１の翼冷却空気クーラ２７３の第２の熱交換器２７３
ｂ、吸収冷凍機２７１の蒸発器（図示せず）に接続され
ると共に、第１と第２の収集通路２７２ｄ、２７２ｅを
介して、吸収冷凍機２７１の蒸発器および第２の翼冷却
空気クーラ２６９に接続されている。

【００８８】こうして、混合器２７２を設けることによ
り、第１と第２の収集通路２７２ｄ、２７２ｅを介し
て、吸収冷凍機２７１の発生器において冷却された熱源
水および第２の翼冷却空気クーラ２６９において加熱さ
れた冷却水としての復水またはボイラ給水を貯留し、第
１から第３の分配通路２７２ａから２７２ｃを介して、
燃料ガス加熱器２６７、第１の翼冷却空気クーラ２７３
の第２の熱交換器２７３ｂ、吸収冷凍機２７１へ所定温
度、例えば９０°Ｃの水を安定的に分配、供給可能とな
る。

【００８９】混合器２７２から燃料ガス加熱器２６７へ
供給された水は、燃料ガスとしての天然ガスとの熱交換
により冷却された後に、プラント内の他の機器、例えば
廃熱回収ボイラへ供給される。混合器２７２から第１の
翼冷却空気クーラ２７３の第２の熱交換器２７３ｂへ供
給された水は、圧縮機２６１からの冷却空気との熱交換
により加熱、蒸発して、プロセス蒸気として蒸気通路２
７６を介してプラント内の他の機器、例えば、ガスター
ビン２６０と共に複合発電を行う蒸気タービン（図示せ
ず）へ供給される。吸収冷凍機２７１へ供給された水
は、吸収冷凍機２７１の蒸発器への熱源として用いら
れ、該蒸発器での熱交換により冷却されて混合器２７２
へ再び循環される。なお、第２の翼冷却空気クーラ２６
９から混合器２７２へ供給される水の顕熱にて、混合器
２７２から分配される水を所定温度に維持可能である場
合には、既述したヒータを用いる必要がないことは言う
までもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図２】タービン翼内部に形成した通路を示す略図であ
る。

【図３】本発明第２の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図４】本発明第３の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図５】本発明第４の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図６】本発明第５の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図７】本発明第６の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図８】本発明第７の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図９】本発明第８の実施形態によるガスタービンの概
略図である。

【図１０】本発明第９の実施形態によるガスタービンの
概略図である。

【図１１】本発明第１０の実施形態によるガスタービン
の概略図である。

【図１２】本発明第１１の実施形態によるガスタービン
の概略図である。

【図１３】本発明第１２の実施形態によるガスタービン
の概略図である。

【図１４】本発明第１３の実施形態によるガスタービン
の概略図である。

【図１５】本発明第１４の実施形態によるガスタービン
の概略図である。

【符号の説明】

１０…ガスタービン１１…圧縮機１２…タービン１２ａ…タービン翼１２ｂ…タービン翼１２ｃ…タービン翼１２ｄ…タービン翼１３…燃焼器１４…発電機１７…第１の冷却空気クーラ１８…第２の冷却空気クーラ１９…第３の冷却空気クーラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機にて加圧した空気の一部を、ター
ビン翼を冷却するための冷却空気として用いるガスター
ビンにおいて、前記タービン翼へ供給する冷却空気を冷却する冷却空気
クーラを備え、前記冷却空気クーラにて冷却された冷却
空気の少なくとも一部を高温側のタービン翼から低温側
のタービン翼へ順次に供給するガスタービン。
【請求項２】前記冷却空気を高温側のタービン翼の主
通路に供給し、次いで、前記高温側のタービン翼の主通
路から低温側のタービン翼の主通路に供給する請求項１
に記載のガスタービン。
【請求項３】前記冷却空気は、先ず、前記ガスタービ
ンの第１段静翼の主通路に供給され、該第１段静翼から
第２段静翼の主通路に供給され、次いで、第２段静翼の
副通路を流通して、該第２段静翼の後縁からガスタービ
ンの車室内に放出される請求項１または２に記載のガス
タービン。
【請求項４】前記冷却空気クーラの下流に昇圧機を具
備する請求項１から３の何れか１項に記載のガスタービ
ン。
【請求項５】第３段タービン翼または第３段より低温
側のタービン翼を圧縮機からの抽気により冷却する請求
項３または４に記載のガスタービン。
【請求項６】第３段静翼または第３段より低温側の静
翼を第２段静翼から冷却空気により冷却する請求項３ま
たは４に記載のガスタービン。
【請求項７】第２段静翼と第３段静翼の間の冷却空気
の通路に、第２段静翼からの冷却空気を冷却するための
熱交換器を備えた請求項６に記載のガスタービン。
【請求項８】前記タービン翼を冷却した冷却空気をガ
スタービンの燃焼器に供給する請求項１から７の何れか
１項に記載のガスタービン。
【請求項９】前記冷却空気クーラが、少なくとも部分
的に吸収冷凍機からの冷水を冷媒として用いる請求項１
から８の何れか１項に記載のガスタービン。
【請求項１０】圧縮機にて加圧した空気の一部を、タ
ービン翼を冷却するための冷却空気として用いるガスタ
ービンにおいて、前記冷却空気を前記タービン翼へ供給する前に冷却する
冷却空気クーラを備え、前記冷却空気クーラにおいて前
記ガスタービンの圧縮機からの冷却空気との熱交換によ
り蒸気を生成し、該蒸気にて少なくとも部分的にタービ
ン翼を冷却するガスタービン。
【請求項１１】前記冷却空気クーラにて生成された蒸
気の少なくとも一部を高温側のタービン翼から低温側の
タービン翼へ順次に供給する請求項１０に記載のガスタ
ービン。
【請求項１２】前記蒸気を高温側のタービン翼の主通
路に供給し、次いで、前記高温側のタービン翼の主通路
から低温側のタービン翼の主通路に供給する請求項１１
に記載のガスタービン。
【請求項１３】前記蒸気は、先ず、前記ガスタービン
の第１段静翼の主通路に供給され、該第１段静翼から第
２段静翼の主通路に供給され、次いで、第２段静翼の主
通路から蒸気回収通路を経てガスタービン外部に回収さ
れる請求項１１または１２に記載のガスタービン。
【請求項１４】前記蒸気は、先ず、前記ガスタービン
の第１段静翼の主通路に供給され、該第１段静翼から第
２段静翼の主通路に供給され、次いで、第２段静翼の副
通路へ供給され、第２段静翼の後縁からガスタービン車
室内に放出される請求項１１または１２に記載のガスタ
ービン。
【請求項１５】前記冷却空気クーラは、少なくとも部
分的に吸収冷凍機からの冷水により冷却される請求項１
０から１４の何れか１項に記載のガスタービン。
【請求項１６】前記吸収冷凍機からの冷水との熱交換
により生じた凝縮水にて圧縮機が吸い込む空気を冷却す
る請求項１５に記載のガスタービン。