JP2002155706A - Axial flow gas turbine equipment - Google Patents

Axial flow gas turbine equipment

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JP2002155706A
JP2002155706A JP2000356045A JP2000356045A JP2002155706A JP 2002155706 A JP2002155706 A JP 2002155706A JP 2000356045 A JP2000356045 A JP 2000356045A JP 2000356045 A JP2000356045 A JP 2000356045A JP 2002155706 A JP2002155706 A JP 2002155706A
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JP
Japan
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gas turbine
enclosure
turbine
cooling medium
casing
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Application number
JP2000356045A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Tashiro
秀明 田代
Hidenori Fukutake
英紀 福武
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize temperature distribution in the circumferential direction of a turbine casing in horizontal axial flow gas turbine equipment having an enclosure. SOLUTION: This axial flow gas turbine equipment comprises a gas turbine rotor 24 of which a shaft 31 is arranged horizontally, a rotor blade 18 fitted on the gas turbine rotor 24, turbine casing 16 for forming part of a passage of gas turbine working medium by enveloping the outer periphery of the rotor blade 18. The axial flow gas turbine equipment includes an enclosure 5 forming a space 30 outside the turbine casing 16 and covering the outside of the space 30, means 7, 8, 9, 10 which flow coolant through the space 30 between the turbine casing 16 and the enclosure 5 in the direction of the shaft 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は軸を横向きにして設
置された軸流ガスタービン設備に係り、特に、タービン
ケーシングや排気ダクトの換気・冷却方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axial gas turbine system installed with its shaft oriented sideways, and more particularly to a method for ventilating and cooling a turbine casing and an exhaust duct.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のガスタービン設備で、ガスタービ
ン騒音を低減するための防音エンクロージャが設置され
る場合がある。この場合の換気・冷却は、オペレーティ
ングフロアへの騒音洩れをできるだけ防ぐことと、防音
エンクロージャ内部のガスタービン設備より発生する熱
が効率良く換気できるように設計され、自然対流現象を
利用した換気方法一般的である(たとえば、特開平6−
159094号公報参照)。
2. Description of the Related Art In a conventional gas turbine facility, a soundproof enclosure for reducing gas turbine noise may be installed. Ventilation and cooling in this case are designed to prevent noise leakage to the operating floor as much as possible, and to efficiently ventilate the heat generated by the gas turbine equipment inside the soundproof enclosure. General ventilation methods utilizing natural convection phenomenon (See, for example,
No. 159094).

【0003】この場合、たとえば、ガスタービンを設置
している架台よりも下部の防音エンクロージャ側壁部位
置で冷却媒体(大気空気)を採り入れ、ガスタービン設
備上部後方のダクトより吸い出す換気方法が用いられ
る。ガスタービン本体は上述の換気方法による防音エン
クロージャ内部の冷却媒体の流れ(ガスタービン下部か
ら上部への流れ)により、ガスタービンケーシング表面
と熱交換を行ない冷却される。
[0003] In this case, for example, a ventilation method is employed in which a cooling medium (atmospheric air) is taken in at a position of a side wall portion of the soundproof enclosure below a mount on which a gas turbine is installed, and is taken out from a duct at the upper rear of the gas turbine equipment. The gas turbine body exchanges heat with the gas turbine casing surface and is cooled by the flow of the cooling medium (flow from the lower part to the upper part of the gas turbine) inside the soundproof enclosure by the ventilation method described above.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービン設
備では、図7に示すように、基礎台2上に、軸を横向き
にしてガスタービン装置4が設置されていて、ガスター
ビン装置4はタービンケーシング16で覆われている。
タービンケーシング16の外側は、防音装置を兼ね備え
たエンクロージャ55で覆われている。
In the conventional gas turbine equipment, as shown in FIG. 7, a gas turbine device 4 is installed on a base 2 with its shaft oriented sideways. It is covered with a casing 16.
The outside of the turbine casing 16 is covered with an enclosure 55 also having a soundproofing device.

【0005】ガスタービン装置4を出た作動流体は、ガ
スタービン装置4の軸方向下流側に配置された排気ダク
ト6を通って、エンクロージャ55の外に排出されるよ
うになっている。
The working fluid that has exited the gas turbine device 4 is discharged outside the enclosure 55 through an exhaust duct 6 arranged downstream of the gas turbine device 4 in the axial direction.

【0006】エンクロージャ55の冷却媒体すなわち大
気の取入れ口57はガスタービン装置4の下方に設けら
れており、冷却媒体の排出口58はガスタービン装置4
の上方に設けられている。冷却媒体の排出口58から出
た冷却媒体は、冷却媒体ダクト59を経て、ファン60
によって大気に排出されるようになっている。
An inlet 57 for the cooling medium, that is, the atmosphere, of the enclosure 55 is provided below the gas turbine device 4, and an outlet 58 for the cooling medium is provided for the gas turbine device 4.
It is provided above. The cooling medium exiting from the cooling medium outlet 58 passes through a cooling medium duct 59 and is supplied to the fan 60.
Is to be released to the atmosphere.

【0007】この場合、図中の矢印21に示すように、
冷却媒体がタービンケーシング16の下部から上部に向
かって(軸に直角な方向)流れ、タービンケーシング1
6の表面を冷却する。このため、タービンケーシング1
6の表面温度がケーシングの周方向の部位によって変化
してしまう。
In this case, as indicated by an arrow 21 in the figure,
The cooling medium flows from the lower part of the turbine casing 16 to the upper part (in a direction perpendicular to the axis), and the turbine casing 1
6 is cooled. For this reason, the turbine casing 1
The surface temperature of No. 6 varies depending on the circumferential portion of the casing.

【0008】すなわち、冷却媒体取入れ口57に近いタ
ービンケーシング16の下部の表面では冷却媒体の温度
が低い(大気温度)ため比較的温度が低く、冷却媒体排
出口58に近いタービンケーシング16の上部の表面で
は冷却媒体自体の温度が熱吸収により上昇しているた
め、タービンケーシング16の表面温度も比較的高温と
なってしまう。これにより、図8に示すように、タービ
ンケーシング16の下部(ケーシング下半23)と上部
(ケーシング上半22)とでは温度差が生じ、タービン
ケーシング16に周方向温度分布が発生する。この結果
は、タービンケーシング16に周方向に不均一な熱伸び
を生じさせ、タービンケーシング16の下部と上部で不
均一な熱変形が生じることとなる。
That is, since the temperature of the cooling medium is low (atmospheric temperature) on the lower surface of the turbine casing 16 near the cooling medium intake 57, the temperature is relatively low, and the upper surface of the turbine casing 16 near the cooling medium discharge 58. On the surface, the temperature of the cooling medium itself increases due to heat absorption, so that the surface temperature of the turbine casing 16 also becomes relatively high. As a result, as shown in FIG. 8, a temperature difference occurs between the lower portion (casing lower half 23) and the upper portion (casing upper half 22) of the turbine casing 16, and a circumferential temperature distribution occurs in the turbine casing 16. This results in uneven thermal expansion in the circumferential direction of the turbine casing 16 and uneven thermal deformation in the lower and upper portions of the turbine casing 16.

【0009】一方、図9に示すように、タービンケーシ
ング16の内側には、回転軸31を水平にしたガスター
ビンロータ24が回転支持されていて、ガスタービンロ
ータ24には複数段の動翼18が軸方向に並ぶように取
り付けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 9, a gas turbine rotor 24 having a rotating shaft 31 horizontal is rotatably supported inside the turbine casing 16. Are mounted so as to be aligned in the axial direction.

【0010】タービンケーシング16の内側には複数個
のシュラウドセグメント17が支持固定されている。各
シュラウドセグメント17は、各動翼18の先端部に対
向して、タービンケーシング16の内面に沿って周方向
に突設されている。各シュラウドセグメント17は、回
転部である動翼18の先端部と静止部であるシュラウド
セグメント17との間のクリアランス20を保つ役目を
果たしている。クリアランス20は、静止部と固定部が
接触しない範囲でできるだけ小さく保つことにより、動
翼18部での損失を低減し、タービン効率を高めること
ができる。なお、シュラウドセグメント17には複数段
の静翼19が取り付けられており、各静翼19は動翼1
8と軸方向に交互に隣接した位置に配置されている。
A plurality of shroud segments 17 are supported and fixed inside the turbine casing 16. Each shroud segment 17 protrudes in the circumferential direction along the inner surface of the turbine casing 16 so as to face the tip of each bucket 18. Each shroud segment 17 serves to maintain a clearance 20 between the tip of the rotor blade 18 as a rotating part and the shroud segment 17 as a stationary part. By keeping the clearance 20 as small as possible within a range where the stationary part and the fixed part do not come into contact with each other, the loss at the blade 18 can be reduced and the turbine efficiency can be increased. A plurality of stages of stationary blades 19 are attached to the shroud segment 17, and each stationary blade 19 is
8 and are alternately arranged adjacent to each other in the axial direction.

【0011】ここで、タービンケーシング16の上半と
下半に不均一な熱変形が生じた場合、シュラウドセグメ
ント17と動翼18とのクリアランス20も周方向で変
化する。クリアランス20が拡大すれば、当該クリアラ
ンス部を通過する燃焼ガスの量が増大する。これは、結
果として動翼部での損失が増大し、タービン効率を低下
させてしまう。逆にクリアランス20が縮小すれば、ガ
スタービンの円滑な回転が阻害される可能性もある。
When uneven heat deformation occurs in the upper half and the lower half of the turbine casing 16, the clearance 20 between the shroud segment 17 and the moving blade 18 also changes in the circumferential direction. As the clearance 20 increases, the amount of combustion gas passing through the clearance increases. This results in increased losses at the rotor blades and lowers turbine efficiency. Conversely, if the clearance 20 is reduced, smooth rotation of the gas turbine may be hindered.

【0012】本発明は上記課題を解決するものであっ
て、軸を横向きにして設置されてエンクロージャを有す
る軸流ガスタービン設備のタービンケーシングの、周方
向の温度分布を均一化することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to equalize the circumferential temperature distribution of a turbine casing of an axial gas turbine facility having an enclosure which is installed with a shaft oriented sideways. I do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するものであって、請求項1の発明は、軸を横向きにし
て設置されたガスタービンロータと、前記ガスタービン
ロータに取り付けられた動翼と、前記動翼の外周を包絡
的に覆ってガスタービン作動ガスの流路の一部を形成す
るタービンケーシングと、を有する軸流ガスタービン設
備において、前記タービンケーシングの外側に空間を形
成してその空間の外側を包囲するエンクロージャと、前
記タービンケーシングとエンクロージャとの間の空間に
冷却媒体を前記軸の方向に流す手段と、を有すること、
を特徴とする軸流ガスタービン設備である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention attains the above object. According to the first aspect of the present invention, there is provided a gas turbine rotor installed with its shaft oriented sideways, and a gas turbine rotor mounted on the gas turbine rotor. In an axial-flow gas turbine facility having a moving blade and a turbine casing that envelopes the outer periphery of the moving blade and forms a part of a flow path of a gas turbine working gas, a space is formed outside the turbine casing. Having an enclosure surrounding the outside of the space, and means for flowing a cooling medium in the axial direction into the space between the turbine casing and the enclosure,
An axial gas turbine facility characterized by the following.

【0014】これにより、ガスタービン装置のケーシン
グ表面では、軸方向に冷却媒体との熱交換がなされるた
め、ケーシング表面の温度分布は、ある軸方向位置の周
方向で比較的均一となる。これによって、当該部ケーシ
ングの熱変形も周方向で均一となるため、ケーシング内
部の構成部品であるシュラウドセグメントと動翼とのク
リアランスを周方向で均一に保つことが可能となり、ク
リアランスを最小にすることが可能となる。
Accordingly, heat exchange with the cooling medium is performed in the axial direction on the casing surface of the gas turbine device, so that the temperature distribution on the casing surface is relatively uniform in the circumferential direction at a certain axial position. As a result, the thermal deformation of the casing becomes uniform in the circumferential direction, so that the clearance between the shroud segment, which is a component inside the casing, and the rotor blade can be kept uniform in the circumferential direction, and the clearance is minimized. It becomes possible.

【0015】また、請求項2の発明は、前記軸流ガスタ
ービン設備の作動用の空気を前記タービンケーシング内
に供給する吸気取入れ口が前記軸の端部付近に配置さ
れ、前記冷却媒体を前記エンクロージャ内へ導入するた
めの冷却媒体取入れ口が、前記吸気取入れ口に近い側ま
たは遠い側の一方の端部の付近に設けられていること、
を特徴とする請求項1の軸流ガスタービン設備である。
Further, according to the invention of claim 2, an intake port for supplying air for operating the axial gas turbine equipment into the turbine casing is disposed near an end of the shaft, and the cooling medium is supplied to the shaft. A cooling medium intake for introduction into the enclosure is provided near one end near or far from the intake intake;
The axial gas turbine equipment according to claim 1, wherein:

【0016】また、請求項3の発明は、前記エンクロー
ジャ内で前記冷却媒体を前記タービンケーシングの外表
面近くに導くためのタービンケーシング部案内板が配置
されていること、を特徴とする請求項1または2の軸流
ガスタービン設備。
According to a third aspect of the present invention, a turbine casing portion guide plate for guiding the cooling medium near the outer surface of the turbine casing in the enclosure is disposed. Or 2 axial gas turbine equipment.

【0017】請求項3の発明によれば、タービンケーシ
ングの外表面近くの冷却媒体の軸方向流速が大きくな
り、タービンケーシングの周方向温度分布の均一化が促
進される。
According to the third aspect of the present invention, the axial flow velocity of the cooling medium near the outer surface of the turbine casing is increased, and the uniformity of the circumferential temperature distribution of the turbine casing is promoted.

【0018】また、請求項4の発明は、前記タービンケ
ーシングの下流側には、排ガスを排出するための排気ダ
クトが前記エンクロージャ内で同軸上に接続され、前記
エンクロージャ内で前記冷却媒体を前記排気ダクトの外
表面近くに導くための排気部案内板が配置されているこ
と、を特徴とする請求項1ないし3のいずれかの軸流ガ
スタービン設備である。
Further, according to the present invention, an exhaust duct for discharging exhaust gas is coaxially connected in the enclosure downstream of the turbine casing, and the cooling medium is exhausted in the enclosure. The axial flow gas turbine equipment according to any one of claims 1 to 3, wherein an exhaust part guide plate for guiding the exhaust part near the outer surface of the duct is arranged.

【0019】請求項4の発明によれば、排気ダクト部案
内板によって、排気ダクトの外表面での冷却媒体の軸方
向流速が大きくなり、排気ダクトの冷却を促進すること
ができる。これにより、排気ダクトの表面の周方向温度
分布を均一とすることができ、それによって、排気ダク
トと取り合うガスタービン装置のタービンケーシングへ
の熱変形の影響を低減できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust duct guide plate increases the axial flow velocity of the cooling medium on the outer surface of the exhaust duct, thereby facilitating the cooling of the exhaust duct. Thus, the temperature distribution in the circumferential direction on the surface of the exhaust duct can be made uniform, whereby the influence of thermal deformation on the turbine casing of the gas turbine device to be fitted with the exhaust duct can be reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。ただし、従来と共通の部分に
ついては共通の符号を付して、適宜、説明を省略する。 (第1の実施の形態)(請求項1、2対応) 図1は本発明の第1の実施の形態の構成図である。基礎
台2上に、軸を横向きにしてガスタービン装置4が設置
されていて、ガスタービン装置4はタービンケーシング
16で覆われている。タービンケーシング16の外側
は、防音装置を兼ね備えたエンクロージャ5で覆われて
いて、タービンケーシング16とエンクロージャ5の間
に、冷却媒体が軸方向に通る環状空間30が形成されて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, parts common to the related art are denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. (First Embodiment) (corresponding to claims 1 and 2) FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention. The gas turbine device 4 is installed on the base 2 with the shaft oriented sideways, and the gas turbine device 4 is covered with a turbine casing 16. The outside of the turbine casing 16 is covered with an enclosure 5 also having a soundproof device, and an annular space 30 through which a cooling medium passes in the axial direction is formed between the turbine casing 16 and the enclosure 5.

【0021】ガスタービン装置4を出た作動流体は、ガ
スタービン装置4の軸方向下流側に配置された排気ダク
ト6を通って、エンクロージャ5の外に排出されるよう
になっている。
The working fluid that has exited the gas turbine device 4 is discharged to the outside of the enclosure 5 through an exhaust duct 6 arranged on the downstream side in the axial direction of the gas turbine device 4.

【0022】エンクロージャ5の冷却媒体すなわち大気
の取入れ口7がガスタービン装置4の吸気取入れ口側
(吸気プレナム3側)に設けられており、冷却媒体の排
出口8がガスタービン装置4の排ガスダクト6側に設け
られている。冷却媒体の排出口8から出た冷却媒体は、
冷却媒体ダクト9を経てファン10によって大気に排出
されるようになっている。
An inlet 7 for the cooling medium, that is, the atmosphere, of the enclosure 5 is provided on the intake side (the intake plenum 3 side) of the gas turbine device 4, and an outlet 8 for the cooling medium is provided for the exhaust gas duct of the gas turbine device 4. It is provided on the 6 side. The cooling medium coming out of the cooling medium outlet 8 is
The air is discharged to the atmosphere by a fan 10 through a cooling medium duct 9.

【0023】図1の矢印11に示すように、環状空間3
0内で、タービンケーシング16の外表面を軸方向に沿
って冷却媒体の流れが形成されている。これにより、ガ
スタービン装置4のタービンケーシング16表面の温度
分布は、各軸方向位置の周方向で均一となり、当該部タ
ービンケーシング16の熱変形も周方向で均一となる。
このため、タービンケーシング16内部の構成部品であ
るシュラウドセグメント17と動翼18とのクリアラン
ス20を周方向で均一に保つことが可能となり、クリア
ランス20を最小にすることが可能となる(図9参
照)。
As shown by an arrow 11 in FIG.
In 0, a flow of the cooling medium is formed along the outer surface of the turbine casing 16 in the axial direction. As a result, the temperature distribution on the surface of the turbine casing 16 of the gas turbine device 4 becomes uniform in the circumferential direction at each axial position, and the thermal deformation of the turbine casing 16 becomes uniform in the circumferential direction.
For this reason, it is possible to keep the clearance 20 between the shroud segment 17 and the rotor blade 18 which are components inside the turbine casing 16 uniform in the circumferential direction, and to minimize the clearance 20 (see FIG. 9). ).

【0024】(第2の実施の形態)(請求項1、2対
応) 図2は本発明の第2の実施の形態の構成図である。第2
の実施の形態の第1の実施の形態との主な相違点は、次
のとおりである。すなわち、第2の実施の形態では、エ
ンクロージャ35の冷却媒体の取入れ口37がガスター
ビン装置4の排ガスダクト6側に設けられ、冷却媒体の
排出口38がガスタービン装置4の吸気取入れ口側(吸
気プレナム3側)に設けられている。
(Second Embodiment) (corresponding to Claims 1 and 2) FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention. Second
The main differences between this embodiment and the first embodiment are as follows. That is, in the second embodiment, the cooling medium intake 37 of the enclosure 35 is provided on the exhaust gas duct 6 side of the gas turbine device 4, and the cooling medium outlet 38 is connected to the intake intake side of the gas turbine device 4 ( It is provided on the intake plenum 3 side).

【0025】冷却媒体の排出口38から出た冷却媒体
は、冷却媒体ダクト39を経てファン40によって大気
に排出されるようになっている。したがって、タービン
ケーシング16とエンクロージャ35の間に、冷却媒体
が軸方向に通る環状空間50が形成されていて、この環
状空間50内をガスタービン装置4の表面を軸方向に沿
って冷却媒体が通る流れ41が形成される。ただし、こ
の流れ41は、第1の実施の形態の流れ11(図1)と
は逆向きの流れとなる。その他の構成は、第1の実施の
形態とほぼ同様である。
The cooling medium discharged from the cooling medium outlet 38 is discharged to the atmosphere by a fan 40 through a cooling medium duct 39. Therefore, an annular space 50 through which the cooling medium passes in the axial direction is formed between the turbine casing 16 and the enclosure 35, and the cooling medium passes through the annular space 50 on the surface of the gas turbine device 4 along the axial direction. A stream 41 is formed. However, the flow 41 is a flow opposite to the flow 11 (FIG. 1) of the first embodiment. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment.

【0026】この実施の形態によっても、第1の実施の
形態と同様に、ガスタービン装置4のタービンケーシン
グ16表面の温度分布は、ある軸方向位置の周方向で均
一となる。
According to this embodiment, similarly to the first embodiment, the temperature distribution on the surface of the turbine casing 16 of the gas turbine device 4 is uniform in the circumferential direction at a certain axial position.

【0027】(第3の実施の形態)(請求項1、2、3
対応) 図3は本発明の第3の実施の形態の構成図である。この
実施の形態は第1の実施の形態(図1参照)と類似して
いるが、環状空間30を流れる冷却媒体をタービンケー
シング16の外表面近くに導くために、タービンケーシ
ング部案内板12を配置している点が異なる。タービン
ケーシング部案内板12は、エンクロージャ5の内側お
よび基礎台2の内側の、タービンケーシング16の周辺
部に取り付けられている。その他の構成は第1の実施の
形態と同様である。タービンケーシング部案内板12に
よって、タービンケーシング16の外表面での冷却媒体
の軸方向流速が大きくなり、タービンケーシング16の
冷却を促進することができる。これにより、ガスタービ
ン装置4のタービンケーシング16表面の周方向温度分
布をさらに均一とすることができる。
(Third Embodiment) (Claims 1, 2, and 3)
FIG. 3 is a configuration diagram of the third embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the first embodiment (see FIG. 1), except that the turbine casing part guide plate 12 is provided to guide the cooling medium flowing through the annular space 30 near the outer surface of the turbine casing 16. The difference is in the arrangement. The turbine casing part guide plate 12 is attached to the periphery of the turbine casing 16 inside the enclosure 5 and inside the base 2. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The turbine casing portion guide plate 12 increases the axial flow velocity of the cooling medium on the outer surface of the turbine casing 16, thereby facilitating the cooling of the turbine casing 16. Thereby, the circumferential temperature distribution on the surface of the turbine casing 16 of the gas turbine device 4 can be made more uniform.

【0028】(第4の実施の形態)(請求項1、2、3
対応) 図4は本発明の第4の実施の形態の構成図である。この
実施の形態は、第2の実施の形態(図2参照)に、第3
の実施の形態(図3参照)のタービンケーシング部案内
板12に相当するタービンケーシング部案内板42を設
けたものである。
(Fourth Embodiment) (Claims 1, 2, and 3)
FIG. 4 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the second embodiment (see FIG. 2) in that the third embodiment
A turbine casing part guide plate 42 corresponding to the turbine casing part guide plate 12 of the embodiment (see FIG. 3) is provided.

【0029】この実施の形態によれば、タービンケーシ
ング部案内板42によって、タービンケーシング16の
表面での冷却媒体の軸方向流速が大きくなり、タービン
ケーシング16の冷却を促進することができる。これに
より、ガスタービン装置4のタービンケーシング16表
面の周方向温度分布を、第2の実施の形態に比べてさら
に均一とすることができる。
According to this embodiment, the turbine casing portion guide plate 42 increases the axial flow velocity of the cooling medium on the surface of the turbine casing 16, thereby facilitating the cooling of the turbine casing 16. Thereby, the circumferential temperature distribution on the surface of the turbine casing 16 of the gas turbine device 4 can be made more uniform as compared with the second embodiment.

【0030】(第5の実施の形態)(請求項1、2、
3、4対応) 図5は本発明の第5の実施の形態の構成図である。この
実施の形態は第3の実施の形態(図3参照)と類似して
いるが、環状空間30を流れる冷却媒体を排気ダクト6
(排気ディフュ−ザダクト14および排気エキスパンシ
ョンジョイント15)の外表面近くに導くために排気ダ
クト部案内板13を配置している点が異なる。排気ダク
ト部案内板13は、エンクロージャ5の内側および基礎
台2の内側の、排気ダクト6の周辺部に取り付けられて
いる。その他の構成は第3の実施の形態と同様である。
排気ダクト部案内板13によって、排気ダクト6の外表
面での冷却媒体の軸方向流速が大きくなり、排気ダクト
6の冷却を促進することができる。
(Fifth Embodiment) (Claims 1, 2,
FIG. 5 is a configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the third embodiment (see FIG. 3), except that the cooling medium flowing through the annular space 30 is supplied to the exhaust duct 6.
(Exhaust diffuser duct 14 and Exhaust expansion joint 15) is different in that an exhaust duct portion guide plate 13 is disposed near the outer surface. The exhaust duct guide plate 13 is attached to the periphery of the exhaust duct 6 inside the enclosure 5 and inside the base 2. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
The exhaust duct portion guide plate 13 increases the axial flow velocity of the cooling medium on the outer surface of the exhaust duct 6, thereby facilitating the cooling of the exhaust duct 6.

【0031】これにより、排気ダクト6の表面の周方向
温度分布を均一とすることができ、それによって、排気
ダクト6と取り合うガスタービン装置4のタービンケー
シング16への熱変形の影響を低減できる。
As a result, the temperature distribution in the circumferential direction on the surface of the exhaust duct 6 can be made uniform, whereby the influence of thermal deformation on the turbine casing 16 of the gas turbine device 4 to be fitted with the exhaust duct 6 can be reduced.

【0032】(第6の実施の形態)(請求項1、2、
3、4対応) 図6は本発明の第6の実施の形態の構成図である。本発
明は、第4の実施の形態(図4参照)と類似している
が、環状空間50を流れる冷却媒体を排気ダクト6の外
表面近くに導くために、排気ダクト部案内板43を配置
している点が異なる。この排気ダクト部案内板43は、
第5の実施の形態(図5参照)の排気ダクト部案内板1
3と同様のものであって、エンクロージャ5の内側およ
び基礎台2の内側の、排気ダクト6の周辺部に取り付け
られている。その他の構成は第5の実施の形態と同様で
ある。排気ダクト部案内板43によって、排気ダクト6
の外表面での冷却媒体の軸方向流速が大きくなり、排気
ダクト6の冷却を促進することができる。
(Sixth Embodiment) (Claims 1, 2,
FIG. 6 is a configuration diagram of a sixth embodiment of the present invention. The present invention is similar to the fourth embodiment (see FIG. 4), but arranges an exhaust duct part guide plate 43 to guide the cooling medium flowing through the annular space 50 near the outer surface of the exhaust duct 6. Is different. This exhaust duct portion guide plate 43 is
Exhaust duct part guide plate 1 of the fifth embodiment (see FIG. 5)
3 and is attached to the periphery of the exhaust duct 6 inside the enclosure 5 and inside the base 2. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment. The exhaust duct 6 is guided by the exhaust duct guide plate 43.
The axial flow velocity of the cooling medium on the outer surface of the air duct increases, and the cooling of the exhaust duct 6 can be promoted.

【0033】これにより、排気ダクト6の表面の周方向
温度分布を均一とすることができ、それによって、排気
ダクト6と取り合うガスタービン装置4のタービンケー
シング16への熱変形の影響を低減できる。
Thus, the temperature distribution in the circumferential direction on the surface of the exhaust duct 6 can be made uniform, thereby reducing the influence of thermal deformation on the turbine casing 16 of the gas turbine device 4 to be fitted with the exhaust duct 6.

【0034】[0034]

【発明の効果】上記から明らかなように、本発明によれ
ば、ガスタービン装置のケーシング表面の温度分布は、
ある軸方向位置の周方向で均一となり、当該部ケーシン
グの熱変形も周方向で均一となるため、ケーシング内部
の構成部品であるシュラウドセグメントと動翼とのクリ
アランスを周方向で均一に保つことが可能となり、クリ
アランスを最小にすることが可能となる。このことによ
り、動翼部での損失を低減でき、タービン効率を従来よ
りさらに向上させることが可能となる。
As is clear from the above, according to the present invention, the temperature distribution on the casing surface of the gas turbine device is
Since a certain axial position becomes uniform in the circumferential direction and the thermal deformation of the casing becomes uniform in the circumferential direction, the clearance between the shroud segment, which is a component inside the casing, and the moving blade can be kept uniform in the circumferential direction. It becomes possible and the clearance can be minimized. This makes it possible to reduce the loss in the rotor blade portion and to further improve the turbine efficiency as compared with the related art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1の形態のガスタービン設備の
構成図であって、(a)は(b)のA−A矢視図、
(b)は正面断面図、(c)は(b)のC−C矢視図。
FIGS. 1A and 1B are configuration diagrams of a gas turbine facility according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a front cross-sectional view, and (c) is a view taken in the direction of arrows CC in (b).

【図2】本発明に係る第2の形態のガスタービン設備の
構成図であって、(a)は(b)のA−A矢視図、
(b)は正面断面図、(c)は(b)のC−C矢視図。
FIGS. 2A and 2B are configuration diagrams of a gas turbine equipment according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a front cross-sectional view, and (c) is a view taken in the direction of arrows CC in (b).

【図3】本発明に係る第3の形態のガスタービン設備の
構成図であって、(a)は(b)のA−A矢視図、
(b)は正面断面図、(c)は(b)のC−C矢視図。
FIGS. 3A and 3B are configuration diagrams of a gas turbine facility according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a front cross-sectional view, and (c) is a view taken in the direction of arrows CC in (b).

【図4】本発明に係る第4の形態のガスタービン設備の
構成図であって、(a)は(b)のA−A矢視図、
(b)は正面断面図、(c)は(b)のC−C矢視図。
FIGS. 4A and 4B are configuration diagrams of a gas turbine equipment according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a front cross-sectional view, and (c) is a view taken in the direction of arrows CC in (b).

【図5】本発明に係る第5の形態のガスタービン設備の
構成図であって、(a)は(b)のA−A矢視図、
(b)は正面断面図、(c)は(b)のC−C矢視図。
FIGS. 5A and 5B are configuration diagrams of a gas turbine facility according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a front cross-sectional view, and (c) is a view taken in the direction of arrows CC in (b).

【図6】本発明に係る第6の形態のガスタービン設備の
構成図であって、(a)は(b)のA−A矢視図、
(b)は正面断面図、(c)は(b)のC−C矢視図。
FIGS. 6A and 6B are configuration diagrams of a gas turbine facility according to a sixth embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a front cross-sectional view, and (c) is a view taken in the direction of arrows CC in (b).

【図7】従来のガスタービン設備の構成図であって、
(a)は(b)のA−A矢視図、(b)は正面断面図。
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional gas turbine facility,
(A) is an AA arrow view of (b), (b) is a front sectional view.

【図8】従来のタービンケーシングの温度分布を表すグ
ラフ。
FIG. 8 is a graph showing a temperature distribution of a conventional turbine casing.

【図9】図7(b)のタービンケーシングの内部の要部
断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a main part inside the turbine casing of FIG. 7 (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…吸気ダクト、2…基礎台、3…吸気プレナム、4…
ガスタービン装置、5…エンクロージャ、6…排気ダク
ト、7…冷却媒体取入れ口、8…冷却媒体排出口、9…
冷却媒体ダクト、10…ファン、11…軸方向冷却媒体
の流れ、12…タービンケーシング部案内板、13…排
気ダクト部案内板、14…排気ディフューザダクト、1
5…排気エキスパンションジョイント、16…タービン
ケーシング、17…シュラウドセグメント、18…動
翼、19…静翼、20…クリアランス、21…軸直角方
向冷却媒体の流れ、22…ケーシング上半、23…ケー
シング下半、24…ガスタービンロータ、30…環状空
間、31…回転軸、35…エンクロージャ、37…取入
れ口、38…排出口、39…ダクト、40…ファン、4
2…タービンケーシング部案内板、43…排気ダクト部
案内板、50…環状空間、55…エンクロージャ、57
…冷却媒体取入れ口、58…冷却媒体排出口、59…ダ
クト、60…ファン。
1 ... intake duct, 2 ... foundation, 3 ... intake plenum, 4 ...
Gas turbine device, 5 ... enclosure, 6 ... exhaust duct, 7 ... cooling medium intake, 8 ... cooling medium outlet, 9 ...
Cooling medium duct, 10: fan, 11: flow of cooling medium in the axial direction, 12: guide plate of turbine casing section, 13: guide plate of exhaust duct section, 14: exhaust diffuser duct, 1
5: Exhaust expansion joint, 16: Turbine casing, 17: Shroud segment, 18: Blade, 19: Stator blade, 20: Clearance, 21: Flow of coolant in the direction perpendicular to the axis, 22: Upper half of casing, 23: Lower casing Half, 24 ... gas turbine rotor, 30 ... annular space, 31 ... rotating shaft, 35 ... enclosure, 37 ... intake, 38 ... exhaust, 39 ... duct, 40 ... fan, 4
Reference numeral 2: turbine casing portion guide plate, 43: exhaust duct portion guide plate, 50: annular space, 55: enclosure, 57
.., Cooling medium intake, 58, cooling medium outlet, 59, duct, 60, fan.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸を横向きにして設置されたガスタービ
ンロータと、前記ガスタービンロータに取り付けられた
動翼と、前記動翼の外周を包絡的に覆ってガスタービン
作動ガスの流路の一部を形成するタービンケーシング
と、を有する軸流ガスタービン設備において、 前記タービンケーシングの外側に空間を形成してその空
間の外側を包囲するエンクロージャと、 前記タービンケーシングとエンクロージャとの間の空間
に冷却媒体を前記軸の方向に流す手段と、 を有すること、を特徴とする軸流ガスタービン設備。
1. A gas turbine rotor installed with its axis oriented sideways, a moving blade attached to the gas turbine rotor, and a gas turbine working gas flow path envelopably covering the outer periphery of the moving blade. A turbine casing forming a part, wherein an enclosure forming a space outside the turbine casing and surrounding the outside of the space, and cooling the space between the turbine casing and the enclosure. Means for flowing a medium in the axial direction, comprising: an axial flow gas turbine facility.
【請求項2】 前記軸流ガスタービン設備の作動用の空
気を前記タービンケーシング内に供給する吸気取入れ口
が前記軸の端部付近に配置され、前記冷却媒体を前記エ
ンクロージャ内へ導入するための冷却媒体取入れ口が、
前記吸気取入れ口に近い側または遠い側の一方の端部の
付近に設けられていること、を特徴とする請求項1の軸
流ガスタービン設備。
2. An air intake for supplying air for operating the axial gas turbine facility into the turbine casing is disposed near an end of the shaft, and is provided for introducing the cooling medium into the enclosure. The cooling medium intake is
The axial flow gas turbine equipment according to claim 1, wherein the gas turbine equipment is provided near one end on a side close to or far from the intake intake.
【請求項3】 前記エンクロージャ内で前記冷却媒体を
前記タービンケーシングの外表面近くに導くためのター
ビンケーシング部案内板が配置されていること、を特徴
とする請求項1または2の軸流ガスタービン設備。
3. An axial gas turbine according to claim 1, further comprising a turbine casing portion guide plate for guiding the cooling medium near an outer surface of the turbine casing in the enclosure. Facility.
【請求項4】 前記タービンケーシングの下流側には、
排ガスを排出するための排気ダクトが前記エンクロージ
ャ内で同軸上に接続され、前記エンクロージャ内で前記
冷却媒体を前記排気ダクトの外表面近くに導くための排
気部案内板が配置されていること、を特徴とする請求項
1ないし3のいずれかの軸流ガスタービン設備。
4. On the downstream side of the turbine casing,
An exhaust duct for discharging exhaust gas is coaxially connected in the enclosure, and an exhaust guide plate for guiding the cooling medium near an outer surface of the exhaust duct is disposed in the enclosure. The axial gas turbine equipment according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174222A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Toshiba Corp Ventilation system and method for operating the same

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