JP2004003502A - Silencer for gas turbines - Google Patents
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Abstract
Description
【産業上の利用分野】
本発明はガスタービンの吸排気部に設けられるガスタービン用サイレンサに関する。
【従来の技術】
近年、ガスタービンは高効率のコンバインドサイクル発電プラントの進展とともに大型化し、その吸排気風量が増大している。また、高効率化を図るためにガスタービンの入口温度を高温化することに伴い、排気温度の上昇も進み、ガスタービン出口のガス温度は600℃以上にもなる。
ガスタービンの大容量化とともにガスタービン出口の騒音やエネルギレベルが大きな問題となり(ガスタービン出口で130dBに達する)、ガスタービンの出口には大きい減音量の排気サイレンサが取り付けられるようになってきた。しかし、温度上昇および大形化に対する信頼性の低下が指摘され、さらに耐久性の向上が要求されてきている。
また、従来のガスタービンは非常電源設備としての役割の比重が高かったが、蒸気タービンとガスタービンとを組合せた高効率のコンバインドサイクル発電プラントは、従来の火力発電プラントや原子力発電プラントに比べて高効率で、しかも起動特性に優れている関係から、負荷追従形のDSS(毎日の起動停止)運用に供される傾向にある。
図5はコンバインドサイクル発電プラントの構成を例示したものである。ガスタービン1の排ガスはサイレンサ2を通って排熱回収ボイラ3に導入され、この排熱回収ボイラ3で発生した蒸気により蒸気タービン4が駆動される。ガスタービン1および蒸気タービン4には発電機5,6がそれぞれ連結されており、各タービン1,4の出力により発電が行なわれる。3aは廃ガス放出用の煙突である。このようなガスタービン1の排気サイレンサ2については、毎日の起動停止に伴う熱伸縮や、大きな流速分布を持つ排気ガス流等に絶え得る構造が求められている。
従来のサイレンサの構成を図6〜図14に例示している。このサイレンサ2はスプリッタ形サイレンサで、図6および図7に概略的に示すように、排気ダクトの一部を構成するサイレンサダクト7に複数の平板状のサイレンサパネル8をガス流と直交する方向に並設して構成されている。
サイレンサパネル8は図8に示すように、平板状本体部8Aの前端に流線形のブルノーズ8Bを設けた構成とされている。このサイレンサパネル8は図9〜図11に示すように、耐熱性の鋼板に多数の透孔9を穿設した多孔板10を格子状のフレーム11にタイル状に取付けた組立て構造を有し、フレーム11内には吸音材ブロック12が充填されている。
吸音材ブロック12は図12(A),(B)に示すように、吸音材13をクロス14およびマット15で保護したブロック構造とし、これを飛散防止用の金網16で被包しステンレスワイヤ16aで縫着して構成されている。
なお、従来技術に関する文献としては、「新訂・公害防止対策要説[騒音・振動編]社団法人 産業公害防止協会 発行」あるいは「騒音対策ハンドブック日本音響材料協会編 技報堂 発行」等がある。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガスタービンの大型化や環境問題上での騒音低減の目的のため、近年ではサイレンサパネル8のガス流方向の長さを拡大する要請が強くなる一方、製作上や輸送上の大きさの制約によりサイレンサパネル8およびサイレンサダクト7をガス流方向に複数個に分割する必要が生じている。
図13および図14は、このような要請に対応するためのスプリッタ型のサイレンサ構造を示している。ガス流方向に分割された上流側サイレンサパネル8aと下流側サイレンサパネル8bとが、上流側サイレンサダクト7aと下流側サイレンサダクト7bとに、それぞれずれ止め用の止め金具17を介して止着されている。
ところが、この場合、上流側サイレンサパネル8aと下流側サイレンサパネル8bとの間に隙間Zが生じる。
この隙間Zによって図15に示すように、サイレンサ内のガス流れに渦が生じ、圧力損失を上昇させる要因となっている。
また、従来の技術によるスプリッタ形サイレンサにガスタービンの排ガスが流入したときの各部の温度変化を図16に示す。図16において、aはガスタービン出口のガス温度、即ち、サイレンサパネル8に流入して来る排ガス温度の変化を示す。bはサイレンサパネル8の表面に溶接固定されている多孔板10の温度の変化を示す。cはサイレンサパネル8を構成しているフレーム11の温度の変化を示す。dは多孔板10とフレーム11との温度差を示す。
ガスタービンが起動されると、ガスタービン出口の排ガス温度は急速に上昇し、短時間で650℃まで上昇する。多孔板10の温度は、ガス通路部の中に設置されている各種部材や多孔板自体の熱容量があるため、ガスタービン出口の排ガス温度より若干遅れて温度が上昇していく。
また、サイレンサパネル8のフレーム11は吸音材ブロック12の充填、およびガスとの接触面積が小さいことなどにより、多孔板10よりさらに遅れて温度が上昇していく。このことにより、多孔板10とフレーム11との間には温度上昇速度の差により温度差が生じる。そして、多孔板10とフレーム11とは溶接固定されているため、この温度差による熱伸び差を逃がすことができず、多孔板10の表面に亀裂が入ったり、多孔板10が変形して皺が生じる等の問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなさたれたもので、サイレンサパネルの多孔板と吸音材(断熱材)に囲まれたフレームとの熱伸び差により発生する応力の低減が図れるスプリッタ形のガスタービン用サイレンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ガスタービンの吸排気用ダクト内に設けられるスプリッタ形のサイレンサであって、格子状に形成したフレームと、このフレームに充填された吸音材と、前記フレームに添装された吸音材のカバーとなる多孔板とによりサイレンサパネルを構成したものにおいて、前記多孔板を前記フレームに対して摺動可能とし、かつ前記フレームに固着される複数個のスタッドにより一括して保持される長さを持つ溝形状の押さえ金物で前記多孔板を摺動可能に挟持するとともに、その各多孔板は前記スタッド挿着部にスタッド遊挿用の孔を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部を設定してなることを特徴とする。
【作用】
本発明によれば、サイレンサパネルを構成するフレームに対して多孔板を摺動できるようにしたので、運転時の加熱による熱伸びを吸収して応力低減が図れる。
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図1〜図4を参照して説明する。なお、従来の構成と同一の部分については図5〜図15も参照する。
本実施例のガスタービン用サイレンサ2は、概述すると、ガスタービンの吸排気用ダクト内に設けられるスプリッタ形のサイレンサであって、格子状に形成したフレーム11と、このフレーム11に充填された吸音材からなる吸音材ブロック12と、フレーム11に添装された吸音材のカバーとなる多孔板10とによりサイレンサパネルを構成している。
このものにおいて、多孔板10がフレーム11に対して摺動可能とされ、かつフレーム10に固着される複数個のスタッド22により一括して保持される長さを持つ溝形状の押さえ金物23で多孔板10を摺動可能に挟持されるとともに、その各多孔板10はスタッド挿着部にスタッド遊挿用の孔25を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部を設定される。
詳述すると、本実施例のサイレンサ2は、ガスタービンの排気ダクトとなる上流側サイレンサタクトおよび下流側サイレンサダクトと、その内部にガス流れ方向に沿って直列に配置される上流側サイレンサパネル8aおよびこれに接続される下流側サイレンサパネル8bを有している(図13および図14参照)。各サイレンサパネル8a,8bはサイレンサパネル止め金具を介して各サイレンサダクト7に固定されている(図6および図7参照)。
そして、1つのサイレンサパネルの構成につき、構成材の熱膨張差による応力の低減が図られている。
すなわち、図1および図2は上流側サイレンサパネル8aの構成を示している。このサイレンサパネル8aは、格子状に形成したフレーム11に吸音材ブロック12を充填し、上下および前後に複数枚の多孔板10を添装して固定して構成したものである(図9参照)。このものにおいて、図2に示すように、多孔板10はフレーム11に対して摺動部11aで接して摺動可能とされている。そして、各多孔板10は図3に示すように、フレーム11に固着される複数個のスタッド22により一括して保持される長さを持つ溝形鋼からなる横長な押さえ金物23によって、フレーム11との間にワッシャ24を介して挟持されている。そして、各多孔板10はスタッド挿着部に対スタッド遊動用の余裕がある長孔または大孔としての孔25を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部が設定されている。なお、押さえ金物23にも同様に熱膨張吸収用の孔26が形成されている。
また、図4に示すように、多孔板10同士の上下または横方向での合せ部である端部においても、熱伸び吸収用の孔27が形成され、重合状態での摺動が可能となっている。これにより、多孔板10のフレーム11への接触面が座屈せずに熱変形による摺動が許容できるようになっている。なお、スタッド22はフレーム11およびワッシャ24に溶接固着されている。
このような構成によれば、排ガスに直接晒される多孔板10が、ガスタービンの起動,停止過程で排ガス温度に追従して伸縮することができる。即ち、吸音材ブロック12に囲まれたフレーム11は、多孔板10を拘束しないことになり、多孔板10はフレーム11との接触面で摺動し、多孔板10とフレーム11との間に生じる熱膨張差による熱応力が低減することができる。
【発明の効果】
以上のように、本の発明によれば、サイレンサパネルを構成するフレームとして多孔板とを摺動できるようにしたので、運転時の加熱による熱伸びを吸収して応力低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すパネル全体の側面図。
【図2】図1のC−C線断面図。
【図3】図1のD−D線拡大断面図。
【図4】図1のE−E線拡大断面図。
【図5】コンバインドサイクルにおけるサイレンサ付きのガスタービンの構成を示す図。
【図6】サイレンサの従来例を図5のF−F線断面で示す図。
【図7】図6のG−G線断面図。
【図8】従来のサイレンサパネルを示す斜視図。
【図9】従来のサイレンサパネルを示す分解斜視図。
【図10】従来のサイレンサパネルを示す拡大側面図。
【図11】図10のH−H線断面図。
【図12】(A),(B)は従来例における吸音材ブロックを示す斜視図。
【図13】従来例におけるサイレンサパネルの配置構成を示す平面図。
【図14】図13の側面図。
【図15】従来例の作用説明図(平面図)。
【図16】従来例の特性を示すグラフ。
【符号の説明】
1 ガスタービン
2 サイレンサ
3 排熱回収ボイラ
3a 煙突
4 蒸気タービン
5,6 発電機
7 サイレンサダクト
7a 上流側サイレンサダクト
7b 下流側サイレンサダクト
8 サイレンサパネル
8A 平板状本体部
8B ブルノーズ
9 透孔
10 多孔板
11 フレーム
12 吸音材ブロック
13 吸音材
14 クロス
15 マット
16 金網
16a ステンレスワイヤ
17 止め金具
22 スタッド
23 押さえ金物
24 ワッシャ
25,26,27 孔[Industrial applications]
The present invention relates to a gas turbine silencer provided in an intake / exhaust portion of a gas turbine.
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, gas turbines have been increasing in size with the development of high-efficiency combined cycle power plants, and their intake and exhaust air volumes have been increasing. In addition, as the inlet temperature of the gas turbine is raised to increase the efficiency, the exhaust temperature also increases, and the gas temperature at the outlet of the gas turbine becomes 600 ° C. or higher.
With the increase in capacity of the gas turbine, noise and energy level at the gas turbine outlet have become a serious problem (reaching 130 dB at the gas turbine outlet), and an exhaust silencer with a large volume reduction has been attached to the gas turbine outlet. However, it has been pointed out that the reliability with respect to temperature rise and size increase has been reduced, and further improvement in durability has been required.
In addition, conventional gas turbines played an important role as emergency power supply equipment, but high-efficiency combined-cycle power plants combining steam turbines and gas turbines were more powerful than conventional thermal and nuclear power plants. Because of their high efficiency and excellent starting characteristics, they tend to be used in load-following DSS (daily start / stop) operation.
FIG. 5 illustrates a configuration of a combined cycle power plant. The exhaust gas from the gas turbine 1 is introduced into the exhaust heat recovery boiler 3 through the
The configuration of a conventional silencer is illustrated in FIGS. This
As shown in FIG. 8, the
The sound absorbing
References relating to the prior art include "New Proposals and Pollution Prevention Measures [Noise and Vibration Edition] Published by the Japan Association of Industrial Pollution Prevention" or "Noise Countermeasures Handbook, published by Japan Acoustic Materials Association, Gihodo."
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to increase the size of the gas turbine and reduce noise due to environmental problems, in recent years, there has been a strong demand for increasing the length of the
FIGS. 13 and 14 show a splitter-type silencer structure for meeting such a demand. The upstream silencer panel 8a and the
However, in this case, a gap Z is generated between the upstream silencer panel 8a and the
As shown in FIG. 15, the gap Z causes a vortex in the gas flow in the silencer, which causes a pressure loss to increase.
FIG. 16 shows the temperature change of each part when the exhaust gas of the gas turbine flows into the splitter type silencer according to the conventional technology. In FIG. 16, a indicates a change in the gas temperature at the gas turbine outlet, that is, the temperature of the exhaust gas flowing into the
When the gas turbine is started, the exhaust gas temperature at the gas turbine outlet rises rapidly and rises to 650 ° C. in a short time. The temperature of the
Further, the temperature of the
The present invention has been made in view of such circumstances, and a splitter-type gas capable of reducing stress generated due to a difference in thermal expansion between a perforated plate of a silencer panel and a frame surrounded by a sound absorbing material (heat insulating material). An object of the present invention is to provide a silencer for a turbine.
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a splitter-type silencer provided in a gas intake / exhaust duct of a gas turbine, a frame formed in a lattice shape, and a sound absorbing material filled in the frame, A silencer panel comprising a perforated plate serving as a cover for a sound absorbing material attached to the frame, wherein the perforated plate is slidable relative to the frame, and a plurality of studs fixed to the frame. The perforated plate is slidably sandwiched by a groove-shaped holding member having a length that is collectively held by the perforated plate, and each perforated plate has a stud play insertion hole in the stud insertion portion. , Wherein a thermal expansion absorbing portion is set during operation of the gas turbine.
[Action]
According to the present invention, the perforated plate can be slid with respect to the frame constituting the silencer panel, so that thermal expansion due to heating during operation can be absorbed and stress can be reduced.
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same parts as those in the conventional configuration are also referred to FIGS.
The
In this apparatus, a
More specifically, the
In addition, with respect to the configuration of one silencer panel, a reduction in stress due to a difference in thermal expansion between components is achieved.
That is, FIGS. 1 and 2 show the configuration of the upstream silencer panel 8a. The silencer panel 8a has a structure in which a
Also, as shown in FIG. 4, holes 27 for absorbing heat elongation are formed at the ends of the
According to such a configuration, the
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the perforated plate can be slid as a frame constituting the silencer panel, so that thermal expansion due to heating during operation can be absorbed and stress can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an entire panel showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line CC of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line DD of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line EE of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a gas turbine with a silencer in a combined cycle.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional example of a silencer in a cross section taken along line FF of FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line GG of FIG. 6;
FIG. 8 is a perspective view showing a conventional silencer panel.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a conventional silencer panel.
FIG. 10 is an enlarged side view showing a conventional silencer panel.
FIG. 11 is a sectional view taken along line HH of FIG. 10;
12 (A) and (B) are perspective views showing a sound absorbing material block in a conventional example.
FIG. 13 is a plan view showing an arrangement configuration of a silencer panel in a conventional example.
FIG. 14 is a side view of FIG.
FIG. 15 is an operation explanatory view (plan view) of a conventional example.
FIG. 16 is a graph showing characteristics of a conventional example.
[Explanation of symbols]
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008002393A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Toshiba Corp | Straightening grid for exhaust and exhaust duct with the straightening grid |
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CN112682117A (en) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Compact type vehicle-mounted gas turbine exhaust and air exhaust system |
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