JP2004028096A

JP2004028096A - ガスタービン段のノズル用の簡易支持装置

Info

Publication number: JP2004028096A
Application number: JP2003160216A
Authority: JP
Inventors: Piero Iacopetti; ピエロ・ヤコペティ
Original assignee: Nuovo Pignone Holding SpA; Nuovo Pignone SpA
Current assignee: Nuovo Pignone Holding SpA; Nuovo Pignone SpA
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-01-29
Also published as: KR101013263B1; US20040033132A1; NO20032527L; EP1369562A3; EP1369562A2; CN102425460A; KR20030094108A; CA2430444A1; US6857847B2; ITMI20021219A1; NO20032527D0; CA2430444C; DE60329142D1; EP1369562B1; CN1495339A

Abstract

【課題】ノズル（１１２）の上流側翼付きディスク（１２２）と下流側翼付きディスク（１２４）との間でガスタービンのロータ内に挿置され、かつハニカム式アルベオラシール（１２０）が設けられた形式のガスタービン段のノズル（１１２）用の簡易支持装置（１１０）を提供する。
【解決手段】該ガスタービン段のノズル（１１２）は、ノズルセグメント（１１２）に分割された環状の本体を含み、ハニカム式アルベオラシール（１２０）が、これらのノズルセグメント（１１２）に直接固定される。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン段のノズル用の簡易支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知のように、ガスタービンは、圧縮機と１つ又はそれ以上の段を備えるタービンとからなる機械であり、これらの構成部品は回転シャフトによって互いに結合され、また圧縮機とタービンとの間に燃焼室が設けられる。
【０００３】
これらの機械においては、圧縮機は、外部環境から得られる空気が供給されてその空気を加圧する。
【０００４】
加圧された空気は、先細の部分で終わる一連の予混合室を通って流れ、該予混合室の各々の中に噴射器により燃料が供給され、該燃料は空気と混合されて燃焼用の燃料空気混合物を形成する。
【０００５】
燃料は燃焼室の中に流入させられて、対応する点火プラグにより点火されて燃焼を生じ、その燃焼は、温度及び圧力を上昇させ、従ってガスのエンタルピーを増大せるように設計される。
【０００６】
同時に、圧縮機は、加圧された空気を供給し、その空気はバーナ及び燃焼室のライナの両方を通って流れ、該加圧空気が燃焼を維持するのに利用されるようになっている。
【０００７】
その後、高温高圧のガスは、対応する管を通ってタービンの異なる段に達し、該タービンが、ガスのエンタルピーをユーザに利用できる機械的エネルギーに変換する。
【０００８】
例えば、二段式タービンでは、ガスは、極めて高温かつ高圧状態で第１タービン段において処理され、そこで最初の膨張を行い、また第２タービン段において、該ガスは、前の第１タービン段におけるよりも低い温度及び圧力状態で第２の膨張を行う。
【０００９】
また、特定のガスタービンから最大の性能を得るためには、ガスの温度は可能な限り高くする必要があるが、タービンの使用において用いることができる最大温度値は使用されている材料の強度により制限されることが知られている。
【００１０】
公知の技術によるガスタービンの異なる段のステータノズル及びロータブレードのシステムについてここで簡単に説明する。
【００１１】
第１段ノズルは、第１段ロータの取入口に好適な状態の燃焼ガスの流れが存在するようにするために用いられる。
【００１２】
ガスタービンの第２段用のノズル組立体は、環状の本体から構成され、該本体は、次にノズルセグメントに分割されることができ、各セグメントは一般的に対応する翼形輪郭を備える翼形部により形成され定められるノズルにより構成される。
【００１３】
この第２段用のノズル組立体は、外部側でタービン本体に結合され、また内部側で対応する環状の支持体に結合される。
【００１４】
この点に関して、ステータは、ノズルの取入口と出口との間の圧力低下による高圧荷重を受けることに注目されたい。
【００１５】
その上に、ステータは、燃焼室及び前段から得られる高温ガスの流れと、熱及び機械的観点から最大の応力に曝される部分を冷却するためにタービン内に導入される冷却空気の流れとにより、高い温度勾配を受ける。
【００１６】
ガスタービンの技術において特に重要な別の問題は、異なる温度及び圧力をもつ区域を分離する問題である。
【００１７】
具体的には、ノズルセグメントと環状支持体との間の内部拘束区域が、これらの区域の１つである。
【００１８】
これまで製作されてきたガスタービンにおいては、ノズル自体の上流側翼付きディスクを下流側翼付きディスクから分離するために、ダイアフラム式セグメントとロータ内に挿置されたハニカム式アルベオラシールとを含む機械的システムをノズルの下方に取り付けることで、この問題はすでに解決されている。
【００１９】
この公知の構成では、シュラウドとして知られるセグメントにより外部側で本体に結合されている各ノズルセグメントは、その内部側にダイアフラム式セグメントを支持し、該ダイアフラム式セグメントは、次にその内面にハニカム式アルベオラシールを含む。
【００２０】
ダイアフラム式セグメントは、各構成要素上に対応して設けられた鉤部及び溝によりノズルセグメントに結合される。ロータの翼付きディスクに対するシール機能は、ダイアフラム式セグメントに組み込まれた薄片により得られる。
【００２１】
翼付きディスクの冷却システムは、それが在る場合には、ダイアフラム式セグメント内に設けられた穴の形状をした空気用通路をその最終セクションに含む。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前述の公知技術に改良を施すことであり、具体的には、コストの大きな削減を可能にする、ガスタービン段のノズル用の簡易支持装置を提供することである。
【００２３】
本発明の別の目的は、ロータの翼付きディスクの改良された冷却を可能にする、ガスタービン段のノズル用の簡易支持装置を提供することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、特に信頼性がありかつ機能的である、ガスタービン段のノズル用の簡易支持装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるこの目的及び他の目的は、請求項１に記載されたようなガスタービン段のノズル用の簡易支持装置を提供することによって達成される。
【００２６】
本発明によるガスタービン段のノズル用の簡易支持装置の特徴及び利点は、添付の概略図を参照して非限定的な実施例によりなされる以下の説明からより明らかになり一層明確になるであろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、ガスタービン自体のロータ内に挿置されてノズル１２自体の上流側翼付きディスク２２を下流側翼付きディスク２４から分離する、全体を符号１０で示すガスタービン段のノズル１２用の支持装置を示す。
【００２８】
ガスタービン段のノズル１２は、環状の本体を含み、該本体は、次にノズルセグメント１２に分割されることができる。
【００２９】
各ノズルセグメント１２は、外部側でシュラウド１６として知られるセグメントによりガスタービン本体１４に結合され、その内部側で支持装置１０により支持される。
【００３０】
この支持装置１０は、各構成要素上に対応して配置された駒部及び溝によりノズルセグメント１２に結合されたダイアフラム式セグメント１８と、ダイアフラム式セグメント１８の内側に設けられたハニカム式アルベオラシール２０とを含む。
【００３１】
ロータの翼付きディスク２２及び２４に対するシール機能は、ダイアフラム式セグメント１８内に組み込まれた薄片により得られる。
【００３２】
また、ダイアフラム式セグメント１８内には、上流側翼付きディスク２２及び下流側翼付きディスク２４を冷却する空気用の冷却穴２６を設けることができる。
【００３３】
図２は、全体を符号１１０で示す本発明によるガスタービン段のノズル１１２用の簡易支持装置を示し、公知技術の図１に示す構成部品と同じ／等しい構成部品は数字１００だけ増した同じ参照符号を有する。
【００３４】
図示された本発明による実施例では、簡易支持装置１１０は、実質的に唯１つのハニカム式アルベオラシール１２０を含む。このアルベオラシール１２０は、ダイアフラム式セグメントを含まない状態で、ノズルセグメント１１２の下部プラットホーム１３０に直接固定される。
【００３５】
また、ノズル１１２内、特にノズルセグメント１１２の下部プラットホーム１３０の近傍には、上流側翼付きディスク１２２及び下流側翼付きディスク１２４を冷却する空気用の冷却穴１２６を設けることができる。
【００３６】
例えば、低圧ガスタービンの第２段のノズル１１２用に用いられる簡易支持装置１１０についての解決策は、公知技術による支持装置１０について解決策よりも間違いなくより安価であり、同時に、吹抜けにより生じる損失が減少されるので、翼付きディスク１２２及び１２４のウォッシングの効率が改善される。
【００３７】
上述の説明により、本発明の主題であるガスタービン段のノズル用の簡易支持装置の特徴を明らかにし、また対応する利点を明らかになったが、それは以下のものを含むことを記憶されたい。
・使用が簡単かつ信頼性があること。
・製造コストが大きく低減されること。
・メンテナンスが容易にできること。
【００３８】
最後に、その全てが本発明の技術的範囲内に入る多くの修正及び変更を、ガスタービン段のノズル用のこのように設計された簡易支持装置に対して行うことができ、その上、全ての細部は、技術的に均等の要素で交換可能であることは明らかである。実施において、任意の材料、形態及び寸法を、技術的要求に応じて用いることができる。
【００３９】
なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】現在の技術により公知であるようなガスタービン段のノズル用の支持装置の断面図。
【図２】本発明によるガスタービン段のノズル用の簡易支持装置の断面図。
【符号の説明】
１１０　簡易支持装置
１１２　ノズル
１２０　ハニカム式アルベオラシール
１２２　上流側翼付きディスク
１２４　下流側翼付きディスク
１２６　冷却穴
１３０　下部プラットホーム

Claims

ガスタービン段のノズル（１１２）の上流側翼付きディスク（１２２）と下流側翼付きディスク（１２４）との間でガスタービンのロータ内に挿置され、かつハニカム式アルベオラシール（１２０）が設けられ、該ノズル（１１２）がノズルセグメント（１１２）に分割された環状の本体を含む、ガスタービン段のノズル（１１２）用の簡易支持装置（１１０）であって、該簡易支持装置（１１０）内で、前記ハニカム式アルベオラシール（１２０）が、前記ノズルセグメント（１１２）に直接固定れていることを特徴とする支持装置（１１０）。
前記ハニカム式アルベオラシール（１２０）が、前記ノズルセグメント（１１２）の下部プラットホーム（１３０）に結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の支持装置（１１０）。
前記ノズル（１１２）内に、前記上流側翼付きディスク（１２２）及び前記下流側翼付きディスク（１２４）を冷却する空気用の冷却穴（１２６）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の支持装置（１１０）。
前記冷却穴（１２６）が、前記ノズルセグメント（１１２）の前記下部プラットホーム（１３０）の近傍に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の支持装置（１１０）。
該支持装置は、低圧ガスタービンの第２段ノズル（１１２）に用いられることを特徴とする、請求項１に記載の支持装置（１１０）。