JP2009074549A - Cooling circuit for enhancing turbine performance - Google Patents

Cooling circuit for enhancing turbine performance Download PDF

Info

Publication number
JP2009074549A
JP2009074549A JP2008238827A JP2008238827A JP2009074549A JP 2009074549 A JP2009074549 A JP 2009074549A JP 2008238827 A JP2008238827 A JP 2008238827A JP 2008238827 A JP2008238827 A JP 2008238827A JP 2009074549 A JP2009074549 A JP 2009074549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
air
cooling
hpp
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008238827A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fang Biao
ビャオ・ファン
Christopher Edward Wolfe
クリストファー・エドワード・ウルフ
Omprakash Samudrala
オムプラカッシュ・サムッドララ
Matthew Scott Kight
マシュー・スコット・カイト
Jeffrey John Butkiewicz
ジェフリー・ジョン・バットキーウィッツ
Tara Mcgovern
タラ・マックガバン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2009074549A publication Critical patent/JP2009074549A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling circuit for enhancing turbine performance. <P>SOLUTION: In a gas turbine having a compressor discharge casing, this cooling circuit diverts compressor discharge air toward a high pressure packing (HPP) circuit. The cooling circuit includes an inlet pipe (14) for receiving compressor discharge air. One or several low-temperature cooling air pipes (16) are in fluid communication with the inlet pipe (14) via a pipe manifold (18), and the pipe manifold (18) distributes the discharge air across the low-temperature cooling air pipes (16). A seal (12) is disposed upstream of an entrance to the HPP circuit to limit a flow rate into the HPP circuit, and a second seal (12) is disposed downstream of the HPP circuit at a turbine wheel space to limit intake and thus the purge flow air required. The circuit serves to reduce a required purge flow rate within the HPP circuit so that the amount of compressor discharge air can be returned to a main flow path, thereby improving turbine performance. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、タービン性能を向上させるための構造及び方法に関し、より具体的には、圧縮機吐出空気を分流させて全所要パージ流量を補足しかつ重要タービン部品を冷却する冷却回路に関する。   The present invention relates to structures and methods for improving turbine performance, and more particularly to a cooling circuit that diverts compressor discharge air to supplement the total required purge flow rate and cool critical turbine components.

ガスタービンの高圧パッキン(HPP)を通り抜けて漏洩する圧縮機吐出空気は一般に、第1段ノズルと第1段バケットとの間で第1の前方ホイールスペースを通して主ガス通路に戻される。この二次流路は、HPP回路と呼ばれる。この空気は、(1)高温ガスの吸込みを防止するための第1のホイールスペース内のパージ流として、(2)HPP回路内の重要部品を冷却する、という2つの目的に使用される。HPP回路内の重要部品としては、圧縮機締付けボルト、結合ジョイント、ノズル支持リング及び第1段ホイールが挙げられる。   Compressor discharge air that leaks through the high pressure packing (HPP) of the gas turbine is generally returned to the main gas passage through the first front wheel space between the first stage nozzle and the first stage bucket. This secondary flow path is called an HPP circuit. This air is used for two purposes: (1) as a purge flow in the first wheel space to prevent hot gas inhalation, and (2) to cool critical components in the HPP circuit. Important components in the HPP circuit include compressor clamping bolts, coupling joints, nozzle support rings and first stage wheels.

幾つかの設計では、HPP回路内での流量レベルは、部品温度要件のためにホイールスペースパージ要求量よりも高い。従って、理想的な解決法では、ホイールスペースパージ要求量を満たすレベルまで全回路流量を減少させると同時に回路内の全ての重要部品を所望の温度要件以下に保持しなければならない。さらに、好ましい解決法ではまた、変化する周囲条件及びタービン運転条件に確実に対処できるようにすることができる。最後に、解決法は、既存のハードウエア内に改造取付けすることができなければならない。   In some designs, the flow level in the HPP circuit is higher than the wheel space purge requirement due to component temperature requirements. Thus, the ideal solution must reduce the total circuit flow to a level that meets the wheel space purge requirement while keeping all critical components in the circuit below the desired temperature requirements. Furthermore, the preferred solution can also ensure that changing ambient conditions and turbine operating conditions can be addressed. Finally, the solution must be able to be retrofitted into existing hardware.

これ迄のGenerel Electric社のタービン設計(9H型タービン)では、HPP回路は、冷却した冷却空気(低温冷却空気)バイパスシステムを利用していた。回路は、熱交換器を使用して抽出圧縮機吐出空気を冷却し、冷却された冷却用空気(cooled cooling air)(低温冷却空気)をHPP回路の前部に持込んで、圧縮機部品の最終段を冷却するだけでなく後段の流れがHPP回路内に流入するのを防止していた。このシステムは、従来型のシールを使用しており、HPPは、従来型のエンジェルウイングシールを凌駕するのに必要なパージ流量の調整を試みていない。低温冷却空気は、調整可能ではない。   In previous General Electric turbine designs (9H turbines), the HPP circuit utilized a cooled cooling air (cold cooling air) bypass system. The circuit uses a heat exchanger to cool the extracted compressor discharge air and brings the cooled cooling air (cold cooling air) to the front of the HPP circuit to In addition to cooling the final stage, the latter stage flow is prevented from flowing into the HPP circuit. This system uses a conventional seal, and HPP has not attempted to adjust the purge flow required to surpass a conventional angel wing seal. Cryogenic cooling air is not adjustable.

他のタービン設計では、パージ流量を減少させるためにブラシシールが実施されてきた。しかしながら、この場合には、より低い圧縮機吐出空気温度及び従ってより低いHPP回路温度により、適切なホイールスペース温度マージンが得られるので、低温冷却空気は必要でない。
米国特許第5255849号明細書 米国特許第5352087号明細書 米国特許第5593112号明細書 米国特許第5720434号明細書 米国特許第5775589号明細書 米国特許第6502823号明細書 米国特許第6523346号明細書 米国特許第6550253号明細書 米国特許第6572115号明細書 米国特許第6615574号明細書 米国特許第6644012号明細書 米国特許第6655696号明細書 米国特許第6786487号明細書 米国特許出願公開第2002/0074729号明細書 米国特許出願公開第2004/0222596号明細書 米国特許出願公開第2007/0110564号明細書
In other turbine designs, brush seals have been implemented to reduce the purge flow rate. However, in this case, low temperature cooling air is not necessary because a lower compressor discharge air temperature and thus a lower HPP circuit temperature provides a suitable wheel space temperature margin.
US Pat. No. 5,255,849 US Pat. No. 5,352,087 US Pat. No. 5,593,112 US Pat. No. 5,720,434 US Pat. No. 5,775,589 US Pat. No. 6,502,823 US Pat. No. 6,523,346 US Pat. No. 6,550,253 US Pat. No. 6,572,115 US Pat. No. 6,615,574 US Pat. No. 6,644,010 US Pat. No. 6,655,696 US Pat. No. 6,786,487 US Patent Application Publication No. 2002/0074729 US Patent Application Publication No. 2004/0222596 US Patent Application Publication No. 2007/0110564

例示的な実施形態では、ガスタービンにおける冷却回路は、タービンの高圧パッキン(HPP)回路内の流量を増強する働きをする。本冷却回路は、圧縮機吐出空気を受ける入口パイプと、パイプマニホールドを介して入口パイプと流体連通した1以上の低温冷却空気パイプとを含む。パイプマニホールドは、1以上の低温冷却空気パイプに吐出空気を分配する。上流側シールは、HPP回路への入口の上流に配置され、また下流側シールは、HPP回路の下流に配置される。   In the exemplary embodiment, the cooling circuit in the gas turbine serves to increase the flow rate in the high pressure packing (HPP) circuit of the turbine. The cooling circuit includes an inlet pipe that receives compressor discharge air and one or more cold cooling air pipes that are in fluid communication with the inlet pipe via a pipe manifold. The pipe manifold distributes discharge air to one or more cold cooling air pipes. The upstream seal is located upstream of the inlet to the HPP circuit, and the downstream seal is located downstream of the HPP circuit.

別の例示的な実施形態では、冷却回路を使用してタービンの高圧パッキン(HPP)回路内の流量を増強することによってタービン性能を向上させる方法は、入口パイプ内に圧縮機吐出空気を受ける段階と、複数の低温冷却空気パイプに吐出空気を分配する段階と、HPP回路への入口の上流に上流側シールを配置して該HPP回路に流入する空気を調整する段階及びHPP回路の下流に下流側シールを配置してホイールスペースパージ空気の必要量を調整する段階とを含む。   In another exemplary embodiment, a method for improving turbine performance by using a cooling circuit to increase flow in a high pressure packing (HPP) circuit of a turbine receives compressor discharge air in an inlet pipe. Distributing the discharge air to a plurality of low-temperature cooling air pipes, arranging an upstream seal upstream of the inlet to the HPP circuit to regulate the air flowing into the HPP circuit, and downstream downstream of the HPP circuit Arranging a side seal to adjust the required amount of wheel space purge air.

さらに別の実施形態では、本冷却回路は、圧縮機吐出空気を受ける入口パイプと、パイプマニホールドを介して入口パイプ入口パイプと流体連通した1以上の低温冷却用空気パイプであって、該パイプマニホールドによって吐出空気が分配される1以上の低温冷却空気パイプと、1以上の低温冷却空気パイプ及び分流空気の1つと直接接触状態になった冷却源と、入口パイプと1以上の低温冷却空気パイプとの間に配置されかつHPP回路の温度に基づいて分流空気の質量流量及び温度を調整するバルブと、HPP回路への入口の上流に配置された上流側シールと、HPP回路の下流に配置された下流側シールとを含む。   In yet another embodiment, the cooling circuit includes an inlet pipe that receives compressor discharge air and one or more cryogenic cooling air pipes that are in fluid communication with the inlet pipe inlet pipe via a pipe manifold, the pipe manifold One or more cryogenic cooling air pipes to which the discharge air is distributed by, a cooling source in direct contact with one or more of the one or more cryogenic cooling air pipes and the diverted air, an inlet pipe and one or more cryogenic cooling air pipes; And a valve that regulates the mass flow rate and temperature of the diverted air based on the temperature of the HPP circuit, an upstream seal positioned upstream of the inlet to the HPP circuit, and downstream of the HPP circuit And a downstream seal.

図1を参照すると、システムは、ブラシシール、調整可能シール又は同様のもののようなシール12を利用して、圧縮機吐出空気及び二次(バイパス)低温冷却空気システムからの過剰流量が全所要パージ流量を補足しかつ重要部品を冷却するのを防止する。調整可能シールは、エンジン過渡運転時に後退して該シールに対する摩耗又は損傷を最小にするようなシール、或いはシール性能劣化に対応するための補修を可能にするようなシールとすることができる。   Referring to FIG. 1, the system utilizes a seal 12 such as a brush seal, adjustable seal or the like to purge all the required flow from the compressor discharge air and secondary (bypass) cryogenic cooling air system. Supplements the flow rate and prevents cooling of critical parts. The adjustable seal may be a seal that retracts during engine transient operation to minimize wear or damage to the seal, or a repair that allows repair to accommodate seal performance degradation.

シール12は、全ての重要部品及び現存のハニカムシールの前方でHPP回路入口の上流又は該HPP回路入口に隣接して配置される。上述したように、シールは、従来型のブラシシール、作動システムを備えた調整可能シール又は同様のものとすることができる。   The seal 12 is placed upstream of or adjacent to the HPP circuit inlet in front of all critical components and existing honeycomb seals. As noted above, the seal can be a conventional brush seal, an adjustable seal with an actuation system, or the like.

入口チューブ又はパイプ14は、圧縮機吐出空気を受けるように配置される。回路は、直径が約3インチの2つの入口チューブ又はパイプ14を含むのが好ましい。   The inlet tube or pipe 14 is arranged to receive compressor discharge air. The circuit preferably includes two inlet tubes or pipes 14 having a diameter of about 3 inches.

入口パイプ14内の分流空気は、パイプマニホールド18を介して複数の低温冷却空気パイプ16に流される。パイプマニホールド18は、入口パイプ14からの吐出空気を低温冷却空気パイプ16に分配する。低温冷却空気パイプ16は、圧縮機吐出空気をHPP回路に導く。   The diverted air in the inlet pipe 14 flows to the plurality of low-temperature cooling air pipes 16 through the pipe manifold 18. The pipe manifold 18 distributes the discharge air from the inlet pipe 14 to the low-temperature cooling air pipe 16. The low-temperature cooling air pipe 16 guides the compressor discharge air to the HPP circuit.

好ましい構成では、冷却回路は、圧縮機吐出ケース垂直フランジにおいて貫通しかつ後縁部における圧縮機吐出ケースストラットに沿って延びる12個の低温冷却空気パイプを含む。低温冷却空気パイプは、その直径が3/4インチ又は1インチであるのが好ましい。圧縮機吐出ケースストラットを介しての位置決めは、主ガス流に対する空気力学的影響を最小にする働きをする。計算流体力学解析を行って、付加的な配管システムが主ガス流に対して無視できるほどの影響しか及ぼさないことを確認した。チューブ16はさらに、適切な開口を通して圧縮機吐出ケース内側バレルフランジを貫通する。   In a preferred configuration, the cooling circuit includes twelve cryogenic cooling air pipes extending through the compressor discharge case vertical flange and extending along the compressor discharge case strut at the trailing edge. The cryogenic cooling air pipe is preferably 3/4 inch or 1 inch in diameter. Positioning via the compressor discharge case struts serves to minimize the aerodynamic influence on the main gas flow. Computational fluid dynamics analysis was performed to confirm that the additional piping system had negligible effects on the main gas flow. The tube 16 further penetrates the compressor discharge case inner barrel flange through a suitable opening.

回路は、入口パイプ14及び低温冷却空気パイプ16のいずれか又は両方と連通した冷却源をさらに含むのが好ましい。1つの構成では、冷却源には、空気流が低温冷却空気パイプ16を通って移動する時に該空気流を冷却する働きをする周囲空気が含まれる。それに代えて、冷却源には、チューブ−シェル式熱交換器又は同様のもののような熱交換器20を含むことができる。   The circuit preferably further includes a cooling source in communication with either or both of the inlet pipe 14 and the cryogenic cooling air pipe 16. In one configuration, the cooling source includes ambient air that serves to cool the air stream as it travels through the cryogenic cooling air pipe 16. Alternatively, the cooling source can include a heat exchanger 20 such as a tube-shell heat exchanger or the like.

冷却源のさらに別の形態は、分流空気又は低温冷却空気パイプ16のいずれかと接触する水滴を噴霧するアトマイザ22である。アトマイザ22は、直接噴霧されて抽出空気を冷却するミクロレベルの水滴を生成するのが好ましい。流れを150°Fだけ冷却するのに必要な水量は、主ガス通路流の水分レベルを2%だけ高めることになる。HPP回路内では局所的に、比湿は一般に、入口における状態と比較して4〜5倍となることになる。一般に、このより高い湿度は、回路部品に対して無害である。   Yet another form of cooling source is an atomizer 22 that sprays water droplets that come into contact with either the diverted air or the cold cooling air pipe 16. The atomizer 22 preferably produces micro-level water droplets that are sprayed directly to cool the extraction air. The amount of water required to cool the stream by 150 ° F. will increase the moisture level of the main gas path stream by 2%. Locally in the HPP circuit, the specific humidity will generally be 4-5 times compared to the state at the inlet. In general, this higher humidity is harmless to circuit components.

図2は、図1に示す熱交換器20又はアトマイザ22に対する形態を示す。図2は、圧縮機の第13段又はその他の適切な圧縮機抽出ポートからの空気を圧縮機吐出空気と混合するエゼクタ24を示している。第13段の空気は、適切な配管システム26又は同様のものを介してエゼクタに導かれる。エゼクタ出口における混合した第13段空気及び圧縮機吐出空気は、所望の温度と圧縮機吐出空気よりも低い圧力とを有することになる。空気を加圧しかつ加熱するのに該空気に対して少ない仕事しか行われていないという点でより割安である第13段からの比較的安価な空気が使用されるので、付加的タービン性能を得ることができる。   FIG. 2 shows a configuration for the heat exchanger 20 or the atomizer 22 shown in FIG. FIG. 2 shows an ejector 24 that mixes air from the thirteenth stage of the compressor or other suitable compressor extraction port with compressor discharge air. The thirteenth stage air is directed to the ejector via a suitable piping system 26 or the like. The mixed thirteenth stage air and compressor discharge air at the ejector outlet will have a desired temperature and a lower pressure than the compressor discharge air. Relatively cheap air from the 13th stage, which is less expensive in that less work is being done on the air to pressurize and heat the air, resulting in additional turbine performance be able to.

出口温度及び質量流量は、入口パイプ14と低温冷却空気パイプ16との間に配置されたバルブ28によって調整することができる。アトマイザ22を使用する場合には、付加的なバルブを設けて、水質量を制御することができる。2つのバルブは、手動で又は制御信号によって自動的にのいずれかで作動させることができる。バルブは、HPP回路における温度測定値に基づいて所望の低温冷却空気の質量流量及び温度に自動的に調整することができるのが好ましい。そのようなバルブは、使用する冷却メカニズムに関係なくCCA回路を制御するために使用することができる。これらのバルブは、HPP回路内で行った温度測定値に基づいて制御されなければならず、これら温度測定は一般に、ホイールスペース内の幾つかの位置において行われるが、またHPP回路内のいずれかの重要位置においても行うことができる。温度測定値は、冷却空気が適切に低温になっているかを判定するためとホイールスペース内への高温ガスの吸込みを識別するためとの両方に使用することができる。   The outlet temperature and mass flow rate can be adjusted by a valve 28 disposed between the inlet pipe 14 and the cryogenic cooling air pipe 16. When the atomizer 22 is used, an additional valve can be provided to control the water mass. The two valves can be actuated either manually or automatically by a control signal. The valve is preferably capable of automatically adjusting to the desired low-temperature cooling air mass flow rate and temperature based on temperature measurements in the HPP circuit. Such a valve can be used to control the CCA circuit regardless of the cooling mechanism used. These valves must be controlled based on temperature measurements made in the HPP circuit, and these temperature measurements are typically made at several locations in the wheel space, but also in any of the HPP circuits. It can also be performed at important positions. The temperature measurement can be used both to determine whether the cooling air is properly cold and to identify hot gas ingestion into the wheel space.

低温冷却空気パイプ16は、様々な位置においてHPP回路に対して冷却空気を送給する。図1及び図2に示すように、内側バレル内に開口30を設けて、タービンの締付けボルト及び結合フランジに低温冷却空気を供給するのが好ましい。CCAの残部は、第1の前方ホイールスペース内に直接供給される。   The cold cooling air pipe 16 delivers cooling air to the HPP circuit at various locations. As shown in FIGS. 1 and 2, an opening 30 is preferably provided in the inner barrel to supply cold cooling air to the turbine clamping bolts and coupling flanges. The remainder of the CCA is fed directly into the first front wheel space.

上記した本システム及び方法は、HPP回路内において必要となる圧縮機吐出空気の量を節約しかつそれを主流路に再び導いて戻してタービン性能を高めようとするものである。これは、回路内に低温冷却空気を持込むための二次流システムを採用することによって確実に達成することができる。回路で必要となる全流量は、ホイールスペースパージ要求量によって決定される。ホイールスペースパージ要求量と現在の流量との間の差は、二次の低温冷却空気回路の実施を正当化するのに十分なほど重要な意味を持つ。シールは、HPP回路に流入する空気を、可能な限り多量の所要パージ空気が低温冷却空気回路によって供給されるようにして、可能な限り最小限に制限する。アブレイダブルエンジェルウィングシールによるホイールスペースにおけるシール作用の改善により、必要なパージ空気量が減少する。混合した圧縮機吐出空気及び低温冷却空気は、ホイールスペースへの高温ガスの吸込みを防止すると同時に回路内の重要部品を温度限界値以下に保持するのに十分でなければならない。   The present system and method described above seeks to save the amount of compressor discharge air required in the HPP circuit and redirect it back to the main flow path to improve turbine performance. This can be reliably achieved by employing a secondary flow system for bringing cold cooling air into the circuit. The total flow required in the circuit is determined by the wheel space purge requirement. The difference between the wheel space purge requirement and the current flow rate is significant enough to justify the implementation of the secondary cryogenic cooling air circuit. The seal limits the air entering the HPP circuit to the minimum possible so that as much of the required purge air as possible is supplied by the cryogenic cooling air circuit. The required amount of purge air is reduced by improving the sealing action in the wheel space by the abradable angel wing seal. The mixed compressor discharge air and cold cooling air must be sufficient to prevent the ingestion of hot gas into the wheel space and at the same time keep critical components in the circuit below the temperature limit.

現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるもの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、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。   Although the present invention has been described with respect to what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, the present invention is not limited to the disclosed embodiments, and conversely, the technical concept and technical scope of the claims. It should be understood that various changes and equivalent arrangements included within the scope are intended to be protected.

例示的な実施形態の冷却回路を示す図。FIG. 4 illustrates a cooling circuit of an exemplary embodiment. 別の例示的な実施形態の冷却回路を示す図。FIG. 4 illustrates another exemplary embodiment cooling circuit.

符号の説明Explanation of symbols

12 シール
14 入口チューブ又はパイプ
16 低温冷却空気パイプ
18 パイプマニホールド
20 熱交換器
22 アトマイザ
24 エゼクタ
26 配管
28 バルブ
30 開口
12 Seal 14 Inlet tube or pipe 16 Low temperature cooling air pipe 18 Pipe manifold 20 Heat exchanger 22 Atomizer 24 Ejector 26 Piping 28 Valve 30 Opening

Claims (10)

ガスタービンの高圧パッキン(HPP)回路内の流量を増強するための該ガスタービンにおける冷却回路であって、
圧縮機吐出空気を受ける入口パイプ(14)と、
パイプマニホールド(18)を介して入口パイプ入口パイプと流体連通した1以上の低温冷却用空気パイプであって、該パイプマニホールドによって吐出空気が分配される1以上の低温冷却空気パイプ(16)と、
HPP回路への入口の上流に配置された上流側シール(12)と、
HPP回路の下流に配置された下流側シール(12)と
を備える冷却回路。
A cooling circuit in the gas turbine for increasing the flow rate in a high pressure packing (HPP) circuit of the gas turbine comprising:
An inlet pipe (14) for receiving compressor discharge air;
One or more cryogenic cooling air pipes in fluid communication with an inlet pipe inlet pipe via a pipe manifold (18), wherein one or more cryogenic cooling air pipes (16) to which discharge air is distributed by the pipe manifold;
An upstream seal (12) disposed upstream of the inlet to the HPP circuit;
A cooling circuit comprising a downstream seal (12) disposed downstream of the HPP circuit.
1以上の低温冷却空気パイプと連通した冷却源(20、22、24)をさらに含む、請求項1記載の冷却回路。   The cooling circuit of claim 1, further comprising a cooling source (20, 22, 24) in communication with the one or more cryogenic cooling air pipes. 前記冷却源が周囲空気を含む、請求項2記載の冷却回路。   The cooling circuit of claim 2, wherein the cooling source includes ambient air. 前記冷却源が熱交換器(20)を含む、請求項2記載の冷却回路。   The cooling circuit according to claim 2, wherein the cooling source comprises a heat exchanger (20). 前記冷却源が、分流空気及び1以上の低温冷却空気パイプ(16)のいずれかと接触する水滴を噴霧するアトマイザ(22)を含む、請求項2記載の冷却回路。   The cooling circuit of claim 2, wherein the cooling source includes an atomizer (22) that sprays water droplets in contact with either diverted air and one or more cryogenic cooling air pipes (16). 前記冷却源が、圧縮機吐出口を含む2以上の圧縮機段からの空気を混合するエゼクタ(24)を含む、請求項2記載の冷却回路。   The cooling circuit of claim 2, wherein the cooling source includes an ejector (24) that mixes air from two or more compressor stages including a compressor outlet. 前記低温冷却空気パイプ(16)が、圧縮機吐出ケーシングの垂直フランジを貫通しかつ後縁部における圧縮機吐出ケーシングストラットに沿って延びる、請求項1記載の冷却回路。   The cooling circuit according to claim 1, wherein the cold cooling air pipe (16) extends through a vertical flange of the compressor discharge casing and along the compressor discharge casing strut at the trailing edge. 入口パイプ(14)と低温冷却空気パイプ(16)との間に配置されたバルブ(28)をさらに含み、該バルブが、HPP回路の温度に基づいて分流空気の質量流量及び温度を調整する、請求項1記載の冷却回路。   A valve (28) disposed between the inlet pipe (14) and the cryogenic cooling air pipe (16), the valve regulating the mass flow rate and temperature of the diverted air based on the temperature of the HPP circuit; The cooling circuit according to claim 1. 低温冷却空気パイプ(16)からの低温冷却空気がタービンにおける締付けボルト及び結合フランジの少なくともいずれかに到達できるようにする内側バレル内の開口(30)をさらに含む、請求項1記載の冷却回路。   The cooling circuit of any preceding claim, further comprising an opening (30) in the inner barrel that allows cryogenic cooling air from the cryogenic cooling air pipe (16) to reach at least one of a clamping bolt and a coupling flange in the turbine. 冷却回路を使用してタービンの高圧パッキン(HPP)回路内の流量を増強することによってタービン性能を向上させる方法であって、
入口パイプ(14)内に圧縮機吐出空気を受ける段階と、
複数の低温冷却空気パイプ(16)に吐出空気を分配する段階と、
HPP回路への入口の上流に上流側シール(12)を配置して該HPP回路に流入する空気を調整する段階及びHPP回路の下流に下流側シール(12)を配置してホイールスペースパージ空気の必要量を調整する段階と、を含む、
方法。
A method of improving turbine performance by using a cooling circuit to increase flow in a high pressure packing (HPP) circuit of a turbine, comprising:
Receiving compressor discharge air in an inlet pipe (14);
Distributing the discharge air to a plurality of cryogenic cooling air pipes (16);
An upstream seal (12) is placed upstream of the inlet to the HPP circuit to regulate the air flowing into the HPP circuit, and a downstream seal (12) is placed downstream of the HPP circuit to remove wheel space purge air. Adjusting the required amount, and
Method.
JP2008238827A 2007-09-18 2008-09-18 Cooling circuit for enhancing turbine performance Withdrawn JP2009074549A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/856,945 US20090074589A1 (en) 2007-09-18 2007-09-18 Cooling Circuit for Enhancing Turbine Performance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009074549A true JP2009074549A (en) 2009-04-09

Family

ID=40348783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008238827A Withdrawn JP2009074549A (en) 2007-09-18 2008-09-18 Cooling circuit for enhancing turbine performance

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090074589A1 (en)
JP (1) JP2009074549A (en)
CN (1) CN101392687A (en)
CH (1) CH697912B1 (en)
DE (1) DE102008044495A1 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7993102B2 (en) * 2009-01-09 2011-08-09 General Electric Company Rotor cooling circuit
DE102010020800A1 (en) 2010-05-18 2011-11-24 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Method and device for cooling air supply for an engine, in particular aircraft engine, gas turbine or the like
US9580185B2 (en) * 2012-01-20 2017-02-28 Hamilton Sundstrand Corporation Small engine cooled cooling air system
US10480533B2 (en) * 2013-09-10 2019-11-19 United Technologies Corporation Fluid injector for cooling a gas turbine engine component
US10018360B2 (en) * 2014-06-06 2018-07-10 United Technologies Corporation Turbine stage cooling
CN104675522B (en) * 2015-01-30 2019-10-01 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 A kind of Gas Turbine gas circuit
US9970299B2 (en) 2015-09-16 2018-05-15 General Electric Company Mixing chambers for turbine wheel space cooling
US10739002B2 (en) * 2016-12-19 2020-08-11 General Electric Company Fluidic nozzle assembly for a turbine engine
US10641174B2 (en) * 2017-01-18 2020-05-05 General Electric Company Rotor shaft cooling
US20180291760A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-11 United Technologies Corporation Cooling air chamber for blade outer air seal
US10711640B2 (en) * 2017-04-11 2020-07-14 Raytheon Technologies Corporation Cooled cooling air to blade outer air seal passing through a static vane
CN112431675B (en) * 2020-11-24 2022-08-02 西北工业大学 Combined scramjet engine cooling circulation system

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5255849A (en) * 1991-11-05 1993-10-26 General Electric Company Cooling air transfer apparatus for aircraft gas turbine engine exhaust nozzles
US5720434A (en) * 1991-11-05 1998-02-24 General Electric Company Cooling apparatus for aircraft gas turbine engine exhaust nozzles
EP0626036B1 (en) * 1992-02-10 1996-10-09 United Technologies Corporation Improved cooling fluid ejector
US5593112A (en) * 1994-12-06 1997-01-14 United Technologies Corporation Nacelle air pump for vector nozzles for aircraft
US6234746B1 (en) * 1999-08-04 2001-05-22 General Electric Co. Apparatus and methods for cooling rotary components in a turbine
US6615574B1 (en) * 2000-01-14 2003-09-09 General Electric Co. System for combining flow from compressor bleeds of an industrial gas turbine for gas turbine performance optimization
US6435514B1 (en) * 2000-12-15 2002-08-20 General Electric Company Brush seal with positive adjustable clearance control
US6550253B2 (en) * 2001-09-12 2003-04-22 General Electric Company Apparatus and methods for controlling flow in turbomachinery
US6644012B2 (en) * 2001-11-02 2003-11-11 Alston (Switzerland) Ltd Gas turbine set
US6523346B1 (en) * 2001-11-02 2003-02-25 Alstom (Switzerland) Ltd Process for controlling the cooling air mass flow of a gas turbine set
US6786487B2 (en) * 2001-12-05 2004-09-07 General Electric Company Actuated brush seal
US6502823B1 (en) * 2001-12-07 2003-01-07 General Electric Company Actuating seal carrier for a turbine and method of retrofitting
US6572115B1 (en) * 2001-12-21 2003-06-03 General Electric Company Actuating seal for a rotary machine and method of retrofitting
US6655696B1 (en) * 2002-06-28 2003-12-02 General Electric Company Seal carrier for a rotary machine and method of retrofitting
US6837676B2 (en) * 2002-09-11 2005-01-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine
US6935634B2 (en) * 2003-05-08 2005-08-30 General Electric Company Steam turbine packing spring
JP4040556B2 (en) * 2003-09-04 2008-01-30 株式会社日立製作所 Gas turbine equipment and cooling air supply method
US7383686B2 (en) * 2004-12-13 2008-06-10 Honeywell International Inc. Secondary flow, high pressure turbine module cooling air system for recuperated gas turbine engines
US7293953B2 (en) * 2005-11-15 2007-11-13 General Electric Company Integrated turbine sealing air and active clearance control system and method

Also Published As

Publication number Publication date
US20090074589A1 (en) 2009-03-19
DE102008044495A1 (en) 2009-03-19
CH697912B1 (en) 2011-11-30
CH697912A2 (en) 2009-03-31
CN101392687A (en) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009074549A (en) Cooling circuit for enhancing turbine performance
CA2859763C (en) Bleed air and hot section component cooling air system of a gas turbine and method
US7861536B2 (en) Ejector controlled twin air source gas turbine pressurizing air system
US7717667B2 (en) Method and apparatus for operating gas turbine engines
CN105408589B (en) Anti-icing current divider head
CN104204467B (en) Gas turbine with scalable cooling air system
JP2011085141A5 (en)
US8083466B2 (en) Turbomachine inlet heating system
US8257017B2 (en) Method and device for cooling a component of a turbine
US8359824B2 (en) Heat recovery steam generator for a combined cycle power plant
JP2009270570A (en) Independent manifold dual gas turbine fuel system
JP2001317371A (en) Method and device for supplying cooling air to turbine engine
CN101581236A (en) Cooling circuit for turbine bucket cooling
JP2009185807A (en) Turbine cooling apparatus and related method
US20120324859A1 (en) Heat exchanger
US10767562B2 (en) Modulated cooled P3 air for impeller
JP2009019526A (en) Gas turbine intake device
JP5588623B2 (en) Fuel delivery system and method for delivering fuel to a turbine using the fuel delivery system
JP5496469B2 (en) Method and system for adjusting cooling fluid in real time in a turbomachine
JP6894197B2 (en) Air supply and harmonization system for gas turbines
US11773742B2 (en) Cooled cooling air for blade air seal through outer chamber
US10151250B2 (en) Method of operating a gas turbine assembly and the gas turbine assembly
JP2016118196A (en) Fuel purge system and method of purging

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110214

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110907

A072 Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073

Effective date: 20121120

A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20121204