JP2009185820A - ガスタービン出力を向上させるための排気スタック及び発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分岐管体44と煙管46とを有する排気スタック30を提供する。煙管は、消音部48、収束ダクト部50、管状部52、及び発散ディフューザ部54を有する。消音部は分岐管体と流体連通する。消音部は第1の油圧平均断面流路を有し、管状部は、第1の油圧平均断面流路よりも小さい又は等しい第2の油圧平均断面流路を有する。収束ダクト部が消音部と管状部との間に結合される。発散ディフューザ部は、収束ダクト部の反対側にある管状部の端部に結合され、これにより、分岐管体、消音部、収束ダクト部、管状部、及び発散ディフューザ部を貫流する排気ガスが、発散ディフューザ部と第1の断面積よりも小さいか又は等しい第2の断面積とに少なくとも部分的に起因して、全体の圧力降下を軽減する。
【選択図】図1
Description
12 ガスタービン発電機
14 蒸気タービン発電機
16 ガスタービン
18 第1の出力シャフト
20 第1の発電機
22 圧縮機
24 燃焼領域
26 タービン
28 熱回収蒸気発生器
30 排気スタック
32 蒸気タービン
34 第2の出力シャフト
36 第2の 発電機
38 凝縮器
40 冷却タワー
42 ポンプ
44 分岐管体
46 煙管
48 消音分
50 収束ダクト部
52 管状部
54 発散ディフューザ部
56 上面
58 下面
60 外側表面
62 閉鎖端部
64 第1の端部
66 第2の端部
130 排気スタック
144 分岐管体
146 煙管
148 消音分
150 収束ダクト部
152 管状部
154 発散ディフューザ部
156 上面
160 外側表面
158 下面
230 排気スタック
244 分岐管体
246 煙管
248 消音分
250 収束ダクト部
252 管状部
254 発散ディフューザ部
256 上面
260 外側表面
258 下面
260 外側表面
268 流れガイド
262 閉鎖端部
258 下面
270 キャビティ
272 横方向軸線
330 排気スタック
344 分岐管体
346 煙管
348 消音分
350 収束ダクト部
352 管状部
354 発散ディフューザ部
356 上面
358 下面
360 外側表面
362 閉鎖端部
368 流れガイド
370 キャビティ
400 排気スタック
402 分岐管体
404 煙管
406 第1の管状部
408 第1の発散ディフューザ部
410 消音分
412 収束ダクト部
414 第2の管状部
416 第2の発散ディフューザ部
462 閉鎖端部
468 流れガイド
470 キャビティ
472 横方向軸線
Claims (10)
- 分岐管体(44)と、
消音部(48)、収束ダクト部(50)、管状部(52)、及び発散ディフューザ部(54)を有する煙管(46)と、
を備えた排気スタック(30)であって、
前記消音部(48)が前記分岐管体(44)と流体連通しており、前記消音部(48)の少なくとも一部が第1の断面積を有し、前記管状部(52)の少なくとも一部が第1の断面積よりも小さい又は等しい第2の断面積を有し、前記収束ダクト部(50)が前記消音部(48)と前記管状部(52)との間に結合されており、前記発散ディフューザ部(54)が、前記収束ダクト部(50)の反対側にある前記管状部(52)の端部に結合され、
これにより、前記分岐管体(44)、前記消音部(48)、前記収束ダクト部(50)、前記管状部(52)、及び前記発散ディフューザ部(54)を貫流する排気ガスが、前記発散ディフューザ部(54)と第1の断面積よりも小さいか又は等しい第2の断面積とに少なくとも部分的に起因して、全体の圧力降下が軽減される、
ことを特徴とする排気スタック(30)。 - 前記消音部(48)の排気ガスが第1の平均速度を有し、該第1の平均速度は、前記管状部(52)の排気ガスの第2の平均速度に略等しい、
請求項1に記載の排気スタック(30)。 - 前記分岐管体(44)が上面(56)と下面(58)とを有し、前記上面(56)が前記消音部(48)の外側表面(60)から約90度と約135度の間で延び、前記下面(58)が前記消音部(48)の外側表面(60)から約45度と約90度の間で延びて、これにより前記排気ガスが、前記煙管(46)を通る略一様な速度プロフィルを有する、
請求項1に記載の排気スタック(30)。 - 前記分岐管体(44)の下面(58)から前記消音部(48)にわたって延びるように構成された流れガイド(268)を更に備え、略一様な速度プロフィルの排気ガスが前記消音部(48)及び前記発散ディフューザ部(54)内に流れるようにする、
請求項1に記載の排気スタック(30)。 - 前記流れガイド(268)が、前記煙管(46)の横方向軸線(272)から少なくとも約20度オフセットしたプレートを含む、
請求項4に記載の排気スタック(30)。 - 前記流れガイド(268)が、平坦面と凹状面のいずれか1つを有するプレートを含む、
請求項4に記載の排気スタック(30)。 - 前記発散ディフューザ部(54)が、約5度と約15度の間の範囲内の措定の発散角度で前記管状部(52)から広がるように構成される、
請求項1に記載の排気スタック(30)。 - 分岐管体(402)と、
第1の管状部(406)、第1の発散ディフューザ部(408)、消音部(410)、収束ダクト部(412)、第2の管状部(414)、及び第2の発散ディフューザ部(416)を有する煙管(404)と、
を備えた排気スタック(400)であって、
第1の管状部(406)が前記分岐管体(402)と流体連通しており、第1の管状部(406)の少なくとも一部が第1の断面積を有し、前記消音部(410)の少なくとも一部が第2の断面積を有し、第1の断面積が第2の断面積よりも小さいか又は等しく、第1の発散ディフューザ部(408)が第1の管状部(406)と前記消音部(410)との間に結合され、第2の管状部(414)の少なくとも一部が第2の断面積よりも小さいか又は等しい第3の断面積を有し、前記収束ダクト部(412)が前記消音部(410)と第2の管状部(414)との間に結合され、第2の発散ディフューザ部(416)が前記収束ダクト部(412)の反対側にある第2の管状部(414)の端部に結合されており、
これにより、前記分岐管体(402)、第1の管状部(406)、第1の発散ディフューザ部(408)、前記消音部(410)、前記収束ダクト部(412)、第2の管状部(414)、及び第2の発散ディフューザ部(416)を貫流する排気ガスが、第2の発散ディフューザ部(416)と第2の断面積よりも小さいか又は等しい第3の断面積とに少なくとも部分的に起因して、全体の圧力降下が軽減される、
ことを特徴とする排気スタック(400)。 - 第1の管状部(406)が排気ガスの第1の平均速度を有するように構成され、前記消音部(410)が排気ガスの第2の平均速度を有するように構成され、第2の管状部(414)が排気ガスの第3の平均速度を有するように構成され、第1の平均速度が、第2の平均速度と第3の平均速度との平均に等しいようにされる、
請求項8に記載の排気スタック(400)。 - 第3の平均速度が第2の平均速度の2倍以下である、
請求項9に記載の排気スタック(400)。
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