JP2010190057A - Design method of turbine and turbine - Google Patents
Design method of turbine and turbine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010190057A JP2010190057A JP2009032880A JP2009032880A JP2010190057A JP 2010190057 A JP2010190057 A JP 2010190057A JP 2009032880 A JP2009032880 A JP 2009032880A JP 2009032880 A JP2009032880 A JP 2009032880A JP 2010190057 A JP2010190057 A JP 2010190057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stationary blade
- turbine
- stationary
- arrangement position
- blade row
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、流体の流れ方向に静翼列と動翼列とが交互に複数配列されるタービンの設計方法及びタービンに関するものである。 The present invention relates to a turbine design method and a turbine in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in a fluid flow direction.
従来から、ガスタービンエンジン等の高温流体によって回転駆動されるタービンを備える装置では、タービンに上記高温流体が供給されるため、タービンが備える翼の熱負荷が大きいことが知られている。
特にガスタービンエンジンが備える燃焼器の下流側には、燃焼器に設置される燃料噴射ノズルが離散的に配置されているため、局所的に高温の流体が流れる。よって、燃焼器の下流側の領域には、流体の流れ方向に延在するいわゆるホットストリークが、周方向に離散的に形成される。そして、タービンが備える翼がホットストリークに晒される場合には、特にタービン翼の熱負荷が大きくなる。
Conventionally, in an apparatus including a turbine that is rotationally driven by a high-temperature fluid such as a gas turbine engine, the high-temperature fluid is supplied to the turbine.
Particularly, since the fuel injection nozzles installed in the combustor are discretely arranged on the downstream side of the combustor included in the gas turbine engine, a high-temperature fluid flows locally. Therefore, so-called hot streaks extending in the fluid flow direction are discretely formed in the circumferential direction in the downstream region of the combustor. And when the blade | wing with which a turbine is exposed to a hot streak, the thermal load of a turbine blade especially becomes large.
このため、従来のガスタービンエンジン等においては、上記ホットストリークの発生を抑制するために、燃焼器において希釈空気を適切に混ぜることでホットストリークを解消する試みがなされている。
ところが、燃焼器内部の熱流動は、非常に複雑で予測が難しい。このため、ホットストリークの発生を抑制するために希釈空気を混ぜたとしても、必ずしも狙い通りの温度分布になるとは限らない。
For this reason, in the conventional gas turbine engine etc., in order to suppress the occurrence of the hot streak, an attempt has been made to eliminate the hot streak by appropriately mixing the diluted air in the combustor.
However, the heat flow inside the combustor is very complex and difficult to predict. For this reason, even if dilution air is mixed in order to suppress the occurrence of hot streaks, the target temperature distribution is not always achieved.
そこで、燃焼器でのホットストリークの対策を行わないあるいは簡便化し、タービンにおいて熱対策を施す試みも行われている。
具体的には、例えば、燃焼器に最も近いタービン翼である静翼の内部にホットストリークに耐えうるだけの冷却ガスを供給し、静翼を冷却することによって静翼への熱負荷を低減させている。
In view of this, attempts have been made not to take measures for hot streaks in the combustor or to simplify measures and to take measures against heat in the turbine.
Specifically, for example, a cooling gas that can withstand hot streak is supplied to the inside of the stationary blade that is the turbine blade closest to the combustor, and the stationary blade is cooled to reduce the thermal load on the stationary blade. ing.
しかしながら、上記ホットストリークは、複数の静翼からなる静翼列及び該静翼列の下流領域に配置される動翼列にて減衰及び散逸するものではなく、さらに下流まで残存する。 However, the hot streak is not attenuated and dissipated in a stationary blade row composed of a plurality of stationary blades and a moving blade row arranged in a downstream region of the stationary blade row, and remains further downstream.
このため、静翼列と動翼列とからなる翼列段を複数備える多段タービンにおいては、動翼列の下流に配置された静翼列を構成する静翼がホットストリークに晒されて大きな熱負荷を受ける場合がある。
これに対して、全ての静翼に対して内部にホットストリークに耐えうるだけの冷却ガスを供給することも考えられるが、冷却空気が非常に増加するため、エンジン性能が著しく低下する。
For this reason, in a multi-stage turbine including a plurality of cascade stages composed of a stationary cascade and a moving cascade, the stationary blades constituting the stationary cascade arranged downstream of the stationary cascade are exposed to hot streak and generate a large amount of heat. There may be a load.
On the other hand, it is conceivable to supply all the stationary blades with cooling gas that can withstand hot streak inside, but the cooling air increases so much that the engine performance is significantly reduced.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、流体の流れ方向に静翼列と動翼列とが交互に複数配列されるタービンにおいて、動翼列の下流領域に配置される静翼列の静翼に対する熱負荷を低減させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a turbine in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in the fluid flow direction, the static blade disposed in the downstream region of the moving blade row. The purpose is to reduce the thermal load on the stationary blades of the cascade.
上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The following configuration is adopted as means for solving the above-described problems.
第1の発明は、流体の流れ方向に静翼列と動翼列とが交互に複数配列されるタービンの設計方法であって、上記動翼列の下流領域の温度分布を取得する温度分布取得工程と、上記温度分布取得工程にて取得された温度分布のうち予め定められた閾値よりも低温の領域を上記静翼列の静翼の配置位置として設定する静翼配置位置設定工程とを有するという構成を採用する。 A first invention is a turbine design method in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in a fluid flow direction, and obtains a temperature distribution in a downstream region of the moving blade row. And a stationary blade arrangement position setting step of setting a region having a temperature lower than a predetermined threshold in the temperature distribution acquired in the temperature distribution acquisition step as a stationary blade arrangement position of the stationary blade row. The configuration is adopted.
第2の発明は、上記第1の発明において、上記温度分布取得工程において、流体解析により上記動翼列の下流領域におけるホットストリークの分布を算出することによって上記温度分布を取得するという構成を採用する。 According to a second invention, in the first invention, in the temperature distribution acquisition step, the temperature distribution is acquired by calculating a hot streak distribution in a downstream region of the blade row by fluid analysis. To do.
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記温度分布取得工程において、流体解析により上記動翼列の下流領域におけるコールドストリークの分布を算出することによって上記温度分布を取得するという構成を採用する。 According to a third invention, in the first or second invention, in the temperature distribution acquisition step, the temperature distribution is acquired by calculating a cold streak distribution in a downstream region of the moving blade row by fluid analysis. Adopt the configuration.
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記静翼配置位置設定工程後において設定された上記静翼の配置位置に基づいて流体解析を行うことによって上記静翼配置位置設定工程後において設定された上記静翼の配置位置について検証を行う検証工程と、該検証工程の検証結果に基づいて上記静翼配置位置設定工程後において設定された上記静翼の配置位置を調整する調整工程とを有するという構成を採用する。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the stationary blade arrangement position is obtained by performing a fluid analysis based on the arrangement position of the stationary blade set after the stationary blade arrangement position setting step. A verification process for verifying the stator blade arrangement position set after the setting process, and adjusting the stator blade arrangement position set after the stator blade arrangement position setting process based on the verification result of the verification process The adjustment process is employed.
第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記静翼配置位置設定工程において、複数の上記静翼の配置位置が存在する場合に、最も上記静翼の温度勾配が小さい上記静翼配置位置を最適なものとして選択するという構成を採用する。 According to a fifth invention, in any of the first to fourth inventions, in the stationary blade arrangement position setting step, when there are a plurality of stationary blade arrangement positions, the temperature gradient of the stationary blade is the smallest. A configuration is adopted in which the stationary blade arrangement position is selected as the optimum one.
第6の発明は、流体の流れ方向に静翼列と動翼列とが交互に複数配列されるタービンであって、上記動翼列の下流領域に配置される上記静翼列の静翼が、予め設定された閾値よりも高温の領域を外れて配置されているという構成を採用する。 A sixth invention is a turbine in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in a fluid flow direction, and the stationary blades of the stationary blade row arranged in a downstream region of the moving blade row include: A configuration is adopted in which they are arranged outside a region having a temperature higher than a preset threshold value.
第7の発明は、上記第6の発明において、上記動翼列の下流領域に配置される上記静翼列の静翼が、予め設定された閾値よりも低温の領域に位置するように配置されているという構成を採用する。 According to a seventh invention, in the sixth invention, the stationary blades of the stationary blade row arranged in the downstream region of the moving blade row are arranged so as to be located in a region lower in temperature than a preset threshold value. Adopt the configuration that.
本発明によれば、タービンの動翼列の下流領域に配置される静翼列の静翼が、ホットストリークを避けて配置される。
このため、流体の流れ方向に静翼列と動翼列とが交互に複数配列されるタービンにおいて、動翼列の下流領域に配置される静翼列の静翼に対する熱負荷を低減させることが可能となる。
According to the present invention, the stationary blades of the stationary blade row arranged in the downstream region of the moving blade row of the turbine are arranged so as to avoid hot streak.
Therefore, in a turbine in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in the fluid flow direction, it is possible to reduce the thermal load on the stationary blades of the stationary blade rows arranged in the downstream region of the moving blade row. It becomes possible.
以下、図面を参照して、本発明に係るタービン翼の設計方法及びタービンの一実施形態について説明する。
なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
Hereinafter, an embodiment of a turbine blade design method and a turbine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
図1は、本実施形態のタービンが設置されるガスタービンエンジンの高温部の要部構成を示す断面図である。
この図に示すように、ガスタービンエンジンは、燃焼器4及びタービン5を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a high temperature part of a gas turbine engine in which the turbine of the present embodiment is installed.
As shown in this figure, the gas turbine engine includes a combustor 4 and a
燃焼器4は、圧縮空気に燃料を混合して燃焼させ、燃焼ガスを排出する。なお、燃焼器4の内部には、ガスタービンエンジンの軸回りに複数の燃料噴射ノズル2が離散的に配置されており、当該燃料噴射バーナから噴射された燃料と空気とが混合されて燃焼される。
The combustor 4 mixes and burns fuel with compressed air, and discharges combustion gas. A plurality of
タービン5は、燃焼器4から供給される燃焼ガスから回転動力を得るものであり、複数の静翼52と複数の動翼53とからなるタービン翼51を備えている。
図2は、タービン5が備える静翼52及び動翼53を側方から見た模式図である。この図に示すように、本実施形態のタービン5は、静翼52からなる静翼列60(61,62)と動翼53からなる動翼列70(71,72)とによって構成される翼列段80が、燃焼ガスの流れ方向に2段配列された構成を有している。すなわち、燃焼ガスの流れ方向に静翼列60と動翼列70とが交互に配列されている。
また、図2に示すように、上流側の静翼列61の静翼52の内部には冷却ガスXが供給され、静翼52の翼面や後縁から静翼52の外部に冷却ガスXが排出されている。
The
FIG. 2 is a schematic view of the
In addition, as shown in FIG. 2, the cooling gas X is supplied to the inside of the
そして、本実施形態のタービン5においては、図2に示すように、上流側の翼列段81の動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52が、燃焼ガス流れに含まれる高温流れであるホットストリークHが形成される領域を避けて配置されている。なお、本実施形態においてホットストリークとは予め設定された閾値よりも高い温度領域とし、本実施形態においてホットストリークを避けるとは予め設定された閾値よりも高い温度領域を外れて位置することを意味する。
さらに、本実施形態のタービン5においては、上流側の翼列段81の動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52が、冷却ガスXによって形成されるコールドストリークC(燃焼ガス流れに含まれる低温流れ)が形成される領域に晒されるように配置されている。なお、本実施形態においてコールドストリークとは予め設定された閾値よりも低い温度領域とし、本実施形態においてコールドストリークに晒されるとは予め設定された閾値よりも低い温度領域に位置することを意味する。
なお、ホットストリークを定義するための上記閾値と、コールドストリークを定義するための上記閾値とは同じ値である必要はない。
In the
Furthermore, in the
Note that the threshold value for defining hot streak and the threshold value for defining cold streak need not be the same value.
このような構成を有する本実施形態のタービン5を備えるガスタービンエンジン1では、燃焼器4にて発生した燃焼ガスがタービン5に供給されて回転動力が得られる。
In the gas turbine engine 1 including the
そして、本実施形態のタービン5においては、上流側の翼列段81の動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52が、燃焼ガス流れに含まれる高温流れであるホットストリークHを避けて配置されている。このため、動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52に対する熱負荷を低減させることが可能となる。
And in the
さらに、本実施形態のタービン5においては、上流側の翼列段81の動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52が、冷却ガスXによって形成されるコールドストリークCに晒されるように配置されている。このため、動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52に対する熱負荷をさらに低減させることが可能となる。
Further, in the
図3は、上記タービン5の設計を行うための設計装置Sのシステムブロック図である。また、図4は、上記タービン5の設計方法を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a system block diagram of the design apparatus S for designing the
設計装置Sは、パーソナルコンピュータやワークステーションによって具現化されるものであり、図3に示すように、外部記憶装置100と、内部記憶装置200と、CPU300と、入力装置400と、出力装置500と、システムバス600とを備えている。
The design apparatus S is embodied by a personal computer or a workstation. As shown in FIG. 3, the design apparatus S includes an
外部記憶装置100は、ハードディスクドライブ等によって具現化され、本実施形態においては、上述したホットストリークの分布を算出するための解析プログラムや、上述した下流領域の翼列段82の静翼列62の配置位置を設定するための配置位置設定プログラム等を記憶している。
また、外部記憶装置100は、上記解析プログラムや配置位置設定プログラムに用いられるパラメータ(燃焼器4における燃焼噴射バルブの配置間隔を示すデータ、燃焼器4に用いられる燃料の熱量を示すデータ、上流側の翼列段81における静翼52の形状や配置間隔を示すデータ、上流側の翼列段81における動翼53の形状、配置間隔及び回転数を示すデータ、下流側の翼列段82における静翼52の形状や配置間隔を示すデータ等)を記憶している。なお、解析プログラムや配置位置設定プログラムに用いられるパラメータは、必ずしも外部記憶装置100に予め記憶されている必要はなく、入力装置400に入力されて内部記憶装置200に記憶されるようにしても良い。
The
The
内部記憶装置200は、ROMやRAM等によって具現化され、本実施形態においては、上述の解析プログラム、配置位置設定プログラム及びこれらのプログラムに用いられる上記パラメータを一時的に記憶する。
The
CPU300は、設計装置Sの動作全体を制御するものであり、本実施形態においては、解析プログラム、配置位置設定プログラム及びこれらのプログラムに用いられる上記パラメータに基づいて動翼列71の下流領域の温度分布を算出すると共に、当該温度分布に基づいて静翼列62の静翼の配置位置を設定する。
The
入力装置400は、キーボードやマウスによって具現化されるものであり、必要に応じて解析プログラムや配置位置設定プログラムに用いられるパラメータを入力するものである。
出力装置500は、ディスプレイやプリンタによって具現化されるものであり、CPU300の制御の下、各種データを視覚化して出力する。
システムバス600は、外部記憶装置100と、内部記憶装置200と、CPU300と、入力装置400と、出力装置500とを相互に電気的に接続する配線網である。
The
The
The
そして、このように構成された設計装置Sを用いて行われる本実施形態のタービンの設計方法においては、図4に示すように、まず温度分布取得工程(ステップS1)が行われる。この温度分布取得工程では、上記解析プログラム及びパラメータに基づいて、動翼列71の下流領域の温度分布が算出される。
なお、本実施形態のタービンの設計方法においては、解析プログラムとして非定常CFD解析プログラムを用いてホットストリーク及びコールドストリークの分布を算出することによって動翼列71の下流領域の温度分布が取得される。
また、非定常CFD解析を行う具体的な手法については、「Hirai, K., et al., “Unsteady Three-Dimensional Analysis of Inlet Distortion in Turbomachinery”, AIAA Paper AIAA-1997-2735」に記載されており、ここでの説明は省略する。そして、ホットストリーク及びコールドストリークの分布は、当該非定常CFD解析を行う具体的な手法を応用したプログラム(非定常CFD解析プログラム)及びパラメータを用いて算出することができる。
In the turbine design method of the present embodiment performed using the design apparatus S configured as described above, a temperature distribution acquisition step (step S1) is first performed as shown in FIG. In this temperature distribution acquisition step, the temperature distribution in the downstream region of the moving
In the turbine design method of the present embodiment, the temperature distribution in the downstream region of the moving
In addition, specific methods for performing unsteady CFD analysis are described in “Hirai, K., et al.,“ Unsteady Three-Dimensional Analysis of Inlet Distortion in Turbomachinery ”, AIAA Paper AIAA-1997-2735. The description here is omitted. The distribution of hot streaks and cold streaks can be calculated using a program (unsteady CFD analysis program) and parameters applying a specific method for performing the unsteady CFD analysis.
続いて、本実施形態のタービンの設計方法においては、静翼配置位置設定工程(ステップS2)が行われる。この静翼配置位置設定工程では、上記配置位置設定プログラム及びパラメータに基づいて、動翼列71の下流領域に配置される静翼列62を構成する静翼52の配置位置が設定される。
なお、静翼列62を構成する静翼52の枚数及び離間間隔は、タービンに要求される性能に依存して決定されるため変更できない。このため、燃焼ガス流れの流れ方向から見た静翼列62の周方向における取付回転角度を変更することによって静翼列62を構成する静翼52の配置位置が設定される。
Subsequently, in the turbine design method of the present embodiment, a stationary blade arrangement position setting step (step S2) is performed. In the stationary blade arrangement position setting step, the arrangement position of the
The number and spacing of the
そして、静翼配置位置設定工程においては、温度分布取得工程にて取得された動翼列71の下流領域の温度分布に基づいて、ホットストリークを避け、コールドストリークに晒されるように静翼列62を構成する静翼52の配置位置が設定される。
In the stationary blade arrangement position setting step, the
なお、動翼列71の下流領域において、ホットストリークを避け、コールドストリークに晒される静翼52の配置位置は、一つであるとは限らない。そこで、本実施形態のタービンの設計方法では、静翼配置位置設定工程において、CPU300が複数の静翼52の配置位置から最適なものを選択する。
具体的には、CPU300は、例えば、ホットストリークを算出して温度分布を求めて、その温度分布で静翼52の伝熱解析を行い、さらにコールドストリークを計算して温度分布を求めて、それを境界条件にして静翼52の伝熱解析を行う。そして伝熱解析の結果、静翼列62を構成する静翼52の温度勾配が小さい配置位置を選択して最適なものとして選択する。
また、CPU300は、例えば、平均温度が許容値以下あるいは静翼52に局所的な高温部が存在しない配置位置を選択する。さらに、CPU300は、選択した静翼52の配置位置の各々における静翼52の応力解析を実行して平均応力あるいは最大応力が最も小さいものを最終的な配置位置として設定する。
In addition, in the downstream area of the moving
Specifically, for example, the
Further, the
なお、図4に示すように、配置位置設定工程後に、再度、非定常CFD解析プログラムを用いて非定常CFD解析を行い、ホットストリーク及びコールドストリークの分布を算出し、動翼列71の下流領域の静翼列62の静翼52がホットストリークを避け、コールドストリークに晒されるように最適に配置されているかについて検証する検証工程(ステップS3)が行われることが好ましい。
ここで、静翼52が最適に配置されていないと判断された場合には、検証工程において最適と判断されるまで静翼52の配置位置の調整する調整工程が行われる(ステップS4)。
As shown in FIG. 4, after the arrangement position setting step, the unsteady CFD analysis is performed again using the unsteady CFD analysis program, the distribution of hot streaks and cold streaks is calculated, and the downstream region of the moving
Here, when it is determined that the
以上のような本実施形態のタービンの設計方法によれば、動翼列71の下流領域に配置される静翼列62が備える静翼52が、ホットストリークを避け、コールドストリークCに晒されるように配置されたタービンを設計することが可能となる。
したがって、動翼列71の下流領域に配置される静翼列62の静翼52に対する熱負荷を低減させることが可能なタービンを設計することが可能となる。
According to the turbine design method of the present embodiment as described above, the
Therefore, it is possible to design a turbine capable of reducing the thermal load on the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、ホットストリークとコールドストリークの両方の分布を算出して動翼列71の下流領域における温度分布を取得する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ホットストリークあるいはコールドストリークのいずれかのみを用いて動翼列71の下流領域における温度分布を取得するようにしても良い。
このような場合であっても、ホットストリークは予め定められた閾値よりも温度の高い領域でコールドストリークは予め定められた閾値よりも温度の低い領域であるため、静翼52の配置位置を予め定められた閾値よりも温度の高い領域を避けて予め定められた閾値よりも温度の低い領域に設定することが可能となる。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the distribution of both hot streaks and cold streaks is calculated to obtain the temperature distribution in the downstream region of the moving
However, the present invention is not limited to this, and the temperature distribution in the downstream region of the
Even in such a case, since the hot streak is a region where the temperature is higher than a predetermined threshold and the cold streak is a region where the temperature is lower than a predetermined threshold, the arrangement position of the
また、上記実施形態において、動翼列71の下流領域における温度分布が、ホットストリーク及びコールドストリークの分布を、非定常CFD解析を用いて算出することによって取得される構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、動翼列71の下流領域における温度分布を熱電対等の温度計測装置を用いて取得しても良い。
In the above-described embodiment, the configuration has been described in which the temperature distribution in the downstream region of the moving
However, the present invention is not limited to this. For example, the temperature distribution in the downstream region of the moving
また、上記実施形態においては、静翼列60と動翼列70とが交互に2つずつ配置された構成、すなわち2つの翼列段80が配置された構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに複数の翼列段を備える構成を採用することもでき、例えば3段目以降の静翼列60の静翼52の配置位置を設定することに応用することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the structure by which the stationary blade row | line |
However, the present invention is not limited to this, and a configuration including a plurality of blade rows can also be adopted. For example, the arrangement position of the
また、上記実施形態においては、1つの静翼列60と1つの動翼列70とによって翼列段が構成される例について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、翼列段が2つの静翼列と1つの動翼列のように数の異なる静翼列と動翼列とによって構成されても良い。
このような場合であっても、動翼列の下流領域に配置される静翼列の静翼の配置位置を本発明によって設定することが可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the blade row stage is configured by one
However, the present invention is not limited to this, and the cascade stage may be configured by different numbers of stationary blade arrays and moving blade arrays such as two stationary blade arrays and one moving blade array.
Even in such a case, the arrangement position of the stationary blades of the stationary blade row arranged in the downstream region of the moving blade row can be set by the present invention.
また、上記実施形態においては、ガスタービンエンジンに備えられるタービン及び該タービンの設計方法について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、蒸気タービン発電機等に用いられるタービンに適用することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the turbine with which a gas turbine engine is equipped, and the design method of this turbine were demonstrated.
However, this invention is not limited to this, For example, it is also possible to apply to the turbine used for a steam turbine generator etc.
5……タービン、52……静翼、53……動翼、60(61,62)……静翼列、70(71,72)……動翼列、80……翼列段、H……ホットストリーク、C……コールドストリーク 5 ... Turbine, 52 ... Stator blade, 53 ... Rotor blade, 60 (61, 62) ... Stator blade row, 70 (71, 72) ... Rotor blade row, 80 ... Blade row stage, H ... ... hot streak, C ... cold streak
Claims (7)
前記動翼列の下流領域の温度分布を取得する温度分布取得工程と、
前記温度分布取得工程にて取得された温度分布のうち予め定められた閾値よりも低温の領域を前記静翼列の静翼の配置位置として設定する静翼配置位置設定工程と
を有することを特徴とするタービンの設計方法。 A turbine design method in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in a fluid flow direction,
A temperature distribution acquisition step of acquiring a temperature distribution in a downstream region of the blade row;
A stationary blade arrangement position setting step of setting a region having a temperature lower than a predetermined threshold in the temperature distribution acquired in the temperature distribution acquisition step as a stationary blade arrangement position of the stationary blade row. The turbine design method.
該検証工程の検証結果に基づいて前記静翼配置位置設定工程後において設定された前記静翼の配置位置を調整する調整工程と
を有することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のタービンの設計方法。 Verification for verifying the stationary blade arrangement position set after the stationary blade arrangement position setting step by performing fluid analysis based on the stationary blade arrangement position set after the stationary blade arrangement position setting step Process,
The adjustment step of adjusting the arrangement position of the stationary blade set after the stationary blade arrangement position setting step based on the verification result of the verification step, Turbine design method.
前記動翼列の下流領域に配置される前記静翼列の静翼が、予め設定された閾値よりも高温の領域を外れて配置されていることを特徴とするタービン。 A turbine in which a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in a fluid flow direction,
The turbine according to claim 1, wherein the stationary blades of the stationary blade row arranged in the downstream region of the moving blade row are arranged outside a region having a temperature higher than a preset threshold value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009032880A JP2010190057A (en) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Design method of turbine and turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009032880A JP2010190057A (en) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Design method of turbine and turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010190057A true JP2010190057A (en) | 2010-09-02 |
Family
ID=42816371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009032880A Pending JP2010190057A (en) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Design method of turbine and turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010190057A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103061826A (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | Gas turbine guiding device considering inlet hot spots |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0814001A (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-16 | Toshiba Corp | Gas turbine blade |
JP2001073707A (en) * | 1999-05-14 | 2001-03-21 | General Electric Co <Ge> | Rear-edge cooling passage causing partial turbulence for gas turbine nozzle |
JP2002155701A (en) * | 2000-08-16 | 2002-05-31 | General Electric Co <Ge> | Clocked turbine airfoil cooling |
JP2003161166A (en) * | 2001-10-11 | 2003-06-06 | General Electric Co <Ge> | Method for promoting lifetime of components within gas stream |
JP2004257390A (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | General Electric Co <Ge> | Forked impingement baffle for turbine nozzle in gas turbine engine |
JP2005201275A (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | General Electric Co <Ge> | Gas turbine engine component with bypass circuit |
JP2006283764A (en) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | General Electric Co <Ge> | Method and system for rotating turbine stator ring |
-
2009
- 2009-02-16 JP JP2009032880A patent/JP2010190057A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0814001A (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-16 | Toshiba Corp | Gas turbine blade |
JP2001073707A (en) * | 1999-05-14 | 2001-03-21 | General Electric Co <Ge> | Rear-edge cooling passage causing partial turbulence for gas turbine nozzle |
JP2002155701A (en) * | 2000-08-16 | 2002-05-31 | General Electric Co <Ge> | Clocked turbine airfoil cooling |
JP2003161166A (en) * | 2001-10-11 | 2003-06-06 | General Electric Co <Ge> | Method for promoting lifetime of components within gas stream |
JP2004257390A (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | General Electric Co <Ge> | Forked impingement baffle for turbine nozzle in gas turbine engine |
JP2005201275A (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | General Electric Co <Ge> | Gas turbine engine component with bypass circuit |
JP2006283764A (en) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | General Electric Co <Ge> | Method and system for rotating turbine stator ring |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103061826A (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | Gas turbine guiding device considering inlet hot spots |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Thole et al. | Heat transfer and film-cooling for the endwall of a first stage turbine vane | |
Wang et al. | Heat transfer analyses of film-cooled HP turbine vane considering effects of swirl and hot streak | |
US10393149B2 (en) | Method and apparatus for active clearance control | |
US10087772B2 (en) | Method and apparatus for active clearance control for high pressure compressors using fan/booster exhaust air | |
US20100034635A1 (en) | Predictive Model Based Control System for Heavy Duty Gas Turbines | |
US10533454B2 (en) | Turbine shroud cooling | |
Ong et al. | Hot streak and vane coolant migration in a downstream rotor | |
JP2015017608A (en) | Gas turbine shroud cooling | |
US20210062675A1 (en) | Method for Operating a Turbo Machine | |
Zhang et al. | The influences of element layout and coolant ejection angle on overall cooling effectiveness of laminated cooling configuration | |
Thomas et al. | Experimental and CFD studies of NGV endwall cooling | |
Zerobin et al. | The behavior of turbine center frames under the presence of purge flows | |
JP2008180220A (en) | Predictive model type control system for high horsepower gas turbine | |
US9500085B2 (en) | Method for modifying gas turbine performance | |
Mollahosseini et al. | 3D unsteady multi-stage cfd analysis of combustor-turbine hot streak migration | |
Smith et al. | Effect of inlet temperature non-uniformity on high-pressure turbine performance | |
JP2010190057A (en) | Design method of turbine and turbine | |
Walker et al. | Impact of a cooled cooling air installation on the external aerodynamics of a gas turbine combustion system | |
Gombert et al. | Unsteady aerodynamical blade row interaction in a new multistage research turbine: Part 1—experimental investigation | |
Elango et al. | An investigation of flush off-takes for use in a cooled cooling air system | |
Wang et al. | Siemens SGT-800 industrial gas turbine enhanced to 50 MW: Turbine design modifications, validation and operation experience | |
Naik et al. | GT36 turbine aero-thermal development and validation | |
Walker et al. | Aerodynamic design of a cooled cooling air system for an aero gas turbine | |
Basol et al. | Hot streak migration in a turbine stage: Integrated design to improve aero-thermal performance | |
Kou et al. | Unsteady film cooling characteristics of the high-pressure turbine shroud with blade rotation in an aero-engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20130214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20130702 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |