JP2014074404A - タービン侵入損失低減システム - Google Patents
タービン侵入損失低減システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014074404A JP2014074404A JP2013200710A JP2013200710A JP2014074404A JP 2014074404 A JP2014074404 A JP 2014074404A JP 2013200710 A JP2013200710 A JP 2013200710A JP 2013200710 A JP2013200710 A JP 2013200710A JP 2014074404 A JP2014074404 A JP 2014074404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- flange
- ridges
- outer ring
- oriented
- 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
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/125—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the tip of a stator vane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/126—Baffles or ribs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
【課題】タービン侵入損失低減システムを提供すること。
【解決手段】漏洩流の方向をタービンの主流の流路に配向及び/又は整列させることによりタービンにおけるウィンデージ及び混合損失を低減するように構成されたシステム及び方法が開示される。一実施形態では、装置は、タービンのダイアフラムに接続されるように構成されたベースと、ベースに接続していて該ベースからタービンのロータに向かって半径方向内側に延在する半径方向部分であって、作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した半径方向部分とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】漏洩流の方向をタービンの主流の流路に配向及び/又は整列させることによりタービンにおけるウィンデージ及び混合損失を低減するように構成されたシステム及び方法が開示される。一実施形態では、装置は、タービンのダイアフラムに接続されるように構成されたベースと、ベースに接続していて該ベースからタービンのロータに向かって半径方向内側に延在する半径方向部分であって、作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した半径方向部分とを備える。
【選択図】 図1
Description
本明細書で開示される主題は、タービンに関し、より詳細には、タービン作動中の作動流体流路における侵入損失を低減するためのシステム及び方法に関する。
一部の発電プラントシステム、例えば、特定の原子力、単純サイクル、及び複合サイクル発電プラントシステムは、これらの設計及び作動においてタービンを利用している。これらのタービンの一部は、タービン内の一連の段(例えば、交互する固定及び回転翼形部/バケット/動翼)にわたって及び/又は通って配向される高温蒸気の流れによって駆動される。主流がタービンを通過するときに、流れの一部が主流路から漏洩する場合がある。この漏洩流は、段/翼形部を通過するのではなく、動翼のうちの1つの先端とタービンケーシングとの間に形成されるクリアランスを通過することができる。この漏洩流がタービンを通過すると、タービン表面(例えば、動翼根元、タービンケーシングなど)と不規則に接触し、作動流体の流路方向に対して実質的に異なる(例えば、直角の)角度で主流に再配向することができる。漏洩流及び作動流体流路間の圧力、運動量、及び移動方向の変動の結果として、漏洩流と作動流体流路との間のこの再導入及び不規則な混合は、侵入損失、ウィンデージ損失、及びシステムの非効率性を生じる可能性がある。
タービンにおける作動流体の主流の経路と相補的な角度にタービン流路の漏洩流を再配向する装置が開示される。一実施形態では、装置は、タービンのダイアフラムに接続されるように構成されたベースと、ベースに接続していて該ベースからタービンのロータに向かって半径方向内側に延在する半径方向部分であって、作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した半径方向部分とを備える。
本開示の第1の態様は、タービンのダイアフラムに接続されるように構成されたベースと、ベースに接続していて該ベースからタービンのロータに向かって半径方向内側に延在する半径方向部分であって、作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した半径方向部分とを備える装置を提供する。
第2の態様は、外側リングと、外側リングの内側に周方向に配置されたノズルのセットであって半径方向内側に延在するノズルのセットと、外側リングの内面に接続され且つノズルのセットの一部を覆って外側リングの周りに周方向に延在して、作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した装置と、ノズルのセットに接続された、外側リングの半径方向内側の内側リングとを備えるタービンの第1のフランジを提供する。
第3の態様は、ステータと、ステータ内に配置されたタービンの第1のフランジとを備えたタービンを提供し、該タービンの第1のフランジが、外側リングと、外側リングの内側に周方向に配置されたノズルのセットであって半径方向内側に延在するノズルのセットと、外側リングの内面に接続され且つノズルのセットの一部を覆って外側リングの周りに周方向に延在して、作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した装置と、ノズルのセットに接続された、外側リングの半径方向内側の内側リングとを含み、該タービンは更に、作動流体通路の半径方向内側に構成されたロータを備える。
本発明の上記その他の特徴については、本発明の様々な実施形態を示す図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができるであろう。
本発明の図面は縮尺通りではない点に留意されたい。当該図面は、本発明の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。各図において同じ参照符号が付けられた要素は、互いに関して実質的に同様に説明することができる点は理解される。更に、図1〜12に関して図示され説明された実施形態では、同じ参照符号は同じ要素を表すことができる。これらの要素の冗長的な説明は明確にするために省略されている。最後に、図1〜12の構成要素及びこれらに付随する説明は、本明細書で記載されるあらゆる実施形態に適用することができる点は理解される。
上述の通り、本発明の態様は、漏洩流の方向をタービンの作動流体の流路に配向及び/又は整列させることによりタービンにおけるウィンデージ及び混合損失を低減するように構成されたシステム及び方法を提供する。装置は、タービンのダイアフラムに接続されて、漏洩流の経路においてタービンのノズル先端に近接して位置するベースを含む。装置の半径方向部分は、漏洩流の経路内に位置付けられ、ベースからタービンのロータに向かって半径方向内側に延在する。作動中、装置は、漏洩流と接触し、該漏洩流をタービンの漏洩領域(例えば、ダイアフラムと翼形部先端との間)から主流路に作動流体流路に実質的に相補的な角度で配向/誘導して戻すように構成される。装置は、作動流体流路に導入/混合する前に漏洩流のスワールを調整/低減する。
図面に移ると、漏洩流の方向をタービンの作動流体流路の流路と再配向及び/又は整列させることにより、タービンにおけるウィンデージ及び混合損失を低減するように構成されたシステム及び装置の実施形態が示されている。図の構成要素の各々は、従来手段によって(例えば、図1〜12に示される共通導管又は他の基地の手段)接続することができる。図面を参照すると、図1は、ガスタービン又は蒸気タービン10の部分切り欠き斜視図を示す。タービン10は、回転シャフト14と複数の軸方向に離間したロータホイール18とを有するロータ12を含む。複数の動翼20が各ロータホイール18に機械的に結合されている。より具体的には、動翼20は、各ロータホイール18の周りに周方向に延在した列状に配列される。複数の静翼22が、シャフト14の周りに周方向に延在しており、静翼は、動翼20の隣接する列間に軸方向に位置付けられる。静翼22は、動翼20と協働して段を形成し、タービン10を通る蒸気流路の一部を定める。
作動時には、ガス又は蒸気24がタービン10の入口26に流入し、静翼22を通って送られる。静翼22は、ガス又は蒸気24を動翼20に接して下流側に配向する。ガス又は蒸気24は、残りの段を通過して動翼20に力を加え、シャフト14を回転させるようにする。タービン10の少なくとも1つの端部は、回転するシャフト12から離れて軸方向に延在することができ、限定ではないが、発電機及び/又は別のタービンなどの負荷又は機械装置(図示せず)に取り付けることができる。
一実施形態では、タービン10は、5つの段を含むことができる。5つの段は、L0、L1、L2、L3、及びL4と呼ばれる。段L4は、第1の段であり、5つの段のうちの最も小さい(半径方向で)ものである。段L3は、第2の段であり、軸方向で次の段である。段L2は、第3の段であり、5つの段のうちの中間に図示されている。段L1は、第4の段で、最後から2番目の段である。段L0は、最後の段であり、最も大きい(半径方向で)ものである。5つの段は単に一例として示されており、各タービンが5つよりも多い又は少ない段を有することができる点を理解されたい。また、本明細書で記載されるように、本発明の教示は、必ずしも複数段のタービンを必要とするものではない。
図2に移ると、本発明の実施形態によるタービン100の部分斜視図が示される。タービン100は、ロータ94(図2に部分的に図示される)と、該ロータを実質的に囲むダイアフラム90(図2に部分的に図示される)とを含むことができる。タービンバケット70は、ロータ94内に固定され、ダイアフラム90に接続されたノズル62のセット間に位置することができる。図2で分かるように、ノズル62のセットは、タービン100の段を定める複数のノズル62を含むことができる。ノズル62及びタービンバケット70は、それぞれダイアフラム90及びロータ94から半径方向に延在して、ノズル62及びタービンバケット70がタービン100の軸方向長さに沿って分散配置される。蒸気のような作動流体は、作動流体通路7(例えば、主流路)に沿ってタービンバケット70及びノズル62を通り下流側の位置に配向され、ロータ94の回転を助けることができる。
図2で分かるように、作動流体の漏洩流84は、作動流体通路7から漏洩/放出され、タービンバケット70の周囲でバケット先端74とダイアフラム90から延在したシール歯状部80のセットとの間のキャビティ72を通過することができる。漏洩流84は、タービン100の表面(例えば、ノズル62、ノズル先端60など)に接触して作動流体通路7に強制的に戻されるまで、作動流体通路7に実質的に平行なタービン100に沿って軸方向に移動することができる。一実施形態では、タービン100は、作動流体通路7における作動流体の移動方向と実質的に相補的及び/又は共通の角度で漏洩流84を作動流体通路7に配向するように構成された装置120を含むことができる。装置120は、タービン100のダイアフラム90に接続されたベース160と、該ベース160に接続され且つベース160からロータ94に向けて半径方向内側に延在する半径方向部分164とを含むことができる。半径方向部分164は、漏洩流84の流れ特性を調整(漏洩流84の移動方向を調整)するような向きにすることができる。一実施形態では、半径方向部分164は、タービン100の1次作動流体に相補的な角度(例えば、移動方向と実質的に一致した角度又は移動方向に一致する角度など)で半径方向内側に漏洩流84を配向することができる。
装置120は、ダイアフラム90、タービン100、及び/又は作動流体通路7の周りに(周方向で)間欠的に又は連続的に配置することができる。一実施形態では、装置120は、作動流体通路7及び/又は漏洩流84と相対的なピッチの向きにすることができる。一実施形態では、装置120は、ダイアフラム90の一部として形成することができる。別の実施形態では、装置120は、ダイアフラム90に接続(例えば、溶接、ろう付け、ボルト締めなど)することができる。装置120は、作動流体通路7に再導入する前に漏洩流84のスワールを調整することができる。一実施形態では、装置120は、漏洩流84のベースラインスワールに対して約25度だけ漏洩流84のスワールを調整することができる。
装置120は、ダイアフラム90、タービン100、及び/又は作動流体通路7の周りに(周方向で)間欠的に又は連続的に配置することができる。一実施形態では、装置120は、作動流体通路7及び/又は漏洩流84と相対的なピッチの向きにすることができる。一実施形態では、装置120は、ダイアフラム90の一部として形成することができる。別の実施形態では、装置120は、ダイアフラム90に接続(例えば、溶接、ろう付け、ボルト締めなど)することができる。装置120は、作動流体通路7に再導入する前に漏洩流84のスワールを調整することができる。一実施形態では、装置120は、漏洩流84のベースラインスワールに対して約25度だけ漏洩流84のスワールを調整することができる。
図3に移ると、タービンの第1のフランジ528の一実施形態の3次元部分斜視図が示される。この実施形態では、タービンの第1のフランジ528は、タービンシェル(例えば、ステータ)内でロータの周りに配置されるように構成された外側リング532を含む。ノズル524のセットは、外側リング532の半径方向内側表面に接続することができる。ノズル524のセットは、外側リング532の周りに周方向の向きにすることができ、外側リング532から半径方向内側に延在して作動流体通路7を部分的に定めることができる。内側リング522は、外側リング532の半径方向内側に位置し、ノズル524のセットに接続することができる。一実施形態では、装置120は、外側リング532の内面に接続することができる。装置120は、タービンの第1のフランジ528の周りに周方向に延在して、ノズル524のセットの一部を軸方向に被覆/シールドすることができる。一実施形態では、タービンの第1のフランジ528は、均一な構成要素/本体(例えば、単一の材料部品から形成された1つの要素)として形成することができる。別の実施形態では、タービンの第1のフランジ528は、現在公知又は将来開発されるあらゆる材料を含むことができる複数の構成要素の組立体(例えば、ノズル、リングなど)として形成されてもよい。
図4を参照すると、ノズル先端60に接続された装置120の一実施形態を含む環境200の一部の3次元部分斜視図が図示される。この実施形態では、装置120は、漏洩流84が作動流体通路7への再導入中にノズル先端60に対して整列されるようにノズル先端60とバケット先端74との間に位置付けられる。漏洩流84は、キャビティ72を通って移動して装置120に接触/流入することができ、該装置120は、ノズル先端60をシールドし、漏洩流84を作動流体通路7に部分的に半径方向内側に配向する。一実施形態では、装置120は、漏洩流84の軸方向/運動量の一部を維持するような間隔幅にされる。
図5を参照すると、バケット先端74に近接してノズル62に接続された装置120の半径方向部分122の一実施形態を含む、環境220の一部の3次元部分斜視図が図示される。この実施形態では、半径方向部分122は、ダイアフラム90の表面から作動流体通路7に向けて半径方向内側に延在して、中央部分180、第1のフランジ182、及び第2のフランジ184を含む。中央部分180は、タービン100の隣接するノズル62間に延在することができ、実質的に円滑な表面を有することができる。中央部分180は、作動流体通路7に直線状の突出部(例えば、半径方向に遮られることなく)を提供することができる。第1のフランジ182及び第2のフランジ184は、隣接ノズル62及び/又はノズル根元60の相補的部分に接触及び/又は接続することができる。一実施形態では、第1のフランジ182及び/又は第2のフランジ184は、装置120をタービン100内で実質的に周方向に位置することができる。一実施形態では、半径方向部分122は、タービン100の所与の段の各ノズル62及び/又はノズル先端60間に延在して、その周りに周方向に連続した面を形成することができる。
図6に移ると、装置124の一実施形態を含む環境230の一部の3次元部分斜視図が図示される。この実施形態では、装置124は、ノズル62に近接して配置され、バケット先端74に対向した装置124の表面にわたって半径方向に延在するリッジ188のセットを含む。リッジ188のセットは、隣接するノズル62間に周方向に配置することができ、角付き形状のリッジ、丸みのあるリッジ又は既知の他の何れかの形状のリッジを含むことができる。作動中、リッジ188は、漏洩流84を運び、該漏洩流84の周方向の流れを制限することができる。一実施形態では、リッジ188は、ノズル62及び/又はバケット70に対してある角度の向きにすることができる。リッジ188のセットは、あらゆる数のリッジを含むことができる点は理解される。
図7に移ると、ノズル先端60に接続され且つ半径方向内側に延在してノズルの一部を接触及び/又はシールドする装置124の一実施形態を含む、環境240の一部の3次元部分斜視図が図示される。この実施形態では、リッジ188は、ノズル62に対して半径方向に向けられ(例えば、直線状、回転に対して直角など)、装置124の全体にわたって延在する。装置124は直線状の突出部を含む。一実施形態では、リッジ188は、漏洩流84の流れ特性を操作することができる直線状の形状/向きを有することができる。別の実施形態では、図8には、ノズル先端60に接続され且つ動翼及び/又はブレード方向に対して接線方向にリッジ388を向けて、漏洩流84の流れ特性を操作できる傾斜した/角度付きの向き/形状を備えたリッジ388のセットを含む装置324の一実施形態を含む、環境340の一部の3次元部分斜視図が図示される。リッジ388は、タービンの回転に対してあらゆる角度の向きにすることができる点は理解される。更に別の実施形態では、図9には、ノズル先端60に接続され且つ漏洩流84の流れ特性を操作できる装置424の表面から延在した湾曲形状/向きを有するリッジ489のセットを含む装置424の一実施形態を含む、環境440の一部の3次元部分斜視図が図示される。
図10に移ると、ダイアフラム90、ノズル先端60、及び/又はノズル62に接続された、装置128の一実施形態を含む環境250の一部の3次元部分斜視図が図示される。この実施形態では、装置128は、リッジ280の第1のセット及びリッジ282の第2のセットを含む。リッジ280の第1のセット及びリッジ282の第2のセットは、装置128の軸方向面上に配置され、実質的に半径方向に向けられる。リッジ280の第1のセットは、リッジ282の第2のセットの半径方向内側に位置付けることができ、リッジ280の第1のセット及びリッジ282の第2のセット間で装置128にわたって周方向に延在して分割突出部を形成するノッチ282により、リッジ282の第2のセットから分離することができる。分割突出部は、漏洩流84のスワール角を操作することができる。漏洩流84が装置128と接触すると、漏洩流84の一部は、ノッチ282を通って周方向に配向され、これにより漏洩流84の流れ特性を操作することができる。一実施形態では、リッジ280の第1のセット及びリッジ282の第2のセットは、互いに対して周方向に別個に位置付けられ(例えば、互いに直接的ではない)、漏洩流84の流れ特性を更に調整することができる。
図11に移ると、複数シャフトの複合サイクル発電プラント500の一部の概略図が示される。複合サイクル発電プラント500は、例えば、発電機570に動作可能に接続されたガスタービン580を含むことができる。発電機570及びガスタービン580は、シャフト515によって機械的に結合することができ、該シャフト515は、ガスタービン580の駆動シャフト(図示せず)と発電機570との間でエネルギーを伝達することができる。また、図11には、ガスタービン580及び蒸気タービン592に動作可能に接続された熱交換器586が示される。熱交換器586は、従来の導管(符号の付与は省略)を介してガスタービン580及び蒸気タービン592の両方に流体接続することができる。ガスタービン580及び/又は蒸気タービン592は、図2又は本明細書で記載される他の実施形態の装置120に接続することができる。熱交換器586は、従来の複合サイクル発電システムで使用されるような、従来の熱回収蒸気発生器(HRSG)とすることができる。発電分野で公知のように、HRSG586は、ガスタービン580からの高温排気ガスを供給水と組み合わせて用いて蒸気を生成することができ、該蒸気は、蒸気タービン592に送給される。蒸気タービン592は、任意選択的に、第2の発電機システム570(第2のシャフト515を介して)に結合することができる。発電機570及びシャフト515は、当該技術分野で公知のあらゆるサイズ又はタイプのものとすることができ、これらの用途又は接続されるシステムに応じて異なることができる点は理解される。発電機及びシャフトの共通の符号化は、明確にするためであり、必ずしもこれらの発電機又はシャフトが同一であることを示唆するものではない。別の実施形態では、図12に示すように、単一シャフトの複合サイクル発電プラント990は、単一のシャフト515を介してガスタービン580及び蒸気タービン592の両方に結合された単一の発電機570を含むことができる。蒸気タービン592及び/又はガスタービン580は、図2又は本明細書で記載される他の実施形態の装置120に接続することができる。
本開示のシステム及び装置は、何れかの1つの特定のタービン、発電システム又は他のシステムに限定されず、他の発電システム及び/又はシステム(例えば、複合サイクル、単純サイクル、原子力)と共に用いることができる。加えて、本発明のシステム及び装置は、本明細書で記載されていないが、本明細書で記載されたシステム及び装置の侵入損失の低減及び漏洩誘導による恩恵を受けることができる他のシステムと共に用いることができる。
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び/又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び/又は構成部品の存在を明示しているが、1つ又はそれ以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び/又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
7 作動流体通路
10 ガス又は蒸気タービン
12 ロータ
14 回転シャフト
18 軸方向離間したロータホイール
20 動翼
22 静翼
24 ガス又は蒸気
26 入口
60 ノズル先端
62 ノズルのセット
70 タービンバケット
72 キャビティ
74 バケット先端
80 シール歯状部のセット
84 漏洩流
90 ダイアフラム
94 ロータ
100 タービン
120 装置
122 半径方向部分
124 装置
128 装置
180 中央部分
182 第1のフランジ
184 第2のフランジ
188 リッジのセット
200 環境
220 環境
230 環境
240 環境
250 環境
280 第1のリッジのセット
282 第2のリッジのセット
284 ノッチ
324 装置
340 環境
388 リッジのセット
400 環境
424 装置
489 リッジのセット
500 複数シャフトの複合サイクル発電プラント
515 シャフト
522 内側リング
524 ノズルのセット
528 タービンダイアフラムシステム
532 外側リング
570 単一の発電機
580 ガスタービン
586 熱交換器(HRSG)
592 蒸気タービン
990 単一シャフト複合サイクル発電プラント
段L0
段L1
段L2
段L3
段L4
10 ガス又は蒸気タービン
12 ロータ
14 回転シャフト
18 軸方向離間したロータホイール
20 動翼
22 静翼
24 ガス又は蒸気
26 入口
60 ノズル先端
62 ノズルのセット
70 タービンバケット
72 キャビティ
74 バケット先端
80 シール歯状部のセット
84 漏洩流
90 ダイアフラム
94 ロータ
100 タービン
120 装置
122 半径方向部分
124 装置
128 装置
180 中央部分
182 第1のフランジ
184 第2のフランジ
188 リッジのセット
200 環境
220 環境
230 環境
240 環境
250 環境
280 第1のリッジのセット
282 第2のリッジのセット
284 ノッチ
324 装置
340 環境
388 リッジのセット
400 環境
424 装置
489 リッジのセット
500 複数シャフトの複合サイクル発電プラント
515 シャフト
522 内側リング
524 ノズルのセット
528 タービンダイアフラムシステム
532 外側リング
570 単一の発電機
580 ガスタービン
586 熱交換器(HRSG)
592 蒸気タービン
990 単一シャフト複合サイクル発電プラント
段L0
段L1
段L2
段L3
段L4
Claims (20)
- タービンのダイアフラムに接続されるように構成されたベースと、
前記ベースに接続していて該ベースから前記タービンのロータに向かって半径方向内側に延在する半径方向部分であって、半径方向内側の作動流体の漏洩流の進行方向を前記タービンの1次作動流体経路と相補的な角度に調整するように配向した半径方向部分と
を備える装置。 - 前記半径方向部分が、上流側表面上に配置されたリッジの第1のセットを含み、前記リッジの第1のセットが、前記上流側表面に対して実質的に半径方向に向けられて軸方向上流側に延在している、請求項1記載の装置。
- 前記半径方向部分が更に、実質的に半径方向に向けられ且つ前記上流側表面に対して軸方向に延在するリッジの第2のセットを含み、該リッジの第2のセットが、半径方向内側に前記上流側表面に且つ前記リッジの第1のセットとは物理的に別個に配置される、請求項2記載の装置。
- 前記リッジの第1のセットが、直線状、傾斜状又は湾曲状のうちの少なくとも1つに向けられる、請求項2記載の装置。
- 前記ベースが、前記半径方向部分の領域に対して軸方向上流側に位置する、請求項1記載の装置。
- 前記半径方向部分が、
第1のフランジと、
前記第1のフランジに接続され、周方向に延在する中央部分と、
前記中央部分に接続され、前記第1のフランジとは実質的に反対に位置する第2のフランジと
を含む、請求項1記載の装置。 - タービンの第1のフランジであって、
外側リングと、
前記外側リングの内側に周方向に配置されたノズルのセットであって半径方向内側に延在するノズルのセットと、
前記外側リングの内面に接続され且つ前記ノズルのセットの一部を覆って前記外側リングの周りに周方向に延在して、前記作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した装置と、
前記ノズルのセットに接続された、前記外側リングの半径方向内側の内側リングと
を備える、タービンの第1のフランジ。 - 前記装置が、前記外側リングの周りに周方向に連続している、請求項7記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記装置が、前記外側リングの周囲付近に間欠的に配置される、請求項7記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記タービンの第1のフランジが、均一な本体として形成される、請求項7記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記半径方向部分が、上流側表面上に配置されたリッジの第1のセットを含み、前記リッジの第1のセットが、前記上流側表面に対して実質的に半径方向に向けられて軸方向上流側に延在している、請求項7記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記半径方向部分が更に、実質的に半径方向に向けられ且つ前記上流側表面に対して軸方向に延在するリッジの第2のセットを含み、該リッジの第2のセットが、半径方向内側に前記上流側表面に且つ前記リッジの第1のセットとは物理的に別個に配置される、請求項11記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記リッジの第1のセットが、直線状、傾斜状又は湾曲状のうちの少なくとも1つに向けられる、請求項11記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記ベースが、前記半径方向部分の領域に対して軸方向上流側に位置する、請求項7記載のタービンの第1のフランジ。
- 前記半径方向部分が、
第1のフランジと、
前記第1のフランジに接続され、周方向に延在する中央部分と、
前記中央部分に接続され、前記第1のフランジとは実質的に反対に位置する第2のフランジと
を含む、請求項7記載のタービンの第1のフランジ。 - タービンであって、
ステータと、
前記ステータ内に配置されたタービンの第1のフランジと
を備え、前記タービンの第1のフランジが、
外側リングと、
前記外側リングの内側に周方向に配置されたノズルのセットであって半径方向内側に延在するノズルのセットと、
前記外側リングの内面に接続され且つ前記ノズルのセットの一部を覆って前記外側リングの周りに周方向に延在して、前記作動流体の漏洩流の進行方向をタービンの1次作動流体経路と相補的な角度で半径方向内側に調整するように配向した装置と、
前記ノズルのセットに接続された、前記外側リングの半径方向内側の内側リングとを含み、前記タービンが更に、前記作動流体通路の半径方向内側に構成されたロータを備える、タービン。 - 前記半径方向部分が、上流側表面上に配置されたリッジの第1のセットを含み、前記リッジの第1のセットが、前記上流側表面に対して実質的に半径方向に向けられて軸方向上流側に延在している、請求項16記載のタービン。
- 前記半径方向部分が更に、実質的に半径方向に向けられ且つ前記上流側表面に対して軸方向に延在するリッジの第2のセットを含み、該リッジの第2のセットが、半径方向内側に前記上流側表面に且つ前記リッジの第1のセットとは物理的に別個に配置される、請求項17記載のタービン。
- 前記リッジの第1のセットが、直線状、傾斜状又は湾曲状のうちの少なくとも1つに向けられる、請求項17記載のタービン。
- 前記半径方向部分が、
第1のフランジと、
前記第1のフランジに接続され、周方向に延在する中央部分と、
前記中央部分に接続され、前記第1のフランジとは実質的に反対に位置する第2のフランジと
を含む、請求項16記載のタービン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/633,651 US9453417B2 (en) | 2012-10-02 | 2012-10-02 | Turbine intrusion loss reduction system |
US13/633,651 | 2012-10-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014074404A true JP2014074404A (ja) | 2014-04-24 |
Family
ID=49326524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013200710A Pending JP2014074404A (ja) | 2012-10-02 | 2013-09-27 | タービン侵入損失低減システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9453417B2 (ja) |
EP (1) | EP2716864B1 (ja) |
JP (1) | JP2014074404A (ja) |
CN (1) | CN203939525U (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9453417B2 (en) * | 2012-10-02 | 2016-09-27 | General Electric Company | Turbine intrusion loss reduction system |
US20170211407A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | General Electric Company | Flow alignment devices to improve diffuser performance |
EP3358142B1 (en) | 2017-02-02 | 2021-08-18 | General Electric Company | Turbine tip shroud leakage flow control |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03903A (ja) * | 1989-05-26 | 1991-01-07 | Hitachi Ltd | 軸流タービンのノズル・ダイヤフラム |
JP2002201913A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの分割壁およびシュラウド |
JP2004011553A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸流型ターボ機械 |
US20060034689A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Taylor Mark D | Turbine |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US779972A (en) | 1904-05-09 | 1905-01-10 | David E Rowland | Connecting-head for hay-elevators. |
FR896166A (fr) | 1942-07-09 | 1945-02-14 | Wagner Hochdruck Dampfturbinen | Support d'aubes directrices pour turbines à vapeur et à gaz, en particulier pour hautes pressions et températures élevées |
FR1086314A (fr) | 1953-07-06 | 1955-02-11 | Rateau Soc | Perfectionnements aux turbines en vue de réduire la puissance absorbée par un rotor tournant en sens inverse de son sens normal de rotation |
US4869640A (en) * | 1988-09-16 | 1989-09-26 | United Technologies Corporation | Controlled temperature rotating seal |
US5489186A (en) * | 1991-08-30 | 1996-02-06 | Airflow Research And Manufacturing Corp. | Housing with recirculation control for use with banded axial-flow fans |
US5211533A (en) * | 1991-10-30 | 1993-05-18 | General Electric Company | Flow diverter for turbomachinery seals |
US5545004A (en) * | 1994-12-23 | 1996-08-13 | Alliedsignal Inc. | Gas turbine engine with hot gas recirculation pocket |
WO1998016724A1 (en) | 1996-10-15 | 1998-04-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine and steam power plant with the steam turbine |
US6077035A (en) | 1998-03-27 | 2000-06-20 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Deflector for controlling entry of cooling air leakage into the gaspath of a gas turbine engine |
EP1270874B1 (de) | 2001-06-18 | 2005-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbine mit einem Verdichter für Luft |
DE10295864D2 (de) | 2001-12-14 | 2004-11-04 | Alstom Technology Ltd Baden | Gasturbinenanordnung |
US6779972B2 (en) | 2002-10-31 | 2004-08-24 | General Electric Company | Flowpath sealing and streamlining configuration for a turbine |
US7114339B2 (en) | 2004-03-30 | 2006-10-03 | United Technologies Corporation | Cavity on-board injection for leakage flows |
US7029235B2 (en) | 2004-04-30 | 2006-04-18 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cooling system for a tip of a turbine blade |
US7489811B2 (en) | 2004-10-08 | 2009-02-10 | Siemens Energy, Inc. | Method of visually inspecting turbine blades and optical inspection system therefor |
US7189055B2 (en) * | 2005-05-31 | 2007-03-13 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Coverplate deflectors for redirecting a fluid flow |
US7244104B2 (en) | 2005-05-31 | 2007-07-17 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Deflectors for controlling entry of fluid leakage into the working fluid flowpath of a gas turbine engine |
US7654091B2 (en) | 2006-08-30 | 2010-02-02 | General Electric Company | Method and apparatus for cooling gas turbine engine combustors |
US20100281868A1 (en) | 2007-12-28 | 2010-11-11 | General Electric Company | Gas turbine engine combuster |
EP2096262A1 (en) | 2008-02-26 | 2009-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Axial flow turbine with low shroud leakage losses |
US8192161B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-06-05 | Frontier Wind, Llc. | Wind turbine with deployable air deflectors |
US20100213716A1 (en) | 2009-02-24 | 2010-08-26 | Santoro Stephen P | Fluid flow energy concentrator |
US8182204B2 (en) | 2009-04-24 | 2012-05-22 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Deflector for a gas turbine strut and vane assembly |
US8810057B2 (en) | 2009-04-27 | 2014-08-19 | Aerodynenergy, Inc. | Wind energy systems and methods of use |
CN102762816B (zh) | 2009-09-04 | 2015-08-12 | 西门子公司 | 涡轮机的组件 |
US20110146294A1 (en) | 2009-12-22 | 2011-06-23 | Rubin Townsend | Airplane engine deflector systems |
US8616838B2 (en) * | 2009-12-31 | 2013-12-31 | General Electric Company | Systems and apparatus relating to compressor operation in turbine engines |
US9453417B2 (en) * | 2012-10-02 | 2016-09-27 | General Electric Company | Turbine intrusion loss reduction system |
-
2012
- 2012-10-02 US US13/633,651 patent/US9453417B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-09-27 JP JP2013200710A patent/JP2014074404A/ja active Pending
- 2013-09-27 CN CN201320600327.3U patent/CN203939525U/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-10-01 EP EP13186846.5A patent/EP2716864B1/en not_active Not-in-force
-
2016
- 2016-06-02 US US15/171,094 patent/US20160281518A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03903A (ja) * | 1989-05-26 | 1991-01-07 | Hitachi Ltd | 軸流タービンのノズル・ダイヤフラム |
JP2002201913A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの分割壁およびシュラウド |
JP2004011553A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸流型ターボ機械 |
US20060034689A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Taylor Mark D | Turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2716864A1 (en) | 2014-04-09 |
US20160281518A1 (en) | 2016-09-29 |
US20140093359A1 (en) | 2014-04-03 |
US9453417B2 (en) | 2016-09-27 |
CN203939525U (zh) | 2014-11-12 |
EP2716864B1 (en) | 2017-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6397604B2 (en) | Cooling supply system for stage 3 bucket of a gas turbine | |
JP6186133B2 (ja) | タービンシステムの移行ダクト用の重畳シール | |
JP2011237033A (ja) | 湾曲ラビリンス・シール | |
JP2015086872A (ja) | ガスタービンのセグメント間隙の冷却用および/またはパージ用の微細チャネル排出装置 | |
CN104632296A (zh) | 轴流式涡轮机 | |
US20140348642A1 (en) | Conjoined gas turbine interface seal | |
JP2010159667A (ja) | 軸流タービン | |
JP2015081605A (ja) | 先端部フィレットを含むタービンエーロフォイル | |
CN105715310A (zh) | 发动机和用于操作所述发动机的方法 | |
EP3628817A1 (en) | Blade structure for turbomachine | |
US20160281518A1 (en) | Turbine intrusion loss reduction system | |
KR102465616B1 (ko) | 회전 기계용 가이드 베인 조립체 및 이를 조립하는 방법 | |
EP2620595A1 (en) | Turbine packing deflector | |
JP6496534B2 (ja) | 蒸気タービン及びその組み立て方法 | |
CN110431286B (zh) | 用于涡轮机的尖端平衡狭缝 | |
KR102256876B1 (ko) | 축방향 지향 밀봉 시스템 | |
KR101574979B1 (ko) | 회전형 유동 기계 내의 적어도 하나의 블레이드 열의 블레이드를 냉각하기 위한 방법 및 냉각 시스템 | |
US9581036B2 (en) | Seal system including angular features for rotary machine components | |
JP2013256944A (ja) | 回転機械用シュラウド及びその組立て方法 | |
US20120308360A1 (en) | Overlap seal for turbine nozzle assembly | |
JP2014092155A (ja) | タービンカウリングシステム | |
EP2630337A1 (en) | Gas turbine provided with a cooling circuit for tip sections of rotor blades |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170706 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170711 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180220 |