JP2016017446A - Axial-flow turbine and power generation plant with axial-flow turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態は、軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントに関する。 Embodiments described herein relate generally to an axial turbine and a power plant including the axial turbine.
近年、軸流タービンを備えた発電プラントにおいては、発電効率を改善するとともに、CO2、SOx、NOx等のガスの発生量を抑制し、地球温暖化の抑制を図ることが望まれている。 In recent years, in a power plant equipped with an axial turbine, it is desired to improve power generation efficiency and to suppress the generation of CO2, SOx, NOx, and other gases to suppress global warming.
蒸気タービンやガスタービン等の軸流タービンを用いる火力発電プラントでは、発電効率を改善するための有効な手法として、軸流タービンに供給される作動流体の温度、すなわちタービン入口温度を上昇させることが行われている。 In a thermal power plant using an axial flow turbine such as a steam turbine or a gas turbine, as an effective method for improving power generation efficiency, the temperature of the working fluid supplied to the axial flow turbine, that is, the turbine inlet temperature, can be increased. Has been done.
一方、軸流タービンに流入する作動流体の体積流量が小さい場合、ノズル(静翼)間のスロート面積(最小流路面積)を小さくすることが求められる。このことにより、設計上、必然的にノズルの翼高さが小さくなる。この場合、ノズル間においては、二次流れが支配的になり、二次損失が増加して、軸流タービンの性能が低下するおそれが生じる。このため、作動流体の体積流量が小さい場合に、タービン性能の低下を抑制しつつ、二次流れの抑制を図ることが困難な場合がある。 On the other hand, when the volume flow rate of the working fluid flowing into the axial turbine is small, it is required to reduce the throat area (minimum flow path area) between the nozzles (stationary blades). This inevitably reduces the blade height of the nozzle by design. In this case, the secondary flow becomes dominant between the nozzles, the secondary loss increases, and the performance of the axial turbine may be degraded. For this reason, when the volume flow rate of the working fluid is small, it may be difficult to suppress the secondary flow while suppressing the deterioration of the turbine performance.
ところで、蒸気タービンにおいては、作動流体の体積流量が小さい場合に二次流れの抑制を図るために、いわゆる部分送入構造が適用されている。通常、蒸気タービンのダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部の全周にわたって複数のノズルが配列されており、作動流体は、この環状開口部を全周にわたって流入されるようになっている。一方、部分送入とは、この環状開口部の周方向における一部の領域に作動流体を流入させ、他の領域を閉止するという構造である。すなわち、図10に示すように、環状開口部の周方向における一部の領域に少なくとも一つのノズル100が設けられ、当該環状開口部の他の領域に閉止部101が設けられ、この閉止部101にはノズル100が設けられることなく、閉止部101は作動流体が流入することがないように閉止される。この場合、環状開口部のうち閉止部101の領域の割合を変えることにより、ノズル100の翼高さを高くするように調整することができる。このため、作動流体の体積流量が小さい場合であっても、二次流れの抑制を図り、軸流タービンの性能低下を抑制することができる。このような部分送入構造は、通常、蒸気タービンの調速段落に好適に用いられるものである。
By the way, in the steam turbine, a so-called partial feed structure is applied in order to suppress the secondary flow when the volume flow rate of the working fluid is small. Usually, a plurality of nozzles are arranged over the entire circumference of the annular opening formed between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring of the steam turbine, so that the working fluid flows through the entire circumference of the annular opening. It has become. On the other hand, the partial feeding is a structure in which the working fluid is allowed to flow into a partial region in the circumferential direction of the annular opening and the other region is closed. That is, as shown in FIG. 10, at least one
上述したように、作動流体の体積流量が少ない軸流タービンでは、部分送入構造を適用することが多い。しかしながら、部分送入構造には、部分送入構造を起因とする付加的な損失が発生し、効率が低下し得る。効率低下の要因としては、主に2つが考えられる。 As described above, in the axial turbine having a small volume flow rate of the working fluid, the partial feed structure is often applied. However, in the partial feeding structure, an additional loss due to the partial feeding structure occurs, and the efficiency can be lowered. There are two main reasons for the decrease in efficiency.
すなわち、環状開口部に設けられた閉止部101には作動流体が流入しない。このことにより、ノズル100から流出された主流F1の流路に位置付けられていない動翼102の間の空間には、作動流体が流入し難くなり、このような動翼102の間には極めて速度の小さい作動流体が充満して滞留することになる。このため、この滞留している作動流体を回転させるために動翼102の回転エネルギが消費され、損失が発生するという問題がある。
That is, the working fluid does not flow into the
また、図10に示すように、閉止部101の下流側面101aと動翼102の上流端102aとの間には、動翼102の回転に引きずられるようにして動翼102の回転方向に沿う作動流体の回転方向流れF2が形成され、形成された回転方向流れF2は、閉止部101の下流側面101aにおける回転方向側の端部101bに達する。しかしながら、当該端部101bに達した回転方向流れF2の速度は非常に小さい。このことにより、ノズル100で加速された作動流体の主流F1のエネルギが、当該端部101bに達した速度の小さい回転方向流れF2を動翼102の側に向けて加速させるために消費され、損失が発生するという問題がある。
Further, as shown in FIG. 10, the operation along the rotation direction of the
このようにして、部分送入構造を適用することによって新たな損失が発生し、効率向上の妨げとなっていた。 In this way, a new loss occurs by applying the partial feeding structure, which hinders efficiency improvement.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、部分送入構造を有する軸流タービンであって、部分送入構造を起因とするエネルギ損失を抑制して効率を向上させることができる軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a point, and is an axial flow turbine having a partial feed structure, which improves energy efficiency by suppressing energy loss caused by the partial feed structure. It is an object of the present invention to provide an axial flow turbine capable of generating a power plant and a power plant including the same.
実施の形態による軸流タービンは、ケーシングに支持されたノズル構造体と、ノズル構造体の下流側に設けられ、ケーシングに対して回転自在なタービンロータに支持された動翼構造体と、を有している。ノズル構造体は、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部と、を備えている。閉止部は、この他の領域を閉止し、この他の領域への作動流体の流入を防止する。閉止部に、この閉止部の上流側面から下流側面に貫通する貫通開口部が設けられている。 An axial turbine according to an embodiment includes a nozzle structure supported by a casing, and a rotor blade structure provided on a downstream side of the nozzle structure and supported by a turbine rotor that is rotatable with respect to the casing. doing. The nozzle structure is provided in a part of the annular opening formed between the outer ring of the diaphragm and the inner ring of the diaphragm in a region in the circumferential direction and in another region of the annular opening in the circumferential direction. And a closing portion. The closing portion closes this other region and prevents the working fluid from flowing into this other region. The closing portion is provided with a through opening that penetrates from the upstream side surface to the downstream side surface of the closing portion.
また、実施の形態による軸流タービンは、ケーシングに支持された複数のノズル構造体と、ケーシングに対して回転自在なタービンロータに支持された複数の動翼構造体と、を有している。ノズル構造体と動翼構造体は、タービンロータの軸線方向に交互に配置されている。ノズル構造体は、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部と、を備えている。閉止部は、この他の領域を閉止し、この他の領域への作動流体の流入を防止する。動翼構造体の下流側に配置されたノズル構造体の閉止部に、閉止部の上流側面から下流側面に貫通する貫通開口部が設けられている。貫通開口部は、この貫通開口部に上流側で隣り合うノズル構造体の閉止部と周方向に重なる位置に配置されている。 The axial turbine according to the embodiment includes a plurality of nozzle structures supported by a casing and a plurality of blade structures supported by a turbine rotor that is rotatable with respect to the casing. The nozzle structure and the rotor blade structure are alternately arranged in the axial direction of the turbine rotor. The nozzle structure is provided in a part of the annular opening formed between the outer ring of the diaphragm and the inner ring of the diaphragm in a region in the circumferential direction and in another region of the annular opening in the circumferential direction. And a closing portion. The closing portion closes this other region and prevents the working fluid from flowing into this other region. A through opening that penetrates from the upstream side surface to the downstream side surface of the closing portion is provided in the closing portion of the nozzle structure disposed on the downstream side of the moving blade structure. The through opening is arranged at a position overlapping the closing portion of the nozzle structure adjacent to the through opening on the upstream side in the circumferential direction.
また、実施の形態による軸流タービンは、ケーシングに支持されたノズル構造体と、ノズル構造体の下流側に設けられ、ケーシングに対して回転自在なタービンロータに支持された動翼構造体と、を有している。ノズル構造体は、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部と、を備えている。閉止部は、この他の領域を閉止し、この他の領域への作動流体の流入を防止する。動翼構造体は、周方向に配列された複数の動翼を備えている。閉止部の下流側面は、動翼構造体の回転方向に向って動翼の上流端に近づくように形成されている。 An axial turbine according to the embodiment includes a nozzle structure supported by a casing, a moving blade structure provided on a downstream side of the nozzle structure and supported by a turbine rotor that is rotatable with respect to the casing, have. The nozzle structure is provided in a part of the annular opening formed between the outer ring of the diaphragm and the inner ring of the diaphragm in a region in the circumferential direction and in another region of the annular opening in the circumferential direction. And a closing portion. The closing portion closes this other region and prevents the working fluid from flowing into this other region. The moving blade structure includes a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction. The downstream side surface of the closing portion is formed so as to approach the upstream end of the moving blade in the rotation direction of the moving blade structure.
さらに、実施の形態による軸流タービンは、ケーシングに支持されたノズル構造体と、ノズル構造体の下流側に設けられ、ケーシングに対して回転自在なタービンロータに支持された動翼構造体と、を有している。ノズル構造体は、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部と、を備えている。閉止部は、この他の領域を閉止し、この他の領域への作動流体の流入を防止する。動翼構造体は、周方向に配列された複数の動翼を備えている。閉止部の下流側面に、この下流側面と動翼の上流端との間の作動流体を動翼の側に誘導する誘導部が設けられている。 Furthermore, the axial turbine according to the embodiment includes a nozzle structure supported by a casing, a moving blade structure provided on a downstream side of the nozzle structure and supported by a turbine rotor rotatable with respect to the casing, have. The nozzle structure is provided in a part of the annular opening formed between the outer ring of the diaphragm and the inner ring of the diaphragm in a region in the circumferential direction and in another region of the annular opening in the circumferential direction. And a closing portion. The closing portion closes this other region and prevents the working fluid from flowing into this other region. The moving blade structure includes a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction. A guiding portion for guiding the working fluid between the downstream side surface and the upstream end of the moving blade to the moving blade side is provided on the downstream side surface of the closing portion.
また、実施の形態による発電プラントは、窒素を除去することにより空気から酸素を抽出する酸素製造装置と、燃料と、酸素製造装置により抽出された酸素とを燃焼させて、燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼器により生成された燃焼ガスが、作動流体として供給されて回転駆動する上述した軸流タービンと、を備えている。軸流タービンの回転駆動によって発電機が発電を行う。軸流タービンから排出された排出ガスが冷却器によって冷却される。冷却器により冷却された排出ガスの水分が湿分分離器によって分離されて除去され、排出ガスが再生される。湿分分離器により再生された再生ガスが圧縮機によって圧縮される。再生熱交換器において、圧縮機により圧縮された再生ガスと、軸流タービンから冷却器に向う排出ガスとの間で熱交換が行われる。再生熱交換器により熱交換された再生ガスは、燃焼器に供給される。 In addition, the power plant according to the embodiment combusts an oxygen production apparatus that extracts oxygen from the air by removing nitrogen, fuel, and oxygen extracted by the oxygen production apparatus to generate combustion gas. And the above-described axial turbine in which the combustion gas generated by the combustor is supplied as a working fluid and rotationally driven. The generator generates electricity by the rotational drive of the axial turbine. The exhaust gas discharged from the axial turbine is cooled by a cooler. The moisture in the exhaust gas cooled by the cooler is separated and removed by the moisture separator, and the exhaust gas is regenerated. The regeneration gas regenerated by the moisture separator is compressed by the compressor. In the regenerative heat exchanger, heat exchange is performed between the regenerated gas compressed by the compressor and the exhaust gas from the axial turbine toward the cooler. The regeneration gas heat-exchanged by the regeneration heat exchanger is supplied to the combustor.
(第1の実施の形態)
図1乃至図5を用いて、本発明の第1の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
(First embodiment)
The axial turbine and the power plant including the axial turbine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
まず、図1を用いて、発電プラント1について説明する。
First, the
図1に示すように、発電プラント1は、窒素を除去することにより空気から酸素を抽出する酸素製造装置2と、燃焼ガスを生成する燃焼器3と、燃焼器3により生成された燃焼ガスが作動流体として供給されて回転駆動するタービンロータ12(図2参照)を有する軸流タービン10と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
このうち、燃焼器3には、酸素製造装置2により抽出された酸素が供給されるようになっており、燃焼器3は、この酸素と、燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成するようになっている。燃焼器3において使用される燃料としては、例えば、メタンガス等の窒素を含まない天然ガスを挙げることができる。燃料の燃焼には、窒素を除去した空気、すなわち酸素が使用されることから、燃焼器3において生成される燃焼ガスは、CO2ガスと水蒸気とを含んでいる。すなわち、燃焼ガスの成分は、CO2(二酸化炭素)と水になる。このため、燃焼ガスに、SOx(硫黄酸化物)やNOx(窒素酸化物)等のガスが含まれることを抑制できる。 Among these, the oxygen extracted by the oxygen production apparatus 2 is supplied to the combustor 3, and the combustor 3 burns this oxygen and fuel to generate combustion gas. It has become. Examples of the fuel used in the combustor 3 include natural gas containing no nitrogen such as methane gas. Since combustion of fuel uses air from which nitrogen has been removed, that is, oxygen, the combustion gas generated in the combustor 3 contains CO 2 gas and water vapor. That is, the components of the combustion gas are CO2 (carbon dioxide) and water. For this reason, it can suppress that gases, such as SOx (sulfur oxide) and NOx (nitrogen oxide), are contained in combustion gas.
燃焼器3においては、高温の燃焼ガスが生成されるようになっており、例えば、600℃以上の燃焼ガスが生成されることが好適である。このことにより、発電効率の改善とCO2等のガスの発生量の抑制を図ることができる。なお、燃焼器3には、後述する再生熱交換器5から、当該再生熱交換器5において加熱された再生ガス(具体的には、CO2ガス、すなわち、CO2を成分とするガス)が供給され、この供給された再生ガスとともに燃料の燃焼が行われるようになっている。 In the combustor 3, high-temperature combustion gas is generated. For example, it is preferable that combustion gas of 600 ° C. or higher is generated. As a result, it is possible to improve the power generation efficiency and suppress the generation amount of gas such as CO2. The combustor 3 is supplied with a regeneration gas (specifically, CO 2 gas, that is, a gas containing CO 2 as a component) heated in the regeneration heat exchanger 5 from a regeneration heat exchanger 5 described later. The fuel is burned together with the supplied regeneration gas.
燃焼器3により生成された燃焼ガスは、作動流体として軸流タービン10に供給され、後述する動翼41(図3参照)に対して仕事を行い、タービンロータ12を回転駆動する。軸流タービン10のタービンロータ12には、発電機4が連結されており、タービンロータ12が回転駆動することによって発電機4が発電を行う。
Combustion gas generated by the combustor 3 is supplied to the
軸流タービン10において仕事を行った燃焼ガスは、排出ガスとして軸流タービン10から排出される。なお、排出ガスは、CO2ガスと水蒸気とを含んでいる。すなわち、排出ガスの成分も、CO2と水になる。排出ガスは、軸流タービン10の下流側に設けられた再生熱交換器5に供給される。また、再生熱交換器5には、後述するCO2ポンプ(圧縮機)8から、比較的低温の再生ガスが供給されるようになっている。このことにより、再生熱交換器5において、再生ガスと排出ガスとが熱交換を行い、比較的高温の排出ガスは冷却される。
The combustion gas that has worked in the
再生熱交換器5の下流側には、冷却器6が設けられている。この冷却器6には、再生熱交換器5から冷却された排出ガスが供給され、冷却器6は、この排出ガスを更に冷却する。 A cooler 6 is provided on the downstream side of the regenerative heat exchanger 5. The cooler 6 is supplied with the exhaust gas cooled from the regenerative heat exchanger 5, and the cooler 6 further cools the exhaust gas.
冷却器6の下流側には、湿分分離器7が設けられている。この湿分分離器7には、冷却器6により冷却された排出ガスが供給され、湿分分離器7は、この排出ガスの水分を分離して除去する。このことにより、CO2と水とを成分とする排出ガスから水分が除去され、排出ガスが再生される。すなわち、排出ガスは、CO2を成分とするガスとして再生ガスに再生される。
A
湿分分離器7の下流側には、CO2ポンプ8が設けられている。このCO2ポンプ8には、湿分分離器7により再生された再生ガスが供給され、CO2ポンプ8は、この再生ガスを圧縮して、再生ガスの圧力が高められる。
A
圧縮された再生ガスは、上述した再生熱交換器5に供給される。再生熱交換器5においては、上述したように、CO2ポンプ8により圧縮された再生ガスと、軸流タービン10から冷却器6に向う排出ガスとの間で熱交換が行われる。このことにより、比較的低温の再生ガスは、加熱される。なお、CO2ポンプ8により圧縮された再生ガスの一部は、再生熱交換器5に供給されることなく回収される。回収された再生ガスは、貯蔵されたり、他の用途(例えば、石油掘削量増大のための用途)で利用されたりする。
The compressed regeneration gas is supplied to the regeneration heat exchanger 5 described above. In the regenerative heat exchanger 5, heat exchange is performed between the regenerated gas compressed by the CO 2
再生熱交換器5により加熱された再生ガスは、燃焼器3に供給される。 The regeneration gas heated by the regeneration heat exchanger 5 is supplied to the combustor 3.
このように、図1に示す発電プラント1においては、燃焼によって生成されたCO2と水を成分とする600℃以上の燃焼ガスを用いて発電が行われ、CO2の大部分は循環されて再利用される。このことにより、作動流体の体積流量を増大させることができるとともに、有害ガスであるNOxやSOxが生成されることを防止できる。また、排出ガスからCO2を分離して回収するための設備を不要とすることができる。さらに、回収されるCO2の純度を高めることができ、発電以外の種々の用途に利用することが可能となる。
As described above, in the
次に、図2を用いて、本実施の形態における軸流タービン10について説明する。ここでは、軸流タービン10として、燃焼ガスの圧力が比較的高い高圧タービンの例を示す。
Next, the
図2に示すように、軸流タービン10は、ケーシング11と、ケーシング11に対して回転自在に設けられたタービンロータ12と、を備えている。このうち、ケーシング11は、内部ケーシング11aと、内部ケーシング11aの外側に設けられた外部ケーシング11bと、を有しており、二重構造のケーシングとなっている。
As shown in FIG. 2, the
外部ケーシング11bには、ガス供給管13が連結されており、燃焼器3において生成された燃焼ガスが、作動流体として、軸流タービン10に供給されるようになっている。軸流タービン10に供給された作動流体は、ケーシング11内に設けられたインレットスリーブ14aおよびノズルボックス14bによって、後述する複数のタービン段落15のうちの最も上流側のタービン段落15に案内されるようになっている。タービンロータ12には、上述した発電機4が連結されている。
A
ケーシング11(より詳細には、内部ケーシング11a)には、複数のノズル構造体20が支持されている。タービンロータ12には、複数の動翼構造体40が支持されている。これらのノズル構造体20と動翼構造体40は、タービンロータ12の軸線方向に交互に配置されている。そして、一のノズル構造体20と、当該一のノズル構造体20の下流側に隣り合って配置された一の動翼構造体40とにより、一のタービン段落15が構成されている。軸流タービン10は、このようなタービン段落15が、タービンロータ12の軸方向に複数設けられている。このようにして、ガス供給管13を介して供給された作動流体が複数のタービン段落15を通過して、動翼41に対して仕事を行い、タービンロータ12が回転駆動されるようになっている。
A plurality of
最終段落の動翼41を通過した作動流体は、排気流路16を通って軸流タービン10の外部へと排出されるようになっている。
The working fluid that has passed through the
次に、図3および図4を用いて、ノズル構造体20について説明する。
Next, the
図3に示すように、ノズル構造体20は、ケーシング11に支持されたダイアフラム外輪21と、ダイアフラム外輪21より内周側に設けられたダイアフラム内輪22と、を有している。ダイアフラム外輪21とダイアフラム内輪22との間に、図3および図4に示すように、周方向に延びる環状開口部23が形成されている。ダイアフラム外輪21は、ケーシング11に嵌合して固定されている。
As shown in FIG. 3, the
ダイアフラム内輪22の内周面には、ラビリンスパッキン24が設けられている。このラビリンスパッキン24は、ダイアフラム内輪22とタービンロータ12との間で、作動流体が下流側に流れて漏洩することを防止するためのものである。
A labyrinth packing 24 is provided on the inner peripheral surface of the diaphragm
図4に示すように、上述した環状開口部23のうち周方向における一部の領域には、複数のノズル(静翼)25が設けられている。複数のノズル25は、当該領域において、周方向に列状に配置されている。このノズル25が配置された領域は、ノズル開口部26を形成しており、当該ノズル開口部26に作動流体が送入されて流入するようになっている。
As shown in FIG. 4, a plurality of nozzles (static blades) 25 are provided in a partial region in the circumferential direction of the
環状開口部23のうち周方向における他の領域には、閉止部30が設けられている。閉止部30は、当該他の領域を閉止し、当該領域への作動流体が流入することを防止するためのものである。このような構造は、部分送入構造と呼ばれているものである。なお、部分送入構造は、各ノズル構造体20に適用することが好適である。この場合、動翼構造体40を介して互いに隣り合うノズル構造体20の閉止部30は、互いに周方向にずれて配置されていることが好適である。また、図5に示すように、閉止部30の動翼41の回転方向側の端面(図5の右側の端面)は、ノズル25の負圧面と同様の形状を有しており、隣り合うノズル25からノズルピッチTだけ離れて形成されている。閉止部30の回転方向側とは反対側の端面(図5の左側の端面)は、ノズル25の圧力面と同様の形状を有しており、隣り合うノズル25からノズルピッチTだけ離れて形成されている。
A closing
このようにして、環状開口部23のうちの一部に作動流体が送入される部分送入構造が構成されている。なお、閉止部30は、環状開口部23に取り付けられた板状の部材によって構成することができる。
In this way, a partial feeding structure is formed in which the working fluid is fed into a part of the
次に、図3を用いて、動翼構造体40について説明する。
Next, the moving
図3に示すように、動翼構造体40は、複数の動翼41を有している。すなわち、タービンロータ12には、外周側に突出するロータディスク12aが設けられ、このロータディスク12aに、動翼41が植設されて固定されている。複数の動翼41は、周方向に配列されている。このような動翼41が作動流体から仕事を受けることにより、回転エネルギを得て、タービンロータ12が回転するようになっている。
As shown in FIG. 3, the moving
動翼41の外周側先端部には、スナッバ42が設けられている。スナッバ42は、タービンロータ12の振動を抑制するためのものである。スナッバ42の外周面には、シールフィン43が配置されている。このシールフィン43は、ダイアフラム外輪21(より具体的には、ダイアフラム外輪21の動翼41側に延びる部分)とスナッバ42との間で、作動流体が下流側に流れて漏洩することを防止するためのものである。なお、シールフィン43は、ダイアフラム外輪21に設けられることが好適である。
A
次に、図5を用いて、閉止部30に設けられる貫通開口部50について説明する。
Next, the through
図5に示すように、閉止部30に、当該閉止部30の上流側面31から下流側面32に貫通する貫通開口部50が設けられている。この貫通開口部50によって、ノズル25を通る主流F1ではなく、下流側の動翼41の側に作動流体を供給する貫通開口流れF3が形成され、閉止部30の上流側の作動流体が動翼41の側に供給される。また、図5においては、貫通開口部50は、タービンロータ12の軸方向に沿って延びるように形成されており、軸方向に沿った貫通開口流れF3を形成するようになっている。
As shown in FIG. 5, the closing
貫通開口部50の周方向位置は、特に限られるものではないが、以下のように配置されることが好適である。すなわち、ノズル25で加速されて流出された作動流体の主流F1が妨げられることを防止するために、ノズル25からの周方向距離をある程度確保することが好ましい。一方、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に、動翼41の回転方向に沿う回転方向流れF2が形成されることを貫通開口流れF3によって効果的に抑制するためには、ノズル25からの周方向距離はあまり大きくない方が好ましい。
The circumferential position of the through
このような目的を達成するために、貫通開口部50は、以下のように配置されることが好適である。すなわち、図5に示すように、貫通開口部50は、閉止部30において動翼41の回転方向側とは反対側に配置されていることが好適である。また、隣り合うノズル25間のスロート(ノズル25間の最小距離)をS、ノズル25のピッチ(周方向距離)をT、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの軸方向距離をB、最も回転方向側(図5では最も左側)に配置されたノズル25の下流端25aと貫通開口部50(の中心)との周方向距離をAとしたとき、Aが、
ところで、ノズル25から流出される主流F1の流出角度α(動翼41の回転方向に対する主流F1の傾斜角度)は、上述したスロートSとピッチTとを用いて、
また、主流F1は、最も回転方向側のノズル25の下流端25aと、閉止部30の下流側面32における回転方向側とは反対側の端部32aとの間からも流出される。当該端部32aは、上述したように、最も回転方向側のノズル25の下流端25aからピッチTずれた位置に形成されている。このことにより、当該端部32aの近傍から流出される主流F1が、貫通開口流れF3によって妨げられることを防止するために、[数3]にノズル25のピッチTを加えた値が、周方向距離Aの好適な下限値となり得る。
The main flow F1 also flows out from between the
一方、上述した回転方向流れF2が形成されることを効果的に抑制するためには、上述のようにして得られる下限値に、ノズル25のピッチTを更に加えた値が、周方向距離Aの好適な上限値となり得る。
On the other hand, in order to effectively suppress the formation of the rotational flow F2 described above, the value obtained by further adding the pitch T of the
このようにして、上述した[数1]を得ることができる。 In this way, [Equation 1] described above can be obtained.
ところで、図5には、貫通開口部50が下流側に向って先細状に形成され、貫通開口部50の流路断面積が上流側から下流側に向って徐々に小さくなるように(例えば円錐台状に)形成されている例を示している。この場合、貫通開口流れF3を加速させて貫通開口流れF3の速度を高めることができる。なお、上述した貫通開口部50は、一のノズル構造体20の閉止部30に複数設けてもよい。更には、各ノズル構造20の閉止部30にそれぞれ設けられていてもよい。
Incidentally, in FIG. 5, the through
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
図1に示す燃焼器3からガス供給管13(図2参照)を介して軸流タービン10に作動流体としての燃焼ガスが供給されると、供給された作動流体は、インレットスリーブ14aおよびノズルボックス14bを通って、最も上流側のタービン段落15に供給される。供給された作動流体は、当該タービン段落15の動翼41(図3および図5参照)に対して仕事を行い、その後、下流側の各タービン段落15の動翼41に対しても仕事を行う。このようにして、タービンロータ12が回転駆動される。
When combustion gas as working fluid is supplied from the combustor 3 shown in FIG. 1 to the
この間、600℃以上の作動流体は、各タービン段落15のノズル構造体20のノズル開口部26(図4参照)に送入され、ノズル25の間を通過して、ノズル25から流出される。
During this time, the working fluid of 600 ° C. or higher is fed into the nozzle openings 26 (see FIG. 4) of the
ノズル25から流出された主流F1における作動流体の多くは、動翼41の間の空間に流入するが、一部は、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に流入して、回転方向に沿う回転方向流れF2を形成しようとする。
Most of the working fluid in the main flow F <b> 1 that has flowed out of the
しかしながら、本実施の形態においては、閉止部30に設けられた貫通開口部50から動翼41の側に作動流体が流出されて貫通開口流れF3が形成される。このことにより、上述した回転方向流れF2を、動翼41の側に誘導して動翼41の間の空間に流入させることができ、回転方向流れF2が動翼41の回転方向に沿って流れ続けることを効果的に抑制できる。また、この回転方向流れF2の動力を回収することも可能となる。さらに、貫通開口流れF3が形成されることにより、主流F1の流路に位置付けられていない動翼41の間の空間に滞留している作動流体を下流側に誘導して流すこともできる。
However, in the present embodiment, the working fluid flows out from the through
このように本実施の形態によれば、閉止部30に設けられた貫通開口部50から作動流体が流出する貫通開口流れF3を形成することができる。このことにより、動翼41の間に滞留していた作動流体を下流側に流すことができ、滞留していた作動流体を回転させるために動翼41の回転エネルギが消費されることを防止できる。また、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に、動翼41の回転方向に沿う回転方向流れF2が形成されることを効果的に抑制することができ、ノズル25で加速されて流出された主流F1のエネルギが、この回転方向流れF2を動翼41の側に誘導するために消費されることを防止できる。このため、部分挿入構造を起因とするエネルギ損失を抑制して、効率を向上させることができる。
Thus, according to the present embodiment, it is possible to form the through-opening flow F3 in which the working fluid flows out from the through-opening 50 provided in the closing
(第2の実施の形態)
次に、図6を用いて、本発明の第2の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
(Second Embodiment)
Next, an axial flow turbine and a power plant provided with the axial flow turbine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図6に示す第2の実施の形態においては、貫通開口部が、動翼構造体の下流側に配置されたノズル構造体の閉止部に設けられている点が主に異なり、他の構成は、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図6において、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 The second embodiment shown in FIG. 6 is mainly different in that the through-opening is provided in the closing portion of the nozzle structure disposed on the downstream side of the moving blade structure. These are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS. In FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図6に示すように、本実施の形態においては、動翼構造体40の下流側に配置されたノズル構造体20の閉止部30に、閉止部30の上流側面31から下流側面32に貫通する貫通開口部60が設けられている。この貫通開口部60によって、上流側の動翼41の間に滞留している作動流体を引き抜き、ノズル25を通る主流F1ではなく、下流側の動翼41の側に作動流体を供給する貫通開口流れF3が形成される。このように上流側の動翼41の間に滞留している作動流体を引き抜くことにより、上流側の閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に形成される回転方向に沿う回転方向流れF2を当該動翼41の間に誘導し、回転方向流れF2が主流F1に接触することを防止できる。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the closing
このような貫通開口部60は、第1タービン段落15の閉止部30ではなく、第1タービン段落15よりも下流側のタービン段落15の閉止部30に設けられている。なお、第1タービン段落15よりも下流側のタービン段落15であれば、貫通開口部60は、複数のタービン段落15の閉止部30に設けられていてもよい。また、貫通開口部60は、一のタービン段落15の閉止部30に複数設けられていてもよい。
Such a through
このような貫通開口部60の周方向位置は、特に限られるものではないが、以下のように配置されることが好適である。すなわち、ノズル25で加速されて流出された作動流体の主流F1が、貫通開口部60によって引き抜かれることにより妨げられることを防止するために、閉止部30の下流側面32における回転方向側の端部32bから回転方向側とは反対側に位置付けられることが好ましい。一方、主流F1に接触し得る回転方向流れF2が形成されることを防止するためには、ノズル25からの周方向距離はあまり大きくない方が好適である。
The circumferential position of the through
このような目的を達成するために、貫通開口部60は、以下のように配置されることが好適である。すなわち、図6に示すように、貫通開口部60は、当該貫通開口部60に上流側で隣り合うノズル構造体20の閉止部30と周方向に重なる位置に配置されることが好適である。さらに、貫通開口部60は、閉止部30において動翼41の回転方向側に配置され、ノズル25のピッチをT、上流側の閉止部30の下流側面32における回転方向側の端部32bと、貫通開口部60(の中心)との周方向距離をCとしたとき、Cが、T≧C≧0を満たしていることが好適である。
In order to achieve such an object, the through
なお、貫通開口部60は、上述した構成以外の点では、図5に示す貫通開口部50と同様の構成とすることができる。 The through-opening 60 can have the same configuration as the through-opening 50 shown in FIG. 5 except for the configuration described above.
このように本実施の形態によれば、下流側の閉止部30に設けられた貫通開口部60から作動流体が流出する貫通開口流れF3を形成することができ、その上流側の動翼41の間に滞留していた作動流体を引き抜くことができる。このことにより、上流側の閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に形成される回転方向に沿う回転方向流れF2を、動翼41の側に誘導することができる。このため、回転方向流れF2が、ノズル25で加速されて流出された主流F1に接触することを防止でき、主流F1のエネルギが、回転方向流れF2を動翼41の側に誘導するために消費されることを防止できる。また、動翼41の間に滞留していた作動流体を下流側に流すことができ、滞留していた作動流体を回転させるために動翼41の回転エネルギが消費されることを防止できる。この結果、部分挿入構造を起因とするエネルギ損失を抑制して効率を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to form the through-opening flow F3 in which the working fluid flows out from the through-opening 60 provided in the downstream-
なお、上述した本実施の形態の図6においては、上流側の閉止部30に、図5に示すような貫通開口部50が設けられていないが、これに限られることはなく、この上流側の閉止部30に貫通開口部50を設けてもよい。この場合、第1の実施の形態において述べた貫通開口部50の作用効果をも奏することができ、エネルギ損失をより一層抑制することができる。
In FIG. 6 of the present embodiment described above, the upstream
(第3の実施の形態)
次に、図7を用いて、本発明の第3の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 7, an axial flow turbine and a power plant including the axial flow turbine according to a third embodiment of the present invention will be described.
図7に示す第3の実施の形態においては、閉止部の下流側面が、動翼構造体の回転方向に向って動翼構造体に近づくように形成されている点が主に異なり、他の構成は、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図7において、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 The third embodiment shown in FIG. 7 is mainly different in that the downstream side surface of the closing portion is formed so as to approach the moving blade structure in the rotation direction of the moving blade structure. The configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIGS. In FIG. 7, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7に示すように、本実施の形態においては、閉止部30の下流側面32が、動翼41の回転方向に向って動翼41の上流端41aに近づくように形成されている。より具体的には、閉止部30の下流側面32が、回転方向に向って動翼41の上流端41aに徐々に近づくように傾斜している。言い換えると、下流側面32は、動翼41の回転方向に向って下流側に変位するように、螺旋の一部をなすように形成されている。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the
このことにより、下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の距離を回転方向に向って小さくしていくことができ、下流側面32と上流端41aとの間の空間の容積を低減することができる。このため、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に形成される回転方向に沿う回転方向流れF2を縮流させることができ、回転方向流れF2の形成を効果的に抑制することができる。
As a result, the distance between the
なお、閉止部30の下流側面32は、動翼41の回転方向に対して傾斜角度βで傾斜している。この傾斜角度βは、ノズル25から流出される主流F1の上述した流出角度αと略等しくすることが好適である。この場合、主流F1の方向に沿って下流側面32を傾斜させることができ、主流F1が妨げられることを防止し、動翼41の間の空間に主流F1を効率良く誘導することができる。
The
このように本実施の形態によれば、閉止部30の下流側面32が、動翼41の回転方向に向って動翼41に近づくように形成されている。このことにより、ノズル25から流出した主流F1を動翼41の間に効果的に誘導することができる。このため、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に回転方向に沿う回転方向流れF2が形成されることを効果的に抑制することができ、ノズル25で加速されて流出された主流F1のエネルギが、この回転方向流れF2を動翼41の側に誘導するために消費されることを防止できる。また、動翼41の間に滞留していた作動流体を下流側に流すことができ、滞留していた作動流体を回転させるために動翼41の回転エネルギが消費されることを防止できる。この結果、部分挿入構造を起因とするエネルギ損失を抑制して効率を向上させることができる。
Thus, according to the present embodiment, the
なお、上述した本実施の形態においては、例えば、図8に示すように、閉止部30の下流側面32に、下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の作動流体を動翼41の側に誘導する誘導部70が設けられていてもよい。この誘導部70は、閉止部30において動翼41の回転方向側とは反対側に配置されている。また、誘導部70は、図8に示すように、閉止部30の下流側面32から動翼41の側(下流側)に突出するように形成されていることが好適である。図8に示す形態では、閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の作動流体を、動翼41の側により一層確実に誘導することができる。このような誘導部70は、図8では2つ設けられている例を示しているが、これに限られることはなく、少なくとも1つ以上設けられていればよい。
In the present embodiment described above, for example, as shown in FIG. 8, the working fluid between the
(第4の実施の形態)
次に、図9を用いて、本発明の第4の実施の形態における軸流タービンおよびこれを備えた発電プラントについて説明する。
(Fourth embodiment)
Next, an axial flow turbine and a power plant provided with the axial flow turbine according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図9に示す第4の実施の形態においては、閉止部の下流側面に、下流側面と動翼の上流端との間の作動流体を動翼の側に誘導する誘導部が設けられ、当該下流側面が傾斜していない点が主に異なり、他の構成は、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図9において、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the fourth embodiment shown in FIG. 9, a guiding portion that guides the working fluid between the downstream side surface and the upstream end of the moving blade to the moving blade side is provided on the downstream side surface of the closing portion. The main difference is that the side surfaces are not inclined, and the other configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIGS. In FIG. 9, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図9に示すように、閉止部30の下流側面32に、下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の作動流体を動翼41の側に誘導する誘導部70が設けられている。この誘導部70は、閉止部30において動翼41の回転方向側とは反対側に配置されている。また、誘導部70は、図9に示すように、閉止部30の下流側面32から動翼14の側(下流側)に突出するように形成されていることが好適である。
As shown in FIG. 9, a guiding
なお、図9に示す形態においては、閉止部30の下流側面32は、傾斜しておらず、動翼41の回転方向に沿うように、上流側面31に略平行に形成されている。
In the form shown in FIG. 9, the
このように本実施の形態によれば、閉止部30の下流側面32に設けられた誘導部70によって、下流側面32と動翼41の上端部41aとの間の作動流体を動翼41の側に誘導して、動翼41の間の空間に流入させることができる。このことにより、上流側の閉止部30の下流側面32と動翼41の上流端41aとの間の空間に回転方向に沿う回転方向流れF2が形成されることを効果的に抑制することができ、ノズル25で加速されて流出された主流F1のエネルギが、この回転方向流れF2を動翼41の側に誘導するために消費されることを防止できる。また、動翼41の間に滞留していた作動流体を下流側に流すことができ、滞留していた作動流体を回転させるために動翼41の回転エネルギが消費されることを防止できる。この結果、部分挿入構造を起因とするエネルギ損失を抑制して効率を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the working fluid between the
以上述べた実施の形態によれば、部分送入構造を有する軸流タービンにおいても、部分送入構造を起因とするエネルギ損失を抑制して効率を向上させることができる。 According to the embodiment described above, even in an axial flow turbine having a partial feed structure, it is possible to improve efficiency by suppressing energy loss caused by the partial feed structure.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Moreover, as a matter of course, these embodiments can be partially combined as appropriate within the scope of the present invention.
なお、上述した各実施の形態においては、軸流タービン10に供給される作動流体としての燃焼ガスを生成する燃焼器3が、酸素製造装置2から供給される酸素と、燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、燃焼器3は、空気と燃料とを燃焼させて燃焼ガスを生成するようにしてもよい。また、上述した実施の形態における軸流タービン10は、図1に示すような発電プラント1に限らず、任意の構成の発電プラントに適用することができる。
In each of the above-described embodiments, the combustor 3 that generates combustion gas as a working fluid supplied to the
1 発電プラント
2 酸素製造装置
3 燃焼器
4 発電機
5 再生熱交換器
6 冷却器
7 湿分分離器
8 CO2ポンプ
10 軸流タービン
11 ケーシング
12 タービンロータ
20 ノズル構造体
21 ダイアフラム外輪
22 ダイアフラム内輪
23 環状開口部
25 ノズル
25a 下流端
30 閉止部
31 上流側面
32 下流側面
32a 回転方向側とは反対側の端部
32b 回転方向側の端部
40 動翼構造体
41 動翼
41a 上流端
50 貫通開口部
60 貫通開口部
70 誘導部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記ノズル構造体は、
ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、
前記環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部であって、当該他の領域を閉止し、当該他の領域への作動流体の流入を防止する閉止部と、を備え、
前記閉止部に、当該閉止部の上流側面から下流側面に貫通する貫通開口部が設けられていることを特徴とする軸流タービン。 In an axial turbine having a nozzle structure supported by a casing, and a blade structure provided on a downstream side of the nozzle structure and supported by a turbine rotor rotatable with respect to the casing,
The nozzle structure is
A nozzle provided in a partial region in the circumferential direction of the annular opening formed between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring;
A closing portion provided in another region in the circumferential direction of the annular opening, the closing portion closing the other region and preventing the working fluid from flowing into the other region,
The axial flow turbine according to claim 1, wherein the closing portion is provided with a through opening that penetrates from the upstream side surface to the downstream side surface of the closing portion.
前記貫通開口部は、前記閉止部において回転方向側とは反対側に配置され、
前記ノズルのスロートをS、前記ノズルのピッチをT、前記閉止部の前記下流側面と前記動翼の上流端との軸方向距離をB、最も前記動翼構造体の回転方向側に配置された前記ノズルの下流端と前記貫通開口部との周方向距離をAとしたとき、Aは、
The through opening is arranged on the side opposite to the rotation direction side in the closing portion,
The nozzle throat is S, the nozzle pitch is T, the axial distance between the downstream side surface of the closing portion and the upstream end of the moving blade is B, and is arranged closest to the rotating direction of the moving blade structure. When the circumferential distance between the downstream end of the nozzle and the through opening is A, A is
前記ノズル構造体は、
ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、
前記環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部であって、当該他の領域を閉止し、当該他の領域への作動流体の流入を防止する閉止部と、を備え、
前記動翼構造体の下流側に配置された前記ノズル構造体の前記閉止部に、当該閉止部の上流側面から下流側面に貫通する貫通開口部が設けられ、
前記貫通開口部は、当該貫通開口部に上流側で隣り合う前記ノズル構造体の前記閉止部と周方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする軸流タービン。 A plurality of nozzle structures supported by a casing, and a plurality of blade structures supported by a turbine rotor rotatable with respect to the casing, the nozzle structure and the bucket structure, In the axial turbine arranged alternately in the axial direction of the turbine rotor,
The nozzle structure is
A nozzle provided in a partial region in the circumferential direction of the annular opening formed between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring;
A closing portion provided in another region in the circumferential direction of the annular opening, the closing portion closing the other region and preventing the working fluid from flowing into the other region,
The closing portion of the nozzle structure disposed on the downstream side of the moving blade structure is provided with a through opening that penetrates from the upstream side surface to the downstream side surface of the closing portion,
The axial flow turbine is characterized in that the through opening is arranged at a position overlapping with the closing portion of the nozzle structure adjacent to the through opening on the upstream side in the circumferential direction.
前記ノズル構造体は、
ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、
前記環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部であって、当該他の領域を閉止し、当該他の領域への作動流体の流入を防止する閉止部と、を備え、
前記動翼構造体は、周方向に配列された複数の動翼を備え、
前記閉止部の下流側面は、前記動翼構造体の回転方向に向って前記動翼の上流端に近づくように形成されていることを特徴とする軸流タービン。 In an axial turbine having a nozzle structure supported by a casing, and a blade structure provided on a downstream side of the nozzle structure and supported by a turbine rotor rotatable with respect to the casing,
The nozzle structure is
A nozzle provided in a partial region in the circumferential direction of the annular opening formed between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring;
A closing portion provided in another region in the circumferential direction of the annular opening, the closing portion closing the other region and preventing the working fluid from flowing into the other region,
The moving blade structure includes a plurality of moving blades arranged in a circumferential direction,
An axial flow turbine characterized in that the downstream side surface of the closing portion is formed so as to approach the upstream end of the moving blade in the rotational direction of the moving blade structure.
前記ノズル構造体は、
ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に形成された環状開口部のうち周方向における一部の領域に設けられたノズルと、
前記環状開口部のうち周方向における他の領域に設けられた閉止部であって、当該他の領域を閉止し、当該他の領域への作動流体の流入を防止する閉止部と、を備え、
前記動翼構造体は、周方向に配列された複数の動翼を備え、
前記閉止部の下流側面に、当該下流側面と前記動翼の上流端との間の作動流体を前記動翼の側に誘導する誘導部が設けられていることを特徴とする軸流タービン。 In an axial turbine having a nozzle structure supported by a casing, and a blade structure provided on a downstream side of the nozzle structure and supported by a turbine rotor rotatable with respect to the casing,
The nozzle structure is
A nozzle provided in a partial region in the circumferential direction of the annular opening formed between the diaphragm outer ring and the diaphragm inner ring;
A closing portion provided in another region in the circumferential direction of the annular opening, the closing portion closing the other region and preventing the working fluid from flowing into the other region,
The moving blade structure includes a plurality of moving blades arranged in a circumferential direction,
An axial flow turbine characterized in that a guiding portion for guiding the working fluid between the downstream side surface and the upstream end of the moving blade to the moving blade side is provided on the downstream side surface of the closing portion.
燃料と、前記酸素製造装置により抽出された酸素とを燃焼させて、燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器により生成された燃焼ガスが、作動流体として供給されて回転駆動する請求項1乃至13のいずれかに記載の前記軸流タービンと、
前記軸流タービンの回転駆動によって発電を行う発電機と、
前記軸流タービンから排出された排出ガスを冷却する冷却器と、
前記冷却器により冷却された排出ガスの水分を分離して除去し、排出ガスを再生する湿分分離器と、
前記湿分分離器により再生された再生ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された再生ガスと、前記軸流タービンから前記冷却器に向う排出ガスとの間で熱交換を行う再生熱交換器と、を備え、
前記再生熱交換器により熱交換された再生ガスは、前記燃焼器に供給されることを特徴とする発電プラント。 An oxygen production device that extracts oxygen from the air by removing nitrogen; and
A combustor for combusting fuel and oxygen extracted by the oxygen producing device to generate combustion gas;
The axial flow turbine according to any one of claims 1 to 13, wherein the combustion gas generated by the combustor is supplied as a working fluid and rotationally driven.
A generator for generating electric power by rotational driving of the axial flow turbine;
A cooler for cooling the exhaust gas discharged from the axial turbine;
A moisture separator that separates and removes moisture from the exhaust gas cooled by the cooler and regenerates the exhaust gas;
A compressor for compressing the regenerated gas regenerated by the moisture separator;
A regeneration heat exchanger that exchanges heat between the regeneration gas compressed by the compressor and the exhaust gas from the axial turbine toward the cooler,
The power generation plant, wherein the regeneration gas heat-exchanged by the regeneration heat exchanger is supplied to the combustor.
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2014
- 2014-07-07 JP JP2014139977A patent/JP2016017446A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020066381A1 (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 三菱重工業株式会社 | Partial-admission turbine |
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