JP2016041932A - 低損失潤滑剤軸受および低密度材料を備えるパワートレインアーキテクチャー - Google Patents
低損失潤滑剤軸受および低密度材料を備えるパワートレインアーキテクチャー Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】これらのアーキテクチャーの中で使用されるガスタービンは、圧縮機セクション、タービンセクション、および燃焼器セクションを含むことが可能である。発電機は、ローターシャフトに連結され、タービンセクションによって駆動される。圧縮機セクション、タービンセクション、および発電機は、回転コンポーネントをそれぞれ含み、圧縮機セクション、タービンセクション、および発電機のうちの少なくとも1つの中の回転コンポーネントの少なくとも1つが、低密度材料を含む。軸受が、圧縮機セクション、タービンセクション、および発電機の中でローターシャフトを支持しており、軸受の少なくとも1つは、低損失潤滑剤を有する低損失軸受である。
【選択図】図1
Description
12 リアエンド駆動ガスタービン
14 フロントエンド駆動ガスタービン
16 リアエンド駆動ガスタービン
18 ガスタービン
20 ガスタービン
22 リアエンド駆動ガスガスタービン
24 フロントエンド駆動ガスガスタービン
26 ガスタービン
40 蒸気タービン
50 HRSG、熱交換器
100 単純サイクルパワートレインアーキテクチャー、発電アーキテクチャー
104 ロードカップリングエレメント
105 圧縮機セクション
106 第2のロードカップリング
108 クラッチ
110 燃焼器セクション
115 タービンセクション
120 発電機
125 ローターシャフト、第1のシャフト
126 第2のシャフト
130 回転コンポーネント、回転ブレード、圧縮機ブレード
135 回転ブレード、タービンブレード
140 軸受
150 軸受流体スキッド
200 単純サイクルパワートレインアーキテクチャー
205 再熱セクション
210 再熱燃焼器、第2の燃焼器セクション
215 再熱タービンセクション、第2のタービンセクション
220 回転コンポーネント、回転ブレード
300 パワートレインアーキテクチャー
305 パワータービンセクション
310 第1のローターシャフト
315 第2のローターシャフト
400 パワートレインアーキテクチャー
402 高圧セクション
404 中圧セクション
405 回転コンポーネント
406 低圧セクション
500 パワートレインアーキテクチャー
600 パワートレインアーキテクチャー
605 圧縮機セクション
610 前方段、低圧圧縮機
615 段、高圧圧縮機
620 スタブシャフト
700 パワートレインアーキテクチャー
710 回転ブレード
715 回転ブレード
800 コンバインドサイクルパワートレインアーキテクチャー
900 コンバインドサイクルパワートレインアーキテクチャー
905 パワータービンセクション
910 第1のシングルローターシャフト
915 第2のシングルローターシャフト
1000 コンバインドサイクルパワートレインアーキテクチャー
1005 回転ブレード
1100 コンバインドサイクルパワートレインアーキテクチャー
1200 コンバインドサイクルパワートレインアーキテクチャー
1205 低速スプール
1208 トルク変更メカニズム
1210 高速スプール
1215 圧縮機
1220 回転ブレード
1225 回転ブレード
1230 タービン
1235 回転ブレード
1240 回転ブレード
1245 高圧タービン
1250 低圧タービン
1300 コンバインドサイクルパワートレインアーキテクチャー
1400 ガスタービンアーキテクチャー
1500 ガスタービンアーキテクチャー
1600 ガスタービンアーキテクチャー
1700 ガスタービンアーキテクチャー
1800 ガスタービンアーキテクチャー
1900 ガスタービンアーキテクチャー
Claims (27)
- 圧縮機セクション(105、605、1215)、タービンセクション(115、1230)、および、前記圧縮機セクション(105、605、1215)および前記タービンセクション(115、1230)に動作可能に連結されている燃焼器セクション(110)を含む第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)と、
前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記圧縮機セクション(105、605、1215)および前記タービンセクション(115、1230)を通って延在する第1のローターシャフト(125、310、910)と、
前記第1のローターシャフト(125、310、910)に連結され、前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記タービンセクション(115、1230)によって駆動される、第1の発電機(120)と、
前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記圧縮機セクション(105、605、1215)および前記タービンセクション(115、1230)、ならびに、前記第1の発電機(120)の中で、前記第1のローターシャフト(125、310、910)を支持する複数の軸受(140)であって、前記軸受(140)の少なくとも1つは、低損失潤滑剤を含む低損失軸受(140)である、複数の軸受(140)と
を含む、パワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)であって、
前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、および前記発電機(120)は、複数の回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)をそれぞれ含み、前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記タービンセクション(115、1230)、および前記第1の発電機(120)のうちの少なくとも1つの中の前記回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、パワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。 - 前記複数の軸受(140)の少なくとも1つが、超低粘度流体を含む低損失軸受(140)である、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記複数の軸受(140)の少なくとも1つが、高粘度油軸受(140)である、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のローターシャフト(125、310、910)が、シングルシャフト配置を含む、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、リアエンド駆動ガスタービン(12、16、18、26)を含む、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、前記第1のローターシャフト(125、310、910)に沿って前記タービンセクション(115、1230)に動作可能に連結されている再熱セクション(205)をさらに含み、前記再熱セクション(205)は、複数の回転コンポーネント(220)を備える再熱燃焼器セクション(210)および再熱タービンセクション(215)を有しており、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、および前記再熱タービンセクション(215)の中の前記回転コンポーネント(130、135、220、710、715、1220、1225、1235、1240)のうちの少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 高圧セクション(402)、中圧セクション(404)、および低圧セクション(406)を有する蒸気タービン(40)と、前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)および前記蒸気タービン(40)に流体連結されている第1の熱交換器(50)とをさらに含み、前記高圧セクション(402)、前記中圧セクション(404)、および前記低圧セクション(406)のそれぞれが、複数の回転コンポーネントを含み、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、前記蒸気タービン(40)の前記高圧セクション(402)、前記蒸気タービン(40)の前記中圧セクション(404)、および、前記蒸気タービン(40)の前記低圧セクション(406)のうちの少なくとも1つの中の前記回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記蒸気タービン(40)が、前記高圧セクション(402)、前記中圧セクション(404)、および前記低圧セクション(406)の中の蒸気タービンローターシャフト部を支持する複数の軸受(140)を含み、前記軸受(140)の少なくとも1つが、低損失潤滑剤を有する低損失軸受(140)である、請求項7記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のローターシャフト(125、310、910)に沿って、前記蒸気タービン(40)の前記蒸気タービンローターシャフト部を前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)に連結するためのロードカップリングエレメント(104)をさらに含む、請求項7記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記蒸気タービン(40)と前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)との間で前記第1のローターシャフト(125、310、910)の上に位置付けされているクラッチ(108)をさらに含む、請求項7記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、リアエンド駆動ガスタービン(12、16、18、26)を含む、請求項7記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、前記第1のローターシャフト(125、310、910)に沿って前記タービンセクション(115、1230)に動作可能に連結されている再熱セクション(205)をさらに含み、前記再熱セクション(205)は、複数の回転コンポーネント(220)を備える再熱燃焼器セクション(210)および再熱タービンセクション(215)を有しており、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、前記蒸気タービン(40)の前記高圧セクション(402)、前記蒸気タービン(40)の前記中圧セクション(404)、および前記蒸気タービン(40)の前記低圧セクション(406)、ならびに、前記再熱タービンセクション(215)の中の前記回転コンポーネント(130、135、220、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項7記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 第2のローターシャフト(126)、第2の発電機(120)、および蒸気タービン軸受流体スキッド(150)をさらに含み、前記蒸気タービン(40)は、前記第2のローターシャフト(126)の上で前記第2の発電機(120)に連結されており、前記蒸気タービン軸受流体スキッド(150)は、前記蒸気タービン(40)に流体連結されている、請求項7記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、リアエンド駆動ガスタービン(12、16、18、26)を含む、請求項13記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、前記第1のローターシャフト(125、310、910)に沿って前記タービンセクション(115、1230)に動作可能に連結されている再熱セクション(205)をさらに含み、前記再熱セクション(205)は、複数の回転コンポーネント(220)を備える再熱燃焼器セクション(210)および再熱タービンセクション(215)を有しており、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、前記蒸気タービン(40)の前記高圧セクション(402)、前記蒸気タービン(40)の前記中圧セクション(404)、および前記蒸気タービン(40)の前記低圧セクション(406)、ならびに、前記再熱タービンセクション(215)の中の前記回転コンポーネント(130、135、220、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項13記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 第3のローターシャフト、第3の発電機(120)、および第2のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)をさらに含み、前記第2のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)は、前記第3のローターシャフトの上で前記第3の発電機(120)に連結されている、請求項13記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第2のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)および前記蒸気タービン(40)に流体連結されている第2の熱交換器(50)をさらに含み、前記第1および第2のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)それぞれが、別々のガスタービン軸受流体スキッド(150)に流体連結されている、請求項16記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 第4のローターシャフト、第4の発電機(120)、および第3のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)をさらに含み、前記第3のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)は、前記第4のローターシャフトの上で前記第4の発電機(120)に連結されている、請求項17記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第3のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)および前記蒸気タービン(40)に流体連結されている第3の熱交換器(50)をさらに含み、前記第3のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)は、前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)および前記第2のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)に連結されているものから分離されている別のガスタービン軸受流体スキッド(150)に流体連結されている、請求項18記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記圧縮機セクション(105、605、1215)が、前記燃焼器セクション(110)の遠位にある前方段と、前記燃焼器セクション(110)の近位にある後方段と、それらの間に配設されている中間段とを含み、前記前方段、前記後方段、および前記中間段のそれぞれは、複数の回転コンポーネント(130、710、715、1220、1225)を有しており、前記圧縮機の前記前方段、前記中間段、および前記後方段、前記タービンセクション(115、1230)、ならびに前記発電機(120)の中の前記回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含み、前記パワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)が、前記前方段を通って延在するスタブシャフト(620)をさらに含み、前記前方段の前記回転コンポーネント(710、1220)は、前記ローターシャフトの周りに配置されている前記中間段および後方段の前記回転コンポーネント(130、715、1225)よりも遅い回転速度で動作するように、前記スタブシャフト(620)の周りに配置されている、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記複数の軸受(140)が、前記スタブシャフト(620)を支持するためのスタブシャフト軸受(140)を含み、前記スタブシャフト軸受(140)の少なくとも1つが、低損失潤滑剤を含む低損失軸受(140)である、請求項20記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、前記第1のローターシャフト(125、310、910)に沿って前記タービンセクション(115、1230)に動作可能に連結されている再熱セクション(205)をさらに含み、前記再熱セクション(205)は、複数の回転コンポーネント(220)を備える再熱燃焼器セクション(210)および再熱タービンセクション(215)を有しており、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記発電機(120)、および前記再熱タービンセクション(215)の中の前記回転コンポーネント(130、135、220)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項20記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、パワータービンセクション(305、905)をさらに含み、前記第1のローターシャフト(125、310、910)が、前記圧縮機セクション(105、605、1215)および前記タービンセクション(115、1230)を通って延在する一方のローターシャフト(310、910)と、前記パワータービンセクション(305、905)および前記第1の発電機(120)を通って延在する別のローターシャフト(315、915)とを有するマルチシャフト配置を含み、前記ローターシャフトのそれぞれは、前記複数の軸受(140)によって支持されており、前記一方のローターシャフト(310、910)は、一定の回転速度で動作する前記別のローターシャフト(315、915)の回転速度とは異なる回転速度で動作するように構成されている、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記パワータービンセクション(305、905)が、複数の回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)を含み、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、および前記パワータービンセクション(305、905)の中の前記回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項23記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)が、前記一方のローターシャフト(310、910)に沿って前記タービンセクション(115、1230)に動作可能に連結されている再熱セクション(205)をさらに含み、前記再熱セクション(205)は、複数の回転コンポーネント(220)をそれぞれ有する再熱燃焼器セクション(210)および再熱タービンセクション(215)を有しており、前記圧縮機セクション(105、605、1215)、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、および前記再熱タービンセクション(215)の中の前記回転コンポーネント(130、135、220、710、715、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項23記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記圧縮機セクション(105、605、1215)が、前記燃焼器セクション(110)の遠位にある前方段と、前記燃焼器セクション(110)の近位にある後方段と、それらの間に配設されている中間段とを含み、前記前方段、前記後方段、および前記中間段のそれぞれは、複数の回転コンポーネント(130、710、715、1220、1225)を有しており、前記圧縮機セクション(105、605、1215)の前記前方段、前記中間段、および前記後方段、前記タービンセクション(115、1230)、前記第1の発電機(120)、および前記パワータービンセクション(305、905)の中の前記回転コンポーネント(130、135、405、710、715、1005、1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含み、前記パワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)が、前記前方段を通って延在するスタブシャフト(620)をさらに含み、前記前方段の前記回転コンポーネント(710、1220)は、前記ローターシャフト(310、910)の周りに配置されている前記中間段および後方段の前記回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)よりも遅い回転速度で動作するように、前記スタブシャフト(620)の周りに配置されており、前記複数の軸受(140)は、前記一方のローターシャフト(310、910)、前記別のローターシャフト(315、915)、および前記スタブシャフト(620)のそれぞれを支持しており、前記複数の軸受(140)の少なくとも1つは、低損失潤滑剤を有する低損失軸受(140)である、請求項23記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
- 前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記圧縮機セクション(105、605、1215)が、それぞれが複数の回転コンポーネント(130、710、715、1220、1225)を有する低圧圧縮機セクション(610)および高圧圧縮機セクション(615)を含み、前記第1のガスタービン(10、12、14、16、18、20、22、24、26)の前記タービンセクション(115、1230)は、それぞれが複数の回転コンポーネント(130、135、710、715、1220、1225、1235、1240)を有する低圧タービンセクション(1250)および高圧タービンセクション(1245)を含み、前記第1のローターシャフト(125、310、910)が、低速スプール(1205)および高速スプール(1210)を有するデュアルスプールシャフト配置を含み、前記高圧タービンセクション(1245)は、前記高速スプール(1210)を介して前記高圧圧縮機セクション(615)を駆動し、前記低圧タービンセクション(1250)は、前記低速スプール(1205)を介して前記低圧圧縮機セクション(610)および前記第1の発電機(120)を駆動し、前記低圧圧縮機セクション(610)、前記高圧圧縮機セクション(615)、前記低圧タービンセクション(1250)、前記高圧タービンセクション(1245)、および前記第1の発電機(120)の前記回転コンポーネント(1220、1225、1235、1240)の少なくとも1つが、低密度材料を含む、請求項1記載のパワートレインアーキテクチャー(100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)。
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