JP2016518544A - ガスタービンエンジン用のノズル噴射を備えたタービンエンジンシャットダウン温度制御システム - Google Patents

ガスタービンエンジン用のノズル噴射を備えたタービンエンジンシャットダウン温度制御システム Download PDF

Info

Publication number
JP2016518544A
JP2016518544A JP2016506315A JP2016506315A JP2016518544A JP 2016518544 A JP2016518544 A JP 2016518544A JP 2016506315 A JP2016506315 A JP 2016506315A JP 2016506315 A JP2016506315 A JP 2016506315A JP 2016518544 A JP2016518544 A JP 2016518544A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer casing
nozzle
turbine engine
control system
temperature control
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
Application number
JP2016506315A
Other languages
English (en)
Inventor
ローゼ ウーヴェ
ローゼ ウーヴェ
シー. ランドラム エヴァン
シー. ランドラム エヴァン
ジャン ジーピン
ジャン ジーピン
エム. チェハブ アブドゥルラティフ
エム. チェハブ アブドゥルラティフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2016518544A publication Critical patent/JP2016518544A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26Starting; Ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/20Actively adjusting tip-clearance
    • F01D11/24Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/12Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/10Two-dimensional
    • F05D2250/18Two-dimensional patterned
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/201Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

ガスタービンエンジン(16)のシャットダウンの間、タービンブレードアセンブリ(14)を包囲する外側ケーシング(12)内に熱勾配が生じることを制限するように構成された、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)が開示される。外側ケーシング(12)における中間領域キャビティ(18)内の高温空気浮き上がりによって生ぜしめられる熱勾配を減じることにより、外側ケーシング(12)のアーチ状曲げ及びスウェイ・バック曲げが防止され、これにより、ガスタービンエンジン(16)のウォーム・リスタートの間、ブレード先端部のこすれ、及び潜在的なブレード損傷の可能性を低減する。タービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)は、ロータ(26)が依然として燃焼ガスによって動力を与えられているシャットダウンプロセスの間又はガスタービンエンジンのシャットダウン後のターニング装置システム作動の間、又はその両方の間に作動してよく、これにより、外側ケーシング(12)を均一に上部から底部まで冷却させる。

Description

発明の分野
本発明は、概してタービンエンジン、特に、半径方向外向きのシール面とのタービンブレード干渉のリスクなしにガスタービンエンジンのウォームスタートを可能にするシステムに関する。
背景
通常、ガスタービンエンジンは、空気を圧縮するための圧縮機と、圧縮空気を燃料と混合し、混合物に点火するための燃焼器と、電力を発生するためのタービンブレードアセンブリとを有する。燃焼器はしばしば、華氏2500度(1371.11℃)を超過し得る高温で作動する。典型的なタービン燃焼器構成は、タービンブレードアセンブリをこのような高温に曝す。これらの大きなガスタービンエンジンの質量により、エンジンは、シャットダウン後に冷却するために長時間を要する。多くの構成部材は、それぞれ異なる速度で冷却される結果、様々な構成部材間で干渉が生じる。タービンブレード先端部と、タービンブレードの半径方向すぐ外側に位置決めされたブレードリングとの間の間隙は、干渉がしばしば生じるこのような構成である。ケーシング構成部材は、自然対流により上部から底部へ異なる速度で冷却される。その結果、ケーシング冷却は、上部よりも底部において速く、ケーシングは、完全に冷却される前にシャットダウン中に変形された形状を呈する。ケーシングのより高温の上面に対する、より低温の底面は、ケーシングを熱的に曲げる又は上方へ反らせる。ケーシングが歪められている間にエンジンが再始動させられると、ブレード先端部は、上方への反りにより底部位置において干渉する傾向がある。したがって、完全に冷却される前にガスタービンを始動させたい場合は、タービンブレード先端部の間の干渉によるタービンブレード先端部こすれによるタービンブレードへの損傷、及び外側ケーシングの変形された形状によるエンジンの底部におけるベーンキャリヤへの損傷の著しいリスクが存在する。したがって、シャットダウン後のタービンベーンキャリヤ及びベーンキャリヤ冷却を低減する必要性が存在する。
発明の概要
ガスタービンエンジンのシャットダウンの間、タービンブレードアセンブリを包囲する外側ケーシング内に熱勾配が生じることを制限するように構成された、タービンエンジンシャットダウン温度制御システムが開示される。外側ケーシングにおける中間領域キャビティ内の高温空気浮き上がりによって生ぜしめられる熱勾配を減じることにより、外側ケーシングのアーチ状曲げ及びスウェイ・バック曲げが防止され、これにより、ガスタービンエンジンのウォーム・リスタートの間、ブレード先端部のこすれ、及び潜在的なブレード損傷の可能性を低減し得る。タービンエンジンシャットダウン温度制御システムはまた、全体のケーシングゆがみと、タービンブレード先端部間隙とを最適化するために、局所的な外側ケーシング鉛直方向温度勾配を逆転させ得る。タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、ロータが依然として燃焼ガスによって動力を与えられているシャットダウンプロセスの間又はガスタービンエンジンのシャットダウン後のターニング装置システムの作動の間、又はそれらの両方の間に作動してよく、これにより、外側ケーシングを上部から底部まで均一に冷却させる。他の実施の形態では、タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、通常のガスタービンエンジン作動中に作動し得る。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、タービンロータから半径方向外方へ延びるタービンブレードの複数の列を有するタービンブレードアセンブリから形成されてよい。タービンブレードアセンブリを包囲する外側ケーシングは、外側ケーシングの上側半分を規定する水平軸線よりも上方で外側ケーシングに複数の検査孔を有してよく、外側ケーシングは、少なくとも1つの中間列領域キャビティを部分的に形成してよい。タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、外側ケーシングに位置決めされかつタービンブレードアセンブリの中間列領域から半径方向外側に位置決めされた1つ又は複数のノズルを有してよい。中間列領域は、前列領域の下流でかつ下流列領域の上流に位置決めされてよい。中間列領域キャビティは、第3列のタービンブレードの半径方向外側に位置してよい。さらに、中間列領域キャビティは、第4列のタービンブレードの半径方向外側に位置してよい。ノズルは、少なくとも1つの中間列領域キャビティの幅よりも小さな噴霧パターンを有してよい。ノズルは、中間列領域キャビティ内へ流体を排出するように構成された高速で低体積のノズルを有してよい。
ノズルは、外側ケーシングの上死点から周方向にずらされていてよい。少なくとも1つの実施の形態では、ノズルは、上死点からずらされていてよく、ケーシングの上部セクション内の任意の位置に位置決めされてよい。別の実施の形態では、ノズルは、外側ケーシングの上死点から45°〜75°に位置決めされるように、外側ケーシングの上死点から周方向にずらされていてよい。ノズルは、ノズルから排出された流体が外側ケーシングの内面に衝突するように位置決めされていてよい。特に、ノズルは、ノズルから排出された流体が上死点において外側ケーシングの内面に衝突するように位置決めされていてよい。ノズルは、ノズルから排出された流体が外側ケーシングにおける中間列領域キャビティ内に流体の周方向の流れを生ぜしめるように位置決めされていてよい。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、ガスタービンエンジンを改造するために又は新たなガスタービンエンジン内で使用されてよい。少なくとも1つの実施の形態では、ノズルは、ボロスコープポート、その他の利用可能な既存のオリフィスにおいて外側ケーシングに接続されてよいか、又はノズルだけのために形成されたオリフィスに接続されていてよい。特に、ノズルは、ボロスコープポートにおいて外側ケーシングに取外し可能に接続されていてよい。タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、周囲空気をノズルに供給するために少なくとも1つのノズルと連通した周囲空気供給源を有してよい。
少なくとも1つの実施の形態では、タービンエンジンシャットダウン温度制御システムは、外側ケーシングの上死点の第1の側において外側ケーシングから中間列領域キャビティ内へ延びる第1のノズルと、外側ケーシングの上死点の第2の側において外側ケーシングから中間列領域キャビティ内へ延びる第2のノズルとを有してよい。第2の側は、第1の側とは反対側であってよい。第1及び第2のノズルは、外側ケーシングの上死点に向かって方向付けられていてよい。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムの利点は、システムが、外側ケーシングにおける中間領域キャビティ内の高温空気浮き上がりによって生ぜしめられる熱勾配を制限し、外側ケーシングのアーチ状曲げ及びスウェイ・バック曲げが防止され、これにより、ガスタービンエンジンのウォーム・リスタートの間、ブレード先端部のこすれ、及び潜在的なブレード損傷の可能性を低減し得るということである。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムの別の利点は、システムが、全体のケーシングゆがみと、タービンブレード先端部間隙とを最適化するために、局所的な外側ケーシング鉛直方向温度勾配を逆転させ得るということである。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムのさらに別の利点は、システムが、既存のガスタービンエンジンに取り付けられてよく、これにより、安全な始動のためにガスタービンエンジンが十分に冷却されるのを数日間待つのではなく、ウォームスタートを行うことを可能にすることによって、現在使用されているガスタービンエンジンをさらに効率的にするということである。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムの別の利点は、外側ケーシング内の鉛直方向勾配を軽減することを助けることである。
これらの実施の形態及びその他の実施の形態を以下により詳細に説明する。
明細書の一部に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は、ここに開示される発明の実施の形態を例示し、詳細な説明と共に発明の原理を開示する。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システムを有するガスタービンエンジンの側方から見た断面図である。 図1における線2−2に沿って断面したタービンエンジンシャットダウン温度制御システムを備えた外側ケーシングの軸方向で見た図である。 ガスタービンエンジンから取り外された外側ケースの上側半分の平面図である。 第3列タービンブレードアセンブリから半径方向外側の中間列領域キャビティ内へ挿入されたノズルの部分的な断面図である。 第4列タービンブレードアセンブリから半径方向外側の中間列領域キャビティ内へ挿入されたノズルの部分的な断面図である。 図1における線6−6に沿って断面したタービンエンジンシャットダウン温度制御システムを備えた外側ケーシングの軸方向で見た図である。 図1における線6−6に沿って断面したタービンエンジンシャットダウン温度制御システムの別の実施の形態を備えた外側ケーシングの軸方向で見た図である。 図7に示したような、多数排出ノズルの詳細な断面図である。
発明の詳細な説明
図1〜図8に示したように、ガスタービンエンジン16のシャットダウンの間、タービンブレードアセンブリ14を包囲する外側ケーシング12内に熱勾配が生じることを制限するように構成された、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10が開示される。外側ケーシング12における中間領域キャビティ18内の高温空気浮き上がりによって生ぜしめられる熱勾配を減じることにより、外側ケーシング12のアーチ状曲げ及びスウェイ・バック曲げが防止され、これにより、ガスタービンエンジン16のウォーム・リスタートの間、ブレード先端部のこすれ、及び潜在的なブレード損傷の可能性を低減し得る。タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10はまた、全体のケーシングゆがみと、タービンブレード先端部間隙とを最適化するために、局所的な外側ケーシング鉛直方向温度勾配を逆転させ得る。タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、ロータが依然として燃焼ガスによって動力を与えられているシャットダウンプロセスの間又はガスタービンエンジン16のシャットダウン後のターニング装置システム作動の間、又はそれらの両方の間に作動してよく、これにより、外側ケーシング12を上部から底部まで均一に冷却させる。他の実施の形態では、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、通常のガスタービンエンジン作動中に作動し得る。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、タービンロータ26から半径方向外方へ延びるタービンブレード24の複数の列22を有するタービンブレードアセンブリ20を有してよい。外側ケーシング12は、外側ケーシング12とブレードリングとの間に内側キャビティ28を形成してよい。タービンブレードアセンブリ14を包囲する外側ケーシング12は、外側ケーシング12の上側半分33を規定する水平軸線32よりも上方で外側ケーシング12に複数の検査孔30を有する。外側ケーシング22は、少なくとも1つの中間列領域キャビティ18を少なくとも部分的に形成してよい。中間列領域キャビティ18は、図1及び図4に示したように第3列タービンブレード34から半径方向外側に位置決めされるか、図1及び図5に示したように第4列タービンブレード36から半径方向外側に位置決めされるか、又はその両方であってよい。中間領域キャビティ18は、タービンブレードアセンブリ14を中心に周方向に延びていてよく、外側ケーシング12内に位置決めされてよい。外側ケーシング12は、図2に示したように1つの遮られていないキャビティ28であってよいか、又は外側ケーシング12内に隔てられたキャビティを形成する複数の隔壁を有してよい。
図2〜図5に示したように、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、ガスタービンエンジン16の外側ケーシングに位置決めされた1つ又は複数のノズル38を有してよい。ノズル38は、ガスタービンエンジン16内でタービンブレードアセンブリ14の半径方向外側のあらゆる適切な位置に位置決めされたキャビティ18内へ延びていてよい。少なくとも1つの実施の形態では、1つ又は複数のノズル38は、外側ケーシング12に位置決めされかつタービンブレードアセンブリ14の中間列領域40から半径方向外側に位置決めされてよい。中間列領域40は、前列領域42の下流でかつ下流列領域44の上流に位置決めされてよい。ノズル38は、高圧かつ低体積の空気などの流体を排出するように構成されてよいが、空気に限定されない。1つの実施の形態では、空気をノズル38に供給するために、周囲空気供給源62がノズル38と連通していてよい。空気は、外側ケーシング12の温度よりも低くてよい。ノズル38は、外側ケーシング12内の中間列領域キャビティ18内へ流体を排出するように構成された高速で低体積のノズル38であってよい。少なくとも1つの実施の形態では、ノズル38は、毎分120回転のターニング装置の作動において6:1の圧力比で外側ケーシング12内の中間列領域キャビティ18内へ流体を排出するように構成された高速で低体積のノズル38であってよい。他の実施の形態では、他の圧力比及び速度が使用されてよい。
ノズル38は、ノズル38から排出された流体が外側ケーシング12の内面46に衝突するように位置決めされていてよい。少なくとも1つの実施の形態では、ノズル38は、ノズル38から排出された流体が外側ケーシング12の上死点48において外側ケーシング12の内面46に衝突するように位置決めされていてよい。ノズル38は、中間列領域キャビティ18の幅よりも小さな流体の噴霧パターンを有してよい。ノズル38から排出された流体が、外側ケーシング12に衝突し、外側ケーシング12の半径方向内側のブレードリング及びその他の構成部材には衝突しないことが好ましく、それにより、不要な冷却によるこれらの構成部材内の熱勾配が生じることを防止する。ノズル38は、キャビティ18において周方向の流れパターンを形成するためにキャビティ18内に周方向に流体を噴霧するように位置決めされていてよい。
少なくとも1つの実施の形態では、図2に示したように、ノズル38は、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。特に、ノズル38は、外側ケーシング12の上死点48から45°〜75°に位置決めされるように、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。1つの実施の形態では、ノズル38は、外側ケーシング12の上死点48から約60°に位置決めされるように、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。ノズル38は、ノズル38から排出された流体が外側ケーシング12における中間列領域キャビティ18内に流体の周方向の流れを生ぜしめるように位置決めされていてよい。
別の実施の形態では、図6に示したように、ノズル38は、外側ケーシング12の上死点48の第1の側52において外側ケーシング12から中間列領域キャビティ18内へ延びる第1のノズル50と、外側ケーシング12の上死点48の第2の側56において外側ケーシング12から中間列領域キャビティ18内へ延びる第2のノズル54とから形成されてよい。第2の側56は、第1の側52とは反対側に位置決めされていてよい。第1及び第2のノズル50,54は、外側ケーシング12の上死点48に向かって方向付けられていてよい。1つの実施の形態では、第1のノズル50は、外側ケーシング12の上死点48から45°〜75°に位置決めされるように、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。別の実施の形態では、第1のノズル50は、外側ケーシング12の上死点48から約60°に位置決めされるように、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。同様に、第2のノズル54は、外側ケーシング12の上死点48から45°〜75°に位置決めされるように、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。別の実施の形態では、第2のノズル54は、外側ケーシング12の上死点48から約60°に位置決めされるように、外側ケーシング12の上死点48から周方向にずらされていてよい。第1及び第2のノズル50,54は、外側ケーシング12の上死点48を中心にして互いに鏡像として位置決めされてよい。これに代えて第1及び第2のノズル50,54は、外側ケーシング12の上死点48に関して異なる向きで位置決めされてもよい。
別の実施の形態では、図7に示したように、第1のノズル50は、外側ケーシング12の上死点48の第1の側52において外側ケーシング12から中間列領域キャビティ18内へ延びていてよく、第2のノズル54は、外側ケーシング12の上死点48の第2の側56において外側ケーシング12から中間列領域キャビティ18内へ延びていてよい。第2の側56は、第1の側52とは反対側に位置決めされていてよい。第1及び第2のノズル50,54は、外側ケーシング12の上死点48から離れる方向へ方向付けられていてよい。多重排出ノズル70は、中間列領域キャビティ18などの外側ケーシング12内の1つ又は複数のキャビティ内へ延びていてよいが、中間列領域キャビティ18に限定されない。多重排出ノズル70は、流体をノズル70から排出するように位置決めされた2つ以上の排出出口72を有してよい。多重排出ノズル70の排出出口72は、ほぼ互いに反対向きに面していてよく、流体をほぼガスタービンエンジン16の長手方向軸線に対して直交方向に排出するように位置決めされてよい。少なくとも1つの実施の形態では、図7に示したように、排出出口72は、多重排出ノズル70の長手方向軸線76に対して直交する軸線74に対して僅かな角度78を成して流体を排出してよい。別の実施の形態では、図8に示したように、排出出口72は、多重排出ノズル70の長手方向軸線76に対して直交方向に流体を排出してよい。1つの実施の形態では、多重排出ノズル70は、第1及び第2のノズル50,54と組み合わせて使用されてもよい。別の実施の形態では、多重排出ノズル70は、第1及び第2のノズル50,54なしで使用されてもよい。多重排出ノズル70は、図7に示したように外側ケーシング12の上死点48に位置決めされるか、又は外側ケーシング12における他の位置に位置決めされてもよい。
図8に示したように、多重排出ノズル70は、流体を排出出口72へ案内するために多重排出ノズル70の近位端部82に位置決めされた流れガイド80を有してよい。流れガイド80は、あらゆる適当な構成を有してよい。少なくとも1つの実施の形態では、流れガイド80は、幅広の基部84へ移行する延長した先端部86を有する、変形された円錐形状に形成されていてよい。流れガイド80は、流体を排出出口72へ方向付けるように湾曲されている又はその他の構成を有してよい第1及び第2の側88,90から形成された非円錐形の構成であってもよい。排出出口72は、あらゆる適当な形状を有してよい。
ノズル38は、外側ケーシング12におけるオリフィス30内に位置決めされてもよい。オリフィス30は、ほぼ円形であるか又はあらゆる適当な形状を有してよい。少なくとも1つの実施の形態では、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、既存のガスタービンエンジン16を改造するために又は新たなガスタービンエンジン内で使用されてよい。このような実施の形態では、図3に示したように、ノズル38は、ボロスコープポート60、その他の利用可能な既存のオリフィスにおいて外側ケーシング12に接続されるか、又はノズル38だけのために形成されたオリフィスに接続されていてよい。特に、ノズル38は、ボロスコープポート60において外側ケーシング12に取外し可能に接続されていてよい。
タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、ロータが依然として燃焼ガスによって動力を与えられているシャットダウンプロセスの間又はガスタービンエンジンのシャットダウン後のターニング装置システムの作動の間、又はその両方の間に作動してよい。1つの実施の形態では、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、ガスタービンエンジン16のターニング装置システムによって作動させられてよい。ターニング装置システムは、ガスタービンエンジンのシャットダウンの後、冷却プロセスを通じて作動させられる。冷却プロセスにおいては、ガスタービンエンジンは、様々な速度で熱収縮する構成部材から損傷を受けることなく冷却される。タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10の1つ又は複数のノズル38は、上死点48と外側ケーシング12の底部との間の熱勾配の発生を制限するために、空気などの流体を中間列領域キャビティ18へ排出してよい。ターニング装置システムの作動が遅くなるほど、必要とされる空気の体積は大きくなる。このような作動は、外側ケーシング12が曲がるのを防止し、これは、アーチ状曲げがないこと及びスウェイ・バック曲げがないことを含む。タービンエンジンシャットダウン温度制御システム10は、10時間以上作動させられてよい。制御システム10を10時間以上作動させることは、外側ケーシング12又はガスタービンエンジン16のその他の構成部材に対していかなる損傷も生じない。
前記説明は、本発明を例示、説明及び記述するという目的で提供されている。これらの実施の形態に対する変更及び適応は、当業者に明らかになるであろうし、本発明の範囲又は思想から逸脱することなく成し得るものである。

Claims (14)

  1. タービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)において、
    タービンロータ(26)から半径方向外方へ延びるタービンブレード(24)の複数の列(22)を有するタービンブレードアセンブリ(14)と、
    該タービンブレードアセンブリ(14)を包囲する外側ケーシング(12)であって、該外側ケーシング(12)の上側半分(33)を規定する水平軸線(32)よりも上方において前記外側ケーシング(12)に設けられた複数の検査孔(30)を有しており、かつ少なくとも1つのキャビティ(28)を部分的に形成している、外側ケーシング(12)と、
    該外側ケーシング(12)に位置決めされ、前記タービンブレードアセンブリ(14)よりも半径方向外側に位置決めされた少なくとも1つのノズル(38)と、を備えることを特徴とする、タービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  2. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、少なくとも1つの中間列領域キャビティ(18)の幅よりも小さな噴霧パターンを有する、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  3. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記外側ケーシング(12)の上死点(48)から周方向にずらされている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  4. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記外側ケーシング(12)の上死点(48)から45°〜75°に位置決めされるように、前記外側ケーシング(12)の前記上死点(48)から周方向にずらされている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  5. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記少なくとも1つのノズル(38)から排出された流体が前記外側ケーシング(12)の内面(46)に衝突するように位置決めされている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  6. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記少なくとも1つのノズル(38)から排出された流体が上死点(48)において前記外側ケーシング(12)の内面(46)に衝突するように位置決めされている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  7. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記少なくとも1つのノズル(38)から排出された流体が前記外側ケーシング(12)における前記キャビティ(28)内に流体の周方向の流れを発生するように位置決めされている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  8. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、ボロスコープポート(60)において前記外側ケーシング(12)に接続されている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  9. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、多重排出ノズル(70)である、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  10. 前記少なくとも1つのノズル(38)と連通した周囲空気供給源(62)を備える、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  11. 前記少なくとも1つのキャビティ(28)は、前記外側ケーシング(12)によって形成された少なくとも1つの中間列領域キャビティ(18)であり、前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記外側ケーシング(12)に位置決めされておりかつ前記タービンブレードアセンブリ(14)の中間列領域(18)よりも半径方向外側に位置決めされており、前記中間列領域(18)は、前列領域(42)よりも下流でかつ下流列領域(44)よりも上流に位置決めされている、請求項1記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  12. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記外側ケーシング(12)の上死点(48)の第1の側(52)において前記外側ケーシング(12)から前記中間列領域キャビティ(18)内へ延びる第1のノズル(50)と、前記外側ケーシング(12)の上死点(48)の第2の側(56)において前記外側ケーシング(12)から前記中間列領域キャビティ(18)内へ延びる第2のノズル(54)とから形成されており、前記第2の側(56)は前記第1の側(52)とは反対側にあり、前記第1のノズル(50)及び前記第2のノズル(54)は前記外側ケーシング(12)の前記上死点(48)に向かって方向付けられている、請求項11記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  13. 前記少なくとも1つのノズル(38)は、前記外側ケーシング(12)の上死点(48)の第1の側(52)において前記外側ケーシング(12)から前記中間列領域キャビティ(18)内へ延びる第1のノズル(50)と、前記外側ケーシング(12)の上死点(48)の第2の側(56)において前記外側ケーシング(12)から前記中間列領域キャビティ(18)内へ延びる第2のノズル(54)とから形成されており、前記第2の側(56)は前記第1の側(52)とは反対側にあり、前記第1のノズル(50)及び前記第2のノズル(54)は前記外側ケーシング(12)の前記上死点(48)から離れる方向に方向付けられている、請求項11記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム(10)。
  14. 前記第1のノズル(50)と前記第2のノズル(54)との間に位置決めされた多重排出ノズル(70)を備える、請求項13記載のタービンエンジンシャットダウン温度制御システム。
JP2016506315A 2013-04-03 2014-03-11 ガスタービンエンジン用のノズル噴射を備えたタービンエンジンシャットダウン温度制御システム Pending JP2016518544A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/855,756 2013-04-03
US13/855,756 US20140301820A1 (en) 2013-04-03 2013-04-03 Turbine engine shutdown temperature control system with nozzle injection for a gas turbine engine
PCT/US2014/023326 WO2014164724A1 (en) 2013-04-03 2014-03-11 Turbine engine shutdown temperature control system with nozzle injection for a gas turbine engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016518544A true JP2016518544A (ja) 2016-06-23

Family

ID=50513444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016506315A Pending JP2016518544A (ja) 2013-04-03 2014-03-11 ガスタービンエンジン用のノズル噴射を備えたタービンエンジンシャットダウン温度制御システム

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20140301820A1 (ja)
EP (1) EP2981681A1 (ja)
JP (1) JP2016518544A (ja)
KR (1) KR20150136618A (ja)
CN (1) CN105189938B (ja)
BR (1) BR112015025094A2 (ja)
CA (1) CA2907940C (ja)
MX (1) MX2015013963A (ja)
RU (1) RU2666711C2 (ja)
WO (1) WO2014164724A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020195627A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン車室、ガスタービン及びタービン車室の変形防止方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10060629B2 (en) * 2015-02-20 2018-08-28 United Technologies Corporation Angled radial fuel/air delivery system for combustor
EP3091197A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-09 General Electric Technology GmbH Method for controlling the temperature of a gas turbine during a shutdown
US11149642B2 (en) 2015-12-30 2021-10-19 General Electric Company System and method of reducing post-shutdown engine temperatures
US10539079B2 (en) 2016-02-12 2020-01-21 United Technologies Corporation Bowed rotor start mitigation in a gas turbine engine using aircraft-derived parameters
US10436064B2 (en) 2016-02-12 2019-10-08 United Technologies Corporation Bowed rotor start response damping system
US10443507B2 (en) 2016-02-12 2019-10-15 United Technologies Corporation Gas turbine engine bowed rotor avoidance system
US9664070B1 (en) 2016-02-12 2017-05-30 United Technologies Corporation Bowed rotor prevention system
US10508601B2 (en) 2016-02-12 2019-12-17 United Technologies Corporation Auxiliary drive bowed rotor prevention system for a gas turbine engine
US10125691B2 (en) 2016-02-12 2018-11-13 United Technologies Corporation Bowed rotor start using a variable position starter valve
US10443505B2 (en) 2016-02-12 2019-10-15 United Technologies Corporation Bowed rotor start mitigation in a gas turbine engine
US10508567B2 (en) 2016-02-12 2019-12-17 United Technologies Corporation Auxiliary drive bowed rotor prevention system for a gas turbine engine through an engine accessory
US10125636B2 (en) 2016-02-12 2018-11-13 United Technologies Corporation Bowed rotor prevention system using waste heat
US10174678B2 (en) 2016-02-12 2019-01-08 United Technologies Corporation Bowed rotor start using direct temperature measurement
US10040577B2 (en) 2016-02-12 2018-08-07 United Technologies Corporation Modified start sequence of a gas turbine engine
US10598047B2 (en) 2016-02-29 2020-03-24 United Technologies Corporation Low-power bowed rotor prevention system
US10787933B2 (en) 2016-06-20 2020-09-29 Raytheon Technologies Corporation Low-power bowed rotor prevention and monitoring system
US10358936B2 (en) 2016-07-05 2019-07-23 United Technologies Corporation Bowed rotor sensor system
US10384791B2 (en) 2016-07-21 2019-08-20 United Technologies Corporation Cross engine coordination during gas turbine engine motoring
US10618666B2 (en) 2016-07-21 2020-04-14 United Technologies Corporation Pre-start motoring synchronization for multiple engines
US10221774B2 (en) 2016-07-21 2019-03-05 United Technologies Corporation Speed control during motoring of a gas turbine engine
EP3273016B1 (en) 2016-07-21 2020-04-01 United Technologies Corporation Multi-engine coordination during gas turbine engine motoring
EP3273006B1 (en) 2016-07-21 2019-07-03 United Technologies Corporation Alternating starter use during multi-engine motoring
US10787968B2 (en) 2016-09-30 2020-09-29 Raytheon Technologies Corporation Gas turbine engine motoring with starter air valve manual override
US10443543B2 (en) 2016-11-04 2019-10-15 United Technologies Corporation High compressor build clearance reduction
US10823079B2 (en) 2016-11-29 2020-11-03 Raytheon Technologies Corporation Metered orifice for motoring of a gas turbine engine
US11035251B2 (en) * 2019-09-26 2021-06-15 General Electric Company Stator temperature control system for a gas turbine engine

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2402841A (en) * 1944-06-26 1946-06-25 Allis Chalmers Mfg Co Elastic fluid turbine apparatus
JPS54121306A (en) * 1978-03-15 1979-09-20 Toshiba Corp Geothermal steam turbine
JPH11270306A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp 蒸気タービンの強制冷却装置
JP2000328904A (ja) * 1999-05-18 2000-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室
JP2003254010A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室
JP2006037855A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車室ケーシング及びガスタービン
US20060073010A1 (en) * 2003-04-07 2006-04-06 Alstom Technology Ltd Turbomachine
US20070065274A1 (en) * 2003-11-07 2007-03-22 Alstom Technology Ltd. Method for operating a turbo engine and turbo engine
US20080233278A1 (en) * 2007-03-24 2008-09-25 Rolls-Royce Plc Method of repairing a damaged abradable coating
JP2015529301A (ja) * 2012-09-05 2015-10-05 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 燃焼器シェル空気再循環システムを含むガスタービンエンジンの運転方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161715C2 (ru) * 1999-02-08 2001-01-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Устройство для охлаждения газотурбинной установки

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2402841A (en) * 1944-06-26 1946-06-25 Allis Chalmers Mfg Co Elastic fluid turbine apparatus
JPS54121306A (en) * 1978-03-15 1979-09-20 Toshiba Corp Geothermal steam turbine
JPH11270306A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp 蒸気タービンの強制冷却装置
JP2000328904A (ja) * 1999-05-18 2000-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室
JP2003254010A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気タービン車室
US20060073010A1 (en) * 2003-04-07 2006-04-06 Alstom Technology Ltd Turbomachine
US20070065274A1 (en) * 2003-11-07 2007-03-22 Alstom Technology Ltd. Method for operating a turbo engine and turbo engine
JP2006037855A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車室ケーシング及びガスタービン
US20080233278A1 (en) * 2007-03-24 2008-09-25 Rolls-Royce Plc Method of repairing a damaged abradable coating
JP2015529301A (ja) * 2012-09-05 2015-10-05 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 燃焼器シェル空気再循環システムを含むガスタービンエンジンの運転方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020195627A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン車室、ガスタービン及びタービン車室の変形防止方法
JP2020165311A (ja) * 2019-03-28 2020-10-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン車室、ガスタービン及びタービン車室の変形防止方法
US11781445B2 (en) 2019-03-28 2023-10-10 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine casing, gas turbine, and method for preventing deformation of turbine casing

Also Published As

Publication number Publication date
MX2015013963A (es) 2016-02-10
RU2666711C2 (ru) 2018-09-11
RU2015142073A (ru) 2017-05-11
WO2014164724A1 (en) 2014-10-09
CA2907940C (en) 2017-10-24
KR20150136618A (ko) 2015-12-07
EP2981681A1 (en) 2016-02-10
CN105189938A (zh) 2015-12-23
US20140301820A1 (en) 2014-10-09
CA2907940A1 (en) 2014-10-09
BR112015025094A2 (pt) 2017-07-18
CN105189938B (zh) 2017-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016518544A (ja) ガスタービンエンジン用のノズル噴射を備えたタービンエンジンシャットダウン温度制御システム
US9279339B2 (en) Turbine engine temperature control system with heating element for a gas turbine engine
JP6324548B2 (ja) 排気ディフューザ内にロータセンタリング冷却システムを備えるガスタービンエンジン
JP6431690B2 (ja) ガスタービンのタービン部用のタービンロータブレード
JP2016070274A (ja) ガスタービンのタービンブレードのための冷却機構
BR102016005277A2 (pt) sistema para resfriar uma turbina e para resfriar um motor de turbina
JP2015105656A (ja) 壁近傍のマイクロサーキット縁部冷却を有するタービンブレード
KR102243975B1 (ko) 터빈 실린더 공동 가열된 재순환 시스템
JP2016160936A (ja) タービンロータブレード
JP2015017608A (ja) ガスタービン・シュラウド冷却
JP2016211545A (ja) フレア状先端を有するロータブレード
WO2015116937A1 (en) Gas turbine engine combustor liner panel with synergistic cooling features
US20140321981A1 (en) Turbine engine shutdown temperature control system
JP2014009937A (ja) ガスタービン用移行ダクト
JP2014234824A (ja) ディフューザ・ストラット・フェアリング
JP2012117538A (ja) 軸流式のガスタービン
JP2011241824A (ja) タービン燃焼器トランジションピースを冷却するためのシステム
KR101971305B1 (ko) 연소실 벽
US8640974B2 (en) System and method for cooling a nozzle
US20120099960A1 (en) System and method for cooling a nozzle
WO2020050854A1 (en) Angular cooling channels for improved mechanical life

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170306

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180122

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180420

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190805