JP2023128681A - Exhaust system for gas turbine and gas turbine - Google Patents

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exhaust
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耀華 薛
Yoka Setsu
智成 高田
Tomonari Takada
豊誠 青田
Toyomasa Aota
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Abstract

To provide an exhaust system for a gas turbine capable of suppressing an impact on a flow of exhaust gas in an exhaust duct, and the gas turbine.SOLUTION: An exhaust system for a gas turbine according to at least one embodiment of this disclosure includes: an annular exhaust duct that is connected to a downstream side of the turbine and to which combustion gas used for rotating the turbine is guided; and an extraction pipe for guiding part of compressed air extracted from a compressor to the exhaust duct. In a flowing direction of the compressed air, the extraction pipe includes a gradually increasing part of which flow passage cross section gradually increases toward an end part on a downstream side in the flowing direction. The end part on the downstream side does not project into an exhaust passage of the exhaust duct.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、ガスタービンの排気装置及びガスタービンに関する。 The present disclosure relates to a gas turbine exhaust system and a gas turbine.

一般的に産業用のガスタービンでは、起動時に圧縮機の起動特性を改善するために圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に抽気管を介して放出する構成が知られている(例えば特許文献1参照)。 Generally, industrial gas turbines have a configuration in which a portion of the compressed air is extracted from the compressor during startup to improve the starting characteristics of the compressor, and the extracted air is released into the exhaust duct via a bleed pipe. is known (for example, see Patent Document 1).

特許第5571015号公報Patent No. 5571015

しかし、例えば特許文献1に記載のガスタービンでは、排気ダクト内に抽気管が突出しているため、排気ダクト内を流れる排気ガスの流れを乱して圧力損失を増大させるおそれがある。 However, in the gas turbine described in Patent Document 1, for example, the bleed pipe protrudes into the exhaust duct, which may disturb the flow of exhaust gas flowing inside the exhaust duct and increase pressure loss.

本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、排気ダクト内での排気ガスの流れへの影響を抑制できるガスタービンの排気装置及びガスタービンを提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned circumstances, at least one embodiment of the present disclosure aims to provide a gas turbine exhaust system and a gas turbine that can suppress the influence on the flow of exhaust gas in the exhaust duct.

(1)本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの排気装置は、
タービンの下流側に接続され、前記タービンを回転駆動させた燃焼ガスが導かれる環状の排気ダクトと、
圧縮機から抽気した圧縮空気の一部を前記排気ダクトに導くため抽気管と、
を備え、
前記抽気管は、前記圧縮空気の流れ方向に沿って前記流れ方向の下流側の端部に向かうにつれて、流路断面積が漸増する漸増部、を有し、
前記下流側の端部は、前記排気ダクトの排気通路内に突出していない。
(1) A gas turbine exhaust system according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
an annular exhaust duct connected to the downstream side of the turbine, through which combustion gas that rotates the turbine is guided;
an air bleed pipe for guiding a part of the compressed air extracted from the compressor to the exhaust duct;
Equipped with
The air bleed pipe has a gradually increasing portion in which the cross-sectional area of the flow passage gradually increases as it goes toward the downstream end in the flow direction along the flow direction of the compressed air,
The downstream end portion does not protrude into the exhaust passage of the exhaust duct.

(2)本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
圧縮空気を生成する圧縮機と、
燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスで回転駆動されるタービンと、
上記(1)の構成のガスタービンの排気装置と、
を備える。
(2) The gas turbine according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
a compressor that generates compressed air;
a combustor that generates combustion gas;
a turbine rotationally driven by combustion gas generated in the combustor;
A gas turbine exhaust system configured as described in (1) above;
Equipped with

本開示の少なくとも一実施形態によれば、ガスタービンにおいて排気ダクト内での排気ガスの流れへの影響を抑制できる。 According to at least one embodiment of the present disclosure, it is possible to suppress the influence on the flow of exhaust gas within the exhaust duct in a gas turbine.

幾つかの実施形態に係るガスタービン1の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a gas turbine 1 according to some embodiments. 排気装置の一例について説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining an example of an exhaust device. 排気装置の他の一例について説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining another example of an exhaust device. 排気装置のさらに他の一例について説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining still another example of an exhaust device. 図4のV-V矢視断面図である。5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 4. FIG. 図5のVI-VI矢視断面図である。6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5. FIG. 排気装置のさらに他の一例について説明するための、図4のV-V矢視に相当する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 for explaining still another example of the exhaust device. 排気装置のさらに他の一例について説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining still another example of an exhaust device. 排気装置のさらに他の一例について説明するための、図4のV-V矢視に相当する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 for explaining still another example of the exhaust device. 図9のX-X矢視断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along the line XX in FIG. 9; 排気装置のさらに他の一例について説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining still another example of an exhaust device.

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure, and are merely illustrative examples. do not have.
For example, expressions expressing relative or absolute positioning such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""centered,""concentric," or "coaxial" are strictly In addition to representing such an arrangement, it also represents a state in which they are relatively displaced with a tolerance or an angle or distance that allows the same function to be obtained.
For example, expressions such as "same,""equal," and "homogeneous" that indicate that things are in an equal state do not only mean that things are exactly equal, but also have tolerances or differences in the degree to which the same function can be obtained. It also represents the existing state.
For example, expressions expressing shapes such as squares and cylinders do not only refer to shapes such as squares and cylinders in a strict geometric sense, but also include uneven parts and chamfers to the extent that the same effect can be obtained. Shapes including parts, etc. shall also be expressed.
On the other hand, the expressions "comprising,""comprising,""comprising,""containing," or "having" one component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components.

最初に、図1を例示しながら幾つかの実施形態に係るガスタービン1の全体構成について説明する。ここで、図1は、幾つかの実施形態に係るガスタービン1の概略構成を示す図である。 First, the overall configuration of a gas turbine 1 according to some embodiments will be described with reference to FIG. 1 as an example. Here, FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gas turbine 1 according to some embodiments.

幾つかの実施形態に係るガスタービン1は、圧縮空気を生成するための圧縮機3と、圧縮空気を用いて燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成するための燃焼器4と、燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービン5と、を備える。 The gas turbine 1 according to some embodiments includes a compressor 3 for generating compressed air, a combustor 4 for generating combustion gas by burning fuel using the compressed air, and a gas turbine driven by the combustion gas. a turbine 5 configured to

上記ガスタービン1において、圧縮機3に取り込まれた空気は、圧縮機車室内に設けられた複数の静翼及び動翼を通過して圧縮され、これによって高温高圧の空気(圧縮空気)が生成される。
燃焼器4には、燃料と、圧縮機3からの高温高圧の空気とが供給される。この燃焼器4では、燃焼器車室内で燃料および空気を混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させる。ガスタービン1の部分負荷運転時または全負荷運転時、燃焼器4に供給される燃料の流量はガスタービン1の運転状態や負荷などによって決定される。例えば燃料流量は、ガスタービン1の負荷、回転数(回転速度)、あるいは燃焼ガス温度の少なくとも何れかに基づいて決定される。
タービン5には燃焼器4からの燃焼ガスが導入される。この燃焼ガスが、タービン車室内に配置された複数の静翼及び動翼を通過することで、タービン車室および圧縮機車室を貫通するように設けられたロータが回転するようになっている。ガスタービン1が発電に用いられる場合には、ロータの回転によって、ロータに連結された発電機(不図示)で発電が行われる。
タービン5の下流側には、タービン車室に連通する排気ダクト6が接続されている。タービン5を駆動した後の排気ガスは、排気ダクト6及び排気ダクト6の下流側に接続された煙突7を通って外部へ排出されるようになっている。
In the gas turbine 1, air taken into the compressor 3 passes through a plurality of stator blades and rotor blades provided in the compressor compartment and is compressed, thereby generating high-temperature and high-pressure air (compressed air). Ru.
The combustor 4 is supplied with fuel and high-temperature, high-pressure air from the compressor 3. In this combustor 4, fuel and air are mixed and combusted in the combustor compartment to generate combustion gas. When the gas turbine 1 is operating at partial load or at full load, the flow rate of fuel supplied to the combustor 4 is determined by the operating state and load of the gas turbine 1. For example, the fuel flow rate is determined based on at least one of the load of the gas turbine 1, the rotational speed (rotational speed), or the combustion gas temperature.
Combustion gas from the combustor 4 is introduced into the turbine 5 . This combustion gas passes through a plurality of stator blades and rotor blades arranged in the turbine casing, thereby rotating a rotor that is provided so as to penetrate the turbine casing and the compressor casing. When the gas turbine 1 is used for power generation, the rotation of the rotor causes a generator (not shown) connected to the rotor to generate power.
An exhaust duct 6 is connected to the downstream side of the turbine 5 and communicates with the turbine casing. Exhaust gas after driving the turbine 5 passes through an exhaust duct 6 and a chimney 7 connected to the downstream side of the exhaust duct 6 to be exhausted to the outside.

上記ガスタービン1は、圧縮機3から抽気する少なくとも一つの抽気ライン20(20a~20c)をさらに備えている。 The gas turbine 1 further includes at least one bleed line 20 (20a to 20c) that bleeds air from the compressor 3.

抽気ライン20は、冷却ライン21(21a~21c)に接続されている。冷却ライン21は、抽気ライン20を介して圧縮機3から抽気された圧縮空気の少なくとも一部を、冷却用空気としてタービン5に導くように配設される。 The bleed air line 20 is connected to a cooling line 21 (21a to 21c). The cooling line 21 is arranged so as to guide at least a portion of the compressed air extracted from the compressor 3 via the air extraction line 20 to the turbine 5 as cooling air.

また、抽気ライン20は、排気ライン24(24a~24c)に接続されている。
排気ライン24は、圧縮機3から抽気された圧縮空気の少なくとも一部をタービン5の下流側、すなわち図1では排気ダクト6に導くように配設される。
Further, the bleed air line 20 is connected to an exhaust line 24 (24a to 24c).
The exhaust line 24 is arranged to guide at least a portion of the compressed air extracted from the compressor 3 to the downstream side of the turbine 5, that is, to the exhaust duct 6 in FIG.

図1に示す実施形態では、抽気ライン20は、圧縮機3の高圧段(出口側)から抽気する高圧抽気ライン20aと、圧縮機3の中圧段(中間)から抽気する中圧抽気ライン20bと、圧縮機3の低圧段(入口側)から抽気する低圧抽気ライン20cと、を含む。
また、冷却ライン21は、高圧抽気ライン20aに接続され、タービン5の高圧段(入口側)に圧縮空気を導入する高圧冷却ライン21aと、中圧抽気ライン20bに接続され、タービン5の中圧段(中間)に圧縮空気を導入する中圧冷却ライン21bと、低圧抽気ライン20cに接続され、タービン5の低圧段(出口側)に圧縮空気を導入する低圧冷却ライン21cと、を含む。
排気ライン24は、高圧抽気ライン20aおよび高圧冷却ライン21aに接続された高圧排気ライン24aと、中圧抽気ライン20bおよび中圧冷却ライン21bに接続された中圧排気ライン24bと、低圧抽気ライン20cおよび低圧冷却ライン21cに接続された低圧排気ライン24cと、を含む。
In the embodiment shown in FIG. 1, the bleed lines 20 include a high pressure bleed line 20a that bleeds air from the high pressure stage (outlet side) of the compressor 3, and an intermediate pressure bleed line 20b that bleeds air from the middle pressure stage (middle) of the compressor 3. and a low pressure bleed line 20c that bleeds air from the low pressure stage (inlet side) of the compressor 3.
The cooling line 21 is connected to a high-pressure extraction line 20a, which introduces compressed air into the high-pressure stage (inlet side) of the turbine 5, and an intermediate-pressure extraction line 20b, which is connected to the intermediate-pressure extraction line 20a of the turbine 5. It includes an intermediate pressure cooling line 21b that introduces compressed air to the stage (intermediate), and a low pressure cooling line 21c that is connected to the low pressure extraction line 20c and introduces compressed air to the low pressure stage (outlet side) of the turbine 5.
The exhaust line 24 includes a high pressure exhaust line 24a connected to a high pressure bleed line 20a and a high pressure cooling line 21a, an intermediate pressure exhaust line 24b connected to an intermediate pressure bleed line 20b and an intermediate pressure cooling line 21b, and a low pressure bleed line 20c. and a low pressure exhaust line 24c connected to the low pressure cooling line 21c.

従来のガスタービンでは、排気ライン24の配管である抽気管が排気ダクト6内に突出しているため、排気ダクト6内を流れる排気ガスの流れを乱して圧力損失を増大させるおそれがある。
また、排気ダクト6の内側には、遮熱のための断熱材が配置されている場合がある。ガスタービンの運転条件等によっては、抽気管から排出される圧縮空気の流速が大きくなってしまうため、不用意に圧縮空気を排気ダクト内で抽気管から噴出させると、排気ダクトの内側の断熱材を損傷させるおそれがある。
In the conventional gas turbine, the bleed pipe that is the piping of the exhaust line 24 protrudes into the exhaust duct 6, which may disturb the flow of exhaust gas flowing through the exhaust duct 6 and increase pressure loss.
Further, inside the exhaust duct 6, a heat insulating material may be arranged for heat shielding. Depending on the operating conditions of the gas turbine, the flow velocity of compressed air discharged from the bleed pipe may increase, so if compressed air is inadvertently blown out from the bleed pipe within the exhaust duct, the insulation material inside the exhaust duct may There is a risk of damaging the product.

そこで、幾つかの実施形態に係るガスタービン1では、ガスタービン1の排気装置を次のように構成することで、上述した不具合を解消するようにしている。
図2は、ガスタービン1の排気装置10の一例について説明するための模式的な断面図である。
図3は、排気装置10の他の一例について説明するための模式的な断面図である。
図4は、排気装置10のさらに他の一例について説明するための模式的な断面図である。
図5は、図4のV-V矢視断面図であり、説明の便宜上、排気ダクト6の内側の断熱材62の記載を省略している。
図6は、図5のVI-VI矢視断面図である。
図7は、排気装置10のさらに他の一例について説明するための、図4のV-V矢視に相当する断面図であり、説明の便宜上、排気ダクト6の内側の断熱材62の記載を省略している。
図8は、排気装置10のさらに他の一例について説明するための模式的な断面図である。
図9は、排気装置10のさらに他の一例について説明するための、図4のV-V矢視に相当する断面図であり、説明の便宜上、排気ダクト6の内側の断熱材62の記載を省略している。
図10は、図9のX-X矢視断面図である。
図11は、排気装置10のさらに他の一例について説明するための模式的な断面図である。
Therefore, in the gas turbine 1 according to some embodiments, the above-described problems are solved by configuring the exhaust system of the gas turbine 1 as follows.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the exhaust system 10 of the gas turbine 1.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another example of the exhaust device 10.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining still another example of the exhaust device 10.
FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 4, and for convenience of explanation, the heat insulating material 62 inside the exhaust duct 6 is omitted.
FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 for explaining still another example of the exhaust system 10. For convenience of explanation, the heat insulating material 62 inside the exhaust duct 6 is not shown. It is omitted.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining yet another example of the exhaust device 10.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 for explaining still another example of the exhaust system 10. For convenience of explanation, the heat insulating material 62 inside the exhaust duct 6 is not shown. It is omitted.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining still another example of the exhaust device 10.

図2から図11に示す幾つかの実施形態に係る排気装置10は、タービン5の下流側に接続され、タービン5を回転駆動させた燃焼ガス(排気ガス)が導かれる環状の排気ダクト6と、圧縮機3から抽気した圧縮空気の一部を排気ダクト6に導くため抽気管25と、を備える。抽気管25は、圧縮空気の流れ方向に沿って該流れ方向の下流側の端部である排気ダクト側端部251に向かうにつれて、流路断面積が漸増する漸増部250、を有する。排気ダクト側端部251は、排気ダクト6の排気通路61内に突出していない。 The exhaust system 10 according to some embodiments shown in FIGS. 2 to 11 includes an annular exhaust duct 6 connected to the downstream side of the turbine 5 and through which combustion gas (exhaust gas) that rotationally drives the turbine 5 is guided. , and a bleed pipe 25 for guiding a part of the compressed air bleed from the compressor 3 to the exhaust duct 6. The air bleed pipe 25 has a gradually increasing portion 250 in which the flow passage cross-sectional area gradually increases along the flow direction of the compressed air toward the exhaust duct side end 251 which is the downstream end in the flow direction. The exhaust duct side end portion 251 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6.

図2から図11を参照して以下で説明する幾つかの実施形態に係る排気装置10では、抽気管25は、中圧排気ライン24bの中圧抽気排出管25b、又は、低圧排気ライン24cの低圧抽気排出管25cであるが、高圧排気ライン24aの高圧抽気排出管25aであってもよい。以下の説明では、中圧抽気排出管25b、低圧抽気排出管25c、及び高圧抽気排出管25aを特に区別しない場合や、中圧抽気排出管25b、低圧抽気排出管25c、及び高圧抽気排出管25aを総称する場合、単に抽気管25と称する。 In the exhaust device 10 according to some embodiments described below with reference to FIGS. 2 to 11, the bleed pipe 25 is connected to the medium pressure exhaust line 24b, the medium pressure bleed discharge pipe 25b, or the low pressure exhaust line 24c. Although it is the low pressure bleed gas discharge pipe 25c, it may be the high pressure bleed gas discharge pipe 25a of the high pressure exhaust line 24a. In the following description, there will be cases where the intermediate pressure bleed discharge pipe 25b, the low pressure bleed discharge pipe 25c, and the high pressure bleed discharge pipe 25a are not particularly distinguished, and the intermediate pressure bleed discharge pipe 25b, the low pressure bleed discharge pipe 25c, and the high pressure bleed discharge pipe 25a. When these are collectively referred to, they are simply referred to as the bleed pipe 25.

幾つかの実施形態に係る排気装置10では、排気ダクト6の内側には、遮熱のための断熱材62が配置されている。断熱材62は、以下で説明する抽気管25の漸増部250の少なくとも一部の外周を覆っているとよい。 In the exhaust device 10 according to some embodiments, a heat insulating material 62 for heat shielding is arranged inside the exhaust duct 6. The heat insulating material 62 preferably covers the outer periphery of at least a portion of the gradually increasing portion 250 of the bleed pipe 25, which will be described below.

幾つかの実施形態に係る排気装置10では、抽気管25は、排気ダクト6の中心軸AXの延在方向に沿って延在していて、排気ダクト6との合流部の近傍で、中心軸AXに向かうように曲げられている。
以下の説明では、中心軸AXの延在方向を軸方向とも称する。軸方向の内、排気ガスの流れ方向の上流側を軸方向上流側、又は単に上流側と称し、排気ガスの流れ方向の下流側を軸方向下流側、又は単に下流側と称する。
また、以下の説明では、中心軸AXを中心とする周方向を単に周方向とも称し、中心軸AXを中心とする径方向を単に径方向とも称する。
In the exhaust device 10 according to some embodiments, the bleed pipe 25 extends along the central axis AX of the exhaust duct 6, and near the confluence with the exhaust duct 6, the bleed pipe 25 extends along the central axis AX of the exhaust duct 6. It is bent towards AX.
In the following description, the direction in which the central axis AX extends is also referred to as the axial direction. In the axial direction, the upstream side in the exhaust gas flow direction is referred to as the axial upstream side, or simply the upstream side, and the downstream side in the exhaust gas flow direction is referred to as the axial downstream side, or simply the downstream side.
Further, in the following description, the circumferential direction centered on the central axis AX is also simply referred to as the circumferential direction, and the radial direction centered on the central axis AX is also simply referred to as the radial direction.

なお、抽気管25に関して方向を説明する場合には、抽気管25を流れる圧縮空気の流れ方向を基準として流れ方向の上流側、又は流れ方向の下流側と称することもある。
抽気管25が軸方向に沿って延在している区間では、流れ方向の上流側は軸方向上流側と一致し、流れ方向の下流側は軸方向下流側と一致する。
すなわち、幾つかの実施形態に係る排気装置10では、抽気管25は、以下で説明する漸増部250よりも流れ方向の上流側で軸方向に延在する上流側領域25Uを有する。
以下で説明する抽気管25の漸増部250は、軸方向下流側に向かうにつれて径方向内側に向かうように配置されている。
Note that when describing the direction with respect to the air bleed pipe 25, the direction may be referred to as the upstream side in the flow direction or the downstream side in the flow direction based on the flow direction of the compressed air flowing through the air bleed pipe 25.
In the section where the bleed pipe 25 extends along the axial direction, the upstream side in the flow direction coincides with the axial upstream side, and the downstream side in the flow direction coincides with the axial downstream side.
That is, in the exhaust device 10 according to some embodiments, the bleed pipe 25 has an upstream region 25U that extends in the axial direction on the upstream side of the gradually increasing portion 250 described below in the flow direction.
The gradually increasing portion 250 of the bleed pipe 25, which will be described below, is arranged so as to move radially inward as it goes downstream in the axial direction.

抽気管25の漸増部250は、上述したように、流れ方向の下流側の端部である排気ダクト側端部251に向かうにつれて、流路断面積が漸増するように形成されている。
例えば、図2、図3、及び図11に示す例では、漸増部250は、排気ダクト側端部251に向かうにつれて、軸方向に離間している漸増部250の内周面250a同士の軸方向の離間距離が漸増することで流路断面積が漸増するように形成されている。すなわち、図2、図3、及び図11に示す例では、漸増部250は、周方向から見たときに、軸方向に離間している漸増部250の内周面250aがテーパ状に傾斜している。
As described above, the gradually increasing portion 250 of the air bleed pipe 25 is formed such that the flow passage cross-sectional area gradually increases toward the exhaust duct side end 251, which is the downstream end in the flow direction.
For example, in the examples shown in FIGS. 2, 3, and 11, the gradually increasing portion 250 has inner circumferential surfaces 250a of the gradually increasing portion 250 that are spaced apart from each other in the axial direction toward the exhaust duct side end 251. The flow path cross-sectional area is formed so as to gradually increase as the separation distance between them increases. That is, in the examples shown in FIGS. 2, 3, and 11, the gradually increasing portion 250 has an inner circumferential surface 250a that is spaced apart in the axial direction and is inclined in a tapered shape when viewed from the circumferential direction. ing.

また、例えば、図4、図5、図8、及び図9に示す例では、漸増部250は、排気ダクト側端部251に向かうにつれて、周方向に離間している漸増部250の内周面250b同士の周方向の離間距離が漸増することで流路断面積が漸増するように形成されている。すなわち、図4、図5、図8、及び図9に示す例では、漸増部250は、軸方向から見たときに、周方向に離間している漸増部250の内周面250bがテーパ状に傾斜している。 For example, in the examples shown in FIGS. 4, 5, 8, and 9, the gradually increasing portion 250 is formed on the inner peripheral surface of the gradually increasing portion 250 that is spaced apart in the circumferential direction toward the exhaust duct side end 251. The passage cross-sectional area is formed so as to gradually increase as the circumferential distance between the 250b increases gradually. That is, in the examples shown in FIG. 4, FIG. 5, FIG. 8, and FIG. is inclined to.

なお、図2、図3、及び図11に示す例において、図4、図5、図8、及び図9に示す例のように、漸増部250は、排気ダクト側端部251に向かうにつれて、周方向に離間している漸増部250の内周面250b同士の周方向の離間距離が漸増するように形成されていてもよい。
同様に、図4、図5、図8、及び図9に示す例において、図2、図3、及び図11に示す例のように、漸増部250は、排気ダクト側端部251に向かうにつれて、軸方向に離間している漸増部250の内周面250a同士の軸方向の離間距離が漸増するように形成されている。
Note that in the examples shown in FIGS. 2, 3, and 11, as in the examples shown in FIGS. The inner circumferential surfaces 250b of the gradually increasing portions 250 may be formed so that the circumferential distance between them gradually increases.
Similarly, in the examples shown in FIGS. 4, 5, 8, and 9, the gradually increasing portion 250 increases toward the exhaust duct side end 251, as in the examples shown in FIGS. , the inner peripheral surfaces 250a of the gradually increasing portions 250 are formed so that the distance in the axial direction gradually increases.

上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10では、図2、図3、図4、図8、及び図11に示すように、排気ダクト側端部251は、断熱材62の内周面62aよりも径方向内側には突出していない。すなわち、上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10では、排気ダクト側端部251は、排気ダクト6の排気通路61内に突出しない。 In the exhaust device 10 according to the several embodiments described above, as shown in FIGS. It does not protrude further inward in the radial direction. That is, in the exhaust device 10 according to the several embodiments described above, the exhaust duct side end portion 251 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6.

上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10によれば、抽気管25が排気ダクト6の排気通路61内に突出しないので、排気ダクト6内を流れる排気ガスの流れを乱し難くなり、排気ダクト6内での排気ガスの流れへの影響を抑制できる。また、上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10によれば、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速が漸増部250において低下する。これにより、例えば排気ダクト6の内側に遮熱のための断熱材62が配置されている場合であっても、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気によって断熱材62を損傷させる等の悪影響を与え難くなる。 According to the exhaust device 10 according to the several embodiments described above, since the air bleed pipe 25 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, it becomes difficult to disturb the flow of exhaust gas flowing inside the exhaust duct 6, and the exhaust The influence on the flow of exhaust gas within the duct 6 can be suppressed. Further, according to the exhaust device 10 according to the several embodiments described above, the flow velocity of the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 decreases in the gradually increasing portion 250. As a result, even if the heat insulating material 62 for heat shielding is arranged inside the exhaust duct 6, for example, the heat insulating material 62 will be damaged by the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6. It becomes difficult to cause negative effects such as

また、上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10によれば、抽気管25が排気ダクト6の排気通路61内に突出しないので、従来のガスタービンのように抽気管25が排気ダクト6の排気通路61内に突出していた場合に必要となる抽気管25の支持構造が不要となり、排気装置10の構成を簡素化できる。また、抽気管25が排気ダクト6の排気通路61内に突出していた場合のように、排気ダクト6内を流れる排気ガスによって排気ダクト6内に突出した抽気管25が振動する等して破損することもない。 Further, according to the exhaust system 10 according to the several embodiments described above, the bleed pipe 25 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, so that the bleed pipe 25 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, unlike a conventional gas turbine. A support structure for the bleed pipe 25 that would be required if it were to protrude into the exhaust passage 61 is not required, and the configuration of the exhaust device 10 can be simplified. In addition, as in the case where the bleed pipe 25 protrudes into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, the bleed pipe 25 protruding into the exhaust duct 6 may vibrate and be damaged by the exhaust gas flowing within the exhaust duct 6. Not at all.

従来のガスタービンのように抽気管25が排気ダクト6の排気通路61内に突出していた場合、抽気管25から排出される圧縮空気によって断熱材62が損傷することを防ぐために、抽気管25の下流端に多孔管等、排出される圧縮空気の流速を抑制するための部材を配置することがある。このような場合、該部材を含めて排気通路61内に突出している部分が軸方向に長くなってしまうと、排気ダクト6の軸方向の長さを抑制し難くなる。
これに対し、上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10によれば、抽気管25が排気ダクト6の排気通路61内に突出しないので、排気ダクト6の軸方向の長さを抑制し易くなる。
When the bleed pipe 25 protrudes into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6 as in a conventional gas turbine, the bleed pipe 25 is A member such as a perforated pipe may be disposed at the downstream end to suppress the flow velocity of the compressed air discharged. In such a case, if the portion including the member that protrudes into the exhaust passage 61 becomes long in the axial direction, it becomes difficult to suppress the length of the exhaust duct 6 in the axial direction.
On the other hand, according to the exhaust device 10 according to the several embodiments described above, the bleed pipe 25 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, so the axial length of the exhaust duct 6 can be easily suppressed. Become.

幾つかの実施形態に係るガスタービン1は、圧縮空気を生成する圧縮機3と、燃焼ガスを発生させる燃焼器4と、燃焼器4で発生する燃焼ガスで回転駆動されるタービン5と、上述した幾つかの実施形態に係る排気装置10と、を備える。
これにより、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
The gas turbine 1 according to some embodiments includes a compressor 3 that generates compressed air, a combustor 4 that generates combustion gas, a turbine 5 that is rotationally driven by the combustion gas generated in the combustor 4, and the above-mentioned The exhaust device 10 according to some embodiments is provided.
Thereby, the same effects as those described above are achieved.

上述したように、例えば、図4、図5、図8、及び図9に示す例では、漸増部250は、排気ダクト側端部251に向かうにつれて、周方向に離間している漸増部250の内周面250b同士の周方向の離間距離が漸増することで流路断面積が漸増するように形成されている。すなわち、図4、図5、図8、及び図9に示す例では、図6、及び図10に示すように、漸増部250は、排気ダクト6の軸方向の内寸aよりも排気ダクト6の周方向の内寸bの方が大きい。
これにより、漸増部250の大きさが軸方向において大きくなることを抑制できるので、排気ダクト6が軸方向に長くなることを抑制できる。
As described above, for example, in the examples shown in FIGS. 4, 5, 8, and 9, the gradually increasing portions 250 are spaced apart in the circumferential direction toward the exhaust duct side end 251. The passage cross-sectional area is formed so as to gradually increase as the distance between the inner peripheral surfaces 250b in the circumferential direction increases gradually. That is, in the examples shown in FIGS. 4, 5, 8, and 9, the gradually increasing portion 250 is larger than the axial inner dimension a of the exhaust duct 6, as shown in FIGS. The inner dimension b in the circumferential direction is larger.
Thereby, it is possible to suppress the size of the gradually increasing portion 250 from increasing in the axial direction, and therefore it is possible to suppress the exhaust duct 6 from increasing in the axial direction.

例えば、図4、図5、及び図7に示す例では、抽気管25の上流側領域25Uは、排気ダクト6の半径よりも大きな第1距離X1だけ排気ダクト6の中心軸AXに対して第1方向Dr1にオフセットして配置されるとともに、上記半径よりも小さな第2距離X2だけ排気ダクト6の中心軸AXに対して第1方向Dr1と直交する第2方向Dr2にオフセットして配置されていてもよい。
なお、例えば排気ダクト6が軸方向下流側に向かうにつれて径が大きくなる場合、排気ダクト6の上記半径は、例えば排気ダクト側端部251が存在する軸方向の位置における排気ダクト6の外周部分の半径である。
For example, in the examples shown in FIGS. 4, 5, and 7, the upstream region 25U of the bleed pipe 25 is spaced a first distance It is arranged offset in one direction Dr1, and also offset in a second direction Dr2 perpendicular to the first direction Dr1 with respect to the central axis AX of the exhaust duct 6 by a second distance X2 smaller than the radius. It's okay.
Note that, for example, when the diameter of the exhaust duct 6 increases as it goes downstream in the axial direction, the above-mentioned radius of the exhaust duct 6 is, for example, the outer peripheral portion of the exhaust duct 6 at the axial position where the exhaust duct side end 251 exists. It is the radius.

例えば、図5、及び図7に示す例では、図示された2つの抽気管25の内の一方が中圧抽気排出管25bであってもよく、他方が低圧抽気排出管25cであてもよい。
また、図5、及び図7に示す例では、第1方向Dr1は、鉛直方向であってもよく、第2方向Dr2は、水平方向であってもよい。
For example, in the examples shown in FIGS. 5 and 7, one of the two illustrated air bleed pipes 25 may be the medium pressure bleed air discharge pipe 25b, and the other may be the low pressure bleed air discharge pipe 25c.
Furthermore, in the examples shown in FIGS. 5 and 7, the first direction Dr1 may be a vertical direction, and the second direction Dr2 may be a horizontal direction.

排気ダクト6の軸方向から見たときに抽気管25の上流側領域25Uの中心軸Cを通り第1方向Dr1に延在する線分を第1線分L1とする(図7参照)。
例えば、図7に示す例では、漸増部250は、排気ダクト6の軸方向から見たときに第1線分L1よりも排気ダクト6の中心軸AXから遠くに位置する内周面250bが第1方向Dr1と平行に延在するとよい。
A line segment that passes through the central axis C of the upstream region 25U of the bleed pipe 25 and extends in the first direction Dr1 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6 is defined as a first line segment L1 (see FIG. 7).
For example, in the example shown in FIG. 7, the gradually increasing portion 250 has an inner circumferential surface 250b located farther from the central axis AX of the exhaust duct 6 than the first line segment L1 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6. It is preferable to extend parallel to one direction Dr1.

漸増部250において漸増部250の内周面250a、250bからの圧縮空気の流れの剥離が生じると、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速の抑制が不十分になるおそれがある。
図7に示す例では、排気ダクト6の軸方向から見たときに第1線分L1よりも排気ダクト6の中心軸AXから遠くに位置する上記内周面250bから圧縮空気の流れが剥離し難くなるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。
If separation of the flow of compressed air from the inner circumferential surfaces 250a and 250b of the gradually increasing portion 250 occurs in the gradually increasing portion 250, there is a risk that the flow velocity of the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 will be insufficiently suppressed. There is.
In the example shown in FIG. 7, the flow of compressed air separates from the inner circumferential surface 250b, which is located farther from the central axis AX of the exhaust duct 6 than the first line segment L1 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6. Therefore, the flow velocity of the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 can be effectively suppressed.

例えば、図8、図9及び図10に示すように、漸増部250は、漸増部250の内部に配置され、圧縮空気の流れを整流するための整流板260を有するとよい。
上述したように、漸増部250において漸増部250の内周面250a、250bからの圧縮空気の流れの剥離が生じると、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速の抑制が不十分になるおそれがある。
例えば、図8、図9及び図10に示す構成によれば、整流板260で漸増部250における圧縮空気の流れを整流することで漸増部250の内周面250a、250bからの圧縮空気の流れの剥離を抑制できるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。
For example, as shown in FIGS. 8, 9, and 10, the gradually increasing portion 250 may include a rectifying plate 260 that is disposed inside the gradually increasing portion 250 and rectifies the flow of compressed air.
As described above, when separation of the compressed air flow from the inner circumferential surfaces 250a and 250b of the gradually increasing part 250 occurs in the gradually increasing part 250, the flow velocity of the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 is suppressed. There is a risk that it will be insufficient.
For example, according to the configurations shown in FIGS. 8, 9, and 10, the flow of compressed air from the inner circumferential surfaces 250a, 250b of the gradually increasing portion 250 is rectified by the rectifying plate 260. Since separation of the air can be suppressed, the flow velocity of compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 can be effectively suppressed.

整流板260は、例えば図8に示すように、排気ダクト6の軸方向から見たときに、排気ダクト6の周方向及び径方向に延在する第1整流板261を含んでいてもよい。
図8に示す第1整流板261によれば、漸増部250の内周面250aから圧縮空気の流れが軸方向に剥離することを抑制できるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。
なお、第1整流板261は、図8に示すように1つだけ配置してもよく、軸方向に互いに離間した2つ以上配置してもよい。
The baffle plate 260 may include a first baffle plate 261 that extends in the circumferential direction and the radial direction of the exhaust duct 6 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6, for example, as shown in FIG.
According to the first rectifier plate 261 shown in FIG. 8, it is possible to suppress the flow of compressed air from separating in the axial direction from the inner circumferential surface 250a of the gradually increasing portion 250, so that it is discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6. The flow velocity of compressed air can be effectively suppressed.
Note that, as shown in FIG. 8, only one first rectifying plate 261 may be arranged, or two or more first rectifying plates 261 may be arranged spaced apart from each other in the axial direction.

整流板260は、例えば図9、及び図10に示すように、排気ダクト6の軸方向から見たときに、排気ダクト6の周方向及び径方向に延在する第2整流板262を含んでいてもよい。
図9、及び図10に示す第2整流板262によれば、漸増部250の内周面250bから圧縮空気の流れが周方向に剥離することを抑制できるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。
なお、第2整流板262は、図9、及び図10に示すように互いに周方向に離間した2つを配置してもよく、1つだけ配置してもよく、周方向に互いに離間した3つ以上配置してもよい。
The baffle plate 260 includes a second baffle plate 262 that extends in the circumferential direction and the radial direction of the exhaust duct 6 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6, as shown in FIGS. 9 and 10, for example. You can stay there.
According to the second baffle plate 262 shown in FIGS. 9 and 10, it is possible to suppress the flow of compressed air from separating in the circumferential direction from the inner circumferential surface 250b of the gradually increasing portion 250. The flow velocity of compressed air discharged into the air can be effectively suppressed.
In addition, as shown in FIGS. 9 and 10, the second current plate 262 may be arranged in two pieces spaced apart from each other in the circumferential direction, only one plate may be arranged, or in three pieces spaced apart from each other in the circumferential direction. More than one may be placed.

また、幾つかの実施形態に係る排気装置10では、第1整流板261と第2整流板262の双方を備えていてもよい。 Further, the exhaust device 10 according to some embodiments may include both the first current plate 261 and the second current plate 262.

幾つかの実施形態に係る排気装置10では、例えば図3に示すように、排気ダクト側端部251に配置され、圧縮空気が通過可能であって圧縮空気の通過速度を抑制する抑制部材27を備えていてもよい。
抑制部材27は、例えば複数の貫通孔が形成された多孔板であってもよく、多孔質の部材であってもよい。また、抑制部材27は、例えば少なくとも1つのスリットが形成されたスリット板であってもよく、網部材であってもよく、ルーバーであってもよい。
これにより、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速が抑制部材27よってさらに低下する。よって、例えば排気ダクト6の内側に遮熱のための断熱材62が配置されている場合であっても、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気によって断熱材62を損傷させる等の悪影響をさらに与え難くなる。
In the exhaust device 10 according to some embodiments, for example, as shown in FIG. 3, a suppressing member 27 is provided at the exhaust duct side end 251, through which compressed air can pass, and which suppresses the passage speed of the compressed air. You may be prepared.
The suppressing member 27 may be, for example, a perforated plate in which a plurality of through holes are formed, or may be a porous member. Further, the suppressing member 27 may be, for example, a slit plate in which at least one slit is formed, a net member, or a louver.
As a result, the flow velocity of the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 is further reduced by the suppressing member 27. Therefore, even if the heat insulating material 62 for heat shielding is arranged inside the exhaust duct 6, for example, the heat insulating material 62 may be damaged by the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6. It becomes even more difficult to cause negative effects.

幾つかの実施形態に係る排気装置10では、例えば図11に示すように、漸増部250の内周部に配置された断熱部材63を備えていてもよい。
これにより、例えば抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流量が少ない場合であっても、漸増部250が排気ガスの熱の影響を受け難くなる。
The exhaust device 10 according to some embodiments may include a heat insulating member 63 disposed on the inner circumference of the gradually increasing portion 250, as shown in FIG. 11, for example.
As a result, even if the flow rate of compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 is small, the gradually increasing portion 250 is less likely to be affected by the heat of the exhaust gas.

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and also includes forms in which modifications are added to the embodiments described above, and forms in which these forms are appropriately combined.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
(1)本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン1の排気装置10は、タービン5の下流側に接続され、タービン5を回転駆動させた燃焼ガスが導かれる環状の排気ダクト6と、圧縮機3から抽気した圧縮空気の一部を排気ダクト6に導くため抽気管25と、を備える。抽気管25は、圧縮空気の流れ方向に沿って上記流れ方向の下流側の端部(排気ダクト側端部251)に向かうにつれて、流路断面積が漸増する漸増部250、を有する。上記下流側の端部(排気ダクト側端部251)は、排気ダクト6の排気通路61内に突出していない。
The contents described in each of the above embodiments can be understood as follows, for example.
(1) The exhaust system 10 for the gas turbine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes an annular exhaust duct 6 connected to the downstream side of the turbine 5 and into which combustion gas that rotationally drives the turbine 5 is guided, and a compressed A bleed pipe 25 is provided for guiding a part of the compressed air bleed from the machine 3 to the exhaust duct 6. The air bleed pipe 25 has a gradually increasing portion 250 in which the cross-sectional area of the flow passage gradually increases along the flow direction of the compressed air toward the downstream end in the flow direction (exhaust duct side end 251). The downstream end (exhaust duct side end 251) does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6.

上記(1)の構成によれば、抽気管25の下流側の端部(排気ダクト側端部251)が排気ダクト6の排気通路61内に突出しないので、排気ダクト6内を流れる排気ガスの流れを乱し難くなり、排気ダクト6内での排気ガスの流れへの影響を抑制できる。また、上記(1)の構成によれば、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速が漸増部250において低下する。これにより、例えば排気ダクト6の内側に遮熱のための断熱材62が配置されている場合であっても、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気によって断熱材62を損傷させる等の悪影響を与え難くなる。 According to the configuration (1) above, the downstream end (exhaust duct side end 251) of the air bleed pipe 25 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, so that the exhaust gas flowing inside the exhaust duct 6 is It becomes difficult to disturb the flow, and the influence on the flow of exhaust gas in the exhaust duct 6 can be suppressed. Further, according to the configuration (1) above, the flow velocity of the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 decreases in the gradually increasing portion 250. As a result, even if the heat insulating material 62 for heat shielding is arranged inside the exhaust duct 6, for example, the heat insulating material 62 will be damaged by the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6. It becomes difficult to cause negative effects such as

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、漸増部250は、排気ダクト6の軸方向の内寸aよりも排気ダクト6の周方向の内寸bの方が大きいとよい。 (2) In some embodiments, in the configuration of (1) above, the gradually increasing portion 250 has an inner dimension b in the circumferential direction of the exhaust duct 6 that is larger than an inner dimension a in the axial direction of the exhaust duct 6. good.

上記(2)の構成によれば、漸増部250の大きさが軸方向において大きくなることを抑制できる。これにより、排気ダクト6の軸方向の長さが長くなることを抑制できる。 According to the configuration (2) above, it is possible to suppress the size of the gradually increasing portion 250 from increasing in the axial direction. Thereby, it is possible to suppress the length of the exhaust duct 6 in the axial direction from increasing.

(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、抽気管25は、漸増部250よりも上記流れ方向の上流側で軸方向に延在する上流側領域25Uを有するとよい。上記上流側領域25Uは、排気ダクト6の半径よりも大きな第1距離X1だけ排気ダクト6の中心軸AXに対して第1方向Dr1にオフセットして配置されるとともに、上記半径よりも小さな第2距離X2だけ排気ダクト6の中心軸AXに対して第1方向Dr1と直交する第2方向Dr2にオフセットして配置されていてもよい。排気ダクト6の軸方向から見たときに上記上流側領域25Uの中心軸Cを通り第1方向Dr1に延在する線分を第1線分L1とする。漸増部250は、排気ダクト6の軸方向から見たときに第1線分L1よりも排気ダクト6の中心軸AXから遠くに位置する内周面250bが第1方向Dr1と平行に延在するとよい。 (3) In some embodiments, in the configuration of (2) above, the bleed pipe 25 may have an upstream region 25U that extends in the axial direction on the upstream side of the gradually increasing portion 250 in the flow direction. The upstream region 25U is arranged offset in a first direction Dr1 with respect to the central axis AX of the exhaust duct 6 by a first distance X1 larger than the radius of the exhaust duct 6, and a second distance X1 smaller than the radius The exhaust duct 6 may be offset by a distance X2 from the central axis AX of the exhaust duct 6 in a second direction Dr2 perpendicular to the first direction Dr1. A line segment passing through the central axis C of the upstream region 25U and extending in the first direction Dr1 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6 is referred to as a first line segment L1. The gradually increasing portion 250 has an inner circumferential surface 250b located further from the central axis AX of the exhaust duct 6 than the first line segment L1 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6 and extends parallel to the first direction Dr1. good.

漸増部250において漸増部250の内周面250a、250bからの圧縮空気の流れの剥離が生じると、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速の抑制が不十分になるおそれがある。
上記(3)の構成によれば、排気ダクト6の軸方向から見たときに第1線分L1よりも排気ダクト6の中心軸AXから遠くに位置する上記内周面250bから圧縮空気の流れが剥離し難くなるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。
If separation of the flow of compressed air from the inner circumferential surfaces 250a and 250b of the gradually increasing portion 250 occurs in the gradually increasing portion 250, there is a risk that the flow velocity of the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 will be insufficiently suppressed. There is.
According to the configuration (3) above, compressed air flows from the inner peripheral surface 250b located further from the central axis AX of the exhaust duct 6 than the first line segment L1 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6. Since it becomes difficult to separate, the flow velocity of the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 can be effectively suppressed.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、漸増部250は、漸増部250の内部に配置され、圧縮空気の流れを整流するための整流板260を有するとよい。 (4) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (3) above, the gradually increasing part 250 is arranged inside the gradually increasing part 250, and includes a rectifying plate for rectifying the flow of compressed air. It is preferable to have 260.

上述したように、漸増部250において漸増部250の内周面250a、250bからの圧縮空気の流れの剥離が生じると、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速の抑制が不十分になるおそれがある。
上記(4)の構成によれば、整流板260で漸増部250における圧縮空気の流れを整流することで漸増部250の内周面250a、250bからの圧縮空気の流れの剥離を抑制できるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。
As described above, when separation of the compressed air flow from the inner circumferential surfaces 250a and 250b of the gradually increasing part 250 occurs in the gradually increasing part 250, the flow velocity of the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 is suppressed. There is a risk that it will be insufficient.
According to the configuration (4) above, separation of the compressed air flow from the inner circumferential surfaces 250a, 250b of the gradually increasing portion 250 can be suppressed by rectifying the flow of compressed air in the gradually increasing portion 250 with the rectifying plate 260. The flow velocity of compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 can be effectively suppressed.

(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、整流板260は、排気ダクト6の軸方向から見たときに、排気ダクト6の周方向及び径方向に延在する第1整流板261を含んでいてもよい。 (5) In some embodiments, in the configuration of (4) above, the current plate 260 includes a first straightening plate 260 extending in the circumferential direction and the radial direction of the exhaust duct 6 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6. A current plate 261 may also be included.

上記(5)の構成によれば、漸増部250の内周面250aから圧縮空気の流れが軸方向に剥離することを抑制できるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。 According to the configuration (5) above, it is possible to suppress the flow of compressed air from separating in the axial direction from the inner circumferential surface 250a of the gradually increasing portion 250, so that the flow of compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 can be Flow velocity can be effectively suppressed.

(6)幾つかの実施形態では、上記(4)又は(5)の構成において、整流板260は、排気ダクト6の軸方向から見たときに、排気ダクト6の周方向及び径方向に延在する第2整流板262を含んでいてもよい。 (6) In some embodiments, in the configuration of (4) or (5) above, the current plate 260 extends in the circumferential direction and radial direction of the exhaust duct 6 when viewed from the axial direction of the exhaust duct 6. The second current plate 262 may also be included.

上記(6)の構成によれば、漸増部250の内周面250bから圧縮空気の流れが周方向に剥離することを抑制できるので、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速を効果的に抑制できる。 According to the configuration (6) above, it is possible to suppress the flow of compressed air from separating in the circumferential direction from the inner circumferential surface 250b of the gradually increasing portion 250, so that the flow of compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 can be Flow velocity can be effectively suppressed.

(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れかの構成において、下流側の端部(排気ダクト側端部251)に配置され、圧縮空気が通過可能であって圧縮空気の通過速度を抑制する抑制部材27を備えていてもよい。 (7) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (6) above, it is arranged at the downstream end (exhaust duct side end 251) and allows compressed air to pass through. A suppressing member 27 that suppresses the passage speed of compressed air may be provided.

上記(7)の構成によれば、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速が抑制部材27よってさらに低下する。これにより、例えば排気ダクト6の内側に遮熱のための断熱材62が配置されている場合であっても、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気によって断熱材62を損傷させる等の悪影響をさらに与え難くなる。 According to the configuration (7) above, the flow velocity of the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 is further reduced by the suppressing member 27. As a result, even if the heat insulating material 62 for heat shielding is arranged inside the exhaust duct 6, for example, the heat insulating material 62 will be damaged by the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6. It becomes even more difficult to cause negative effects such as

(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、漸増部250の内周部に配置された断熱部材63を備えていてもよい。 (8) In some embodiments, the structure of any one of the above (1) to (7) may include a heat insulating member 63 disposed on the inner peripheral portion of the gradually increasing portion 250.

上記(8)の構成によれば、例えば抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流量が少ない場合であっても、漸増部250が排気ガスの熱の影響を受け難くなる。 According to the configuration (8) above, even if the flow rate of compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 is small, the gradually increasing portion 250 is less likely to be affected by the heat of the exhaust gas.

(9)本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン1は、圧縮空気を生成する圧縮機3と、燃焼ガスを発生させる燃焼器4と、燃焼器4で発生する燃焼ガスで回転駆動されるタービン5と、上記(1)乃至(8)の何れかの構成のガスタービン1の排気装置10と、を備える。 (9) The gas turbine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes a compressor 3 that generates compressed air, a combustor 4 that generates combustion gas, and is rotationally driven by the combustion gas generated in the combustor 4. It includes a turbine 5 and an exhaust system 10 for the gas turbine 1 having any of the configurations (1) to (8) above.

上記(9)の構成によれば、抽気管25の下流側の端部(排気ダクト側端部251)が排気ダクト6の排気通路61内に突出しないので、排気ダクト6内を流れる排気ガスの流れを乱し難くなり、排気ダクト6内での排気ガスの流れへの影響を抑制できる。また、上記(9)の構成によれば、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気の流速が漸増部250において低下する。これにより、例えば排気ダクト6の内側に遮熱のための断熱材62が配置されている場合であっても、抽気管25から排気ダクト6内に排出される圧縮空気によって断熱材62を損傷させる等の悪影響を与え難くなる。 According to the configuration (9) above, the downstream end (exhaust duct side end 251) of the air bleed pipe 25 does not protrude into the exhaust passage 61 of the exhaust duct 6, so that the exhaust gas flowing inside the exhaust duct 6 is It becomes difficult to disturb the flow, and the influence on the flow of exhaust gas in the exhaust duct 6 can be suppressed. Further, according to the configuration (9) above, the flow velocity of the compressed air discharged from the bleed pipe 25 into the exhaust duct 6 decreases in the gradually increasing portion 250. As a result, even if the heat insulating material 62 for heat shielding is arranged inside the exhaust duct 6, for example, the heat insulating material 62 will be damaged by the compressed air discharged from the air bleed pipe 25 into the exhaust duct 6. It becomes difficult to cause negative effects such as

1 ガスタービン
3 圧縮機
4 燃焼器
5 タービン
6 排気ダクト
10 排気装置
25 抽気管
25U 上流側領域
27 抑制部材
61 排気通路
62 断熱材
63 断熱部材
250 漸増部
250a、250b 内周面
251 排気ダクト側端部
260 整流板
261 第1整流板
262 第2整流板
1 Gas turbine 3 Compressor 4 Combustor 5 Turbine 6 Exhaust duct 10 Exhaust device 25 Bleed pipe 25U Upstream region 27 Suppressing member 61 Exhaust passage 62 Heat insulating material 63 Heat insulating member 250 Gradually increasing portions 250a, 250b Inner peripheral surface 251 Exhaust duct side end Part 260 Current plate 261 First current plate 262 Second current plate

Claims (9)

タービンの下流側に接続され、前記タービンを回転駆動させた燃焼ガスが導かれる環状の排気ダクトと、
圧縮機から抽気した圧縮空気の一部を前記排気ダクトに導くため抽気管と、
を備え、
前記抽気管は、前記圧縮空気の流れ方向に沿って前記流れ方向の下流側の端部に向かうにつれて、流路断面積が漸増する漸増部、を有し、
前記下流側の端部は、前記排気ダクトの排気通路内に突出していない、
ガスタービンの排気装置。
an annular exhaust duct connected to the downstream side of the turbine, through which combustion gas that rotates the turbine is guided;
an air bleed pipe for guiding a part of the compressed air extracted from the compressor to the exhaust duct;
Equipped with
The air bleed pipe has a gradually increasing portion in which the cross-sectional area of the flow passage gradually increases as it goes toward the downstream end in the flow direction along the flow direction of the compressed air,
the downstream end does not protrude into the exhaust passage of the exhaust duct;
Gas turbine exhaust system.
前記漸増部は、前記排気ダクトの軸方向の内寸よりも前記排気ダクトの周方向の内寸の方が大きい、
請求項1に記載のガスタービンの排気装置。
The gradually increasing portion has an inner dimension in the circumferential direction of the exhaust duct that is larger than an inner dimension in the axial direction of the exhaust duct.
The exhaust system for a gas turbine according to claim 1.
前記抽気管は、前記漸増部よりも前記流れ方向の上流側で前記軸方向に延在する上流側領域を有し、
前記上流側領域は、前記排気ダクトの半径よりも大きな第1距離だけ前記排気ダクトの中心軸に対して第1方向にオフセットして配置されるとともに、前記半径よりも小さな第2距離だけ前記排気ダクトの中心軸に対して前記第1方向と直交する第2方向にオフセットして配置され、
前記排気ダクトの軸方向から見たときに前記上流側領域の中心軸を通り前記第1方向に延在する線分を第1線分としたときに、前記漸増部は、前記排気ダクトの軸方向から見たときに前記第1線分よりも前記排気ダクトの中心軸から遠くに位置する内周面が前記第1方向と平行に延在する、
請求項2に記載のガスタービンの排気装置。
The bleed pipe has an upstream region extending in the axial direction upstream of the gradually increasing portion in the flow direction,
The upstream region is arranged to be offset in a first direction with respect to the central axis of the exhaust duct by a first distance that is larger than the radius of the exhaust duct, and the upstream region is offset from the central axis of the exhaust duct by a second distance that is smaller than the radius. arranged offset in a second direction perpendicular to the first direction with respect to the central axis of the duct,
When a line segment passing through the central axis of the upstream region and extending in the first direction is defined as a first line segment when viewed from the axial direction of the exhaust duct, the gradually increasing portion is arranged along the axis of the exhaust duct. an inner circumferential surface located further from the central axis of the exhaust duct than the first line segment when viewed from the direction extends parallel to the first direction;
The exhaust system for a gas turbine according to claim 2.
前記漸増部は、前記漸増部の内部に配置され、前記圧縮空気の流れを整流するための整流板を有する、
請求項1乃至3の何れか一項に記載のガスタービンの排気装置。
The gradually increasing part has a rectifying plate disposed inside the gradually increasing part to straighten the flow of the compressed air.
An exhaust system for a gas turbine according to any one of claims 1 to 3.
前記整流板は、前記排気ダクトの軸方向から見たときに、前記排気ダクトの周方向及び径方向に延在する第1整流板を含む、
請求項4に記載のガスタービンの排気装置。
The current plate includes a first current plate that extends in the circumferential direction and the radial direction of the exhaust duct when viewed from the axial direction of the exhaust duct.
The exhaust system for a gas turbine according to claim 4.
前記整流板は、前記排気ダクトの軸方向から見たときに、前記排気ダクトの周方向及び径方向に延在する第2整流板を含む、
請求項4又は5に記載のガスタービンの排気装置。
The current plate includes a second current plate that extends in the circumferential direction and the radial direction of the exhaust duct when viewed from the axial direction of the exhaust duct.
The exhaust system for a gas turbine according to claim 4 or 5.
前記下流側の端部に配置され、前記圧縮空気が通過可能であって前記圧縮空気の通過速度を抑制する抑制部材、
を備える
請求項1乃至6の何れか一項に記載のガスタービンの排気装置。
a suppressing member disposed at the downstream end, through which the compressed air can pass, and suppressing the passage speed of the compressed air;
The exhaust system for a gas turbine according to any one of claims 1 to 6, comprising:
前記漸増部の内周部に配置された断熱部材、
を備える
請求項1乃至7の何れか一項に記載のガスタービンの排気装置。
a heat insulating member disposed on the inner periphery of the gradually increasing part;
The exhaust system for a gas turbine according to any one of claims 1 to 7, comprising:
圧縮空気を生成する圧縮機と、
燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスで回転駆動されるタービンと、
請求項1乃至8の何れか一項に記載のガスタービンの排気装置と、
を備える、
ガスタービン。
a compressor that generates compressed air;
a combustor that generates combustion gas;
a turbine rotationally driven by combustion gas generated in the combustor;
The exhaust system for a gas turbine according to any one of claims 1 to 8,
Equipped with
gas turbine.
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