JP2023170400A - 高温部品、これを備えるガスタービン、及びガスタービンの高温部品の運用方法 - Google Patents

高温部品、これを備えるガスタービン、及びガスタービンの高温部品の運用方法 Download PDF

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Nobuhiko Motoyama
健一 橋本
Kenichi Hashimoto
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Abstract

【課題】ガスタービンの組立過程での損傷を抑えることができる高温部品を提供する。【解決手段】高温部品は、母材と、前記母材の表面の一部に形成されている遮熱コートと、を有する高温部品本体と、前記遮熱コートの表面の少なくとも一部に形成されている保護層と、を備える。前記保護層は、ガスタービンの運転環境下で前記遮熱コートの表面から消失可能な材料で形成されている。【選択図】図５

Description

本開示は、燃焼ガスに晒される高温部品、これを備えるガスタービン、及びガスタービンの高温部品の運用方法に関する。
ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、圧縮空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスで駆動するタービンと、中間ケーシングと、を備える。圧縮機は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、この圧縮機ロータを覆う圧縮機ケーシングと、を有する。燃焼器は、燃料を噴射するバーナと、燃料の燃焼で生成された燃焼ガスをタービンに送る尾筒（又は燃焼筒）と、を有する。タービンは、軸線を中心として回転するタービンロータと、このタービンロータを覆うタービンケーシングと、複数の静翼列と、を備える。タービンロータは、軸線を中心とするロータ軸と、ロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有する。複数の動翼列は、軸線が延びる軸線方向に並んでいる。各動翼列は、いずれも、軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼を有する。複数の静翼列は、軸線方向に並んで、タービンケーシングの内周側に取り付けられている。複数の静翼列のそれぞれは、複数の動翼列のうちのいずれか一の動翼列の軸線上流側に配置されている。各静翼列は、いずれも、軸線に対する周方向に並ぶ複数の静翼を有する。タービンケーシングは、分割環を有する。この分割環は、複数の静翼列における軸線方向の間に配置され、タービン内で燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の外周側を画定する。
圧縮機ケーシングとタービンケーシングとは、中間ケーシングを介して接続されている。燃焼器は、この中間ケーシングに取り付けられている。燃焼器の尾筒は、中間ケーシング内に配置されている。圧縮機から圧縮空気は、中間ケーシング内に吐出される。この圧縮空気は、燃焼器内に流入して、燃料の燃焼に用いられる。
複数の静翼列のうち、最も軸線上流側の静翼列を構成する初段静翼のシュラウドと、尾筒の出口フランジとは、出口シール（又は燃焼筒シール）で接続されている。
ガスタービンにおける以上の構成部品のうち、尾筒、出口シール、静翼、分割環は、いずれも、燃焼ガスに晒される高温部品である。
以下の特許文献１には、高温部品の一種である出口シールが開示されている。出口シールは、燃焼ガス流路の一部を画定する胴部と、尾筒の出口フランジが接続される尾筒接続部と、初段静翼のシュラウドが接続される静翼接続部と、を有する。尾筒接続部は、胴部の軸線上流側に設けられている。静翼接続部は、胴部の軸線下流側に設けられている。この出口シールは、母材と、母材の表面の一部を覆う遮熱コートと、を有する。遮熱コートは、母材中で胴部を形成する部分である流路形成部の表面に形成されている。
特開２０２１－１３１０４１号公報
前述した出口シール等の高温部品は、ガスタービンの組立過程で、隣接する他の部品と接触して、高温部品の遮熱コートが損傷する場合がある。
そこで、本開示は、ガスタービンの組立過程での損傷を抑えることができる技術を提供することを目的とする。
前記目的を達成するための発明に係る一態様の高温部品は、
燃焼ガスに晒されるガスタービンの高温部品において、母材と、前記母材の表面の一部に形成されている遮熱コートと、を有する高温部品本体と、前記遮熱コートの表面の少なくとも一部に形成されている保護層と、を備える。前記保護層は、ガスタービンの運転環境下で前記遮熱コートの表面から消失可能な材料で形成されている。
本態様では、高温部品を用いてガスタービンを組み立てる際、遮熱コートが保護層で保護されているため、この遮熱コートの損傷を抑制することができる。また、本態様では、ガスタービンを運転して、高温部品に一旦燃焼ガスを接触させると、高温部品中の保護層が、燃焼ガスの熱で遮熱コートの表面から消失する。このため、本態様の高温部品が保護層を有していても、ガスタービンの性能には影響を与えない。
前記目的を達成するための発明に係るガスタービンは、
前記一態様におけるガスタービンの高温部品と、燃焼ガスに晒されない複数の他の部品と、を備える。前記複数の他の部品は、前記ガスタービンが備える圧縮機を構成する全ての部品、及び、前記ガスタービンが備えるタービンの外形を形成する部品を含む。
前記目的を達成するための発明に係るガスタービンの高温部品の運用方法は、
燃焼ガスに晒されるガスタービンの高温部品の運用方法において、高温部品本体と、前記高温部品本体の表面の少なくとも一部に形成されている保護層と、を備える高温部品を準備する準備工程と、前記高温部品と他の複数の部品とを用いて、ガスタービンを組み立てる組立工程と、前記ガスタービンに燃料を供給して、燃焼ガスを生成する運転工程と、を実行する。前記高温部品本体は、母材と、前記母材の表面の一部に形成されている遮熱コートと、を有する。前記保護層は、前記遮熱コートの表面の少なくとも一部に形成されている。前記保護層は、ガスタービンの運転環境下で前記遮熱コートの表面から消失可能な材料で形成されている。前記保護層は、前記運転工程中に、前記燃焼ガスの熱の影響で、前記遮熱コートの表面から消失する。
本態様では、組立工程時における高温部品本体の損傷を抑制できる。また、運転工程を実行し、高温部品に一旦燃焼ガスを接触させると、高温部品中の保護層を消失させることができる。
本開示の一態様によれば、高温部品を用いてガスタービンの組み立てる際、この高温部品の損傷を抑えることができる。
本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの模式的な断面図である。 本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。 本発明に係る一実施形態における燃焼器の下流側部分、出口シール、タービンの上流側部分の断面を示す図である。 本発明に係る一実施形態における出口シール周りの断面図である。 本発明に係る一実施形態における高温部品周りの断面図である。 本発明に係る一実施形態における高温部品の運用方法を示すフローチャートである。
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
「ガスタービンの実施形態」
ガスタービンの実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気Ａ中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスＧを生成する複数の燃焼器３０と、燃焼ガスＧにより駆動するタービン４０と、を備えている。
圧縮機２０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、圧縮機ロータ２１を覆う圧縮機ケーシング２５と、複数の静翼列２６と、を有する。タービン４０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ４１と、タービンロータ４１を覆うタービンケーシング４５と、複数の静翼列４４と、を有する。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸線方向Ｄａ、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。また、軸線方向Ｄａの一方側を軸線上流側Ｄａｕ、その反対側を軸線下流側Ｄａｄとする。また、径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉ、その反対側を径方向外側Ｄｒｏとする。
圧縮機２０は、タービン４０に対して軸線上流側Ｄａｕに配置されている。
圧縮機ロータ２１とタービンロータ４１とは、同一軸線Ａｒ上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、発電機ＧＥＮのロータが接続されている。ガスタービン１０は、さらに、中間ケーシング１６を備える。この中間ケーシング１６は、軸線方向Ｄａで、圧縮機ケーシング２５とタービンケーシング４５との間に配置されている。圧縮機ケーシング２５と中間ケーシング１６とタービンケーシング４５とは、互いに接続されてガスタービンケーシング１５を成す。
圧縮機ロータ２１は、図１及び図２に示すように、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸２２と、このロータ軸２２に取り付けられている複数の動翼列２３と、を有する。複数の動翼列２３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列２３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼２３ａで構成されている。複数の動翼列２３の各軸線下流側Ｄａｄには、複数の静翼列２６のうちのいずれか一の静翼列２６が配置されている。各静翼列２６は、圧縮機ケーシング２５の内側に設けられている。各静翼列２６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼２６ａで構成されている。
タービンロータ４１は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸４２と、このロータ軸４２に取り付けられている複数の動翼列４３と、を有する。複数の動翼列４３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列４３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼４３ａで構成されている。複数の動翼列４３の各軸線上流側Ｄａｕには、複数の静翼列４４のうちのいずれか一の静翼列４４が配置されている。各静翼列４４は、タービンケーシング４５の内側に設けられている。各静翼列４４は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼４４ａで構成されている。
ロータ軸４２の外周側とタービンケーシング４５の内周側との間であって、軸線方向Ｄａで静翼４４ａ及び動翼４３ａが配置されている環状の空間は、燃焼器３０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路４９ｐを成す。この燃焼ガス流路４９ｐは、軸線Ａｒを中心として環状を成し、軸線方向Ｄａに長い。
タービンケーシング４５は、複数の分割環４６と、複数の遮熱環４７と、翼環４８と、タービンケーシング本体４９と、を有する。分割環４６は、動翼列４３の径方向外側Ｄｒｏに位置して、動翼列４３と径方向Ｄｒで対向する。翼環４８は、軸線Ａｒを中心として環状を成し、複数の分割環４６や静翼４４ａの径方向外側Ｄｒｏに位置する。複数の遮熱環４７のうち、いずれかの遮熱環４７は、径方向Ｄｒで、分割環４６と翼環４８との間に位置して、分割環４６と翼環４８とを接続する。また、複数の遮熱環４７のうち、残りの遮熱環４７は、径方向Ｄｒで、静翼４４ａと翼環４８との間に位置して、静翼４４ａと翼環４８とを接続する。翼環４８は、タービンケーシング本体４９の内周側に固定されている。
複数の燃焼器３０は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並んで、中間ケーシング１６に取り付けられている。燃焼器３０は、燃料Ｆが内部で燃焼する尾筒（又は燃焼筒）３２と、この尾筒３２内に燃料を噴射する複数のバーナ３１と、を有する。尾筒３２の内周側が燃焼空間（又は燃焼ガス流路）３９ｐを形成する。尾筒３２は、燃焼器３０が中間ケーシング１６に取り付けられている状態では、軸線下流側Ｄａｄの方向成分を含む方向に延びている。
図３に示すように、複数の静翼列４４のうち、最も軸線上流側Ｄａｕの静翼列４４を構成する静翼４４ａと、尾筒３２とは、出口シール７０で接続されている。なお、以下では、初段の静翼４４ａを単に静翼５０とする。また、この静翼５０の軸線下流側Ｄａｄに隣接する初段の分割環４６を単に分割環６０とする。
静翼５０は、断面が翼形を成す翼体５１と、翼体５１の翼高さ方向のおける両側に設けられているシュラウド５２と、を有する。なお、翼体５１の翼高さ方向のおける一方側に設けられているシュラウド５２は、内側シュラウド５２ｉであり、翼体５１の翼高さ方向のおける他方側に設けられているシュラウド５２は、外側シュラウド５２ｏである。内側シュラウド５２ｉ及び外側シュラウド５２ｏは、いずれも、翼高さ方向に対して垂直な方向に広がっている。静翼５０がタービンケーシング４５に取り付けられた状態では、翼高さ方向が径方向Ｄｒになる。また、翼高さ方向の一方側は、径方向外側Ｄｒｏになり、翼高さ方向の他方側は、径方向内側Ｄｒｉになる。よって、内側シュラウド５２ｉは、翼体５１の径方向内側Ｄｒｉに設けられ、外側シュラウド５２ｏは、翼体５１の径方向外側Ｄｒｏに設けられることになる。内側シュラウド５２ｉは、燃焼ガス流路４９ｐの径方向内側Ｄｒｉの縁の一部を画定する。外側シュラウド５２ｏは、燃焼ガス流路４９ｐの径方向外側Ｄｒｏの縁を画定する。径方向Ｄｒで、内側シュラウド５２ｉと外側シュラウド５２ｏとの間に位置する翼体５１は、燃焼ガスＧが通る燃焼ガス流路４９ｐ内に位置する。
この静翼５０は、図４に示すように、母材５５と、この母材５５の表面の一部に形成されている遮熱コート５７とを有する。母材５５中で、シュラウド５２を形成する部分は、流路形成部５６を成す。母材５５は、例えば、ニッケル基合金等で形成されている。遮熱コート５７は、母材５５の表面に形成されているボンドコート層と、このボンドコート層の表面に形成されているトップコート層と、を有する。ボンドコート層は、例えば、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ等の金属で形成されている。また、ボンドコート層は、例えば、ＺｒＯ２系のセラミックで形成されている。
尾筒３２は、図３に示すように、燃焼空間３９ｐを画定する筒３３と、この筒３３の軸線下流側Ｄａｄの端に設けられている二つの出口フランジ３４と、を有する。二つの出口フランジ３４のうち、一方の出口フランジ３４は、筒３３の径方向外側Ｄｒｏの部分であって軸線下流側Ｄａｄの端に設けられている。また、他方の出口フランジ３４は、筒３３の径方向内側Ｄｒｉの部分であって軸線下流側Ｄａｄの端に設けられている。
この尾筒３２は、図４に示すように、母材３５と、この母材３５の表面の一部に形成されている遮熱コート３７とを有する。母材３５中で、筒３３を形成する部分は、流路形成部３６を成す。
分割環６０は、図３に示すように、燃焼ガス流路４９ｐの径方向外側Ｄｒｏの縁の一部を画定する分割環本体６１と、この分割環本体６１の径方向外側Ｄｒｏに設けられているフック部６２と、を有する。このフック部６２には、遮熱環４７の一部が引っかかる。
この分割環６０も、静翼５０や尾筒３２と同様、母材６５と、この母材６５の表面の一部に形成されている遮熱コート６７とを有する。母材６５中で、分割環本体６１を形成する部分は、流路形成部６６を成す。
出口シール７０は、図４に示すように、尾筒３２から静翼５０へ流れる燃焼ガスの流路である燃焼ガス流路７９ｐを画定する胴部７１と、尾筒接続部７２と、静翼接続部７３と、を有する。胴部７１は、軸線方向Ｄａを含む方向及び周方向Ｄｃを含む方向に広がっている。尾筒接続部７２は、胴部７１の軸線上流側Ｄａｕの端に設けられている。この尾筒接続部７２には、尾筒３２の出口フランジ３４が入り込むフランジ篏合溝７２ａが形成されている。静翼接続部７３は、胴部７１の軸線下流側Ｄａｄの端に設けられている。この静翼接続部７３には、静翼５０のシュラウド５２の一部が入り込むシュラウド篏合溝７３ａが形成されている。
出口シール７０も、静翼５０等と同様、母材７５と、この母材７５の表面の一部に形成されている遮熱コート７７とを有する。母材７５中で、胴部７１を形成する部分は、流路形成部７６を成す。
流路形成部７６は、燃焼ガス流路７９ｐの一部を画定する流路画定面７６ｍと、流路画定面７６ｍの軸線下流側Ｄａｄの縁に連なる下流側端面７６ｄと、流路画定面７６ｍの軸線上流側Ｄａｕの縁に連なる上流側端面７６ｕと、を有する。
遮熱コート７７は、流路画定面７６ｍに形成されている主遮熱コート部７７ｍと、主遮熱コート部７７ｍに連なるよう下流側端面７６ｄに形成されている下流側遮熱コート部７７ｄと、主遮熱コート部７７ｍに連なるよう上流側端面７６ｕに形成されている上流側遮熱コート部７７ｕと、を有する。
「高温部品の実施形態」
高温部品の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。
図５に示すように、本実施形態における高温部品８０は、高温部品本体８１と、この高温部品本体８１の表面に形成されている保護層８５と、を有する。本実施形態における高温部品本体８１は、先に説明した出口シール７０である。
保護層８５は、端面保護部８５ｅと、主保護部８５ｍと、を有する。端面保護部８５ｅは、高温部品本体８１である出口シール７０における下流側遮熱コート部７７ｄの表面に形成されている。主保護部８５ｍは、主遮熱コート部７７ｍの表面に、端面保護部８５ｅと連なるよう形成されている。
この保護層８５は、高温部品８０の表面に粘着するとともに、ガスタービン１０の通常運転時には、熱による温度又は熱による燃焼によって消失する性質を有している。さらに、保護層８５は、一定の弾力性を有することが望ましい。このような保護層８５として、以下の保護層形成材が挙げられる。
（１）ＥＶＡ（Ethylen-Vinyl Acetate）樹脂を主成分とする樹脂材料（例えば、商品名「ＬＯＣＬＴＩＴＥホットメルト」）
（２）アクリルアイオノマーフィルムに感圧型接着剤が塗布された膜材（例えば、商品名「スマートシールテープ」）
（３）ポリオレフィン系フォームにアクリル系粘着剤が塗布されたテープ（例えば、商品名「ニトムズ超強力両面テープNo.５７７」）
（４）α－シアノアクリレートを主成分とする接着剤（例えば、「瞬間接着剤アロンアルファ（登録商標）」）
以上で例示した保護層形成材は、いずれも、樹脂、又は、樹脂を主成分とするものである。樹脂を主成分とする保護層形成材では、例えば、金属粉等を残成分とする場合がある。
高温部品本体８１である出口シール７０の表面に形成されている遮熱コート７７は、非常に硬質であるため、衝撃に弱い。このため、例えば、出口シール７０を静翼５０に組み付ける際に、この出口シール７０を静翼５０に衝突させてしまうと、遮熱コート７７が損傷する恐れがある。
出口シール７０を静翼５０に組み付ける際、この出口シール７０における主遮熱コート部７７ｍと下流側遮熱コート部７７ｄと角周りを、静翼５０のシュラウド５２に衝突させる可能性が高い。そこで、本実施形態では、出口シール７０における主遮熱コート部７７ｍと下流側遮熱コート部７７ｄと角周りを保護するために、この角周りに保護層８５を形成している。
次に、図６に示すフローチャートに従って、この高温部品８０の運用方法について説明する。
まず、以上で説明した高温部品８０を準備する（準備工程Ｓ１）。次に、この高温部品８０と、燃焼ガスＧに晒されない複数の他の部品を用いて、ガスタービン１０を組み立てる（組立工程Ｓ２）。なお、燃焼ガスＧに晒されない複数の他の部品は、圧縮機２０を構成する全ての部品、タービン４０を構成する部品のうち、タービン４０の外形を形成する部品であるタービンケーシング本体４９等がある。
前述したように、高温部品８０中の遮熱コート７７は保護層８５に保護されているため、組立工程Ｓ２では、高温部品８０中の遮熱コート７７の損傷を抑えることができる。
次に、ガスタービン１０に燃料Ｆを供給して、燃焼ガスＧを生成する（運転工程Ｓ３）。
運転工程Ｓ３を実行し、高温部品８０に一旦燃焼ガスＧが接すると、高温部品８０中の保護層８５が、燃焼ガスＧの熱で遮熱コート７７の表面から消失する。
よって、高温部品８０が保護層８５を有していても、ガスタービン１０の性能には影響を与えない。
組立工程Ｓ２の終了時点では、ガスタービン１０は、高温部品８０を備えている。しかしながら、一旦、運転工程Ｓ３が実行されると、高温部品８０中の保護層８５が消失するので、ガスタービン１０は、高温部品本体８１を備えているものの、高温部品８０を備えていないことになる。
以上では、高温部品本体８１である出口シール７０の下流側遮熱コート部７７ｄと主遮熱コート部７７ｍとの角周りに、保護層８５を形成している。しかしながら、出口シール７０の上流側遮熱コート部７７ｕと主遮熱コート部７７ｍとの角周りに、保護層８５を形成してもよいし、両角周りに保護層８５を形成してもよい。
「高温部品の他の実施形態」
先に説明した実施形態における高温部品８０は、出口シール７０を高温部品本体８１とする部品である。しかしながら、高温部品は、先に説明した、尾筒３２、静翼５０、分割環６０を高温部品本体にしてもよい。これらの高温部品本体も、先に説明した出口シール７０と同様、母材３５，５５，６５と遮熱コート３７，５７，６７とを有する。
尾筒３２の母材３５、静翼５０の母材５５、分割環６０の母材６５も、前述したように、燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路３９ｐ，４９ｐの一部を画定する流路形成部３６，５６，６６を有する。これらの流路形成部３６，５６，６６も、出口シール７０の流路形成部７６と同様、燃焼ガス流路３９ｐ，４９ｐの一部を画定する流路画定面と、下流側端面と、上流側端面と、を有する。
これらの流路形成部３６，５６，６６の表面の一部には、遮熱コート３７，５７，６７が形成されている。遮熱コート３７，５７，６７は、流路画定面に形成されている主遮熱コート部と、主遮熱コート部に連なるよう下流側端面に形成されている下流側遮熱コート部と、主遮熱コート部に連なるよう上流側端面に形成されている上流側遮熱コート部と、を有する。
以上で例示した高温部品本体の表面に保護層を形成することで、高温部品ができる。これらの高温部品の保護層も、先に説明した出口シール７０と同様に、端面保護部と、主保護部と、を有する。端面保護部は、下流側遮熱コート部と上流側遮熱コート部とのうち、いずれか一方に形成されている。主保護部は、端面保護部に連なるよう主保護部８５ｍに形成されている。
以上の高温部品であっても、高温部品中の遮熱コート３７，５７，６７が保護層に保護されているため、組立工程Ｓ２では、高温部品中の遮熱コート３７，５７，６７の損傷を抑えることができる。
「付記」
以上の実施形態におけるガスタービン１０の高温部品８０は、例えば、以下のように把握される。
（１）第一態様におけるガスタービンの高温部品は、
燃焼ガスＧに晒されるガスタービン１０の高温部品８０において、母材７５と、前記母材７５の表面の一部に形成されている遮熱コート７７と、を有する高温部品本体８１と、前記遮熱コート７７の表面の少なくとも一部に形成されている保護層８５と、を備える。前記保護層８５は、ガスタービン１０の運転環境下で前記遮熱コート７７の表面から消失可能な材料で形成されている。
本態様では、高温部品８０を用いてガスタービン１０を組み立てる際、遮熱コート７７が保護層８５で保護されているため、この遮熱コート７７の損傷を抑制することができる。また、本態様では、ガスタービン１０を運転して、高温部品８０に一旦燃焼ガスＧを接触させると、高温部品８０中の保護層８５が、燃焼ガスＧの熱で遮熱コート７７の表面から消失する。このため、本態様の高温部品８０が保護層８５を有していても、ガスタービン１０の性能には影響を与えない。
（２）第二態様におけるガスタービンの高温部品は、
前記第一態様におけるガスタービン１０の高温部品８０において、前記保護層８５を形成する材料は、樹脂、又は樹脂を主成分とする材料である。
本態様では、保護層８５を形成する材料は、樹脂、又は樹脂を主成分とする材料であるため、保護層８５に一定以上の弾性を持たせることができる。このため、本態様では、高温部品８０を用いてガスタービン１０を組み立てる際、遮熱コート７７の損傷をより抑制することができる。さらに、本態様では、保護層８５を、比較的に低い温度で、燃焼又は昇華させることができる。
（３）第三態様におけるガスタービンの高温部品は、
前記第一態様又は前記第二態様におけるガスタービン１０の高温部品８０において、前記母材７５は、燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路７９ｐの一部を画定する流路形成部７６を有する。前記流路形成部７６は、前記燃焼ガス流路７９ｐの一部を画定する流路画定面７６ｍと、前記流路画定面７６ｍの縁であって前記燃焼ガスＧが流れていく下流側の縁に連なる下流側端面７６ｄと、前記流路画定面７６ｍの縁であって前記下流側とは反対の上流側の縁に連なる上流側端面７６ｕと、を有する。前記遮熱コート７７は、前記流路画定面７６ｍに形成されている主遮熱コート部７７ｍと、前記主遮熱コート部７７ｍに連なるよう前記下流側端面７６ｄに形成されている下流側遮熱コート部７７ｄと、前記主遮熱コート部７７ｍに連なるよう前記上流側端面７６ｕに形成されている上流側遮熱コート部７７ｕと、を有する。前記保護層８５は、前記下流側遮熱コート部７７ｄと前記上流側遮熱コート部７７ｕとのうち、いずれか一方の表面に形成されている端面保護部８５ｅと、前記主遮熱コート部７７ｍの表面に前記端面保護部８５ｅと連なるよう形成されている主保護部８５ｍと、を有する。
本態様では、高温部品８０を用いてガスタービン１０を組み立てる際、高温部品８０中で最も衝撃をうける可能性の高い、主遮熱コート部７７ｍと下流側遮熱コート部７７ｄの角周り、又は、主遮熱コート部７７ｍと上流側遮熱コート部７７ｕとの角周りの損傷を抑制することができる。
（４）第四態様におけるガスタービンの高温部品は、
前記第一態様から第三態様のうちのいずれか一態様におけるガスタービン１０の高温部品８０において、前記高温部品本体８１は、尾筒３２と、静翼５０と、出口シール７０と、分割環６０とのうち、いずれかである。前記尾筒３２は、ガスタービン１０が備える燃焼器３０の構成部品であって、燃料Ｆが燃焼し且つ前記燃料Ｆの燃焼で生成された燃焼ガスＧが流れる燃焼空間３９ｐを画定する部品である。前記静翼５０は、前記尾筒３２からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路４９ｐ中に配置される部品である。前記分割環６０は、前記静翼５０に隣接して配置され、前記尾筒３２からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路４９ｐの縁を画定する部品である。
以上の実施形態におけるガスタービン１０は、例えば、以下のように把握される。
（５）第五態様におけるガスタービンは、
前記第一態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様におけるガスタービン１０の高温部品８０と、燃焼ガスＧに晒されない複数の他の部品と、を備える。前記複数の他の部品は、前記ガスタービン１０が備える圧縮機２０を構成する全ての部品、及び、前記ガスタービンが備えるタービンの外形を形成する部品を含む。
以上の実施形態におけるガスタービン１０の高温部品８０の運用方法は、例えば、以下のように把握される。
（６）第六態様におけるガスタービンの高温部品は、
燃焼ガスＧに晒されるガスタービン１０の高温部品８０の運用方法において、高温部品本体８１と、前記高温部品本体８１の表面の少なくとも一部に形成されている保護層８５と、を備える高温部品８０を準備する準備工程Ｓ１と、前記高温部品８０と他の複数の部品とを用いて、ガスタービン１０を組み立てる組立工程Ｓ２と、前記ガスタービン１０に燃料を供給して、燃焼ガスＧを生成する運転工程Ｓ３と、を実行する。前記高温部品本体８１は、母材７５と、前記母材７５の表面の一部に形成されている遮熱コート７７と、を有する。前記保護層８５は、前記遮熱コート７７の表面の少なくとも一部に形成されている。前記保護層８５は、ガスタービン１０の運転環境下で前記遮熱コート７７の表面から消失可能な材料で形成されている。前記保護層８５は、前記運転工程Ｓ３中に、前記燃焼ガスＧの熱の影響で、前記遮熱コート７７の表面から消失する。
本態様では、組立工程Ｓ２時における高温部品本体８１の損傷を抑制できる。また、運転工程Ｓ３を実行し、高温部品８０に一旦燃焼ガスＧを接触させると、高温部品８０中の保護層８５を消失させることができる。
１０：ガスタービン
１１：ガスタービンロータ
１５：ガスタービンケーシング
１６：中間ケーシング
２０：圧縮機
２１：圧縮機ロータ
２２：ロータ軸
２３：動翼列
２３ａ：動翼
２５：圧縮機ケーシング
２６:静翼列
２６ａ：静翼
３０：燃焼器
３１：バーナ
３２：尾筒（又は燃焼筒）
３３：筒
３４：出口フランジ
３５：母材
３６：流路形成部
３７：遮熱コート
３９ｐ：燃焼空間（又は燃焼ガス流路）
４０：タービン
４１：タービンロータ
４２：ロータ軸
４３：動翼列
４３ａ：動翼
４４：静翼列
４４ａ：静翼
４５：タービンケーシング
４６：分割環
４７：遮熱環
４８：翼環
４９：タービンケーシング本体
４９ｐ：燃焼ガス流路
５０：静翼
５１：翼体
５２：シュラウド
５２ｉ：内側シュラウド
５２ｏ：外側シュラウド
５５：母材
５６：流路形成部
５７：遮熱コート
６０：分割環
６１：分割環本体
６２：フック部
６５：母材
６６：流路形成部
６７：遮熱コート
７０：出口シール
７１：胴部
７２：尾筒接続部
７２ａ：フランジ篏合溝
７３：静翼接続部
７３ａ：シュラウド篏合溝
７５：母材
７６：流路形成部
７６ｍ：流路画定面
７６ｄ：下流側端面
７６ｕ：上流側端面
７７：遮熱コート
７７ｍ：主遮熱コート部
７７ｄ：下流側遮熱コート部
７７ｕ：上流側遮熱コート部
８０：高温部品
８１：高温部品本体
８５：保護層
８５ｍ：主保護部
８５ｅ：端面保護部
Ａ：空気
Ｆ：燃料
Ｇ：燃焼ガス
Ａｒ：軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａｕ：軸線上流側
Ｄａｄ：軸線下流側
Ｄｃ：周方向
Ｄｒ：径方向
Ｄｒｉ：径方向内側
Ｄｒｏ：径方向外側

Claims (6)

  1. 燃焼ガスに晒されるガスタービンの高温部品であって、
    母材と、前記母材の表面の一部に形成されている遮熱コートと、を有する高温部品本体と、
    前記遮熱コートの表面の少なくとも一部に形成されている保護層と、
    を備え、
    前記保護層は、ガスタービンの運転環境下で前記遮熱コートの表面から消失可能な材料で形成されている、
    ガスタービンの高温部品。
  2. 請求項１に記載のガスタービンの高温部品において、
    前記保護層を形成する材料は、樹脂、又は樹脂を主成分とする材料である、
    ガスタービンの高温部品。
  3. 請求項１又は２に記載のガスタービンの高温部品において、
    前記母材は、燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の一部を画定する流路形成部を有し、
    前記流路形成部は、前記燃焼ガス流路の一部を画定する流路画定面と、前記流路画定面の縁であって前記燃焼ガスが流れていく下流側の縁に連なる下流側端面と、前記流路画定面の縁であって前記下流側とは反対の上流側の縁に連なる上流側端面と、を有し、
    前記遮熱コートは、前記流路画定面に形成されている主遮熱コート部と、前記主遮熱コート部に連なるよう前記下流側端面に形成されている下流側遮熱コート部と、前記主遮熱コート部に連なるよう前記上流側端面に形成されている上流側遮熱コート部と、を有し、
    前記保護層は、前記下流側遮熱コート部と前記上流側遮熱コート部とのうち、いずれか一方の表面に形成されている端面保護部と、前記主遮熱コート部の表面に前記端面保護部と連なるよう形成されている主保護部と、を有する、
    ガスタービンの高温部品。
  4. 請求項１又は２に記載のガスタービンの高温部品において、
    前記高温部品本体は、尾筒と、静翼と、出口シールと、分割環とのうち、いずれかであり、
    前記尾筒は、ガスタービンが備える燃焼器の構成部品であって、燃料が燃焼し且つ前記燃料の燃焼で生成された燃焼ガスが流れる燃焼空間を画定する部品であり、
    前記静翼は、前記尾筒からの燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路中に配置される部品であり、
    前記分割環は、前記静翼に隣接して配置され、前記尾筒からの燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の縁を画定する部品である、
    ガスタービンの高温部品。
  5. 請求項１又は２に記載のガスタービンの高温部品と、
    燃焼ガスに晒されない複数の他の部品と、
    を備え、
    前記複数の他の部品は、前記ガスタービンが備える圧縮機を構成する全ての部品、及び、前記ガスタービンが備えるタービンの外形を形成する部品を含む、
    ガスタービン。
  6. 燃焼ガスに晒されるガスタービンの高温部品の運用方法において、
    高温部品本体と、前記高温部品本体の表面の少なくとも一部に形成されている保護層と、を備える高温部品を準備する準備工程と、
    前記高温部品と他の複数の部品とを用いて、ガスタービンを組み立てる組立工程と、
    前記ガスタービンに燃料を供給して、燃焼ガスを生成する運転工程と、
    を実行し、
    前記高温部品本体は、母材と、前記母材の表面の一部に形成されている遮熱コートと、を有し、
    前記保護層は、前記遮熱コートの表面の少なくとも一部に形成され、
    前記保護層は、ガスタービンの運転環境下で前記遮熱コートの表面から消失可能な材料で形成され、
    前記保護層は、前記運転工程中に、前記燃焼ガスの熱の影響で、前記遮熱コートの表面から消失する、
    ガスタービンの高温部品の運用方法。
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