JP3068529B2 - 回転軸出力を発生する方法及び発電プラント - Google Patents
回転軸出力を発生する方法及び発電プラントInfo
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料として水素及
び酸素を利用する発電プラントにおいて使用するための
タービンに関する。特に、本発明は、水素及び酸素の燃
焼により発生した水蒸気が動力発生のために膨脹される
閉ループ式蒸気冷却型蒸気タービンに関する。
び酸素を利用する発電プラントにおいて使用するための
タービンに関する。特に、本発明は、水素及び酸素の燃
焼により発生した水蒸気が動力発生のために膨脹される
閉ループ式蒸気冷却型蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、一般に圧縮空気を生成
する圧縮機部、その圧縮空気を高温圧縮ガスに変換する
燃焼部及びその高温圧縮ガスを膨脹させるタービン部か
ら構成される。その燃焼部において、蒸留油や天然ガス
のような炭化水素燃料が１以上の燃焼器内で圧縮空気と
混合し且つ圧縮空気内で燃焼する。不幸にして、このよ
うな燃焼は、大気汚染物と考えられている窒素酸化物
（ＮＯＸ）の生成を来す。
する圧縮機部、その圧縮空気を高温圧縮ガスに変換する
燃焼部及びその高温圧縮ガスを膨脹させるタービン部か
ら構成される。その燃焼部において、蒸留油や天然ガス
のような炭化水素燃料が１以上の燃焼器内で圧縮空気と
混合し且つ圧縮空気内で燃焼する。不幸にして、このよ
うな燃焼は、大気汚染物と考えられている窒素酸化物
（ＮＯＸ）の生成を来す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】純酸素中の水素の燃焼
は、全てのＮＯＸの生成をなくす。ロケットエンジン用
の燃焼器は、伝統的に液体水素を液体酸素の中で燃焼さ
せることにより運転されてきた。しかしながら、発電用
のタービンは、長い期間劣化を生ずること無く作動しな
ければならない。従って、ガスタービンの燃焼器の冷却
問題は、ロケット用燃焼器には無い困難性に遭遇する。
この問題は、経済性及び取り扱いと供給の容易性から液
体酸素よりは圧縮酸素ガスを使用するとより深刻とな
る。典型的には、ロケットの燃焼器は、冷却を液体酸素
の低温に依存している。
は、全てのＮＯＸの生成をなくす。ロケットエンジン用
の燃焼器は、伝統的に液体水素を液体酸素の中で燃焼さ
せることにより運転されてきた。しかしながら、発電用
のタービンは、長い期間劣化を生ずること無く作動しな
ければならない。従って、ガスタービンの燃焼器の冷却
問題は、ロケット用燃焼器には無い困難性に遭遇する。
この問題は、経済性及び取り扱いと供給の容易性から液
体酸素よりは圧縮酸素ガスを使用するとより深刻とな
る。典型的には、ロケットの燃焼器は、冷却を液体酸素
の低温に依存している。
【０００４】タービン部の冷却は又、酸素・水素燃料発
電プラントにおいて、最適出力を達成するためにタービ
ンの入口温度を９００乃至１６００℃の高さで運転する
ことが要求されるので特に問題となる。燃焼タービンに
習慣的に使用されている空気冷却は、発電プラントの効
率にマイナスの影響を与える。従って、水素と酸素の燃
焼によって生成される蒸気を膨脹させるタービンの静翼
及び動翼を冷却するための装置を提供することが望まし
い。
電プラントにおいて、最適出力を達成するためにタービ
ンの入口温度を９００乃至１６００℃の高さで運転する
ことが要求されるので特に問題となる。燃焼タービンに
習慣的に使用されている空気冷却は、発電プラントの効
率にマイナスの影響を与える。従って、水素と酸素の燃
焼によって生成される蒸気を膨脹させるタービンの静翼
及び動翼を冷却するための装置を提供することが望まし
い。
【０００５】
【発明の概要】従って、本発明の一般的な目的は、水素
と酸素の燃焼によって生成される蒸気を膨脹させるター
ビンの静翼及び動翼を効果的且つ効率的に冷却するため
の装置を提供することである。要するに、この目的は、
本発明の他の目的と同様に、ａ）水素の第１流と酸素の
第１流とを燃焼させて水蒸気の第１流を生成するステッ
プ、ｂ）水蒸気の第１流をタービンの中で少なくとも部
分的に膨脹させて軸出力と膨脹蒸気流を生成するが、タ
ービンは水蒸気の第１流が通過する複数の構成部材を有
し、これにより熱が水蒸気の第１流から該構成部材に伝
達されるステップ、ｂ）膨脹蒸気流から給水流へ熱を伝
達して冷却蒸気流を生成するステップ、ｄ）冷却蒸気流
の少なくとも第１部分をタービンの構成部材の少なくと
も第１部分を通して導き、タービンの構成部材の少なく
とも第１部分から冷却蒸気流の少なくとも第１部分に熱
を伝達して加熱された冷却蒸気の第１流を生成するステ
ップ、及びｅ）加熱された冷却蒸気の第１流をタービン
により膨脹される前の水蒸気の第１流と混合するステッ
プより成る回転軸出力を発生する方法により達成され
る。
と酸素の燃焼によって生成される蒸気を膨脹させるター
ビンの静翼及び動翼を効果的且つ効率的に冷却するため
の装置を提供することである。要するに、この目的は、
本発明の他の目的と同様に、ａ）水素の第１流と酸素の
第１流とを燃焼させて水蒸気の第１流を生成するステッ
プ、ｂ）水蒸気の第１流をタービンの中で少なくとも部
分的に膨脹させて軸出力と膨脹蒸気流を生成するが、タ
ービンは水蒸気の第１流が通過する複数の構成部材を有
し、これにより熱が水蒸気の第１流から該構成部材に伝
達されるステップ、ｂ）膨脹蒸気流から給水流へ熱を伝
達して冷却蒸気流を生成するステップ、ｄ）冷却蒸気流
の少なくとも第１部分をタービンの構成部材の少なくと
も第１部分を通して導き、タービンの構成部材の少なく
とも第１部分から冷却蒸気流の少なくとも第１部分に熱
を伝達して加熱された冷却蒸気の第１流を生成するステ
ップ、及びｅ）加熱された冷却蒸気の第１流をタービン
により膨脹される前の水蒸気の第１流と混合するステッ
プより成る回転軸出力を発生する方法により達成され
る。
【０００６】本発明は又、ａ）水素流と酸素流とを受け
入れて燃焼させることにより燃焼蒸気流を生成する燃焼
器、ｂ）燃焼蒸気流が通過することにより熱が伝達され
る複数の構成部材を有する、燃焼蒸気流を膨脹させて膨
脹蒸気流を生成する手段を備えたタービン、ｃ）膨脹蒸
気流から給水流に熱を伝達して冷却蒸気流を生成する手
段、ｄ）冷却蒸気流の一部をタービンの構成部材の少な
くとも一部を通して導きタービンの構成部材の前記少な
くとも一部から冷却蒸気流の前記一部に熱を伝達して加
熱された冷却蒸気流を生成する手段、及びｅ）加熱され
た冷却蒸気流を燃焼器に導いて燃焼蒸気流と混合させる
手段より成る発電プラントを包含している。
入れて燃焼させることにより燃焼蒸気流を生成する燃焼
器、ｂ）燃焼蒸気流が通過することにより熱が伝達され
る複数の構成部材を有する、燃焼蒸気流を膨脹させて膨
脹蒸気流を生成する手段を備えたタービン、ｃ）膨脹蒸
気流から給水流に熱を伝達して冷却蒸気流を生成する手
段、ｄ）冷却蒸気流の一部をタービンの構成部材の少な
くとも一部を通して導きタービンの構成部材の前記少な
くとも一部から冷却蒸気流の前記一部に熱を伝達して加
熱された冷却蒸気流を生成する手段、及びｅ）加熱され
た冷却蒸気流を燃焼器に導いて燃焼蒸気流と混合させる
手段より成る発電プラントを包含している。
【０００７】
【好適な実施形態の説明】図面を参照するに、図１には
水素を燃料とする発電プラントが示されている。発電プ
ラントの主要構成部材は、高圧燃焼器２，ロータ１６が
貫通して延びる高圧蒸気タービン１２、中圧燃焼器４、
中圧蒸気タービン１４、熱回収蒸気発生器１８、低圧蒸
気タービン２０、及び復水器２２である。典型的には、
各タービンは発電機（図示しない）のような負荷を駆動
する。
水素を燃料とする発電プラントが示されている。発電プ
ラントの主要構成部材は、高圧燃焼器２，ロータ１６が
貫通して延びる高圧蒸気タービン１２、中圧燃焼器４、
中圧蒸気タービン１４、熱回収蒸気発生器１８、低圧蒸
気タービン２０、及び復水器２２である。典型的には、
各タービンは発電機（図示しない）のような負荷を駆動
する。
【０００８】運転時に、水素６と酸素８は、これらは気
状か液状かいずれかの低温の形であるが、高圧燃焼器２
に供給される。水素６と酸素８とがガス状の形態であれ
ば、圧縮機がそのガスを更に加圧するために使用され
る。高圧燃焼器２では水素６と酸素８が燃焼して高温、
高圧の水蒸気を形成する。好適には、燃焼は化学量論的
条件に近い点で生じ、燃焼器２は本質的に純粋の水蒸気
を排出する。後述するように生成される温度緩和蒸気４
７の供給がまた高圧燃焼器２に対しなされる。温度緩和
蒸気４７が水素６と酸素８の燃焼により生成された蒸気
と混合し、このようにしてこれを冷却して燃焼器２の構
成部材の過熱を防止する。好適には、高圧燃焼器２から
排出される混合蒸気５０は、約１６００℃で約２５メガ
パスカル（２５０バール）である。
状か液状かいずれかの低温の形であるが、高圧燃焼器２
に供給される。水素６と酸素８とがガス状の形態であれ
ば、圧縮機がそのガスを更に加圧するために使用され
る。高圧燃焼器２では水素６と酸素８が燃焼して高温、
高圧の水蒸気を形成する。好適には、燃焼は化学量論的
条件に近い点で生じ、燃焼器２は本質的に純粋の水蒸気
を排出する。後述するように生成される温度緩和蒸気４
７の供給がまた高圧燃焼器２に対しなされる。温度緩和
蒸気４７が水素６と酸素８の燃焼により生成された蒸気
と混合し、このようにしてこれを冷却して燃焼器２の構
成部材の過熱を防止する。好適には、高圧燃焼器２から
排出される混合蒸気５０は、約１６００℃で約２５メガ
パスカル（２５０バール）である。
【０００９】高圧燃焼器２から、蒸気５０が高圧蒸気タ
ービン１２に導かれるが、高圧蒸気タービン１２は以下
に詳述される。高圧蒸気タービン１２において、蒸気５
０は、部分的に膨脹されてロータ１６に軸出力を発生す
る。好適には、高圧蒸気タービン１２から排出された蒸
気４８は、９３５℃で２．５メガヘクトパスカル（２５
バール）に膨脹されている。蒸気４８はそれから３個の
温度緩和蒸気流４３，４６，７８と混合される。蒸気４
３は、高圧蒸気タービン１２の中圧翼列を後述するよう
に冷却する過程で加熱されている。蒸気４６は、中圧蒸
気タービン１４を冷却する過程で加熱されている。蒸気
７８は、高圧蒸気タービン１２の低圧翼列を後述するよ
うに冷却する過程で加熱されている。
ービン１２に導かれるが、高圧蒸気タービン１２は以下
に詳述される。高圧蒸気タービン１２において、蒸気５
０は、部分的に膨脹されてロータ１６に軸出力を発生す
る。好適には、高圧蒸気タービン１２から排出された蒸
気４８は、９３５℃で２．５メガヘクトパスカル（２５
バール）に膨脹されている。蒸気４８はそれから３個の
温度緩和蒸気流４３，４６，７８と混合される。蒸気４
３は、高圧蒸気タービン１２の中圧翼列を後述するよう
に冷却する過程で加熱されている。蒸気４６は、中圧蒸
気タービン１４を冷却する過程で加熱されている。蒸気
７８は、高圧蒸気タービン１２の低圧翼列を後述するよ
うに冷却する過程で加熱されている。
【００１０】追加の水素７と酸素９が中圧燃焼器４の中
で燃焼される。蒸気流４３，４６，７８は、それらがタ
ービン１２，１４から熱を吸収しているにも拘らず、中
圧燃焼器４内での水素７と酸素９の燃焼により生成され
た蒸気よりもなお低温である。このような訳で、蒸気流
４３，４８，７８，４６は中圧燃焼器４へ導かれ、そし
て温度を緩和して燃焼器４を冷却するように機能する。
好適には、蒸気４３，４６は約６５０℃である。
で燃焼される。蒸気流４３，４６，７８は、それらがタ
ービン１２，１４から熱を吸収しているにも拘らず、中
圧燃焼器４内での水素７と酸素９の燃焼により生成され
た蒸気よりもなお低温である。このような訳で、蒸気流
４３，４８，７８，４６は中圧燃焼器４へ導かれ、そし
て温度を緩和して燃焼器４を冷却するように機能する。
好適には、蒸気４３，４６は約６５０℃である。
【００１１】中圧燃焼器４から排出された加熱蒸気５２
は、それから中圧蒸気タービン１４へ導かれる。好適に
は、蒸気５２は中圧燃焼器４の中で約１６００℃まで加
熱されている。中圧蒸気タービン１４の中で、蒸気５２
は更に膨脹され、これにより追加の軸出力を発生する。
好ましくは、中圧蒸気タービン１４から排出される蒸気
５４は、約８４０℃で１００キロパスカル（１バール）
に膨脹されている。
は、それから中圧蒸気タービン１４へ導かれる。好適に
は、蒸気５２は中圧燃焼器４の中で約１６００℃まで加
熱されている。中圧蒸気タービン１４の中で、蒸気５２
は更に膨脹され、これにより追加の軸出力を発生する。
好ましくは、中圧蒸気タービン１４から排出される蒸気
５４は、約８４０℃で１００キロパスカル（１バール）
に膨脹されている。
【００１２】中圧蒸気タービン１４から排出された蒸気
５４は、それから熱回収蒸気発生器１８へ導かれ、そこ
では熱の一部が給水の二つの流れ１０２，１０４へ伝達
され、これにより二つの蒸気流３０，５８を発生する。
好ましくは、熱回収蒸気発生器１８の中で十分な熱が伝
達され、そこから排出される蒸気６０は約１１０℃に冷
却されている。熱回収蒸気発生器１８から冷却蒸気６０
が低圧タービン２０へ導かれ、そこで蒸気は更に尚軸出
力を発生するために膨脹される。好ましくは、低圧ター
ビン２０から排出される蒸気６２は、約３３℃で５０ヘ
クトパスカル（０．０５バール）に膨脹されている。膨
脹された蒸気６２は、それから復水器２２内で凝縮され
る。
５４は、それから熱回収蒸気発生器１８へ導かれ、そこ
では熱の一部が給水の二つの流れ１０２，１０４へ伝達
され、これにより二つの蒸気流３０，５８を発生する。
好ましくは、熱回収蒸気発生器１８の中で十分な熱が伝
達され、そこから排出される蒸気６０は約１１０℃に冷
却されている。熱回収蒸気発生器１８から冷却蒸気６０
が低圧タービン２０へ導かれ、そこで蒸気は更に尚軸出
力を発生するために膨脹される。好ましくは、低圧ター
ビン２０から排出される蒸気６２は、約３３℃で５０ヘ
クトパスカル（０．０５バール）に膨脹されている。膨
脹された蒸気６２は、それから復水器２２内で凝縮され
る。
【００１３】ポンプ２３によって復水器２２から吸い出
された復水１００は、３個の流れに分割されるが、その
第１及び第２の流れは、それぞれ給水ポンプ２４及び２
５に向けられる。第３の流れ１０３は、以下に述べるよ
うにサイクルから吹き出される。給水ポンプ２４は、復
水１００の一部の圧力を、好ましくは３０メガパスカル
（３００バール）を越える圧力まで増大し、そして高圧
給水１０２を熱回収蒸気発生器１８へ導き、ここでは前
述したように、その給水は中圧蒸気タービン１４から排
出された蒸気５４から熱を吸収する。好ましくは、十分
な熱が伝達されて、熱回収蒸気発生器１８から排出され
る高圧蒸気３０を約４００℃まで加熱する。給水ポンプ
２５は第２の復水流れの圧力を中間圧力まで増大し、中
圧給水１０４を熱回収蒸気発生器１８へ導き、ここで中
圧蒸気５８に変換される。好ましくは、中圧蒸気５８
は、約３７５℃で３メガパスカル（３０バール）であ
る。
された復水１００は、３個の流れに分割されるが、その
第１及び第２の流れは、それぞれ給水ポンプ２４及び２
５に向けられる。第３の流れ１０３は、以下に述べるよ
うにサイクルから吹き出される。給水ポンプ２４は、復
水１００の一部の圧力を、好ましくは３０メガパスカル
（３００バール）を越える圧力まで増大し、そして高圧
給水１０２を熱回収蒸気発生器１８へ導き、ここでは前
述したように、その給水は中圧蒸気タービン１４から排
出された蒸気５４から熱を吸収する。好ましくは、十分
な熱が伝達されて、熱回収蒸気発生器１８から排出され
る高圧蒸気３０を約４００℃まで加熱する。給水ポンプ
２５は第２の復水流れの圧力を中間圧力まで増大し、中
圧給水１０４を熱回収蒸気発生器１８へ導き、ここで中
圧蒸気５８に変換される。好ましくは、中圧蒸気５８
は、約３７５℃で３メガパスカル（３０バール）であ
る。
【００１４】熱回収蒸気発生器１８からの高圧蒸気３０
は、二つの流れ３２，３４に分割される。流れ３４は、
前述したように、高圧燃焼器２のための温度緩和蒸気４
７の一部を形成する。
は、二つの流れ３２，３４に分割される。流れ３４は、
前述したように、高圧燃焼器２のための温度緩和蒸気４
７の一部を形成する。
【００１５】本発明によれば、流れ３２は更に二つの流
れ３５，３６に分けられ、これらは共に冷却のために高
圧蒸気タービン１２に導かれる。冷却蒸気の第１流３５
は静翼を冷却するために使用され、一方冷却蒸気の第２
流３６は、後述するようにロータ１６を冷却する。静翼
冷却用蒸気３５は、３個の流れ３８，３９，４０に分け
られる。蒸気流３８，３９，４０は、それぞれ、高圧蒸
気タービン１２の低圧静翼、中圧静翼及び高圧静翼を冷
却するように使用され、かかるプロセスにおいて更に加
熱される。その冷却機能を果たした後に、蒸気流３８，
３９，４０は、それぞれ加熱された蒸気流４４，４２，
４３になってタービン１２から排出される。高圧蒸気タ
ービン１２から排出された高圧静翼冷却蒸気４４は、高
圧燃焼器２に供給される温度緩和蒸気４７の第２部分を
形成する。
れ３５，３６に分けられ、これらは共に冷却のために高
圧蒸気タービン１２に導かれる。冷却蒸気の第１流３５
は静翼を冷却するために使用され、一方冷却蒸気の第２
流３６は、後述するようにロータ１６を冷却する。静翼
冷却用蒸気３５は、３個の流れ３８，３９，４０に分け
られる。蒸気流３８，３９，４０は、それぞれ、高圧蒸
気タービン１２の低圧静翼、中圧静翼及び高圧静翼を冷
却するように使用され、かかるプロセスにおいて更に加
熱される。その冷却機能を果たした後に、蒸気流３８，
３９，４０は、それぞれ加熱された蒸気流４４，４２，
４３になってタービン１２から排出される。高圧蒸気タ
ービン１２から排出された高圧静翼冷却蒸気４４は、高
圧燃焼器２に供給される温度緩和蒸気４７の第２部分を
形成する。
【００１６】高圧蒸気タービン１２から排出された中圧
静翼冷却蒸気４２は、前述したように熱回収蒸気発生器
１８によって生成された中圧蒸気５８と混合される。そ
の後、混合蒸気流５８は、高圧蒸気タービン１２の冷却
を参照して以下に述べる技術を使用してタービン構成要
素を冷却するために中圧蒸気タービン１４に導かれる。
中圧蒸気タービン１４から、好適には約６５０℃まで加
熱されて、冷却蒸気４６が、高圧蒸気タービン低圧静翼
冷却蒸気４３と一緒に、高圧蒸気タービン１２から排出
された蒸気４８と混合し、中圧燃焼器４のための温度緩
和蒸気の残りを形成する。
静翼冷却蒸気４２は、前述したように熱回収蒸気発生器
１８によって生成された中圧蒸気５８と混合される。そ
の後、混合蒸気流５８は、高圧蒸気タービン１２の冷却
を参照して以下に述べる技術を使用してタービン構成要
素を冷却するために中圧蒸気タービン１４に導かれる。
中圧蒸気タービン１４から、好適には約６５０℃まで加
熱されて、冷却蒸気４６が、高圧蒸気タービン低圧静翼
冷却蒸気４３と一緒に、高圧蒸気タービン１２から排出
された蒸気４８と混合し、中圧燃焼器４のための温度緩
和蒸気の残りを形成する。
【００１７】冷却蒸気の第２流３６は高圧タービンロー
タ１６を冷却し、その後ローターから２個の流れ７８，
４５となって排出される。高圧蒸気タービン１２の低圧
動翼を冷却した流れ７８は低圧静翼冷却蒸気４３と混合
され、中圧燃焼器４の中で前述したように温度を緩和す
るために供される。高圧蒸気タービン１２の高圧動翼を
冷却した流れ４５は、高圧静翼冷却蒸気４４と混合さ
れ、高圧燃焼器２に供給される温度緩和蒸気４７の第３
部分を形成する。
タ１６を冷却し、その後ローターから２個の流れ７８，
４５となって排出される。高圧蒸気タービン１２の低圧
動翼を冷却した流れ７８は低圧静翼冷却蒸気４３と混合
され、中圧燃焼器４の中で前述したように温度を緩和す
るために供される。高圧蒸気タービン１２の高圧動翼を
冷却した流れ４５は、高圧静翼冷却蒸気４４と混合さ
れ、高圧燃焼器２に供給される温度緩和蒸気４７の第３
部分を形成する。
【００１８】好適な実施形態において、高圧蒸気タービ
ン１２の冷却の全ては、流れ３２によって達成され、熱
力学的に非常に効率的なシステムを実現している。図示
されるように、冷却系は閉ループであり、即ち、微小な
漏洩を除いて、冷却のために高圧蒸気タービン１２へ供
給される流れ３２の全ては、冷却中に吸収した熱と一緒
に該系に戻される。水素と酸素は、燃焼器２，４におい
て連続的に系に加えられので、復水１００の一部１０３
は、平衡を維持するために系から連続的に放出される。
ン１２の冷却の全ては、流れ３２によって達成され、熱
力学的に非常に効率的なシステムを実現している。図示
されるように、冷却系は閉ループであり、即ち、微小な
漏洩を除いて、冷却のために高圧蒸気タービン１２へ供
給される流れ３２の全ては、冷却中に吸収した熱と一緒
に該系に戻される。水素と酸素は、燃焼器２，４におい
て連続的に系に加えられので、復水１００の一部１０３
は、平衡を維持するために系から連続的に放出される。
【００１９】高圧蒸気タービン１２のための閉ループ式
蒸気冷却の詳細を図２及び図３を参照して次に説明す
る。静翼の冷却を最初に説明する。図２に示されるよう
に、高圧蒸気タービン１２は、内側シェル１９を取り囲
む外側シェル１７によって囲まれている。内側シェル１
９及び外側シェル１７はウェブによって連結され、冷却
蒸気流３８，３９，４０の流れをそれぞれ導くために供
される３個のプレナム１２０，１２２，１２４を形成し
ている。高圧燃焼器２は、外側シェル１７の前端に取り
付けられている。ダクト１２６は、プレナム１２０を貫
いて延びていて、高圧燃焼器２からの蒸気５０の流れを
タービン作動流体流れ通路の入口に導いている。
蒸気冷却の詳細を図２及び図３を参照して次に説明す
る。静翼の冷却を最初に説明する。図２に示されるよう
に、高圧蒸気タービン１２は、内側シェル１９を取り囲
む外側シェル１７によって囲まれている。内側シェル１
９及び外側シェル１７はウェブによって連結され、冷却
蒸気流３８，３９，４０の流れをそれぞれ導くために供
される３個のプレナム１２０，１２２，１２４を形成し
ている。高圧燃焼器２は、外側シェル１７の前端に取り
付けられている。ダクト１２６は、プレナム１２０を貫
いて延びていて、高圧燃焼器２からの蒸気５０の流れを
タービン作動流体流れ通路の入口に導いている。
【００２０】高圧静翼冷却蒸気３８は、通路１１０を通
って外側シェル１７内に入り、そして図３に示されるよ
うに円周方向に延びたパイプ１４２へパイプ１４１によ
って導かれる。パイプ１４２は、冷却蒸気３８を３個の
流れ６４，６５，６６に分け、これらの流れをパイプ１
４４，１４６，１４８に分配するマニホールド１４０を
形成する。
って外側シェル１７内に入り、そして図３に示されるよ
うに円周方向に延びたパイプ１４２へパイプ１４１によ
って導かれる。パイプ１４２は、冷却蒸気３８を３個の
流れ６４，６５，６６に分け、これらの流れをパイプ１
４４，１４６，１４８に分配するマニホールド１４０を
形成する。
【００２１】蒸気６４は、マニホールド１４０から内側
シェル１９の中に形成された通路１５０へパイプ１４４
によって導かれる。通路１５０は、蒸気６４を第１列の
静翼１８０に、そして、しかる後その静翼の中に形成さ
れた冷却通路１７０を通して導く。図示されるように、
各冷却通路１７０は単純なＵ字形形状を有している。し
かしながら、当業者が容易に理解されるように、冷却通
路１７０は種々の形、例えば屈曲形、を取ることができ
る。冷却通路１７０を貫流するために、燃焼蒸気５０か
ら静翼１８０へ伝達された熱の一部は、静翼１８０から
冷却蒸気６４へ伝達され、これにより静翼１８０を冷却
し、そして冷却蒸気６４を加熱する。静翼冷却通路１７
０から加熱されたばかりの冷却蒸気６７が通路１５２に
よってプレナム１２０へ導かれる。
シェル１９の中に形成された通路１５０へパイプ１４４
によって導かれる。通路１５０は、蒸気６４を第１列の
静翼１８０に、そして、しかる後その静翼の中に形成さ
れた冷却通路１７０を通して導く。図示されるように、
各冷却通路１７０は単純なＵ字形形状を有している。し
かしながら、当業者が容易に理解されるように、冷却通
路１７０は種々の形、例えば屈曲形、を取ることができ
る。冷却通路１７０を貫流するために、燃焼蒸気５０か
ら静翼１８０へ伝達された熱の一部は、静翼１８０から
冷却蒸気６４へ伝達され、これにより静翼１８０を冷却
し、そして冷却蒸気６４を加熱する。静翼冷却通路１７
０から加熱されたばかりの冷却蒸気６７が通路１５２に
よってプレナム１２０へ導かれる。
【００２２】同様に、パイプ１４６，１４８は、蒸気６
５，６６をそれぞれマニホールド１４０から、内側シェ
ル１９の中にそれぞれ形成された通路１５４，１５８へ
導く。通路１５４，１５８は、第２列の静翼１８２及び
第３列の静翼１８４の中にそれぞれ形成された通路１７
４，１７８にその蒸気をそれぞれ導き、その静翼を冷却
する。冷却通路１７４，１７８からの加熱されたばかり
の冷却蒸気６８，６９は、それぞれ内側シェル１９の中
にそれぞれ形成された通路１５６，１６０によってプレ
ナム１２０に導かれる。図２に示されるように、プレナ
ム１２０から、加熱された冷却蒸気６７，６８，６９の
混合流４４がプレナムによりダクト１２６を越えて高圧
燃焼器２内に導かれ、ここで前述したように温度を緩和
し、そして燃焼器２を冷却する。
５，６６をそれぞれマニホールド１４０から、内側シェ
ル１９の中にそれぞれ形成された通路１５４，１５８へ
導く。通路１５４，１５８は、第２列の静翼１８２及び
第３列の静翼１８４の中にそれぞれ形成された通路１７
４，１７８にその蒸気をそれぞれ導き、その静翼を冷却
する。冷却通路１７４，１７８からの加熱されたばかり
の冷却蒸気６８，６９は、それぞれ内側シェル１９の中
にそれぞれ形成された通路１５６，１６０によってプレ
ナム１２０に導かれる。図２に示されるように、プレナ
ム１２０から、加熱された冷却蒸気６７，６８，６９の
混合流４４がプレナムによりダクト１２６を越えて高圧
燃焼器２内に導かれ、ここで前述したように温度を緩和
し、そして燃焼器２を冷却する。
【００２３】なお図２を参照するに、高圧静翼冷却蒸気
３８に関して前述したと同様な態様で、高圧蒸気タービ
ン１２の中圧静翼用冷却蒸気３９は通路１１２を通って
外側シェル１７に入り、プレナム１２２の中に位置する
マニホールドを形成する円周方向に延びるパイプへパイ
プによって導かれる。該マニホールドは冷却蒸気３９を
２個の流れ７０，７１に分割し、その後これらは内側シ
ェル１９の中の通路にそれらを導くパイプに分配され、
そして最後には第４列の静翼及び第５列の静翼の中の冷
却通路に導かれる。内側シェル１９の中に形成された付
加的な通路が、静翼冷却通路からの加熱されたばかりの
冷却蒸気７２，７３をプレナム１２２に導く。外側シェ
ル１７の中の通路１１６は、プレナム１２２から出る加
熱された冷却蒸気４２を導く。
３８に関して前述したと同様な態様で、高圧蒸気タービ
ン１２の中圧静翼用冷却蒸気３９は通路１１２を通って
外側シェル１７に入り、プレナム１２２の中に位置する
マニホールドを形成する円周方向に延びるパイプへパイ
プによって導かれる。該マニホールドは冷却蒸気３９を
２個の流れ７０，７１に分割し、その後これらは内側シ
ェル１９の中の通路にそれらを導くパイプに分配され、
そして最後には第４列の静翼及び第５列の静翼の中の冷
却通路に導かれる。内側シェル１９の中に形成された付
加的な通路が、静翼冷却通路からの加熱されたばかりの
冷却蒸気７２，７３をプレナム１２２に導く。外側シェ
ル１７の中の通路１１６は、プレナム１２２から出る加
熱された冷却蒸気４２を導く。
【００２４】前述したように、加熱された中圧静翼冷却
蒸気４２は、熱回収蒸気発生器１８からの蒸気５８と混
合され、しかる後中圧蒸気タービン１４へ導かれ、そこ
で更に冷却を行う。中圧静翼冷却蒸気３９に関して上述
したと同様のやり方で、高圧蒸気タービン１２の低圧静
翼用の冷却蒸気４０が、通路１１４を通って外側シェル
１７に入り、そしてプレナム１２４の中に位置するマニ
ホールドを形成する円周方向に延びたパイプへパイプに
よって導かれる。該マニホールドは冷却蒸気４０を２個
の流れ７４，７５に分割し、その後これらは内側シェル
１９の中の通路にそれらを導くパイプに分配され、そし
て最後には第６列の静翼及び第７列の静翼の中の冷却通
路に導かれる。内側シェル１９の中に形成された付加的
な通路が、静翼冷却通路からの加熱直後の冷却蒸気７
６，７７をプレナム１２４に導く。外側流れガイド１２
８と内側シェル１９との間の隙間１２５が、プレナム１
２４からの加熱された冷却蒸気７６，７７の混合流４３
を作動流体流れ通路に導き、ここで高圧蒸気タービン１
２から排出された部分膨脹蒸気４８と混合される。前述
したように、中圧燃焼器４の中で、冷却蒸気流４３は引
き続いて冷却され、膨脹蒸気流４８は引き続き再熱され
る。
蒸気４２は、熱回収蒸気発生器１８からの蒸気５８と混
合され、しかる後中圧蒸気タービン１４へ導かれ、そこ
で更に冷却を行う。中圧静翼冷却蒸気３９に関して上述
したと同様のやり方で、高圧蒸気タービン１２の低圧静
翼用の冷却蒸気４０が、通路１１４を通って外側シェル
１７に入り、そしてプレナム１２４の中に位置するマニ
ホールドを形成する円周方向に延びたパイプへパイプに
よって導かれる。該マニホールドは冷却蒸気４０を２個
の流れ７４，７５に分割し、その後これらは内側シェル
１９の中の通路にそれらを導くパイプに分配され、そし
て最後には第６列の静翼及び第７列の静翼の中の冷却通
路に導かれる。内側シェル１９の中に形成された付加的
な通路が、静翼冷却通路からの加熱直後の冷却蒸気７
６，７７をプレナム１２４に導く。外側流れガイド１２
８と内側シェル１９との間の隙間１２５が、プレナム１
２４からの加熱された冷却蒸気７６，７７の混合流４３
を作動流体流れ通路に導き、ここで高圧蒸気タービン１
２から排出された部分膨脹蒸気４８と混合される。前述
したように、中圧燃焼器４の中で、冷却蒸気流４３は引
き続いて冷却され、膨脹蒸気流４８は引き続き再熱され
る。
【００２５】回転動翼のための閉ループ式冷却系を次に
説明する。図２に示されているように、熱回収蒸気発生
器１８からの冷却蒸気３２の一部３６がロータ１６に入
り、マニホールド１３０を形成する円周方向に分布され
た複数の通路を通って軸方向に上流に流れる。代替的
に、マニホールド１３０は、単一の循環する環状通路で
も良い。マニホールド１３０は、高圧蒸気タービン１２
のロータ１６の中で、冷却蒸気３６を動翼列の各々に分
配する。
説明する。図２に示されているように、熱回収蒸気発生
器１８からの冷却蒸気３２の一部３６がロータ１６に入
り、マニホールド１３０を形成する円周方向に分布され
た複数の通路を通って軸方向に上流に流れる。代替的
に、マニホールド１３０は、単一の循環する環状通路で
も良い。マニホールド１３０は、高圧蒸気タービン１２
のロータ１６の中で、冷却蒸気３６を動翼列の各々に分
配する。
【００２６】図３を参照するに、冷却蒸気３６の一部
は、ロータ１６の中に形成された半径方向に延びた通路
１６２によりマニホールド１３０から第１列の動翼１８
６へ、そして動翼１８６の中に形成された通路１７２を
通って導かれる。ブッシュ１９０は、冷却空気８６がマ
ニホールド１３４に直接入るのを防止する。図示される
ように、各冷却通路１７２は単純なＵ字形形状を有して
いる。しかしながら、当業者にとって容易に理解される
ように、冷却通路１７２は屈曲形のような種々の形状を
取ることができる。冷却通路１７２を貫流する結果、燃
焼蒸気５０から動翼１８６へ伝達された熱の一部は、そ
の動翼から冷却蒸気８６に伝えられ、これにより該動翼
を冷却し且つ該冷却蒸気を加熱する。動翼の冷却通路１
７２から、加熱されたばかりの冷却蒸気９４が通路１６
４によりマニホールド１３４へ導かれる。
は、ロータ１６の中に形成された半径方向に延びた通路
１６２によりマニホールド１３０から第１列の動翼１８
６へ、そして動翼１８６の中に形成された通路１７２を
通って導かれる。ブッシュ１９０は、冷却空気８６がマ
ニホールド１３４に直接入るのを防止する。図示される
ように、各冷却通路１７２は単純なＵ字形形状を有して
いる。しかしながら、当業者にとって容易に理解される
ように、冷却通路１７２は屈曲形のような種々の形状を
取ることができる。冷却通路１７２を貫流する結果、燃
焼蒸気５０から動翼１８６へ伝達された熱の一部は、そ
の動翼から冷却蒸気８６に伝えられ、これにより該動翼
を冷却し且つ該冷却蒸気を加熱する。動翼の冷却通路１
７２から、加熱されたばかりの冷却蒸気９４が通路１６
４によりマニホールド１３４へ導かれる。
【００２７】同様に、第２列の動翼１８８用冷却蒸気８
５が通路１６６及びブッシュ１９２を通って流れ、第２
列の動翼１８８内に形成された冷却通路１７６に入る。
通路１６８は、加熱されたばかりの冷却蒸気９３をマニ
ホールド１３４に導く。図２に戻って、同様な方法で、
第３列動翼について冷却８４が行われる。最初の３列の
動翼からの加熱された冷却蒸気９２，９３，９４の混合
流４５がマニホールド１３４によってプレナム１２０に
導かれる。プレナム１２０から、高圧動翼冷却空気４５
が高圧静翼冷却蒸気４４と一緒に、該プレナムによりダ
クト１２６を越えて導かれ、そして高圧燃焼器２に入
り、ここで前述したように、蒸気流４４，４５が温度を
緩和するために使用される。
５が通路１６６及びブッシュ１９２を通って流れ、第２
列の動翼１８８内に形成された冷却通路１７６に入る。
通路１６８は、加熱されたばかりの冷却蒸気９３をマニ
ホールド１３４に導く。図２に戻って、同様な方法で、
第３列動翼について冷却８４が行われる。最初の３列の
動翼からの加熱された冷却蒸気９２，９３，９４の混合
流４５がマニホールド１３４によってプレナム１２０に
導かれる。プレナム１２０から、高圧動翼冷却空気４５
が高圧静翼冷却蒸気４４と一緒に、該プレナムによりダ
クト１２６を越えて導かれ、そして高圧燃焼器２に入
り、ここで前述したように、蒸気流４４，４５が温度を
緩和するために使用される。
【００２８】又図２にも示されるように、ロータマニホ
ールド１３０は又、蒸気流８０−８３を第４列乃至第７
列の動翼に分配する。これらの列からの加熱された冷却
蒸気の流れは、マニホールド１３２によって、内側流れ
ガイド１２９とロータ１６とによって形成された隙間１
２７へ導かれる。隙間１２７から、高圧蒸気タービン１
２の低圧動翼からの加熱された冷却蒸気の混合流７８は
導かれて作動流体流れ通路に入り、そこで高圧蒸気ター
ビン１２から排出された部分膨脹蒸気４８と混合する。
前述したように、低圧動翼冷却蒸気７８は、低圧静翼冷
却蒸気４３と一緒になって、中圧燃焼器４の中で引き続
き更に加熱される。
ールド１３０は又、蒸気流８０−８３を第４列乃至第７
列の動翼に分配する。これらの列からの加熱された冷却
蒸気の流れは、マニホールド１３２によって、内側流れ
ガイド１２９とロータ１６とによって形成された隙間１
２７へ導かれる。隙間１２７から、高圧蒸気タービン１
２の低圧動翼からの加熱された冷却蒸気の混合流７８は
導かれて作動流体流れ通路に入り、そこで高圧蒸気ター
ビン１２から排出された部分膨脹蒸気４８と混合する。
前述したように、低圧動翼冷却蒸気７８は、低圧静翼冷
却蒸気４３と一緒になって、中圧燃焼器４の中で引き続
き更に加熱される。
【００２９】前述した閉ループ型高圧蒸気タービン冷却
系は、非常に効果的な冷却を許容し、これにより高圧蒸
気タービンの中で非常に高い温度（例えば１６００℃）
の蒸気５０の膨脹を可能とする。更に、本質的に冷却蒸
気の全てが、系に戻されるので、従来の静翼及び動翼冷
却系に関連した熱力学的損失は除去されている。
系は、非常に効果的な冷却を許容し、これにより高圧蒸
気タービンの中で非常に高い温度（例えば１６００℃）
の蒸気５０の膨脹を可能とする。更に、本質的に冷却蒸
気の全てが、系に戻されるので、従来の静翼及び動翼冷
却系に関連した熱力学的損失は除去されている。
【００３０】本発明は、高圧蒸気タービンに関連して説
明されたけれども、本発明は又他の型式のタービンにも
適用可能である。従って、本発明はその精神及び本質的
な特性から離れることなく他の特定の形で実施され得る
から、本発明の範囲を示すものとして前述の詳細な説明
よりは添付の請求の範囲が参照されるべきである。
明されたけれども、本発明は又他の型式のタービンにも
適用可能である。従って、本発明はその精神及び本質的
な特性から離れることなく他の特定の形で実施され得る
から、本発明の範囲を示すものとして前述の詳細な説明
よりは添付の請求の範囲が参照されるべきである。
【図１】本発明に従って閉ループ蒸気冷却型高圧及び中
圧タービンを採用した水素・酸素燃料式発電プラントの
系統図である。
圧タービンを採用した水素・酸素燃料式発電プラントの
系統図である。
【図２】図１に示された高圧タービンの、図式的部分を
含む縦断面図である。
含む縦断面図である。
【図３】図２におけるタービン入口近傍を示す拡大図で
ある。
ある。
２ 高圧燃焼器 ４ 中圧燃焼器 ６ 水素 ７ 水素 ８ 酸素 ９ 酸素 １２ 高圧蒸気タービン １４ 中圧蒸気タービン １６ ロータ １８ 熱回収蒸気発生器 ２０ 低圧蒸気タービン ２２ 復水器 ４７ 温度緩和蒸気 ４８ 蒸気 ５０ 蒸気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・アレン・ヌービー アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ピ ッツバーグ、スプリング・グローブ・ロ ード 149 (56)参考文献 特開 平５−296010（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−163961（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−141267（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 25/00 F02C 7/18
Claims (3)
- 【請求項１】 ａ）水素の第１流と酸素の第１流とを燃
焼させて水蒸気の第１流を生成するステップ、 ｂ）水蒸気の第１流をタービンの中で少なくとも部分的
に膨脹させて軸出力と膨脹蒸気流を生成するが、タービ
ンは水蒸気の第１流が通過する複数の構成部材を有し、
これにより熱が水蒸気の第１流から該構成部材に伝達さ
れるステップ、 ｃ）膨脹蒸気流から給水流へ熱を伝達して冷却蒸気流を
生成するステップ、 ｄ）冷却蒸気流の少なくとも第１部分をタービンの構成
部材の少なくとも第１部分を通して導き、タービンの構
成部材の少なくとも第１部分から冷却蒸気流の少なくと
も第１部分に熱を伝達して加熱された冷却蒸気の第１流
を生成するステップ、及び ｅ）加熱された冷却蒸気の第１流をタービンにより膨脹
される前の水蒸気の第１流と混合するステップ より成る
回転軸出力を発生する方法。 - 【請求項２】 ａ）水素流と酸素流とを受け入れて燃焼
させることにより燃焼蒸気流を生成する燃焼器、 ｂ）燃焼蒸気流が通過することにより熱が伝達される複
数の構成部材を有する、燃焼蒸気流を膨脹させて膨脹蒸
気流を生成する手段を備えたタービン、 ｃ）膨脹蒸気流から給水流に熱を伝達して冷却蒸気流を
生成する手段、 ｄ）冷却蒸気流の少なくとも一部をタービンの構成部材
の少なくとも一部を通して導き、タービンの構成部材の
前記少なくとも一部から冷却蒸気流の前記少なくとも一
部に熱を伝達して加熱された冷却蒸気流を生成する手
段、及び ｅ）加熱された冷却蒸気流を燃焼器に導いて燃焼蒸気流
と混合させる手段より成る発電プラント。 - 【請求項３】 ａ）水素流と酸素流とを受け入れて燃焼
させることにより燃焼蒸気流を生成する燃焼器、 ｂ）燃焼蒸気流が通過することにより熱が伝達される複
数の構成部材を有する、燃焼蒸気流を膨脹させて膨脹蒸
気流を生成する手段を備えたタービン、 ｃ）膨脹蒸気流から給水流に熱を伝達して冷却蒸気流を
生成する手段、 ｄ）冷却蒸気流の少なくとも一部をタービンの構成部材
の少なくとも一部を通して導き、タービンの構成部材の
前記少なくとも一部から冷却蒸気流の前記少なくとも一
部に熱を伝達して加熱された冷却蒸気流を生成する手
段、及び ｅ）加熱された冷却蒸気流をタービンの膨脹蒸気流生成
手段により生成された膨脹蒸気流に導いて混合する手段
より成る発電プラント。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/715,773 US5953900A (en) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | Closed loop steam cooled steam turbine |
| US08/715773 | 1996-09-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089086A JPH1089086A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3068529B2 true JP3068529B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=24875422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9244168A Expired - Fee Related JP3068529B2 (ja) | 1996-09-19 | 1997-09-09 | 回転軸出力を発生する方法及び発電プラント |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5953900A (ja) |
| EP (1) | EP0932748B1 (ja) |
| JP (1) | JP3068529B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000036203A (ja) |
| CA (1) | CA2263665A1 (ja) |
| DE (1) | DE69718337T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998012421A1 (ja) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0859136A1 (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-19 | N.V. Kema | Gas turbine with energy recovering |
| CN1119514C (zh) * | 1997-12-09 | 2003-08-27 | 雷朗姆·科格尼提奥 | 用于在循环中发电的多级蒸汽做功/工作过程及实施装置 |
| JP4126108B2 (ja) * | 1998-02-25 | 2008-07-30 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンコンバインドプラント、その運転方法、及びガスタービン高温部蒸気冷却システム |
| US6105363A (en) * | 1998-04-27 | 2000-08-22 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cooling scheme for turbine hot parts |
| DE19846058C1 (de) * | 1998-10-07 | 2000-05-31 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Vorrichtung zum Beseitigen von Wasserstoff |
| RU2159346C1 (ru) * | 1999-02-23 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко | Турбина преимущественно для жидкостного ракетного двигателя |
| US6293088B1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-09-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine with steam cooling and fuel atomization |
| CZ298536B6 (cs) * | 1999-12-21 | 2007-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Zpusob provozování parní turbíny a turbosoustrojí |
| US6454526B1 (en) | 2000-09-28 | 2002-09-24 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Cooled turbine vane with endcaps |
| MXPA04009982A (es) | 2002-04-11 | 2006-02-22 | Richard A Haase | Metodos, procesos, sistemas y aparatos con tecnologia de combustiion de agua, para la combustion de hidrogeno y oxigeno. |
| EP1375827A1 (de) * | 2002-06-28 | 2004-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfkraftwerk |
| US20040226299A1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-18 | Drnevich Raymond Francis | Method of reducing NOX emissions of a gas turbine |
| US20050072381A1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-07 | Requadt Michael Walter | Steam generator (Mk-IX) utilizing a hydrogen/oxygen gas-no air combustion process |
| JP4521202B2 (ja) * | 2004-02-24 | 2010-08-11 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン発電プラント |
| JP2007064588A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Jipangu Energy:Kk | 蒸気発電方法及びシステム |
| US7546732B2 (en) | 2006-03-21 | 2009-06-16 | Sog Partners | Dynamic combustion chamber |
| RU2335642C1 (ru) * | 2007-02-19 | 2008-10-10 | Олег Николаевич Фаворский | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной |
| EP1998014A3 (de) * | 2007-02-26 | 2008-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer mehrstufigen Dampfturbine |
| EP2196633A1 (de) * | 2008-12-15 | 2010-06-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Kraftwerk mit einer Turbineneinheit und einem Generator |
| US20110030335A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | General Electric Company | Combined-cycle steam turbine and system having novel cooling flow configuration |
| KR101160900B1 (ko) * | 2010-02-11 | 2012-06-28 | 국방과학연구소 | 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소 시스템 및 방법 |
| JP5055451B1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-24 | 三菱重工業株式会社 | 低圧蒸気タービン |
| EP2565419A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlung für eine Strömungsmaschine |
| US20130086917A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Ilya Aleksandrovich Slobodyanskiy | Apparatus for head end direct air injection with enhanced mixing capabilities |
| JP5927893B2 (ja) * | 2011-12-15 | 2016-06-01 | 株式会社Ihi | インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器 |
| JP5834876B2 (ja) * | 2011-12-15 | 2015-12-24 | 株式会社Ihi | インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器 |
| EP2620604A1 (de) * | 2012-01-25 | 2013-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Steuerung eines Abkühlungsprozesses von Turbinenkomponenten |
| JP5868802B2 (ja) * | 2012-07-20 | 2016-02-24 | 株式会社東芝 | タービン |
| US8973372B2 (en) * | 2012-09-05 | 2015-03-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Combustor shell air recirculation system in a gas turbine engine |
| FI127597B (fi) * | 2013-03-05 | 2018-09-28 | Loeytty Ari Veli Olavi | Menetelmä ja laitteisto korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi avoimessa kaasuturbiini(kombi)prosessissa |
| WO2014146861A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Power generation system and method to operate |
| EP3044430B1 (en) * | 2013-09-12 | 2020-03-25 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Industrial gas turbine engine |
| CN104100309B (zh) * | 2014-07-11 | 2016-03-23 | 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 | 一次再热汽轮机高温抽汽冷却系统 |
| JP6783160B2 (ja) | 2017-02-03 | 2020-11-11 | 川崎重工業株式会社 | 水素酸素当量燃焼タービンシステム |
| CN106989066A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-07-28 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种间冷式多级轴流压气机及其工作方法 |
| WO2019032755A1 (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Tascosa Advanced Service, Inc. | HYBRID HYDROGEN CYCLE SYSTEM |
| WO2022261057A1 (en) | 2021-06-08 | 2022-12-15 | Hydrogen Technologies LLC | Burner assemblies and methods |
| US11828200B2 (en) * | 2022-02-11 | 2023-11-28 | Raytheon Technologies Corporation | Hydrogen-oxygen fueled powerplant with water and heat recovery |
| US11988114B2 (en) | 2022-04-21 | 2024-05-21 | Mitsubishi Power Americas, Inc. | H2 boiler for steam system |
| US20240026816A1 (en) * | 2022-07-22 | 2024-01-25 | Raytheon Technologies Corporation | Hydrogen-oxygen gas turbine engine |
| FR3140352A1 (fr) * | 2022-09-30 | 2024-04-05 | Airbus | Ensemble propulsif pour aéronef |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2602289A (en) * | 1945-05-25 | 1952-07-08 | Rateau Soc | Method and means for propelling a vehicle using normally gaseous fuel as a liquid |
| US3238719A (en) * | 1963-03-19 | 1966-03-08 | Eric W Harslem | Liquid cooled gas turbine engine |
| US3328957A (en) * | 1966-01-03 | 1967-07-04 | Curtiss Wright Corp | Ratio control for closed cycle propulsion systems |
| FR2237492A5 (en) * | 1973-07-13 | 1975-02-07 | Electricite De France | Generation of electricity using hydrogen as fuel - produces steam from combustion of hydrogen and pure oxygen |
| US3978661A (en) * | 1974-12-19 | 1976-09-07 | International Power Technology | Parallel-compound dual-fluid heat engine |
| US4148185A (en) * | 1977-08-15 | 1979-04-10 | Westinghouse Electric Corp. | Double reheat hydrogen/oxygen combustion turbine system |
| DE3261410D1 (en) * | 1981-04-03 | 1985-01-17 | Bbc Brown Boveri & Cie | Combined steam and gas turbine power plant |
| JPS6267239A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-26 | Toyo Eng Corp | ガスタ−ビン動力発生法 |
| US5170622A (en) * | 1991-04-02 | 1992-12-15 | Cheng Dah Y | Advanced regenerative parallel compound dual fluid heat engine Advanced Cheng Cycle (ACC) |
| CA2088947C (en) * | 1993-02-05 | 1996-07-16 | Daniel A. Warkentin | Hydrogen fuelled gas turbine |
| US5412937A (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-09 | General Electric Company | Steam cycle for combined cycle with steam cooled gas turbine |
| US5491971A (en) * | 1993-12-23 | 1996-02-20 | General Electric Co. | Closed circuit air cooled gas turbine combined cycle |
| DE4409567A1 (de) * | 1994-03-21 | 1995-09-28 | Abb Management Ag | Verfahren zur Kühlung von thermisch belasteten Komponenten einer Gasturbogruppe |
| JP2877720B2 (ja) * | 1995-03-16 | 1999-03-31 | 株式会社東芝 | タービンシステム |
| CA2247197A1 (en) * | 1996-02-26 | 1997-08-28 | David John Huber | Hydrogen fueled power plant with recuperation |
-
1996
- 1996-09-19 US US08/715,773 patent/US5953900A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
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