JP3297271B2 - 蒸気冷却静翼 - Google Patents

蒸気冷却静翼

Info

Publication number
JP3297271B2
JP3297271B2 JP30429195A JP30429195A JP3297271B2 JP 3297271 B2 JP3297271 B2 JP 3297271B2 JP 30429195 A JP30429195 A JP 30429195A JP 30429195 A JP30429195 A JP 30429195A JP 3297271 B2 JP3297271 B2 JP 3297271B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
steam
trailing edge
passage
blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30429195A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09144505A (ja
Inventor
正昭 松浦
潔 末永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP30429195A priority Critical patent/JP3297271B2/ja
Publication of JPH09144505A publication Critical patent/JPH09144505A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3297271B2 publication Critical patent/JP3297271B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温ガス流路中に
配置され、後流側に設置された動翼に、高温ガスを加速
して噴出するノズルを形成する静翼を、冷却蒸気で冷却
して高温ガスから保護するとともに、冷却蒸気が静翼を
冷却して昇温した、回収蒸気を回収し使用するようにし
てタービン効率、およびタービンを設けたプラントの効
率を向上させるようにした回収形の蒸気冷却静翼に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ガスタービン等、高温ガスが通過する流
路中に配設される静翼は、約1500℃にもなる高温ガ
ス中に晒されるため、高温強度の確保が難しくなり、メ
タルの焼損等が生じ、ガスタービン等の正常運転ができ
なくなることがある。このため、静翼の内部に冷却通路
を穿設して、この冷却通路に冷却蒸気を流し、静翼を内
部から冷却して、高温化を防止するようにしている。
【0003】また、静翼を冷却して昇温した冷却蒸気
は、静翼の表面から高温ガス中に放出して、静翼の表面
に冷却膜を形成することにより、静翼の冷却効果を高め
ることも行われているが、この場合、動翼に噴出されて
動力を発生する高温ガスの温度低下を来し、タービン効
率が低下する不具合がある。
【0004】このため、冷却通路とは別に、静翼の内部
に穿設した回収通路によって、静翼を冷却して昇温した
冷却蒸気、すなわち回収蒸気を回収して、前述した高温
ガス中への、冷却蒸気放出による温度低下に伴うタービ
ン効率の低下を防止するとともに、回収蒸気を、ガスタ
ービンが設けられているプラントに、別途設けられる蒸
気タービンに供給して熱回収することにより、ガスター
ビンを含むプラント全体としての効率を、向上させるよ
うにした回収形の蒸気冷却静翼が多用されている。
【0005】図2は、このような、従来の回収形の蒸気
冷却静翼の冷却構造を示す斜視図である。図に示すよう
に、約1500℃にもなる高温ガス3に晒されるガスタ
ービンの静翼1に、所定の翼メタル強度を保持させるべ
く、静翼1を翼メタル温度(≒900℃)以下に冷却す
るため、翼面近傍には、翼幅方向(翼高さ方向)に冷却
通路2が穿設され、この冷却通路2に冷却蒸気4を供給
して、翼面近傍を対流冷却で冷却するとともに、冷却通
路2の内周側には、冷却通路2より大きい断面積の回収
通路6が穿設され、この回収通路6によって冷却通路2
を通って、翼面近傍を冷却、昇温した回収蒸気5を通過
させて、静翼1を冷却した蒸気の全量回収するようにし
ている。
【0006】しかしながら、このような従来の蒸気冷却
静翼では、翼厚さが3〜5m/m と薄い後縁部7では、冷
却通路2の穿設が難しく、冷却通路2が穿設できる翼厚
を持つ部分までの冷却しか行なえず、冷却通路2を設け
ることのできない翼厚の薄い後縁部7では、温度の上昇
が生じ、翼メタル温度以上になり、強度が不足すること
が生じる。さらに、従来の蒸気冷却静翼の後縁部7の冷
却においては、翼厚が薄く、強度の小さい後縁部7後端
ほど、内部からの冷却不十分による温度上昇が生じるこ
ととなり、翼メタル温度以上になり、翼メタルの高温強
度の確保ができなくなる。このような、静翼2の翼メタ
ル温度以上の温度上昇は、静翼2の後縁部7の冷却通路
が設けられない、局所的に生じるものとはいえ、翼メタ
ルの焼損、若しくは蒸気冷却系の漏れにつながり、正常
なガスタービンの運転維持が不可能となる事態が生じる
不具合がある。
【0007】また、このような冷却通路2を、静翼1の
後縁部後端7’近傍まで翼厚を厚くして設け、冷却する
ことも考えられるが、このようにした場合、高温ガス3
の流れに、乱れを生じタービン効率が低下する不具合が
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の蒸気
冷却静翼の上述した不具合を解消するため、内部からの
冷却が不十分になり、焼損等が生じやすいタービン静翼
の後縁部後端まで、冷却蒸気を通過させるとともに、静
翼を冷却して昇温した回収蒸気の全てを回収する回収通
路を設けて、内部からの冷却を十分にして、後縁部の翼
メタル温度以上への温度上昇を防止するとともに、ター
ビン効率、およびタービンを設けるプラントの効率を向
上できるようにした蒸気冷却静翼の提供を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の蒸気
冷却静翼は、次の手段とした。
【0010】(1)静翼の後縁部の両側に、高温ガスの
流れ方向である翼弦方向に向けて、翼高さ方向である翼
幅方向全体に間隔を設けて、複数列凹設され、これらの
うち、後縁部の1側に凹設したものは、上流端を、静翼
の外表面側内部に穿設され、冷却を行う冷却蒸気が通過
する冷却通路に連通させ、後縁部の他側に凹設したもの
は、上流端を、静翼の中心側に穿設され冷却に使用され
た回収蒸気を回収する回収通路に連通させ、さらに、下
流端は相互に連通されて、冷却通路から後縁部後端を通
って回収通路に連通する後縁部両側の外表面側を周回す
る複数の溝を設けた。なお、溝の上流端、下流端は、高
温ガスの流れ方向に対応して指称したものである。
【0011】(2)後縁部両側に凹設された溝の外側方
を被覆して、溝幅方向内側面側に閉空間を形成して、
内を流れる水蒸気の漏洩を防止するとともに、外側面で
後縁部翼外形プロファイルを形成するカバーを設けた。
【0012】本発明の蒸気冷却静翼は、上述の手段によ
り、静翼の翼高さ方向に配置した冷却通路より、静翼後
縁部1側面に沿って、高温ガス流れ方向と略同一方向に
後縁部の冷却を行う冷却蒸気を流し、後縁部後端でUタ
ーンさせ、静翼後縁部他側面に沿って、高温ガス流れ方
向と略逆方向に冷却蒸気を流し、静翼の翼幅方向に配置
した回収通路より、静翼を冷却し冷却蒸気が高温になっ
た回収蒸気の全てを回収できる。
【0013】この翼幅方向に設けられた複数の溝に分岐
されて通過する冷却蒸気により、この溝の高温ガス側面
に翼外面プロファイルを形成するカバーを、容易に所定
のメタル温度以下に冷却することができる。また、静翼
後縁端にまで冷却蒸気を流すことができるため、後縁部
全域を冷却することができ、局所的にメタル温度以上に
温度上昇することがない。
【0014】これにより、翼メタルの焼損が起るような
ことがなくなり、また蒸気冷却系に漏れが生じるような
ことはなくなる。さらに、静翼後縁端まで冷却し、冷却
蒸気が昇温した回収蒸気は、回収通路から全量回収する
ことができるため、高温ガス中へのもれ込みによる、タ
ービン効率の低下がなくなるとともに、蒸気エネルギー
としての熱回収量が増大するので、プラント全体として
の効率を向上させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の蒸気冷却静翼の実
施の一形態を図面にもとづき説明する。図1は、本発明
の蒸気冷却静翼の実施の第1形態を示す図で、図1
(a)は全体斜視図、図1(b)は図1(a)に示すA
部の拡大平面図、図1(c)は図1(b)に示す矢視B
−B部の縦断面図である。なお、これらの図において、
図2に示した符番と同一符番のものは、図2に示したも
のと同一部材、若しくは類似する部材につき、説明は省
略する。
【0016】図に示すように、後縁部7の両側には、そ
れぞれ高温ガスの流れ方向、すなわち静翼1の翼弦方向
に溝8,8’が凹設されている。この溝8,8’は、静
翼1の翼高さ方向、すなわち翼幅方向に、等ピッチに、
しかも、翼幅方向全体にわたって複数設けられている。
これらの溝8,8’のうち、後縁部7の一方の側に凹設
された溝8のそれぞれの上流端は、静翼1内の翼幅方向
に穿設された冷却通路2のうち、最後方に設けられた冷
却通路2の側部にあけた導入口11で連通させてある。
【0017】また、これらの溝8,8’のうち、後縁部
7の他方の側に凹設された溝8’のそれぞれの上流端
は、後縁部7を除く静翼1の外表面近傍に穿設された冷
却道路2の内側に翼幅方向に穿設された、回収通路6の
側部にあけた回収口12で連通させてある。さらに、後
縁部7の両側を翼弦方向に凹設された溝8,8’の後流
端は、後縁部後端7’を周回させた通路で相互に連結さ
れている。
【0018】また、溝8,8’の後縁部7両側に開口す
る開口面は、後縁部7を流れる高温ガス3の接ガス面で
ある外側面より内側に設けられており、この開口面に
は、この開口面を閉鎖して、隣接する溝8,8’の間の
冷却蒸気の漏れ、若しくは高温ガス中への漏れを防止す
るとともに、後縁部7の外側に高温ガスとの接ガス面を
形成するカバー10が設けられている。このカバー10
は、内部、すなわち、このカバー10で開口面が閉鎖さ
れた溝8,8’内を流れる冷却蒸気4と高温ガス3の圧
力差に耐え、しかも開口面を閉鎖した部分の気密性を保
持する必要があるため、ニッケルロウ付け等で静翼1の
本体と接合される。
【0019】本実施の形態の蒸気冷却静翼は、上述のよ
うに構成されているので、静翼1の翼幅方向に設けられ
た冷却通路2より、導入口11を通って分岐した冷却蒸
気4は、静翼1後縁部の一側に凹設され、外側方がカバ
ー10で閉鎖された溝8を通って後縁部7を後方に流
れ、後縁部後端7’でUターンして後縁部7の他側に設
けられた溝8’を通って回収口12に向かって前方へ流
れ、回収通路6に至り、回収蒸気5として回収される。
【0020】この冷却蒸気4の流れにより、後縁部後端
7’を含む静翼1の後縁部7が冷却されるとともに、冷
却蒸気4を流すために、溝8,8’の開口部を閉鎖して
溝幅方向の流れを遮断するとともに、静翼1の後縁部7
の外側面プロファイルを形成するカバー10は、所定の
強度を発揮できる翼メタル温度(≒900℃)以下に保
持できる。
【0021】これにより、翼メタルの焼損が起るような
ことがなくなり、また蒸気冷却系に漏れが生じるような
ことはなくなる。さらに、静翼後縁端まで冷却し、冷却
蒸気が昇温した回収蒸気は、回収通路から全量回収する
ことができるため、高温ガス中へのもれ込みによるター
ビン効率の低減がなくなるとともに、蒸気エネルギーと
しての回収量が増大するので、プラント全体としての効
率を向上させることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の蒸気冷却
静翼によれば、特許請求の範囲に示す構成により、次の
効果が得られる。
【0023】(1)従来、十分な冷却効果を得ることが
できなかった静翼後縁部を、後縁端まで翼メタルの強度
を維持できる翼メタル温度以下(<900℃)に保持す
ることができ、かつ、静翼後縁部内部に冷却通路を設け
るための後縁部肉厚の増加が不要となり、タービン性能
の低下をまねくことがない。
【0024】(2)静翼後縁部後端まで冷却蒸気を通過
させるにも拘わらず、冷却して昇温した水蒸気を、高温
ガス中に放流せず回収できるようになったため、高温ガ
スが冷却されずタービン効率が向上するとともに、回収
蒸気の熱エネルギーを有効に活用して、プラントの効率
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気冷却静翼の実施の第1形態を示す
図で、図1(a)は全体斜視図、図1(b)は図1
(a)に示すA部拡大平面図、図1(c)は図1(b)
に示す矢視B−B部の縦断面図、
【図2】従来の回収形の蒸気冷却静翼を示す図で、図2
(a)は全体斜視図、図2(b)は図2(a)に示すB
部拡大斜視図である。
【符号の説明】
1 静翼 2 冷却通路 3 高温ガス 4 冷却蒸気 5 回収蒸気 6 回収通路 7 後縁部 7’ 後縁部後端 8,8’ 溝 9 周回通路 10 カバー 11 導入口 12 回収口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−65802(JP,A) 特開 昭61−279702(JP,A) 特開 平6−257405(JP,A) 特開 昭54−99822(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01D 9/02 F02C 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高温ガス流路中に配設された静翼の外表面
    内部を、翼幅方向に複数列穿設された冷却通路内に、
    冷却蒸気を通過させて、前記静翼を翼メタル温度以下に
    冷却し、冷却により前記冷却蒸気が昇温した回収蒸気
    を、前記冷却通路と平行に前記静翼の中心側に穿設され
    た回収通路から前記高温ガス流路の外に回収するように
    した、回収形の蒸気冷却静翼において、前記静翼の後縁
    部両側に1側の上流端を最後方に設けられた前記冷却通
    路に連通し、他側の上流端を前記回収通路に連通すると
    ともに、後流端が相互に連通されて、翼幅方向全体に間
    隔を設けて、前記静翼の後縁部両側にそれぞれ凹設さ
    、前記冷却通路から後縁部後端を通って前記回収通路
    に連通させ後縁部外表面側を翼弦方向に向けて周回させ
    た複数の溝と、前記溝の外側方を被覆して、前記静翼の
    後縁部外側面を形成するカバーとを設けたことを特徴と
    する蒸気冷却静翼。
JP30429195A 1995-11-22 1995-11-22 蒸気冷却静翼 Expired - Fee Related JP3297271B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30429195A JP3297271B2 (ja) 1995-11-22 1995-11-22 蒸気冷却静翼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30429195A JP3297271B2 (ja) 1995-11-22 1995-11-22 蒸気冷却静翼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09144505A JPH09144505A (ja) 1997-06-03
JP3297271B2 true JP3297271B2 (ja) 2002-07-02

Family

ID=17931271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30429195A Expired - Fee Related JP3297271B2 (ja) 1995-11-22 1995-11-22 蒸気冷却静翼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3297271B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150044059A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 General Electric Company Airfoil for a turbine system
US9458725B2 (en) * 2013-10-04 2016-10-04 General Electric Company Method and system for providing cooling for turbine components

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09144505A (ja) 1997-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3316405B2 (ja) ガスタービン冷却静翼
JP3316415B2 (ja) ガスタービン冷却静翼
EP1001137B1 (en) Gas turbine airfoil with axial serpentine cooling circuits
US5320483A (en) Steam and air cooling for stator stage of a turbine
JP2971386B2 (ja) ガスタービン静翼
US4515526A (en) Coolable airfoil for a rotary machine
JP3457831B2 (ja) ガスタービン動翼の冷却プラットフォーム
JP4052380B2 (ja) 接線方向流バッフルおよび該バッフルを配置したタービンノズル
US5591002A (en) Closed or open air cooling circuits for nozzle segments with wheelspace purge
US6036440A (en) Gas turbine cooled moving blade
US6398486B1 (en) Steam exit flow design for aft cavities of an airfoil
JP2851575B2 (ja) 蒸気冷却翼
US6561757B2 (en) Turbine vane segment and impingement insert configuration for fail-safe impingement insert retention
JP3238344B2 (ja) ガスタービン静翼
JP4143363B2 (ja) 翼形部内の冷却媒体流を制御するための方法、流れ制御構造体及びその構造体を組込んだ翼形部
US6468031B1 (en) Nozzle cavity impingement/area reduction insert
US20080112816A1 (en) Air-cooled component
US6174133B1 (en) Coolable airfoil
JPH11132003A (ja) ガスタービンのタービン羽根
JP2000297604A (ja) ガスタービンバケット及びチップシュラウド用の冷却回路
JPS6119804B2 (ja)
US6261054B1 (en) Coolable airfoil assembly
JP3417417B2 (ja) 冷却可能なガスタービンエンジン用アウターエアシール装置
US6092991A (en) Gas turbine blade
JPH11166401A (ja) ガスタービン冷却翼

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020305

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080412

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100412

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110412

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130412

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140412

Year of fee payment: 12

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees