JP4778621B2 - 衝突冷却領域及び対流冷却領域を有するノズル空洞部挿入部材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、例えば、電力を発生するためのガスタービンに関し、特に、そのようなタービンの第1段ノズルを冷却することに関する。特に、本発明は、対流冷却と衝突冷却を共に行うガスタービンノズルの挿入部材の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
タービン静翼及びノズルを冷却する従来の方法は、冷却空気源、例えば、タービン圧縮機の中間段及び最終段から高圧冷却空気を取り出していた。そのようなシステムにおいては、通常、タービン静翼を冷却するための所望の質量流れという目的を達成するために、一連の内部流路を使用する。これに対し、外部配管はノズルに空気を供給するために使用され、通常は空気膜冷却を利用し、空気はタービンの高温ガス蒸気に排出される。最新のガスタービン構造では、タービンの各構成要素を通過して流れる高温ガスの温度が金属の融点温度を越える場合もあることが認められている。従って、動作中に高温ガスの通路に当たる構成要素を保護するための冷却方法を確立することが必要であった。特に、コンバインドサイクル発電所の場合、ガスタービンノズル(固定子静翼)を冷却するのに好ましい冷媒は蒸気であることが実証されている。例えば、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第5,253,976号を参照。蒸気冷却バケットの詳細な説明については、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第5,536,143号を参照のこと。また、回転子を介して第1段バケット及び第2段バケットに冷媒を供給する蒸気(又は空気)冷却回路の詳細な説明については、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第5,593,274号を参照のこと。
【0003】
ところが、蒸気は燃焼ガスより大きな熱容量を有しているため、冷却蒸気を高温ガス蒸気と混合させることは効率の面で不利である。そのため、従来の蒸気冷却バケットの場合には、高温ガス通路に当たる構成要素の中の冷却蒸気を閉回路に維持することが望ましいと考えられていた。しかしながら、高温ガス通路の構成要素のいくつかの領域に関しては、閉回路の蒸気で実際に冷却することが不可能である。例えば、ノズル静翼の後縁部の構造は相対的に薄いので、この端部を蒸気で有効に冷却することはできない。従って、ノズル静翼のそれらの部分を冷却するときには空気冷却を採用している。後縁部に沿った空気冷却を利用した蒸気冷却ノズルの詳細な説明については、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第5,634,766号を参照のこと。後縁空洞部における冷却空気の流れ自体は、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第5,611,662号の主題である。
【0004】
閉回路システムでは、複数のノズル静翼セグメントが設けられ、各セグメントは、内側側壁と外側側壁との間に延出する1つ又は複数のノズル静翼を具備する。静翼には、外側側壁及び内側側壁にある区画室と連通する複数の空洞部があり、外壁及び内壁と、静翼自体を冷却するために、閉回路に沿って冷媒を流通させる。すなわち、冷媒はセグメントの外壁のプレナムに供給され、その内部の複数のチャンバに配分され、板の複数の衝突冷却開口を通過して、セグメントの外壁面を衝突冷却する。使用済みの衝突冷媒は、静翼を通って半径方向に延出する前縁空洞部及び後方空洞部に流入する。少なくとも1つの冷却流体戻り/中間冷却空洞部も半径方向に延出しており、前縁空洞部と後方空洞部との間に位置する。
また、別の後縁空洞部を設けても良い。
【0005】
従来、前縁空洞部、中間空洞部及び後方空洞部の各々に複数の衝突流れ穴を有する挿入部材が設けられていた。すなわち、通常は、静翼の前縁空洞部及び後方空洞部と、第1段ノズル静翼の戻り空洞部とにおいて衝突冷却が行われていたのである。前縁空洞部及び後方空洞部の挿入部材は、外壁の一体に鋳造されたフランジに結合するためのつばを入口端部に有するスリーブであり、空洞部を貫通して、その壁から離間した状態で配置される。挿入部材に流入した蒸気又は空気が衝突冷却穴を通って外方へ流れて、静翼の壁を衝突冷却するように、挿入部材には空洞部の壁面に対面して複数の衝突冷却穴が形成されている。同様に、戻り中間空洞部の挿入部材にも、衝突冷媒を静翼の側壁に向かって導くための複数の衝突冷却開口が形成されている。
【0006】
冷媒として空気を使用する場合にも、また、蒸気を使用する場合にも、従来の閉回路冷却タービンノズルで起こっていた問題の1つは、衝突後の冷媒が交差流となり、更に下流側の衝突冷却の効率を低下させることである。これにより、空洞部に沿った熱伝達率に対する交差流の影響を判定するために使用される計算も不確かになってしまう。
【0007】
従来のノズル空洞部衝突冷却システムにおけるもう1つの問題は、狭い空洞部の中で大きな衝突後交差流が生じるために、適切な熱伝達率を実現するためには大きな圧力降下が必要になるという点である。この大きな圧力降下に対して圧力降下を閉回路のその他の分岐路から均衡させるために、ノズル冷却回路のその他の部分の設計が更に複雑になる。多くの場合、設計上の制限が他にあるため、冷却流れからの過剰な圧力降下は不可能であろう。この圧力降下を減少させれば、流れ回路のその他の場所の設計はより簡単になるであろう。また、システムが効率良く動作することも要求されるであろう。
【0008】
この交差流れの問題に一部対処した方法の1つは、衝突後の冷媒が、衝突後の冷媒の流路まで弦に沿った方向に流れて、静翼セグメントの半径方向内側の壁に到達するように、ノズル空洞部の半径方向の広がりに対しほぼ横方向に向いた複数のリブを設けるというものであった。しかし、現在のノズル挿入部材の構成に関連する上記の問題に対処するに際しては、静翼空洞部及び挿入部材の設計を簡単にし、交差流の影響を減少させるか又は排除し、且つ設計と関連する不確かさを減少させるようにすることが望ましいであろう。
【0009】
発明者は、衝突の量を減少させること、すなわち、衝突冷却から対流冷却に変化させることにより、交差流の影響は減少又は排除され、且つ設計と関連する不確かさも減少することを認めた。すなわち、本発明は、ノズル空洞部の長さの一部に沿って行われる冷却を衝突冷却から対流冷却に変化させるように、衝突流れの量を減少させた新規な空洞挿入部材の構成を提供する。これにより、交差流の影響は減少又は排除され、且つ設計と関連する不確かさも減少する。
【0010】
【発明の概要】
従って、本発明の1実施例においては、互いに離間して配置された、半径方向に見て内側の内壁及び外側の外壁と、内壁と外壁との間に延在し、前縁部及び後縁部と、正圧側及び負圧側とを有し、前縁部と後縁部との間に、静翼の長さに沿って延在して、冷媒を流通させる複数の分離した空洞部を含む静翼と、それらの空洞部の1つの内部にあり、その空洞部の内壁面に向かって冷媒を導くための複数の衝突冷却穴を有する挿入スリーブとを具備する閉回路固定子静翼セグメントが提供される。衝突冷却穴は、静翼の正圧側と負圧側にそれぞれ対面する挿入スリーブの第1及び第2の壁に規定されている。しかし、それら第1及び第2の壁の少なくとも一方にある衝突冷却穴は、ほぼその第1の上流側部分に沿ってのみ規定されているため、第1の上流側部分に沿っては、冷媒の流れは主に衝突冷却を行い、第2の下流側部分に沿っては、冷媒の流れは主に対流冷却を行う。
【0011】
現時点で好ましい実施例では、挿入スリーブの第1及び第2の壁にある衝突冷却穴は、ほぼ各々の壁の第1の上流側部分に沿ってのみ延在しているので、それら2つの壁に沿って対流冷却への遷移が起こる。静翼の負圧側に対面する第2の壁の衝突冷却穴は、第1の壁の衝突冷却穴より狭い範囲に沿って延在するのが更に好ましい。
【0012】
本発明の蒸気の目的及び利点、並びにその他の目的及び利点は、添付の図面と関連させて以下の本発明の現時点で好ましい実施例の更に詳細な説明を注意深く検討することにより更に完全に理解、了承されるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】
先に述べた通り、本発明は、特に、タービンの第1段ノズルの冷却回路に関する。タービンのその他の様々な面、その構成及び作動方法の開示については、先に挙げた特許を参照のこと。そこで、図1を参照すると、第1段ノズルの複数の円周に沿って配列されたセグメントのうち1つのセグメントを構成する静翼10が概略的に横断面図で示されている。それらのセグメントが互いに結合されて、タービンの第1段ノズルを通過する高温ガス通路を規定するセグメントの環状アレイを形成することがわかるであろう。各セグメントは半径方向に互いに離間する外壁12と、内壁14とを含み、ノズル静翼10の1つ又は2つ以上は外壁と内壁との間に延出している。セグメントはタービンの内側シェル(図示せず)に沿って支持され、隣接するセグメントは互いに密封接合されている。従って、外壁及び内壁と、それらの間に延出する静翼とはタービンの内側シェルにより全体を支持されており、米国特許第5,685,693号に記載されているように、外側シェルを取り外すときに、タービンの内側シェル半体と共に取り外し可能であることがわかるであろう。この説明では、便宜上、静翼10が1つのセグメントの唯一の静翼を形成しているものとして説明する。
【0014】
図1の概略図に示すように、静翼は前縁部18と、後縁部20と、外壁12に至る冷却蒸気入口22とを有する。戻り蒸気出口24もノズルセグメントと連通している。外壁12は、上壁面34と共にプレナム32を規定する外側レーリング26、前部レーリング28及び後部レーリング30と、外壁12に配設された衝突板36とを含む。(外方へ及び内方へ、又は外側及び内側という用語はほぼ半径方向に関するものである。)衝突板36と外壁12の内壁38との間には、側壁26、前部壁28及び後部壁30の間に延出する複数のリブ構造40が配設されている。衝突板36はプレナム32の全長にわたってリブ40の上に重なり合っている。そのため、入口22からプレナム32に流入した蒸気は衝突板36にある複数の開口を通過して、外壁12の内壁38に衝突し、それを冷却する。
【0015】
この実施例では、第1段ノズル静翼10は複数の空洞部,例えば、1つの前縁空洞部42と、2つの後方空洞部52、54と、4つの中間戻り空洞部44、46、48及び50と、後縁空洞部56を有する。
【0016】
前縁空洞部42と、後方空洞部52、54とは、それぞれ、挿入スリーブ58、60及び62を有し、中間空洞部44、46、48及び50も同様の挿入スリーブ64、66、68及び70を有する。これら全ての挿入スリーブはほぼ中空のスリーブの形態をとり、以下に更に詳細に説明するように、スリーブには穴が形成されている。挿入スリーブは、その挿入スリーブが設けられるべき特定の空洞部の形状に対応する形状であるのが好ましく、スリーブの側面には、衝突冷却すべき空洞部の壁面に対向して位置する挿入スリーブの部分に沿って、複数の衝突冷却開口が設けられている。例えば、図2に示すように、前縁空洞部42の場合、挿入スリーブ58の前縁部は弓形であり、側壁はほぼ空洞部42の側壁に対応する形状となっている。この挿入スリーブの壁面には、以下に説明するように、長さの一部に沿って、複数の衝突冷却開口が形成されている。しかし、空洞部42を空洞部44から分離するリブ72に対向して配置されるスリーブ又は挿入スリーブ58の背面には、衝突冷却開口は設けられない。同様に、後方空洞部52、54の場合には、以下に更に詳細に説明するように、挿入スリーブ60及び62の側壁の長さの一部に沿って複数の衝突冷却開口が形成されるが、挿入スリーブ60及び62の前壁及び後壁は中実で、穴のない材料から形成されている。
【0017】
空洞部42、44、46、48、50、52及び54に差し込まれる挿入スリーブは空洞部の壁面から離間しているため、蒸気などの冷媒は衝突冷却開口を通過して流れ、空洞部の内壁面に衝突し、壁面を冷却することができることは理解されるであろう。
【0018】
従来の構成の挿入スリーブでは、先に述べた通り、衝突冷却開口は挿入スリーブの全長に沿って規定されているが、一般に開口は静翼の外壁に対面する挿入スリーブの側面に限られていた。そのような挿入スリーブが差し込まれた空洞部における熱の伝達は前述のように挿入スリーブにより発生する衝突によって促進されるが、空洞部には大きな圧力降下が起こり、その結果、ノズル構成のその他の場所で設計が複雑になってしまっていた。加えて、衝突後に蓄積した冷媒が空洞部の上流側端部から下流側へ進むにつれて、交差流による劣化が増加する。これにより、熱伝達率が低下するのみならず、熱伝達率の計算も極めて不確かになる。
【0019】
本発明は、ノズルの他の場所における設計を更に簡単にするため、空洞部の長さに沿った圧力降下を減少させるべく開発された。更に、本発明は、熱伝達率を推定することに関わる不確かさを減少させるべく開発された。また、本発明は、設計条件に適合するため、空洞部に沿った低サイクル疲れ(LCF)寿命を増加させるべく開発された。
【0020】
本発明の一実施例として提供される挿入スリーブでは、挿入スリーブの上流側の部分に衝突冷却開口が配置される。挿入スリーブの残る下流側の部分には衝突冷却開口がないという意味でほぼ無孔であり、むしろ、空洞部内の冷媒の流れ面積を挿入スリーブと空洞部の内壁との間の間隙に縮小することにより、熱伝達率を向上させるためのブロックメカニズムとして作用する。このような構成により、衝突後の予期しない冷媒の交差流は少なくなり、熱伝達率をより正確に推定できるようになり、且つ空洞部の入口から出口に至るまでの圧力降下を減少させることができる。
【0021】
本発明を具現化した挿入スリーブの例示的な形状を図2から図4に示す。図2は、前縁空洞部用の挿入スリーブの例を示し、図3は、戻り空洞部の一つに対応する挿入スリーブの例を示し、図4は、後方空洞部における衝突冷却開口の分布の1例を示す。
【0022】
図2及び図3に示す挿入スリーブ、例えば、挿入スリーブ64は、対応する空洞部、例えば、空洞部44の開口の周囲にある周囲フランジ(図示せず)に結合するための周囲フランジ80がある開口下端部、すなわち、半径方向内側の端部をもつ細長いスリーブ78である。スリーブ78の側壁82、84には、複数の衝突冷却開口86、88がそれぞれ設けられている。図示されているように、衝突冷却開口86、88はこのスリーブの第1の、上流側の部分87、89に沿って規定されており、冷媒をスリーブと、衝突冷却すべき静翼の内壁面との間の空間へ流入させる。スリーブ78の第2の、下流側の部分90、92には衝突冷却開口はなく、下流側の部分は、スリーブの第1の、衝突冷却開口がある部分に隣接して規定される空間からの衝突後の冷媒の流れを受け入れる流路を規定することにより、空洞部42内における冷媒の流れ面積を縮小し、それにより、熱伝達率を向上させる。このような構成により、衝突後の望ましくない冷媒(空気又は蒸気)の交差流は減少し、熱伝達率をより正確に推定できるようになり、且つ空洞部の入口から出口に至るまでの圧力降下を減少させることができる。
【0023】
更に図3に示すように、衝突冷却開口86、88がそれぞれ設けられるスリーブの部分の広さは、本発明の現時点で好ましい実施例においては、挿入スリーブの側壁が翼の正圧側に面しているか、又は負圧側に面しているかによっても異なる。それぞれの側における衝突冷却開口の広がりは本発明の目的を達成するために必要に応じて、又は望まれる通りに変えられるが、衝突冷却開口の広がりはスリーブ78の負圧側84より正圧側82の方で大きくなるのが好ましいことはわかる。
【0024】
図4を参照すると、静翼空洞部52に同様の種類の挿入スリーブ60が設けられている。例えば、図2に示すように、挿入スリーブ60の周囲の輪郭形状は空洞部52の輪郭形状に対応している。挿入スリーブの側壁98、100には衝突冷却開口94、96が形成されており、蒸気又は空気のいずれかである冷媒はプレナム32(図1)から挿入スリーブ60に流入した後、それらの衝突冷却開口94、96を通って外側へ流れ、空洞部52の両側の静翼の外壁を衝突冷却する。
【0025】
衝突冷却開口94、96がそれぞれ設けられる挿入スリーブ60の部分の広さは、本発明の現時点で好ましい実施例においては、挿入スリーブの側壁が翼の正圧側に面しているか、又は負圧側に面しているかによっても異なる。その点に関して、それぞれの側における衝突冷却開口の広がりは本発明の目的を達成するために必要に応じて、又は望む通りに変えられるが、衝突冷却開口の広がりは挿入スリーブ60の負圧側100より正圧側98の方で大きくなるのが好ましいことがわかる。
【0026】
この構成においても、衝突冷却開口94、96は挿入スリーブの上流側部分102、104に配置されており、挿入スリーブ60の他方の、すなわち、下流側の部分106、108には衝突冷却開口はない。その代わりに、下流側部分は空洞部52内の冷媒の流れ面積を縮小することにより、熱伝達率を向上させる働きをしている。前縁空洞部及び戻り空洞部の挿入スリーブの場合と同様に、このように挿入スリーブを構成することにより、衝突後の冷媒の望ましくない交差流は少なくなり、熱伝達率をより正確に推定できるようになり、且つ空洞部の入口から出口に至る圧力降下を減少させることができる。
【0027】
流れ解析用ソフトウェアを使用して、空洞部の衝突冷却領域及び対流冷却領域に沿った熱伝達率と圧力降下を判定した。解析によれば、上述の構成によって熱伝達率が増加した一方、圧力降下の減少が認められた。例えば、長さが約6.32インチの静翼10を有し、衝突冷却開口94は約5.05インチ(80%)に沿って広がり、衝突冷却開口96は約2.88インチ(45%)に沿って広がっているような一実施例のタービンシステムの第1段ノズルの第6の空洞部52について、正圧側と負圧側の双方で適切な熱伝達率が得られ、且つ空洞部に沿った圧力降下は最小であることが判定された。
【0028】
図1に示すように、衝突後の冷却蒸気は内壁14と下部カバープレート76とにより規定されるプレナム73に流入する。構造補強用のリブ75は内壁14と一体に鋳造されている。リブ75の半径方向内側には衝突板74が配置されている。そのため、空洞部42、52及び54から流入して、冷却に使用された後の衝突冷却蒸気はプレナム73に入り、衝突板74の衝突冷却開口を通過して、内壁14を衝突冷却する。その後、冷却蒸気はリブ75の方向に従って開口(詳細には図示せず)に向かって流れ、空洞部44、46、48及び50をそれぞれ通って戻り、蒸気出口24に到達する。空洞部44、46、48及び50内部には、それぞれの空洞部を規定する側壁及びリブから離間する関係で、挿入スリーブ64、66、68及び70が配設されている。スリーブの両側には衝突冷却開口があり、先に概要を説明したように、蒸気などの冷媒を挿入スリーブの内部から衝突冷却開口を通して流通させ、静翼の側壁を衝突冷却する。その後、使用済みの冷却蒸気は挿入スリーブと中間空洞部の壁との間の間隙から出口24まで流れ、冷媒供給部、例えば、蒸気供給源に戻る。
【0029】
図1に示す静翼の蒸気/空気組み合わせ冷却回路の後縁空洞部56の空気冷却回路は、一般的に米国特許5634766号特許の回路にほぼ対応しているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0030】
本発明を現時点で最も実用的で、好ましい実施例であると考えられるものに関連して説明したが、本発明は開示した実施例には限定されてはならず、特許請求の範囲の趣旨に包含される様々な変形及び等価の構成を含むことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を具現化した第1段ノズル静翼の1実施例の概略横断面図。
【図2】 静翼空洞部に配設された、本発明を具現化した衝突冷却挿入スリーブを有する第1段ノズル静翼の概略切り欠き斜視図。
【図3】 本発明を具現化した別の挿入スリーブの斜視図。
【図4】 本発明を具現化した更に別の挿入スリーブの概略縦断面図。
【符号の説明】
10…静翼、12…外壁、14…内壁、18…前縁部、20…後縁部、22…冷却蒸気入口、24…戻り蒸気出口、32…プレナム、36…衝突板、40…リブ、42…前縁空洞部、52、54…後方空洞部、44、46、48、50…中間戻り空洞部、56…後縁空洞部、58、60、62、64、66、68、70…挿入スリーブ、73…プレナム、75…リブ、78…スリーブ、82、98…正圧側、84、100…負圧側、86、88、94、96…衝突冷却開口
Claims (8)
- タービン静翼セグメント(10)であって、当該タービン静翼セグメントが、
互いに離間して配置された内壁(14)及び外壁(12)と、
前記内壁と前記外壁との間に延在し、前縁部(18)と後縁部(20)とを有する静翼であって、前記前縁部と前記後縁部との間に、静翼の長さに沿って延在して、冷媒を静翼の長さに沿った冷媒の流れ方向に流通させる複数の分離した空洞部(44,46,50,52,54)を含む静翼と、
前記空洞部の1つの内部にあり、その内壁面から離間して配置される少なくとも1つの挿入スリーブ(58,60,62,64,66,68,70)であって、各挿入スリーブが冷媒を同挿入スリーブ内に流入させる入口を有しており、各挿入スリーブが、冷媒の流れ方向にみて上流側に位置する第1の部分と、冷媒の流れ方向にみて下流側に位置する第2の部分とを有していて、前記挿入スリーブの第1の部分が、冷媒を前記挿入スリーブの第1の部分と前記空洞の内壁面との隙間に流入させて、前記空洞の内壁面に衝突させる複数の貫通する衝突冷却穴(86,88,94,96)を有し、前記第1の部分から冷媒の流れ方向に見て下流側の前記挿入スリーブの第2の部分はほぼ無孔であって対流冷却部分を規定し、前記挿入スリーブの第2の部分と前記空洞の内壁面とは、その間に、前記隙間と連通し、前記衝突冷却穴から同隙間に流入する冷媒を受け入れる流路を規定する挿入スリーブ(58,60,62,64,66,68,70)と
を具備しており、前記衝突冷却穴(86,88,94,96)が、前記挿入スリーブ(58,60,62,64,66,68,70)における前記静翼の正圧側及び負圧側にそれぞれ対面する第1の壁(82,98)及び第2の壁(84,100)に規定されており、前記第1の壁及び第2の壁の少なくとも一方にある衝突冷却穴はそれぞれの壁の、冷媒の流れ方向にみて上流側に位置する第1の上流側部分のみに沿って規定されていて、前記静翼の負圧側に対面する第2の壁(84,100)の衝突冷却穴(88,96)の存在する範囲が、第1の壁(82,98)の衝突冷却穴(86,94)の存在する範囲よりも狭いタービン静翼セグメント。 - 前記外壁(12)内にプレナム(32)が規定され、且つ前記静翼は、冷媒を前記外壁プレナムと前記空洞部のうち少なくとも1つとの間で流通させるために前記プレナムと連通する少なくとも1つの第1の開口を有する、請求項1記載のタービン静翼セグメント。
- 前記静翼の正圧側に対面する第1の壁(82,98)の衝突冷却穴(86,94)が静翼の長さの80%に延在する、請求項1又は請求項2記載のタービン静翼セグメント。
- 前記静翼の負圧側に対面する第2の壁(84,100)の衝突冷却穴(88,96)が静翼の長さの45%に延在する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のタービン静翼セグメント。
- 前記挿入スリーブ(58,60,62,64,66,68,70)の少なくとも一方の壁の下流側部分が、前記第1の部分から使用済みの衝突冷媒を受け取る前記静翼の内壁との間に横断面寸法の小さい冷媒流路を規定し、それにより、熱伝達率を向上させる、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のタービン静翼セグメント。
- 前記挿入スリーブ(58,60,62,64,66,68,70)の第1の壁及び第2の壁の衝突冷却穴(86,88,94,96)が、第1の壁及び第2の壁に沿った対流冷却への遷移が起こるように第1の上流側部分のみに延在する、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載のタービン静翼セグメント。
- 前記内壁(14)及び外壁(12)がそれぞれのプレナム(73,32)を規定し、前記プレナムの各々の内部に衝突板(36,74)が配設され、前記外壁にある入口(22)が蒸気を外壁のプレナムに流入し、外壁プレナムの内部の衝突板(36)を通過して、前記外壁の別の面を衝突蒸気冷却し、
前記少なくとも1つの挿入スリーブが、前記空洞部の1つにあって前記外壁からの使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れる第1の挿入スリーブであって、前記外壁から受け入れられた蒸気を前記1つの空洞部の内壁面に向かって導き、前記1つの空洞部の周囲の前記静翼を衝突冷却させるための複数の衝突冷却穴を有する第1の挿入スリーブを有しており、
前記内壁が、前記1つの空洞部からの使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れて、前記内壁のプレナム(73)に流入させ、その内部の前記衝突板を通過させて、前記内壁を衝突冷却するための開口を有しており、
前記少なくとも1つの挿入スリーブが、さらに、前記空洞部とは別の空洞部にあって、前記内壁から使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れる第2の挿入スリーブであって、前記内壁から受け入れられた蒸気を前記別の空洞部の内壁面に向かって導き、前記別の空洞部の周囲の前記静翼を衝突冷却させるための複数の衝突冷却穴を有する第2の挿入スリーブを有しており、
前記別の空洞部から使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れる出口(24)が設けられ、これにより、前記内壁と前記外壁、前記1つの空洞部および前記別の空洞部を流れる蒸気流は前記静翼を通過する閉回路を構成する、請求項1に記載の静翼セグメント。 - 前記少なくとも1つの挿入スリーブが、さらに、前記空洞部のうち第3の空洞部の中にあって、前記外壁から使用済み衝突冷却蒸気を受け入れる第3の挿入スリーブを有しており、前記第3の挿入スリーブは、前記外壁から受け入れられた蒸気を前記1つの空洞部の内壁面に向かって導き、前記第3の空洞部の周囲の前記静翼を衝突冷却するための複数の衝突冷却穴を有しており、
前記内壁が、前記第3の空洞部から使用済み衝突冷媒を受け入れて、前記内壁のプレナムに流入させ、その内部の前記衝突板を通過させて、前記内壁を衝突冷却するための開口を有する、請求項7記載のタービン静翼セグメント。
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