JP5409884B2 - gas turbine - Google Patents

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Description

本発明は、ガスタービンに関するものであり、より具体的には、ターンダウン運転(部分負荷運転あるいは低負荷運転)可能なガスタービンに関するものである。   The present invention relates to a gas turbine, and more specifically to a gas turbine capable of turndown operation (partial load operation or low load operation).

ターンダウン運転可能なガスタービンとしては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。   As a gas turbine capable of turn-down operation, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known.

特開2007−182883号公報JP 2007-182883 A

ガスタービンが高負荷で運転される場合は、ガスタービンのタービン入口温度(燃焼器出口温度)は高い温度に維持されるため、ガスタービンのCO(一酸化炭素)排出量は低く抑えられる。しかし、低負荷運転あるいは部分負荷運転の場合は、タービン入口温度を下げるとCO排出量が増大する場合がある。このため、上記特許文献1では、低負荷でもタービン入口温度を高く維持することができる方法が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されたガスタービンでは、燃焼器に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼器出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むための配管およびブースターポンプ等を追設する(新設する)必要があり、ガスタービンの系統および運用が複雑化し、製造費および保守点検費が高騰化してしまうといった問題点がある。
When the gas turbine is operated at a high load, the turbine inlet temperature (combustor outlet temperature) of the gas turbine is maintained at a high temperature, so that the CO (carbon monoxide) emission amount of the gas turbine is kept low. However, in the case of low load operation or partial load operation, lowering the turbine inlet temperature may increase CO emissions. For this reason, Patent Document 1 discloses a method capable of maintaining a high turbine inlet temperature even at a low load.
However, in the gas turbine disclosed in Patent Document 1, piping and a booster pump for pushing the air extracted from the working fluid path before entering the combustor into the working fluid path positioned downstream of the combustor outlet, etc. There is a problem that the system and operation of the gas turbine are complicated, and the manufacturing cost and the maintenance and inspection cost are increased.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる、ターンダウン運転可能なガスタービンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can simplify the system and operation of the gas turbine, and can reduce the manufacturing cost and the maintenance and inspection cost. An object is to provide a gas turbine.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るガスタービンは、燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、前記圧縮部の出口部から抽出された圧縮空気を、前記タービン部を構成するロータの内部に導くロータ系冷却空気系統とを備えたガスタービンであって、前記ロータ系冷却空気系統の途中にブースト圧縮機が接続され、前記ブースト圧縮機をバイパスするバイパス系統を備えており、ターンダウン運転時には、前記ブースト圧縮機が運転され、前記圧縮空気が前記ロータ系冷却空気系統を通って前記タービン部の作動流体経路内に強制的に投入される。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
A gas turbine according to the present invention includes a compression section that compresses combustion air, a combustion section that injects and burns fuel into high-pressure air sent from the compression section, and generates high-temperature combustion gas. A turbine section that is located downstream of the turbine section and that is driven by combustion gas exiting the combustion section, and a rotor that guides compressed air extracted from the outlet section of the compression section to the interior of the rotor that constitutes the turbine section A gas turbine provided with a system cooling air system, wherein a boost compressor is connected in the middle of the rotor system cooling air system, and includes a bypass system that bypasses the boost compressor. The boost compressor is operated, and the compressed air is forced into the working fluid path of the turbine section through the rotor system cooling air system.

本発明に係るガスタービンによれば、ターンダウン運転時には、ブースト圧縮機が運転され、圧縮部の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部をバイパスするとともに、ロータ系冷却空気系統および動翼を通ってタービン部の作動流体経路内に強制的に(積極的に)投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部をバイパスするとともに、ロータ系冷却空気系統を通ってタービン部に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部を構成する部品の延命化を図ることができる。
According to the gas turbine of the present invention, during the turn-down operation, the boost compressor is operated, and the (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression section bypasses the combustion section and the rotor system cooling air. Since it is forcibly (positively) introduced into the working fluid path of the turbine section through the system and the moving blade, the temperature of the exhaust gas can be lowered.
In turn-down operation, (high pressure) compressed air extracted from the outlet part (rear stage) of the compression part bypasses the combustion part and is supplied to the turbine part through the rotor cooling air system. Therefore, the temperature of the turbine section can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the life of the parts constituting the turbine section such as turbine blades (moving blades and stationary blades) can be extended. Can be achieved.

本発明に係るターンダウン運転可能なガスタービンによれば、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができるという効果を奏する。   According to the gas turbine capable of turndown operation according to the present invention, it is possible to simplify the system and operation of the gas turbine, and it is possible to reduce the manufacturing cost and the maintenance and inspection cost.

本発明の第1参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。1 is a system diagram of a gas turbine according to a first reference embodiment of the present invention. 本発明の第2参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 2nd reference embodiment of this invention. 本発明の第3参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 3rd reference embodiment of this invention. 本発明の第4参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 4th reference embodiment of this invention. 本発明の第5参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 5th reference embodiment of this invention. 本発明の第6参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 6th reference embodiment of this invention. 本発明の第7参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 7th reference embodiment of this invention. 本発明の第8参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 8th reference embodiment of this invention. 本発明の第9参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 9th reference embodiment of this invention. 本発明の第10参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 10th reference embodiment of this invention. 本発明の第11参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 11th reference embodiment of this invention. 本発明の第12参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 12th reference embodiment of this invention. 本発明の第13参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 13th reference embodiment of this invention. 本発明の第14参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 14th reference embodiment of this invention. 本発明の第15参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 15th reference embodiment of this invention. 本発明の第16参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 16th reference embodiment of this invention. 本発明の第17参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 17th reference embodiment of this invention. 本発明の第18参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 18th reference embodiment of this invention. 本発明の第19参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 19th reference embodiment of this invention. 本発明の第20参考実施形態に係るガスタービンの系統図である。It is a systematic diagram of the gas turbine which concerns on 20th reference embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るガスタービンの系統図である。1 is a system diagram of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention.

以下、本発明の第1参考実施形態に係るガスタービンについて、図1を参照しながら説明する。図1は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図1に示すように、本実施形態に係るガスタービン1は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部2と、この圧縮部2から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部3と、この燃焼部3の下流側に位置し、燃焼部3を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部4と、圧縮部2と燃焼部3とタービン部4とを内部に収容するガスタービン車室(図示せず)と、圧縮部2の途中(中段)から抽出された(中圧の)圧縮空気を、タービン部4を構成する静翼(例えば、第2段静翼)の内部に導く静翼系冷却空気系統5と、圧縮部2の出口部(後段)から(高圧の)圧縮空気を、ガスタービン車室の外部に抽出し、タービン部4を構成するロータ(図示せず)の内部に導くロータ系冷却空気系統(車室抽気系統)6と、を主たる要素として構成されている。
Hereinafter, the gas turbine which concerns on 1st reference embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. FIG. 1 is a system diagram of a gas turbine according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, a gas turbine 1 according to this embodiment includes a compression unit 2 that compresses combustion air, and injects and burns fuel into high-pressure air sent from the compression unit 2 so that the temperature is high. A combustion section 3 that generates combustion gas; a turbine section 4 that is located downstream of the combustion section 3 and is driven by the combustion gas exiting the combustion section 3; a compression section 2, a combustion section 3, and a turbine section 4; A gas turbine casing (not shown) in which the compressed air extracted from the middle (middle stage) of the compression unit 2 (medium pressure) is used as a stationary blade (for example, a second blade) constituting the turbine unit 4. A rotor that constitutes the turbine section 4 by extracting (high-pressure) compressed air from the outlet section (rear stage) of the compressor section 2 to the outside of the gas turbine casing and the stator blade system cooling air system 5 leading to the inside of the stage stator blades) A rotor cooling air system (cabinet bleed system) 6 that leads into the interior of the engine (not shown); And it is configured as a main component.

静翼系冷却空気系統5の途中には、通過する圧縮空気を冷却する第1のクーラ7が接続されている。また、静翼系冷却空気系統5には、第1のクーラ7をバイパスする(すなわち、第1のクーラ7の上流側に位置する静翼系冷却空気系統5と、第1のクーラ7の下流側に位置する静翼系冷却空気系統5とを連通する)バイパス系統8が接続されている。そして、このバイパス系統8の途中には、バイパス系統8の空気の流量を調整するための制御弁9が接続されている。   A first cooler 7 for cooling the compressed air passing therethrough is connected to the middle of the stationary blade system cooling air system 5. Further, the stationary blade system cooling air system 5 bypasses the first cooler 7 (that is, the stationary blade system cooling air system 5 located on the upstream side of the first cooler 7 and the downstream side of the first cooler 7. A bypass system 8, which communicates with the stationary blade system cooling air system 5 located on the side, is connected. A control valve 9 for adjusting the air flow rate of the bypass system 8 is connected to the middle of the bypass system 8.

一方、ロータ系冷却空気系統6の途中には、通過する圧縮空気を冷却する第2のクーラ10が接続されている。また、第2のクーラ10の上流側に位置するロータ系冷却空気系統6と、バイパス系統8の上流端が接続された分岐点11よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統5とは、連通管(連通路)12により接続されており、この連通管12の途中には、制御器(図示せず)によってその開度が調整される第2の制御弁(流量制御手段)13が接続されている。
なお、圧縮部2の出口部から(高圧の)圧縮空気を前記ガスタービン車室の外部に抽出し、静翼系冷却空気系統5に接続する連通管12において、上流端を圧縮部2の出口部に直接接続し、これを車室抽気系統としてもよい。
On the other hand, a second cooler 10 for cooling the compressed air passing therethrough is connected to the middle of the rotor system cooling air system 6. The rotor cooling air system 6 positioned upstream of the second cooler 10 and the stationary blade system cooling air system 5 positioned upstream of the branch point 11 to which the upstream end of the bypass system 8 is connected are described below. The second control valve (flow rate control means) 13 whose opening degree is adjusted by a controller (not shown) is connected in the middle of the communication pipe 12. It is connected.
Note that (high-pressure) compressed air is extracted from the outlet of the compressor 2 to the outside of the gas turbine casing and the upstream end of the communication pipe 12 connected to the stationary blade system cooling air system 5 is the outlet of the compressor 2. It is good also as connecting directly to a part and making this into a compartment extraction system.

本実施形態に係るガスタービン1によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統5を利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、既存のロータ系冷却空気系統6を車室抽気系統として利用すれば、さらなるガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費用の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁13が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁13は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、ロータ系冷却空気系統6を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 1 according to the present embodiment, since the turndown operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air system 5, the system and operation of the gas turbine can be performed. The manufacturing cost and the maintenance and inspection cost can be reduced.
Moreover, if the existing rotor system cooling air system 6 is used as a casing bleed system, it is possible to further simplify the system and operation of the gas turbine, and to reduce manufacturing costs and maintenance and inspection costs. .
Further, during the turn-down operation, the second control valve 13 is opened, and the (high pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and cools the stationary blade system. Since the air is introduced into the working fluid path of the turbine section 4 through the air system 5 and the stationary blades (not shown), the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, (high pressure) compressed air extracted from the outlet portion (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and passes through the stationary blade system cooling air system 5 to the turbine unit 4. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine unit 4 such as turbine blades (moving blades and stationary blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of the components constituting the.
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 13 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 is the rotor cooling air system 6. All of this is put into the turbine section 4.

本発明の第2参考実施形態に係るガスタービンについて、図2を参照しながら説明する。図2は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図2に示すように、本実施形態に係るガスタービン21は、連通管12の下流端が接続された合流点22よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統5に、逆止弁(逆流防止手段)23が接続されているという点で上述した第1参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a second reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the gas turbine 21 according to the present embodiment includes a check valve (not shown) in the stationary blade system cooling air system 5 located upstream from the junction 22 to which the downstream end of the communication pipe 12 is connected. This is different from that of the first reference embodiment described above in that a backflow prevention means) 23 is connected. Since other components are the same as those of the first reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン21によれば、連通管12および第2の制御弁13を介して静翼系冷却空気系統5の上流側に導かれた圧縮空気の、合流点22から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁23により阻止されることとなるので、合流点22から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第1参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 21 according to the present embodiment, the compressed air introduced from the merging point 22 of the compressed air led to the upstream side of the stationary blade system cooling air system 5 through the communication pipe 12 and the second control valve 13. Since the flow toward is blocked by the check valve 23, the reverse flow from the junction 22 to the compression unit 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described first reference embodiment, and thus description thereof is omitted here.

本発明の第3参考実施形態に係るガスタービンについて、図3を参照しながら説明する。図3は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図3に示すように、本実施形態に係るガスタービン31は、連通管12の下流端が、バイパス系統8の下流端が接続された合流点32よりも下流側に位置する静翼系冷却空気系統5に接続されているという点で上述した第1参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a third reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the gas turbine 31 according to the present embodiment includes a stationary blade system cooling air in which the downstream end of the communication pipe 12 is located downstream of the junction 32 to which the downstream end of the bypass system 8 is connected. It differs from that of the first reference embodiment described above in that it is connected to the system 5. Since other components are the same as those of the first reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン31によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統5を利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁13が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁13は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、ロータ系冷却空気系統6を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 31 according to the present embodiment, since the turndown operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air system 5, the system and operation of the gas turbine can be performed. The manufacturing cost and the maintenance and inspection cost can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the second control valve 13 is opened, and the (high pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and cools the stationary blade system. Since the air is introduced into the working fluid path of the turbine section 4 through the air system 5 and the stationary blades (not shown), the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, (high pressure) compressed air extracted from the outlet portion (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and passes through the stationary blade system cooling air system 5 to the turbine unit 4. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine unit 4 such as turbine blades (moving blades and stationary blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of the components constituting the.
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 13 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 is the rotor cooling air system 6. All of this is put into the turbine section 4.

本発明の第4参考実施形態に係るガスタービンについて、図4を参照しながら説明する。図4は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図4に示すように、本実施形態に係るガスタービン41は、バイパス系統8の上流端が接続された分岐点11よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統5に、逆止弁23が接続されているという点で上述した第3参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第3参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a fourth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the gas turbine 41 according to the present embodiment includes a check valve 23 in the stationary blade system cooling air system 5 positioned upstream from the branch point 11 to which the upstream end of the bypass system 8 is connected. Is different from that of the third reference embodiment described above in that it is connected. Since other components are the same as those of the third reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン41によれば、連通管12および第2の制御弁13を介して静翼系冷却空気系統5の下流側に導かれた圧縮空気の、連通管12の下流端が接続された合流点42から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁23により阻止されることとなるので、合流点42から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第3参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 41 according to the present embodiment, the downstream end of the communication pipe 12 of the compressed air guided to the downstream side of the stationary blade system cooling air system 5 via the communication pipe 12 and the second control valve 13 is provided. Since the flow from the connected junction 42 toward the compressor 2 is blocked by the check valve 23, the backflow from the junction 42 to the compressor 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described third reference embodiment, and thus description thereof is omitted here.

本発明の第5参考実施形態に係るガスタービンについて、図5を参照しながら説明する。図5は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図5に示すように、本実施形態に係るガスタービン51は、連通管12の上流端が、第2のクーラ10の下流側に位置するロータ系冷却空気系統6に接続されているという点で上述した第1参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a fifth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the gas turbine 51 according to the present embodiment is that the upstream end of the communication pipe 12 is connected to the rotor cooling air system 6 located on the downstream side of the second cooler 10. It differs from that of the first reference embodiment described above. Since other components are the same as those of the first reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン51によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統5とロータ系冷却空気系統6とを利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁13が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5およびロータ系冷却空気系統6を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁13は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、ロータ系冷却空気系統6を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 51 according to the present embodiment, the turndown operation can be performed by using the existing (essential constituent elements) stationary blade system cooling air system 5 and the rotor system cooling air system 6. Therefore, the system and operation of the gas turbine can be simplified, and the manufacturing cost and the maintenance inspection cost can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the second control valve 13 is opened, and the (high pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and cools the stationary blade system. Since the air is introduced into the working fluid path of the turbine section 4 through the air system 5 and the stationary blades (not shown), the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, (high pressure) compressed air extracted from the outlet portion (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the stationary blade system cooling air system 5 and the rotor system cooling air system 6. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine blades (the moving blades and the static blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades).
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 13 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 is the rotor cooling air system 6. All of this is put into the turbine section 4.

本発明の第6参考実施形態に係るガスタービンについて、図6を参照しながら説明する。図6は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図6に示すように、本実施形態に係るガスタービン61は、連通管12の下流端が接続された合流点22よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統5に、逆止弁23が接続されているという点で上述した第5参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第5参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a sixth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 6, the gas turbine 61 according to this embodiment includes a check valve 23 in the stationary blade system cooling air system 5 located upstream from the junction 22 to which the downstream end of the communication pipe 12 is connected. Are different from those of the fifth reference embodiment described above in that they are connected. Since other components are the same as those of the fifth reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン51によれば、連通管12および第2の制御弁13を介して静翼系冷却空気系統5の上流側に導かれた圧縮空気の、合流点22から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁23により阻止されることとなるので、合流点22から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第5参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 51 according to the present embodiment, the compressed air introduced from the merging point 22 of the compressed air led to the upstream side of the stationary blade system cooling air system 5 through the communication pipe 12 and the second control valve 13 is compressed by the compressor 2. Since the flow toward is blocked by the check valve 23, the reverse flow from the junction 22 to the compression unit 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described fifth reference embodiment, and thus description thereof is omitted here.

本発明の第7参考実施形態に係るガスタービンについて、図7を参照しながら説明する。図7は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図7に示すように、本実施形態に係るガスタービン71は、連通管12の下流端が、バイパス系統8の下流端が接続された合流点32よりも下流側に位置する静翼系冷却空気系統5に接続されているという点で上述した第5参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第5参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a seventh reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7, the gas turbine 71 according to this embodiment includes a stationary blade system cooling air in which the downstream end of the communication pipe 12 is located downstream of the junction 32 to which the downstream end of the bypass system 8 is connected. It is different from that of the fifth reference embodiment described above in that it is connected to the system 5. Since other components are the same as those of the fifth reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン71によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統5とロータ系冷却空気系統6とを利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁13が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統5およびロータ系冷却空気系統6を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁13は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、ロータ系冷却空気系統6を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 71 according to the present embodiment, the turn-down operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air system 5 and the rotor system cooling air system 6. Therefore, the system and operation of the gas turbine can be simplified, and the manufacturing cost and the maintenance inspection cost can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the second control valve 13 is opened, and the (high pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and cools the stationary blade system. Since the air is introduced into the working fluid path of the turbine section 4 through the air system 5 and the stationary blades (not shown), the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, (high pressure) compressed air extracted from the outlet portion (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the stationary blade system cooling air system 5 and the rotor system cooling air system 6. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine blades (the moving blades and the static blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades).
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 13 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 is the rotor cooling air system 6. All of this is put into the turbine section 4.

本発明の第8参考実施形態に係るガスタービンについて、図8を参照しながら説明する。図8は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図8に示すように、本実施形態に係るガスタービン81は、バイパス系統8の上流端が接続された分岐点11よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統5に、逆止弁23が接続されているという点で上述した第7参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第7参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to an eighth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the gas turbine 81 according to this embodiment includes a check valve 23 in the stationary blade system cooling air system 5 located upstream from the branch point 11 to which the upstream end of the bypass system 8 is connected. Is different from that of the seventh reference embodiment described above in that it is connected. Since other components are the same as those of the seventh reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン81によれば、連通管12および第2の制御弁13を介して静翼系冷却空気系統5の下流側に導かれた圧縮空気の、連通管12の下流端が接続された合流点42から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁23により阻止されることとなるので、合流点42から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第7参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 81 according to the present embodiment, the downstream end of the communication pipe 12 of the compressed air guided to the downstream side of the stationary blade system cooling air system 5 via the communication pipe 12 and the second control valve 13 is provided. Since the flow from the connected junction 42 toward the compressor 2 is blocked by the check valve 23, the backflow from the junction 42 to the compressor 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described seventh reference embodiment, and thus description thereof is omitted here.

本発明の第9参考実施形態に係るガスタービンについて、図9を参照しながら説明する。図9は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図9に示すように、本実施形態に係るガスタービン91は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部2と、この圧縮部2から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部3と、この燃焼部3の下流側に位置し、燃焼部3を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部4と、圧縮部2と燃焼部3とタービン部4とを内部に収容するガスタービン車室(図示せず)と、圧縮部2の途中(中段)から抽出された(中圧の)圧縮空気を、タービン部4を構成する静翼(例えば、第2段静翼)の内部に導く静翼系冷却空気系統92と、圧縮部2の出口部(後段)から(高圧の)圧縮空気を、ガスタービン車室の外部に抽出し、タービン部4を構成するロータ(図示せず)の内部に導くロータ系冷却空気系統(車室抽気系統)93とを主たる要素として構成されている。
A gas turbine according to a ninth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 9, the gas turbine 91 according to the present embodiment includes a compression unit 2 that compresses combustion air, and injects and burns fuel into the high-pressure air sent from the compression unit 2 so that the temperature is high. A combustion section 3 that generates combustion gas; a turbine section 4 that is located downstream of the combustion section 3 and is driven by the combustion gas exiting the combustion section 3; a compression section 2, a combustion section 3, and a turbine section 4; A gas turbine casing (not shown) in which the compressed air extracted from the middle (middle stage) of the compression unit 2 (medium pressure) is used as a stationary blade (for example, a second blade) constituting the turbine unit 4. A rotor that constitutes the turbine section 4 by extracting the stationary blade system cooling air system 92 that leads to the inside of the stage stationary blade) and (high-pressure) compressed air from the outlet section (rear stage) of the compression section 2 to the outside of the gas turbine casing. (Not shown) Rotor cooling air system leading to the interior (chamber bleed system) It is composed of 3 and a main element.

静翼系冷却空気系統92の途中には、制御器(図示せず)によってその開度が調整される第1の制御弁94が接続されている。
一方、ロータ系冷却空気系統93の途中には、通過する圧縮空気を冷却するクーラ95が接続されている。また、クーラ95の上流側に位置するロータ系冷却空気系統93と、第1の制御弁94よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統92とは、連通管(連通路)96により接続されており、この連通管96の途中には、制御器(図示せず)によってその開度が調整される第2の制御弁(流量制御手段)97が接続されている。
なお、圧縮部2の出口部から(高圧の)圧縮空気を前記ガスタービン車室の外部に抽出し、静翼系冷却空気系統92に接続する連通管96において、上流端を圧縮部2の出口部に直接接続し、これを車室抽気系統としてもよい。
A first control valve 94 whose opening degree is adjusted by a controller (not shown) is connected to the middle of the stationary blade system cooling air system 92.
On the other hand, a cooler 95 for cooling the compressed air passing therethrough is connected to the rotor system cooling air system 93. Further, the rotor cooling air system 93 positioned upstream of the cooler 95 and the stationary blade cooling air system 92 positioned upstream of the first control valve 94 are connected by a communication pipe (communication path) 96. A second control valve (flow rate control means) 97 whose opening degree is adjusted by a controller (not shown) is connected to the middle of the communication pipe 96.
It should be noted that (high pressure) compressed air is extracted from the outlet of the compressor 2 to the outside of the gas turbine casing and the upstream end of the communication pipe 96 connected to the stationary blade system cooling air system 92 is the outlet of the compressor 2. It is good also as connecting directly to a part and making this into a compartment extraction system.

本実施形態に係るガスタービン91によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統92を利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁97が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統92および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統92およびロータ系冷却空気系統93を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁97は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、ロータ系冷却空気系統93を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 91 according to the present embodiment, since the turndown operation is possible by using the existing (essential constituent element) stationary blade system cooling air system 92, the gas turbine system and operation The manufacturing cost and the maintenance and inspection cost can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the second control valve 97 is opened, and (high pressure) compressed air extracted from the outlet part (rear stage) of the compression part 2 bypasses the combustion part 3 and cools the stationary blade system. Since the air is passed through the air system 92 and the stationary blade (not shown) into the working fluid path of the turbine unit 4, the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, the (high pressure) compressed air extracted from the outlet part (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the stationary blade system cooling air system 92 and the rotor system cooling air system 93. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine blades (the moving blades and the static blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades).
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 97 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 is the rotor cooling air system 93. All of this is put into the turbine section 4.

本発明の第10参考実施形態に係るガスタービンについて、図10を参照しながら説明する。図10は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図10に示すように、本実施形態に係るガスタービン101は、連通管96の下流端が接続された合流点102よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統92に、逆止弁(逆流防止手段)103が接続されているという点で上述した第9参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第9参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a tenth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 10, the gas turbine 101 according to the present embodiment includes a check valve (not shown) in a stationary blade system cooling air system 92 positioned upstream from the junction 102 to which the downstream end of the communication pipe 96 is connected. This is different from that of the ninth reference embodiment described above in that the backflow prevention means 103 is connected. Since other components are the same as those of the ninth reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン101によれば、連通管96および第2の制御弁97を介して静翼系冷却空気系統92の上流側に導かれた圧縮空気の、合流点102から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁103により阻止されることとなるので、合流点102から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第9参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 101 according to the present embodiment, the compressed air introduced from the confluence 102 to the compressor 2 through the communication pipe 96 and the second control valve 97 to the upstream side of the stationary blade system cooling air system 92. Therefore, the backflow from the junction 102 to the compression unit 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the ninth reference embodiment described above, and thus the description thereof is omitted here.

本発明の第11参考実施形態に係るガスタービンについて、図11を参照しながら説明する。図11は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図11に示すように、本実施形態に係るガスタービン111は、連通管96の上流端が、クーラ95の下流側に位置するロータ系冷却空気系統93に接続されており、連通管96の下流端が、第1の制御弁94よりも上流側で、かつ、第10参考実施形態のところで説明した合流点102よりも下流側に位置する静翼系冷却空気系統92に接続されているという点で上述した第9参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第9参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 11, in the gas turbine 111 according to the present embodiment, the upstream end of the communication pipe 96 is connected to the rotor cooling air system 93 located on the downstream side of the cooler 95, and the downstream of the communication pipe 96. The end is connected to the stationary blade system cooling air system 92 located upstream from the first control valve 94 and downstream from the junction 102 described in the tenth reference embodiment. This differs from that of the ninth reference embodiment described above. Since other components are the same as those of the ninth reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン111によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統92とロータ系冷却空気系統93とを利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁97が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統92および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統92およびロータ系冷却空気系統93を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁97は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、ロータ系冷却空気系統93を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 111 according to the present embodiment, the turndown operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air system 92 and the rotor system cooling air system 93. Therefore, the system and operation of the gas turbine can be simplified, and the manufacturing cost and the maintenance inspection cost can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the second control valve 97 is opened, and (high pressure) compressed air extracted from the outlet part (rear stage) of the compression part 2 bypasses the combustion part 3 and cools the stationary blade system. Since the air is passed through the air system 92 and the stationary blade (not shown) into the working fluid path of the turbine unit 4, the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, the (high pressure) compressed air extracted from the outlet part (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the stationary blade system cooling air system 92 and the rotor system cooling air system 93. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine blades (the moving blades and the static blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades).
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 97 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 is the rotor cooling air system 93. All of this is put into the turbine section 4.

本発明の第12参考実施形態に係るガスタービンについて、図12を参照しながら説明する。図12は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図12に示すように、本実施形態に係るガスタービン121は、連通管96の下流端が接続された合流点122よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統92に、逆止弁103が接続されているという点で上述した第11参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第11参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a twelfth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 12, the gas turbine 121 according to the present embodiment includes a check valve 103 in a stationary blade system cooling air system 92 positioned upstream from the junction 122 to which the downstream end of the communication pipe 96 is connected. Is different from that of the eleventh reference embodiment described above in that it is connected. Since other components are the same as those of the eleventh reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン121によれば、連通管96および第2の制御弁97を介して静翼系冷却空気系統92の上流側に導かれた圧縮空気の、合流点122から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁103により阻止されることとなるので、合流点122から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第11参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 121 according to the present embodiment, the compressed air introduced from the junction 122 of the compressed air led to the upstream side of the stationary blade system cooling air system 92 via the communication pipe 96 and the second control valve 97 is compressed by the compressor 2. Therefore, the backflow from the junction 122 to the compressor 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described eleventh reference embodiment, and a description thereof is omitted here.

本発明の第13参考実施形態に係るガスタービンについて、図13を参照しながら説明する。図13は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図13に示すように、本実施形態に係るガスタービン131は、連通管96および第2の制御弁97の代わりに、第1の連通管(連通路)132および第2の制御弁(流量制御手段)133と、第2の連通管(連通路)134および第3の制御弁(流量制御手段)135とが設けられているという点で上述した第9参考実施形態から第12参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第9参考実施形態から第12参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 13, the gas turbine 131 according to this embodiment includes a first communication pipe (communication path) 132 and a second control valve (flow rate control) instead of the communication pipe 96 and the second control valve 97. Means) 133, the second communication pipe (communication path) 134, and the third control valve (flow rate control means) 135 are provided, and the ninth reference embodiment to the twelfth reference embodiment described above are provided. Different from the one. Since the other components are the same as those of the ninth to twelfth reference embodiments described above, description of these components is omitted here.

クーラ95の上流側に位置するロータ系冷却空気系統93と、第1の制御弁94よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統92とは、第1の連通管132により接続されており、この第1の連通管132の途中には、制御器(図示せず)によってその開度が調整される第2の制御弁133が接続されている。
また、クーラ95の下流側に位置するロータ系冷却空気系統93と、第1の制御弁94よりも上流側で、かつ、第1の連通管132の下流端が接続された合流点136よりも下流側に位置する静翼系冷却空気系統92とは、第2の連通管134により接続されており、この第2の連通管134の途中には、制御器(図示せず)によってその開度が調整される第3の制御弁135が接続されている。
The rotor system cooling air system 93 positioned upstream of the cooler 95 and the stationary blade system cooling air system 92 positioned upstream of the first control valve 94 are connected by a first communication pipe 132. A second control valve 133 whose opening degree is adjusted by a controller (not shown) is connected to the middle of the first communication pipe 132.
In addition, a rotor system cooling air system 93 located on the downstream side of the cooler 95, and a junction point 136 upstream of the first control valve 94 and connected to the downstream end of the first communication pipe 132 are connected. A stationary blade system cooling air system 92 located on the downstream side is connected by a second communication pipe 134, and the degree of opening thereof is set in the middle of the second communication pipe 134 by a controller (not shown). A third control valve 135 for adjusting is connected.

本実施形態に係るガスタービン131によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統92とロータ系冷却空気系統93とを利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、第2の制御弁133および第3の制御弁135が開かれ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統92および静翼(図示せず)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、静翼系冷却空気系統92およびロータ系冷却空気系統93を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、第2の制御弁133は閉じられ、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、静翼系冷却空気系統92およびロータ系冷却空気系統93を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 131 according to the present embodiment, the turn-down operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air system 92 and the rotor system cooling air system 93. Therefore, the system and operation of the gas turbine can be simplified, and the manufacturing cost and the maintenance inspection cost can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the second control valve 133 and the third control valve 135 are opened, and the (high pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3. At the same time, since the air enters the working fluid path of the turbine section 4 through the stationary blade system cooling air system 92 and the stationary blade (not shown), the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, the (high pressure) compressed air extracted from the outlet part (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the stationary blade system cooling air system 92 and the rotor system cooling air system 93. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine blades (the moving blades and the static blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades).
During normal operation (for example, full load operation), the second control valve 133 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the outlet portion (rear stage) of the compression unit 2 is a stationary blade system cooling air system. 92 and the rotor system cooling air system 93 are all supplied to the turbine section 4.

本発明の第14参考実施形態に係るガスタービンについて、図14を参照しながら説明する。図14は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図14に示すように、本実施形態に係るガスタービン141は、合流点136よりも上流側に位置する静翼系冷却空気系統92に、逆止弁(逆流防止手段)142が接続されているという点で上述した第13参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第13参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 14, in the gas turbine 141 according to the present embodiment, a check valve (backflow prevention means) 142 is connected to a stationary blade system cooling air system 92 located upstream from the junction 136. This is different from the thirteenth embodiment described above. Since the other components are the same as those of the thirteenth embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン141によれば、第1の連通管132および第2の制御弁133を介して静翼系冷却空気系統92の上流側に導かれた圧縮空気、および/または第2の連通管134および第3の制御弁135を介して静翼系冷却空気系統92の上流側に導かれた圧縮空気の、合流点136から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁142により阻止されることとなるので、合流点136から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第13参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 141 according to the present embodiment, the compressed air guided to the upstream side of the stationary blade system cooling air system 92 via the first communication pipe 132 and the second control valve 133, and / or the second The check valve 142 prevents the flow of the compressed air guided to the upstream side of the stationary blade system cooling air system 92 through the communication pipe 134 and the third control valve 135 from the junction 136 toward the compression unit 2. Therefore, backflow from the junction 136 to the compression unit 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described thirteenth reference embodiment, and a description thereof is omitted here.

本発明の第15参考実施形態に係るガスタービンについて、図15を参照しながら説明する。図15は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図15に示すように、本実施形態に係るガスタービン151は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部2と、この圧縮部2から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部3と、この燃焼部3の下流側に位置し、燃焼部3を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部4とを主たる要素として構成されている。
A gas turbine according to a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 15, the gas turbine 151 according to this embodiment includes a compression unit 2 that compresses combustion air, and injects and burns fuel into the high-pressure air sent from the compression unit 2 so that the temperature is high. The main components are a combustion unit 3 that generates combustion gas and a turbine unit 4 that is located downstream of the combustion unit 3 and is driven by the combustion gas exiting the combustion unit 3.

また、本実施形態に係るガスタービン151は、圧縮部2の低圧段から抽出された(低圧の)圧縮空気を、タービン部4を構成する静翼(例えば、第4段静翼)の内部に導く第1の静翼系冷却空気系統152と、圧縮部2の中圧段から抽出された(中圧の)圧縮空気を、タービン部4を構成する静翼(例えば、第3段静翼)の内部に導く第2の静翼系冷却空気系統153と、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気を、タービン部4を構成する静翼(例えば、第2段静翼)の内部に導く第3の静翼系冷却空気系統154と、圧縮部2の出口部から抽出された(圧縮部2の高圧段から抽出された圧縮空気の圧力よりも高い圧力を有する)圧縮空気を、タービン部4を構成するロータ(図示せず)の内部に導くロータ系冷却空気系統155とを備えている。そして、第2の静翼系冷却空気系統153の途中と、第3の静翼系冷却空気系統154の途中とは、連通管(連通路)156を介して連通されており、第3の静翼系冷却空気系統154を通過する圧縮空気の一部が、連通管156を通って第2の静翼系冷却空気系統153に導かれるようになっている。
一方、ロータ系冷却空気系統155の途中には、通過する圧縮空気を冷却するクーラ157が接続されており、連通管156の途中には、制御器(図示せず)によってその開度が調整される制御弁(流量制御手段)158が接続されている。
Further, the gas turbine 151 according to the present embodiment guides the (low pressure) compressed air extracted from the low pressure stage of the compression unit 2 to the inside of the stationary blades (for example, the fourth stage stationary blades) constituting the turbine unit 4. 1 (the intermediate pressure) compressed air extracted from the stationary blade system cooling air system 152 and the intermediate pressure stage of the compression unit 2 is guided to the inside of the stationary blades (for example, the third stage stationary blades) constituting the turbine unit 4. The second stationary blade system cooling air system 153 and the second (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression unit 2 are guided to the inside of the stationary blades (for example, the second stage stationary blades) constituting the turbine unit 4. 3, and the compressed air extracted from the outlet of the compressor 2 (having a pressure higher than the pressure of the compressed air extracted from the high pressure stage of the compressor 2) Rotor system cooling air system leading to the inside of a rotor (not shown) constituting And a 55. The middle of the second stationary blade system cooling air system 153 and the middle of the third stationary blade system cooling air system 154 are communicated via a communication pipe (communication path) 156, and the third stationary blade system cooling air system 154 is communicated. A part of the compressed air passing through the blade system cooling air system 154 is guided to the second stationary blade system cooling air system 153 through the communication pipe 156.
On the other hand, a cooler 157 for cooling the compressed air passing therethrough is connected in the middle of the rotor system cooling air system 155, and its opening degree is adjusted by a controller (not shown) in the middle of the communication pipe 156. A control valve (flow rate control means) 158 is connected.

本実施形態に係るガスタービン151によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統152,153,154を利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、制御弁158が開かれ、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、第2の静翼系冷却空気系統153および静翼(例えば、第3段静翼)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、第2の静翼系冷却空気系統153および静翼(例えば、第3段静翼)を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、制御弁158は閉じられ、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気は、第3の静翼系冷却空気系統154および静翼(例えば、第2段静翼)を通ってすべてタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 151 according to the present embodiment, the turndown operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air systems 152, 153, and 154. The system and operation can be simplified, and the manufacturing costs and maintenance inspection costs can be reduced.
Further, at the time of the turndown operation, the control valve 158 is opened, and the (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and the second stationary blade system cooling air system 153. In addition, the temperature of the exhaust gas can be lowered because the air is introduced into the working fluid path of the turbine unit 4 through the stationary blade (for example, the third stage stationary blade).
Further, during the turn-down operation, the (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the second stationary blade system cooling air system 153 and the stationary blade (for example, the first blade) Therefore, the temperature of the turbine section 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turn-down operation. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades and stationary blades).
During normal operation (for example, full load operation), the control valve 158 is closed, and the (high-pressure) compressed air extracted from the high-pressure stage of the compressor 2 is supplied to the third stationary blade system cooling air system 154 and the static air. All of the air passes through the blades (for example, the second stage stationary blades) and is charged into the turbine unit 4.

本発明の第16参考実施形態に係るガスタービンについて、図16を参照しながら説明する。図16は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図16に示すように、本実施形態に係るガスタービン161は、連通管156の下流端が接続された合流点162よりも上流側に位置する第2の静翼系冷却空気系統153に、逆止弁(逆流防止手段)163が接続されているという点で上述した第15参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第15参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a sixteenth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 16, the gas turbine 161 according to the present embodiment is reversed to the second stationary blade system cooling air system 153 located upstream from the junction point 162 to which the downstream end of the communication pipe 156 is connected. It differs from that of the fifteenth embodiment described above in that a stop valve (backflow prevention means) 163 is connected. Since the other components are the same as those of the fifteenth reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン161によれば、連通管156を介して第2の静翼系冷却空気系統153の途中に導かれた圧縮空気の、合流点162から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁163により阻止されることとなるので、合流点162から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第15参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 161 according to the present embodiment, the flow of the compressed air guided from the junction 162 to the compression unit 2 through the communication pipe 156 in the middle of the second stationary blade system cooling air system 153 is as follows. Since it will be blocked by the check valve 163, the backflow from the junction 162 to the compression unit 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described fifteenth reference embodiment, and a description thereof will be omitted here.

本発明の第17参考実施形態に係るガスタービンについて、図17を参照しながら説明する。図17は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図17に示すように、本実施形態に係るガスタービン171は、連通管156の下流端が、第1の静翼系冷却空気系統152の途中に接続されているという点で上述した第15参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第15参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a seventeenth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 17, the gas turbine 171 according to this embodiment has the fifteenth reference described above in that the downstream end of the communication pipe 156 is connected in the middle of the first stationary blade system cooling air system 152. Different from the embodiment. Since the other components are the same as those of the fifteenth reference embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン171によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統152,153,154を利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、第1の静翼系冷却空気系統152および静翼(例えば、第4段静翼)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、第1の静翼系冷却空気系統152および静翼(例えば、第4段静翼)を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
According to the gas turbine 171 according to the present embodiment, the turndown operation can be performed by using the existing (essential component) stationary blade system cooling air systems 152, 153, and 154. The system and operation can be simplified, and the manufacturing costs and maintenance inspection costs can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the first stationary blade system cooling air system 152 and the stationary blade (for example, the first blade) 4th stage stationary blades) is introduced into the working fluid path of the turbine section 4, so that the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turn-down operation, the (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3, and the first stationary blade system cooling air system 152 and the stationary blade (for example, the first blade) 4 stage stationary blades) is introduced into the turbine section 4, so that the temperature of the turbine section 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turn-down operation. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as blades and stationary blades).

本発明の第18参考実施形態に係るガスタービンについて、図18を参照しながら説明する。図18は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図18に示すように、本実施形態に係るガスタービン181は、連通管156の下流端が接続された合流点182よりも上流側に位置する第1の静翼系冷却空気系統152に、逆止弁163が接続されているという点で上述した第17参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第17参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to an eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 18, the gas turbine 181 according to the present embodiment reverses the first stationary blade system cooling air system 152 positioned upstream from the junction 182 to which the downstream end of the communication pipe 156 is connected. It differs from the thing of the 17th reference embodiment mentioned above by the point that the stop valve 163 is connected. Since the other components are the same as those of the seventeenth embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン171によれば、連通管156を介して第1の静翼系冷却空気系統152の途中に導かれた圧縮空気の、合流点182から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁163により阻止されることとなるので、合流点182から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第17参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 171 according to the present embodiment, the flow of the compressed air guided from the junction 182 to the compression unit 2 through the communication pipe 156 in the middle of the first stationary blade system cooling air system 152 is as follows. Since it will be blocked by the check valve 163, the backflow from the junction 182 to the compression section 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the above-described seventeenth reference embodiment, and a description thereof will be omitted here.

本発明の第19参考実施形態に係るガスタービンについて、図19を参照しながら説明する。図19は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図19に示すように、本実施形態に係るガスタービン191は、連通管156の上流端が、第2の静翼系冷却空気系統153の途中に接続されているという点で上述した第17参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第17参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a nineteenth reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 19, the gas turbine 191 according to this embodiment has the seventeenth reference described above in that the upstream end of the communication pipe 156 is connected in the middle of the second stationary blade system cooling air system 153. Different from the embodiment. Since the other components are the same as those of the seventeenth embodiment described above, description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン191によれば、既存の(必須の構成要素である)静翼系冷却空気系統152,153,154を利用することにより、ターンダウン運転が可能となるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部2の中圧段から抽出された(中圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、第1の静翼系冷却空気系統152および静翼(例えば、第4段静翼)を通ってタービン部4の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部2の中圧段から抽出された(中圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、第1の静翼系冷却空気系統152および静翼(例えば、第4段静翼)を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
According to the gas turbine 191 according to the present embodiment, the turndown operation can be performed by using the existing (essential constituent elements) stationary blade system cooling air systems 152, 153, and 154. The system and operation can be simplified, and the manufacturing costs and maintenance inspection costs can be reduced.
Further, during the turn-down operation, the compressed air extracted from the intermediate pressure stage of the compression unit 2 (intermediate pressure) bypasses the combustion unit 3, and the first stationary blade system cooling air system 152 and the stationary blade (for example, , The fourth stage stationary blades) is introduced into the working fluid path of the turbine section 4, so that the temperature of the exhaust gas can be lowered.
Further, during the turndown operation, the compressed air extracted from the intermediate pressure stage of the compression unit 2 (intermediate pressure) bypasses the combustion unit 3, and the first stationary blade system cooling air system 152 and the stationary blades (for example, , The fourth stage stationary blades) are inserted into the turbine section 4, so that the temperature of the turbine section 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation. It is possible to prolong the life of components constituting the turbine section 4 such as (moving blade and stationary blade).

本発明の第20参考実施形態に係るガスタービンについて、図20を参照しながら説明する。図20は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図20に示すように、本実施形態に係るガスタービン201は、連通管156の下流端が接続された合流点182よりも上流側に位置する第1の静翼系冷却空気系統152に、逆止弁163が接続されているという点で上述した第19参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第19参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
A gas turbine according to a twentieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a system diagram of the gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 20, the gas turbine 201 according to the present embodiment reverses the first stationary blade system cooling air system 152 positioned upstream of the junction 182 to which the downstream end of the communication pipe 156 is connected. It differs from that of the nineteenth reference embodiment described above in that a stop valve 163 is connected. The other components are the same as those in the nineteenth reference embodiment described above, so the description of these components is omitted here.

本実施形態に係るガスタービン201によれば、連通管156を介して第1の静翼系冷却空気系統152の途中に導かれた圧縮空気の、合流点202から圧縮部2に向かう流れは、逆止弁163により阻止されることとなるので、合流点202から圧縮部2への逆流を確実に防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第19参考実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the gas turbine 201 according to the present embodiment, the flow of compressed air that is guided in the middle of the first stationary blade system cooling air system 152 via the communication pipe 156 from the confluence 202 to the compression unit 2 is: Since it will be blocked by the check valve 163, the backflow from the junction 202 to the compression unit 2 can be reliably prevented.
Other functions and effects are the same as those of the nineteenth reference embodiment described above, and a description thereof is omitted here.

本発明の第1実施形態に係るガスタービンについて、図21を参照しながら説明する。図21は本実施形態に係るガスタービンの系統図である。
図21に示すように、本実施形態に係るガスタービン211は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部2と、この圧縮部2から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部3と、この燃焼部3の下流側に位置し、燃焼部3を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部4と、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気を、タービン部4を構成するロータ(図示せず)の内部に導くロータ系冷却空気系統212とを主たる要素として構成されている。
A gas turbine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a system diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
As shown in FIG. 21, the gas turbine 211 according to the present embodiment includes a compression unit 2 that compresses combustion air, and injects and burns fuel into the high-pressure air sent from the compression unit 2, thereby It is extracted from the combustion section 3 that generates combustion gas, the turbine section 4 that is located downstream of the combustion section 3 and driven by the combustion gas exiting the combustion section 3, and the outlet section (rear stage) of the compression section 2 The main component is a rotor cooling air system 212 that guides (high pressure) compressed air to the inside of a rotor (not shown) that constitutes the turbine section 4.

ロータ系冷却空気系統212の途中には、通過する圧縮空気を冷却するクーラ213および制御器(図示せず)によってON−OFF(起動−停止)されるブースト圧縮機214が接続されている。また、クーラ213の下流側で、ブースト圧縮機214の上流側に位置するロータ系冷却空気系統212と、ブースト圧縮機214の下流側に位置するロータ系冷却空気系統212とは、バイパス系統215により接続されており、このバイパス系統215の途中には、制御器(図示せず)によって開閉される制御弁216が接続されている。
なお、制御弁216は、必須の構成要素ではない。
A cooler 213 that cools the compressed air passing therethrough and a boost compressor 214 that is turned on and off (start-stop) by a controller (not shown) are connected to the rotor system cooling air system 212. Further, on the downstream side of the cooler 213, the rotor system cooling air system 212 located on the upstream side of the boost compressor 214 and the rotor system cooling air system 212 located on the downstream side of the boost compressor 214 are connected by a bypass system 215. A control valve 216 that is opened and closed by a controller (not shown) is connected in the middle of the bypass system 215.
Note that the control valve 216 is not an essential component.

本実施形態に係るガスタービン211によれば、ターンダウン運転時には、制御弁216が閉じられるとともにブースト圧縮機214が運転され、圧縮部2の高圧段から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、ロータ系冷却空気系統212および動翼を通ってタービン部4の作動流体経路内に強制的に(積極的に)投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気が、燃焼部3をバイパスするとともに、ロータ系冷却空気系統212を通ってタービン部4に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部4の温度を低下させることができ、タービン翼(動翼および静翼)等のタービン部4を構成する部品の延命化を図ることができる。
なお、通常運転(例えば、全負荷運転)時には、制御弁216が開けられるとともにブースト圧縮機214が停止され、圧縮部2の出口部(後段)から抽出された(高圧の)圧縮空気は、バイパス系統215を通ってタービン部4に投入されることとなる。
According to the gas turbine 211 according to the present embodiment, during the turn-down operation, the control valve 216 is closed and the boost compressor 214 is operated, and the (high pressure) compressed air extracted from the high pressure stage of the compression unit 2 is Since the combustion unit 3 is bypassed, it is forcibly (positively) introduced into the working fluid path of the turbine unit 4 through the rotor cooling air system 212 and the moving blades. Can be reduced.
In turn-down operation, (high pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compression unit 2 bypasses the combustion unit 3 and enters the turbine unit 4 through the rotor system cooling air system 212. Therefore, the temperature of the turbine unit 4 can be lowered while maintaining the turbine inlet temperature at a high level during the turndown operation, and the turbine unit 4 such as turbine blades (moving blades and stationary blades) can be reduced. It is possible to prolong the life of the components.
During normal operation (for example, full load operation), the control valve 216 is opened, the boost compressor 214 is stopped, and (high-pressure) compressed air extracted from the outlet (rear stage) of the compressor 2 is bypassed. It will be put into the turbine section 4 through the system 215.

なお、上述した実施形態では、管状の連通管を連通路の一具体例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ブロック体に連通孔が形成されたようなものであってもよい。
また、明細書中における「系統」とは、管状の配管や、ブロック体に連通孔が形成されたようなもの等、圧縮空気が通過することができるものであればいかなる形態のものであっても良い。
さらに、上述した第15参考実施形態から第20参考実施形態では、三つの静翼系冷却空気系統を有するものについて説明したが、本発明はこのようなものに限定されるものではなく、二つまたは四つ以上の静翼系冷却空気系統を有するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the tubular communication pipe has been described as a specific example of the communication path. However, the present invention is not limited to this, for example, a communication hole formed in the block body. It may be.
Further, the “system” in the specification refers to any form as long as compressed air can pass through, such as a tubular pipe or a block body having a communication hole formed therein. Also good.
In the fifteenth to twentieth reference embodiments described above, the three stationary blade system cooling air systems have been described. However, the present invention is not limited to such a configuration. Or it may have four or more stationary blade system cooling air systems.

1 ガスタービン
2 圧縮部
3 燃焼部
4 タービン部
5 静翼系冷却空気系統
6 ロータ系冷却空気系統(車室抽気系統)
12 連通管(連通路)
13 第2の制御弁(流量制御手段)
21 ガスタービン
22 合流点
23 逆止弁(逆流防止手段)
31 ガスタービン
41 ガスタービン
42 合流点
51 ガスタービン
61 ガスタービン
71 ガスタービン
81 ガスタービン
91 ガスタービン
92 静翼系冷却空気系統
93 ロータ系冷却空気系統(車室抽気系統)
96 連通管(連通路)
97 第2の制御弁(流量制御手段)
101 ガスタービン
102 合流点
103 逆止弁(逆流防止手段)
111 ガスタービン
121 ガスタービン
122 合流点
131 ガスタービン
132 第1の連通管(連通路)
133 第2の制御弁(流量制御手段)
134 第2の連通管(連通路)
135 第3の制御弁(流量制御手段)
136 合流点
141 ガスタービン
142 逆止弁(逆流防止手段)
151 ガスタービン
152 第1の静翼系冷却空気系統
153 第2の静翼系冷却空気系統
154 第3の静翼系冷却空気系統
155 ロータ系冷却空気系統
156 連通管(連通路)
161 ガスタービン
162 合流点
163 逆止弁(逆流防止手段)
171 ガスタービン
181 ガスタービン
182 合流点
191 ガスタービン
201 ガスタービン
202 合流点
211 ガスタービン
212 ロータ系冷却空気系統
214 ブースト圧縮機
215 バイパス系統
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine 2 Compression part 3 Combustion part 4 Turbine part 5 Stator blade system cooling air system 6 Rotor system cooling air system (vehicle compartment extraction system)
12 Communication pipe (communication path)
13 Second control valve (flow rate control means)
21 Gas Turbine 22 Junction Point 23 Check Valve (Backflow Prevention Means)
31 Gas Turbine 41 Gas Turbine 42 Junction Point 51 Gas Turbine 61 Gas Turbine 71 Gas Turbine 81 Gas Turbine 91 Gas Turbine 92 Stator Blade System Cooling Air System 93 Rotor System Cooling Air System (Vehicle Extraction System)
96 Communication pipe (communication passage)
97 Second control valve (flow rate control means)
101 Gas Turbine 102 Junction Point 103 Check Valve (Backflow Prevention Means)
111 Gas Turbine 121 Gas Turbine 122 Junction Point 131 Gas Turbine 132 First Communication Pipe (Communication Path)
133 Second control valve (flow rate control means)
134 Second communication pipe (communication path)
135 Third control valve (flow rate control means)
136 Junction Point 141 Gas Turbine 142 Check Valve (Backflow Preventing Means)
151 Gas Turbine 152 First Stator Blade Cooling Air System 153 Second Stator Blade Cooling Air System 154 Third Stator Blade Cooling Air System 155 Rotor Cooling Air System 156 Communication Pipe (Communication Path)
161 Gas turbine 162 Junction point 163 Check valve (backflow prevention means)
171 Gas turbine 181 Gas turbine 182 Junction point 191 Gas turbine 201 Gas turbine 202 Junction point 211 Gas turbine 212 Rotor cooling air system 214 Boost compressor 215 Bypass system

Claims (1)

燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、
この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、
この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、
前記圧縮部の出口部から抽出された圧縮空気を、前記タービン部を構成するロータの内部に導くロータ系冷却空気系統とを備えたガスタービンであって、
前記ロータ系冷却空気系統の途中にブースト圧縮機が接続され、前記ブースト圧縮機をバイパスするバイパス系統を備えており、
ターンダウン運転時には、前記ブースト圧縮機が運転され、前記圧縮空気が前記ロータ系冷却空気系統を通って前記タービン部の作動流体経路内に強制的に投入されることを特徴とするガスタービン。
A compression section for compressing combustion air;
A combustion section for injecting and burning fuel into the high-pressure air sent from the compression section to generate high-temperature combustion gas;
A turbine section located downstream of the combustion section and driven by combustion gas exiting the combustion section;
A gas turbine comprising a rotor cooling air system that guides compressed air extracted from an outlet of the compressor to the inside of a rotor that constitutes the turbine;
A boost compressor is connected in the middle of the rotor system cooling air system, and includes a bypass system that bypasses the boost compressor,
In the turndown operation, the boost compressor is operated, and the compressed air is forcibly supplied into a working fluid path of the turbine section through the rotor cooling air system.
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