JPH0717930U - ガスタービン高温部の急冷防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービントリップ時、高温部が冷却空気
によって急冷されるのを防止する装置を提供する。 【構成】 燃焼器車室７と排気デフューザ室１４との間
をタービンバイパス配管１５で連通せしめ、該バイパス
配管１５に常時閉のタービンバイパス弁１６を設ける。
タービンバイパス弁１６はガスタービントリップ信号を
受けて開き、冷却空気がタービン２をバイパスして排気
デフューザ室１４へ流れるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガスタービンのトリップ時に、ロータ、動翼及び静翼等の高温部が 急冷されるのを防止するガスタービン高温部の急冷防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ガスタービンのタービン高温部、たとえばロータ、動翼及び静翼等は、各々が 冷却空気の供給を受けて冷却される。図２は従来の冷却空気系統を示しており、 下記の３系統によって構成されている。 （１）圧縮機吐出空気系 空気圧縮機１の吐出空気はタービン２の中空第１段静翼３内へ導かれ、静翼を 冷却したのち主ガス流れに合流する。 （２）圧縮機中間段抽気系 空気圧縮機１の中間段からの抽気は圧力が対応せる第２段以降の中空静翼４， ５，６へ導かれ、それぞれ静翼を冷却したのち主ガス流れに合流する。 （３）燃焼器兼圧縮機車室（以下燃焼器車室と言う）抽気系 燃焼器車室７から抽気された高圧抽気は空気冷却器８及びエアフィルタ９を経 てタービンロータ内へ流入し、タービンディスク１１及び動翼１２を冷却したの ち主ガス流れに合流する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来例によれば、燃焼器車室抽気系に遮断弁がないため、ガスタービ ントリップ時にも冷却空気がタービンロータ及び動翼内を流れ続けることになる 。

【０００４】 一方、トリップと共に燃料が遮断されるため、高温ガスはタービンへ流入しな くなる。このため、タービンロータと動翼は急速に冷やされ、過大な熱応力と熱 衝撃によってタービン高温部、特に動翼を損傷する場合があった。

【０００５】 また、図２に示す如く、圧縮機中間段抽気系にタービンバイパス弁１３を有す るタービンバイパス系を設置し、ガスタービントリップ時にはタービンバイパス 弁１３を開くことによって、圧縮機中間段抽気がタービン２をバイパスして直接 排気デフューザ室１４へ導かれるようにしたものもある。このようにすれば、燃 料遮断後に圧縮機中間段抽気系からの冷却空気がタービン動静翼を急冷するのを 防止できる。しかし、タービンバイパス弁１３の開操作だけではタービン高温部 の急冷を十分に防止することができず、ガスタービンの高温化と共にこの種の熱 応力によるタービン動静翼の損傷が問題となってきた。

【０００６】 そこで、本考案の目的は、ガスタービントリップ時において、冷却空気による 高温部の急冷を防止するガスタービン高温部の急冷防止装置を提供することにあ る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前述の課題を解決するもので、ガスタービントリップ時に冷却空気 による高温部の急冷を防止するガスタービン高温部の急冷防止装置において、燃 焼器兼圧縮機車室と排気デフューザ室との間を連通せしめる圧縮機吐出空気のタ ービンバイパス配管を設け、該バイパス配管にガスタービントリップ信号によっ て開くタービンバイパス弁を設置したことを特徴とするガスタービン高温部の急 冷防止装置である。

【０００８】 また、本考案は、ガスタービントリップ時に冷却空気による高温部の急冷を防 止するガスタービン高温部の急冷防止装置において、高温部への冷却空気系統に 遮断弁を設置し、ガスタービントリップ信号によって、運転中開状態にある前記 遮断弁を閉じるように構成したことを特徴とするガスタービン高温部の急冷防止 装置である。

【０００９】

【作用】 前述した第１の手段によれば、ガスタービントリップ時タービン動静翼を冷却 する圧縮空気が燃焼器車室からタービンをバイパスして排気デフューザ室へ導か れる。このため動静翼の冷却速度が低下して熱応力が減少する。

【００１０】 また、前述した第２の手段によれば、ガスタービントリップ時タービンロータ 及び動翼への冷却空気系が遮断され、ロータ及び動翼の急冷が防止される。従っ て、タービン高温部、特に動翼に過大な熱応力及び熱衝撃が発生することはない 。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例を図１に基いて説明する。なお、従来例と同一の部分には同 じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００１２】 最初に第１の考案の構成を説明する。この考案では、燃焼器車室７と排気デフ ューザ室１４との間をタービンバイパス配管１５で連通せしめ、該バイパス配管 １５の途中にタービンバイパス弁１６を設けてある。このタービンバイパス弁１ ６には常時閉の電磁又は電動タイプを使用し、ガスタービントリップ信号を受け て開動作するようにしてある。

【００１３】 上述したような構成とすることにより、ガスタービントリップ時にはタービン バイパス弁１６が開となり、タービン動静翼等の高温部を冷却する空気圧縮機１ からの圧縮空気が燃焼器車室７からタービンバイパス配管１５を通って排気デフ ューザ室１４へ導かれる。すなわち、高温部冷却用の圧縮空気はタービン２をバ イパスして流れることになり、燃料遮断によって高温ガスの流入がなくなった動 静翼の冷却を防止することができる。

【００１４】 次に第２の考案の構成を説明する。この考案では、高温部冷却空気系統、すな わち燃焼器車室抽気系統の空気冷却器８及びエアフィルタ９後流側に常時開の遮 断弁１７を設置してある。この遮断弁１７には電磁又は電動タイプを使用し、ガ スタービントリップ信号を受けて閉じるようにしてある。

【００１５】 上述したような構成とすることにより、ガスタービントリップ時には遮断弁１ ７が閉じるため、燃焼器車室抽気系が遮断されて高温部への冷却空気の供給が停 止される。このため高温ガスの流入がなくなった高温部を冷却空気によって冷却 することはなく、ロータや動翼等が急冷されるのを防止できる。

【００１６】 なお、上述した第１及び第２の考案は、各々単独で採用してもよいし、あるい は両方を併用してもよいのは言うまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

前述した第１の考案によれば、ガスタービントリップ時にタービン動静翼を急 速に冷却する圧縮空気の相当量がタービンをバイパスされて排気デフューザ室へ 導かれる。このため動静翼の熱応力が減少して、主として低サイクル熱疲労によ る損傷トラブルが発生せず、ガスタービンの信頼性が向上する。

【００１８】 また、前述した第２の考案によれば、ガスタービントリップ時にタービンロー タや動翼への冷却空気が遮断され、タービン高温部、特に動翼に急冷による熱応 力や熱衝撃が発生せず、その損傷が防止されてガスタービン信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る系統図である。

【図２】従来の冷却空気系統を示す図である。

【符号の説明】

１ 空気圧縮機 ２ タービン ３ 燃焼器兼圧縮機車室（燃焼器車室） １４ 排気デフューザ室 １５ タービンバイパス配管 １６ タービンバイパス弁 １７ 遮断弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスタービントリップ時に冷却空気による
   高温部の急冷を防止するガスタービン高温部の急冷防止
   装置において、燃焼器兼圧縮機車室と排気デフューザ室
   との間を連通せしめる圧縮機吐出空気のタービンバイパ
   ス配管を設け、該バイパス配管にガスタービントリップ
   信号によって開くタービンバイパス弁を設置したことを
   特徴とするガスタービン高温部の急冷防止装置。
2. 【請求項２】ガスタービントリップ時に冷却空気による
   高温部の急冷を防止するガスタービン高温部の急冷防止
   装置において、高温部への冷却空気系統に遮断弁を設置
   し、ガスタービントリップ信号によって、運転中開状態
   にある前記遮断弁を閉じるように構成したことを特徴と
   するガスタービン高温部の急冷防止装置。