JPH0754669A - ガスタービン冷却空気制御装置 - Google Patents
ガスタービン冷却空気制御装置Info
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- JPH0754669A JPH0754669A JP21695393A JP21695393A JPH0754669A JP H0754669 A JPH0754669 A JP H0754669A JP 21695393 A JP21695393 A JP 21695393A JP 21695393 A JP21695393 A JP 21695393A JP H0754669 A JPH0754669 A JP H0754669A
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- cooling air
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 静翼を冷却するために使用する空気圧縮機か
らの吐出空気および中間段抽気の量を軽減して、ガスタ
ービンの熱効率を向上させること。 【構成】 空気圧縮機１の吐出空気および中間段抽気
を、冷却空気としてタービン２の各段の静翼４〜７へ配
管１６〜１９を通して供給するガスタービンにおいて、
この冷却空気を、ガスタービンの運転状態に応じて、空
気冷却器３１〜３４で冷却したうえで各静翼へ供給する
ようにしたもの。
らの吐出空気および中間段抽気の量を軽減して、ガスタ
ービンの熱効率を向上させること。 【構成】 空気圧縮機１の吐出空気および中間段抽気
を、冷却空気としてタービン２の各段の静翼４〜７へ配
管１６〜１９を通して供給するガスタービンにおいて、
この冷却空気を、ガスタービンの運転状態に応じて、空
気冷却器３１〜３４で冷却したうえで各静翼へ供給する
ようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの中空静
翼を、空気圧縮機の吐出空気および中間段抽気で冷却す
るガスタービンに係り、更に詳細には、その冷却空気の
温度をガスタービンの運転状態に応じて制御するように
した装置に関する。
翼を、空気圧縮機の吐出空気および中間段抽気で冷却す
るガスタービンに係り、更に詳細には、その冷却空気の
温度をガスタービンの運転状態に応じて制御するように
した装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のガスタービン冷却空気制
御装置を示す系統図である。図３において、軸流空気圧
縮機１とタービン２が一体に形成されたガスタービン
は、一対の軸受３で支えられている。また、タービンの
内車室には第１段静翼４、第２段静翼５、第３段静翼
６、第４段静翼７が順次設けられており、タービンディ
スク８、９、１０、１１に設けられた第１段動翼１２、
第２段動翼１３、第３段動翼１４、第４段動翼１５がそ
れぞれ静翼と交互に配置されている。なお、図３は系統
図のため、タービンの構造等については、要部のみを概
略的に示している。
御装置を示す系統図である。図３において、軸流空気圧
縮機１とタービン２が一体に形成されたガスタービン
は、一対の軸受３で支えられている。また、タービンの
内車室には第１段静翼４、第２段静翼５、第３段静翼
６、第４段静翼７が順次設けられており、タービンディ
スク８、９、１０、１１に設けられた第１段動翼１２、
第２段動翼１３、第３段動翼１４、第４段動翼１５がそ
れぞれ静翼と交互に配置されている。なお、図３は系統
図のため、タービンの構造等については、要部のみを概
略的に示している。
【０００３】そして、空気圧縮機１からの吐出空気の一
部は、配管１６を通して第１段静翼４へ供給され、これ
を冷却している。また、空気圧縮機１の中間段抽気は、
それぞれ外部配管１７、１８、１９を通して第２段静翼
５、第３段静翼６、第４段静翼７へ供給され、各段の静
翼をそれぞれ冷却している。更に、空気圧縮機１からの
吐出空気の他の一部は外部に導かれ、空気濾過器２０お
よび空気冷却器２１を経て再びタービンへ流入し、ター
ビンディスク８、９、１０、１１や各動翼１２、１３、
１４、１５を冷却する。これらタービンを冷却した空気
は、主ガスに合流する。なお、空気圧縮機１には、可変
式の入口案内翼２２が取付けられていて、大気温度に応
じて取込む空気量を調節している。
部は、配管１６を通して第１段静翼４へ供給され、これ
を冷却している。また、空気圧縮機１の中間段抽気は、
それぞれ外部配管１７、１８、１９を通して第２段静翼
５、第３段静翼６、第４段静翼７へ供給され、各段の静
翼をそれぞれ冷却している。更に、空気圧縮機１からの
吐出空気の他の一部は外部に導かれ、空気濾過器２０お
よび空気冷却器２１を経て再びタービンへ流入し、ター
ビンディスク８、９、１０、１１や各動翼１２、１３、
１４、１５を冷却する。これらタービンを冷却した空気
は、主ガスに合流する。なお、空気圧縮機１には、可変
式の入口案内翼２２が取付けられていて、大気温度に応
じて取込む空気量を調節している。
【０００４】各配管１６、１７、１８、１９にはそれぞ
れ流量制御弁１６Ａ、１７Ａ、１８Ａ、１９Ａが設けら
れており、各流量制御弁１６Ａ〜１９Ａの開度は、調節
器２３からの制御信号によって調節される。すなわち、
調節器２３には温度検出器２４で検出されたディスクキ
ャビティ２５内の空気温度情報と、設定温度信号と、定
圧の制御空気とが供給され、これらによって、ディスク
キャビティ２５内の温度をほぼ設定値にするように調節
している。なお、温度検出器２４はディスクキャビティ
２５のそれぞれについて設けられているとともに、各デ
ィスクキャビティ２５内の温度情報は、温度検出器２４
から図示しない制御室へ送られる。
れ流量制御弁１６Ａ、１７Ａ、１８Ａ、１９Ａが設けら
れており、各流量制御弁１６Ａ〜１９Ａの開度は、調節
器２３からの制御信号によって調節される。すなわち、
調節器２３には温度検出器２４で検出されたディスクキ
ャビティ２５内の空気温度情報と、設定温度信号と、定
圧の制御空気とが供給され、これらによって、ディスク
キャビティ２５内の温度をほぼ設定値にするように調節
している。なお、温度検出器２４はディスクキャビティ
２５のそれぞれについて設けられているとともに、各デ
ィスクキャビティ２５内の温度情報は、温度検出器２４
から図示しない制御室へ送られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
のガスタービン冷却空気制御装置にあつては、空気圧縮
機１からの吐出空気および中間段抽気の温度は高く、こ
れを静翼４〜７を冷却するためにそのまま使用している
ので、所望の冷却効果を得るには、多量の吐出空気およ
び中間段抽気を必要としていた。そのため、ガスタービ
ンの熱効率を低下させることになっていた。
のガスタービン冷却空気制御装置にあつては、空気圧縮
機１からの吐出空気および中間段抽気の温度は高く、こ
れを静翼４〜７を冷却するためにそのまま使用している
ので、所望の冷却効果を得るには、多量の吐出空気およ
び中間段抽気を必要としていた。そのため、ガスタービ
ンの熱効率を低下させることになっていた。
【０００６】また、冷却用に使用している空気圧縮機１
からの吐出空気および中間段抽気の温度が高いので、内
車室の熱膨張のため、動翼１２〜１５のチップクリアラ
ンスが大きくなって、漏洩損失を増加させることにな
り、これもガスタービンの効率を低下させる原因となっ
ていた。
からの吐出空気および中間段抽気の温度が高いので、内
車室の熱膨張のため、動翼１２〜１５のチップクリアラ
ンスが大きくなって、漏洩損失を増加させることにな
り、これもガスタービンの効率を低下させる原因となっ
ていた。
【０００７】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、静翼を冷却するために使
用する空気圧縮機からの吐出空気および中間段抽気の量
を軽減して、ガスタービンの熱効率を向上させることを
目的とする。
決するためになされたもので、静翼を冷却するために使
用する空気圧縮機からの吐出空気および中間段抽気の量
を軽減して、ガスタービンの熱効率を向上させることを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、空気圧縮機の吐出空気および中間段抽
気によってタービン静翼を冷却するようにしたガスター
ビンにおいて、タービン静翼へ供給する前記空気圧縮機
の吐出空気および中間段抽気を冷却する冷却手段を設
け、この冷却手段をガスタービンの運転状態に応じて制
御するようにしたものである。また、ガスタービンの外
部車室と内部車室とで囲まれた空間に、内部車室側へ向
けて多数の貫通孔を有する環状管を収納し、この環状管
に前記冷却手段で冷却された空気圧縮機の吐出空気又は
中間段抽気を導入するようにしたものである。
めに、本発明は、空気圧縮機の吐出空気および中間段抽
気によってタービン静翼を冷却するようにしたガスター
ビンにおいて、タービン静翼へ供給する前記空気圧縮機
の吐出空気および中間段抽気を冷却する冷却手段を設
け、この冷却手段をガスタービンの運転状態に応じて制
御するようにしたものである。また、ガスタービンの外
部車室と内部車室とで囲まれた空間に、内部車室側へ向
けて多数の貫通孔を有する環状管を収納し、この環状管
に前記冷却手段で冷却された空気圧縮機の吐出空気又は
中間段抽気を導入するようにしたものである。
【０００９】
【作 用】上記の手段によれば、タービン静翼を冷却す
るための冷却空気の温度を低下させるので、冷却空気の
量が少なくてすみ、したがって熱効率が向上することに
なる。また、内車室の温度も低下するので、熱膨脹量が
減少し、動翼のチップクリアランスが小さくなって、漏
洩損失も軽減される。
るための冷却空気の温度を低下させるので、冷却空気の
量が少なくてすみ、したがって熱効率が向上することに
なる。また、内車室の温度も低下するので、熱膨脹量が
減少し、動翼のチップクリアランスが小さくなって、漏
洩損失も軽減される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係るガスタービン冷却空気制
御装置の実施例について、図１および図２を参照して詳
細に説明する。なお、これらの図において、図３と同一
部分には同一符号を付して示してあるので、その部分の
説明は省略する。
御装置の実施例について、図１および図２を参照して詳
細に説明する。なお、これらの図において、図３と同一
部分には同一符号を付して示してあるので、その部分の
説明は省略する。
【００１１】図１は本発明に係るガスタービン冷却空気
制御装置の一実施例を示す系統図であり、図２は図１の
制御装置で冷却されるガスタービンの冷却部として、第
２段静翼の近傍を示す断面図である。
制御装置の一実施例を示す系統図であり、図２は図１の
制御装置で冷却されるガスタービンの冷却部として、第
２段静翼の近傍を示す断面図である。
【００１２】先ず図１に示すように、本発明によれば、
空気圧縮機１から第１段静翼４へ吐出空気の一部を導く
配管１６、および空気圧縮機１の中間段抽気を第２段静
翼５、第３段静翼６、第４段静翼７へそれぞれ導く各外
部配管１７、１８、１９に、空気冷却器３１、３２、３
３、３４がそれぞれ設置されている。そして、空気冷却
器３１〜３４のそれぞれには、図示しない制御室からの
指令によって開閉される電磁弁３５を介して冷媒例えば
冷却水が供給される。
空気圧縮機１から第１段静翼４へ吐出空気の一部を導く
配管１６、および空気圧縮機１の中間段抽気を第２段静
翼５、第３段静翼６、第４段静翼７へそれぞれ導く各外
部配管１７、１８、１９に、空気冷却器３１、３２、３
３、３４がそれぞれ設置されている。そして、空気冷却
器３１〜３４のそれぞれには、図示しない制御室からの
指令によって開閉される電磁弁３５を介して冷媒例えば
冷却水が供給される。
【００１３】この電磁弁３５は、例えば、ガスタービン
が定格負荷に到達したとか、温度検出器２４により検出
されたディスクキャビティ２５内の温度が、所定温度以
上になったとか、ガスタービンの運転状態に応じて、制
御室からの指令で開かれるものであり、電磁弁３５が開
いているときは、空気冷却器３１〜３４によって、各配
管１６〜１９を通る空気が、冷媒との熱交換によって冷
却されることになる。そのため、各静翼５〜７へ供給さ
れる冷却空気の温度が低下し、供給すべき冷却空気、す
なわち空気圧縮機１からの吐出空気および中間段抽気の
量を軽減することができ、ガスタービンの熱効率を向上
できる。
が定格負荷に到達したとか、温度検出器２４により検出
されたディスクキャビティ２５内の温度が、所定温度以
上になったとか、ガスタービンの運転状態に応じて、制
御室からの指令で開かれるものであり、電磁弁３５が開
いているときは、空気冷却器３１〜３４によって、各配
管１６〜１９を通る空気が、冷媒との熱交換によって冷
却されることになる。そのため、各静翼５〜７へ供給さ
れる冷却空気の温度が低下し、供給すべき冷却空気、す
なわち空気圧縮機１からの吐出空気および中間段抽気の
量を軽減することができ、ガスタービンの熱効率を向上
できる。
【００１４】なお、電磁弁３５の制御に合わせて、各配
管１６、１７、１８、１９に設けられている流量制御弁
１６Ａ、１７Ａ、１８Ａ、１９Ａの開度が、ディスクキ
ャビティ２５内の温度情報と、設定温度に基づく調節器
２３からの制御信号とによって調節されるので、タービ
ンの運転状態に応じた冷却用空気の冷却制御が、よりき
め細かく行われることになる。
管１６、１７、１８、１９に設けられている流量制御弁
１６Ａ、１７Ａ、１８Ａ、１９Ａの開度が、ディスクキ
ャビティ２５内の温度情報と、設定温度に基づく調節器
２３からの制御信号とによって調節されるので、タービ
ンの運転状態に応じた冷却用空気の冷却制御が、よりき
め細かく行われることになる。
【００１５】一方、図２に示すように、ガスタービンの
外車室３６と内車室３７とで囲まれた空間Ａには、環状
管３８が収納されている。そして、この環状管３８には
外車室３６にフランジ３９によって固定されている冷却
空気管４０が連通している。また、環状管３８には、内
車室３７側へ向けて多数の貫通孔４１が形成されてい
る。更に、内車室３７には翼環４２が取付けられてい
て、これに静翼５の外側シュラウド４３や分割環４４が
支えられている。そして、翼環４２と外側シュラウド４
３に囲まれた室Ｂを前記空間Ａに連通させるように、内
車室３７に貫通孔４５が形成されており、外側シュラウ
ド４３にも中空の静翼５に連通するように貫通孔４６が
形成されている。
外車室３６と内車室３７とで囲まれた空間Ａには、環状
管３８が収納されている。そして、この環状管３８には
外車室３６にフランジ３９によって固定されている冷却
空気管４０が連通している。また、環状管３８には、内
車室３７側へ向けて多数の貫通孔４１が形成されてい
る。更に、内車室３７には翼環４２が取付けられてい
て、これに静翼５の外側シュラウド４３や分割環４４が
支えられている。そして、翼環４２と外側シュラウド４
３に囲まれた室Ｂを前記空間Ａに連通させるように、内
車室３７に貫通孔４５が形成されており、外側シュラウ
ド４３にも中空の静翼５に連通するように貫通孔４６が
形成されている。
【００１６】従って、冷却空気管４０を通して環状管３
８に導入された冷却空気は、環状管３８に多数穿設され
ている貫通孔４１から、内車室３７の壁面側へ向けて噴
射される。そのため、内車室３７内はコンベクションお
よびインピンジメント併用冷却により、冷却効果が促進
される。そして冷却空気は、この内車室３７に衝突した
後、貫通孔４５を経て翼環４２と外側シュラウド４３と
に囲まれた室Ｂに入り、更に、外側シュラウド４３に形
成されている貫通孔４６を経て中空の静翼５内へ流入し
て、これらを冷却する。この冷却空気によって、翼環４
２も冷却されるので、翼環４２に支えられている分割環
４４の内径の増大が抑制されることとなり、分割環４４
の表面と第２段動翼１３の先端との隙間、すなわちチッ
プクリアランスＳを最小に保つことができ、漏洩損失を
軽減させてガスタービンの効率を向上できる。
８に導入された冷却空気は、環状管３８に多数穿設され
ている貫通孔４１から、内車室３７の壁面側へ向けて噴
射される。そのため、内車室３７内はコンベクションお
よびインピンジメント併用冷却により、冷却効果が促進
される。そして冷却空気は、この内車室３７に衝突した
後、貫通孔４５を経て翼環４２と外側シュラウド４３と
に囲まれた室Ｂに入り、更に、外側シュラウド４３に形
成されている貫通孔４６を経て中空の静翼５内へ流入し
て、これらを冷却する。この冷却空気によって、翼環４
２も冷却されるので、翼環４２に支えられている分割環
４４の内径の増大が抑制されることとなり、分割環４４
の表面と第２段動翼１３の先端との隙間、すなわちチッ
プクリアランスＳを最小に保つことができ、漏洩損失を
軽減させてガスタービンの効率を向上できる。
【００１７】なお、図２では、ガスタービンの冷却部と
して、第２段静翼５の近傍についてのみ説明したが、ほ
かの静翼についても同様な構成とすることにより、同じ
ような効果が得られることは言うまでもない。また、図
２に符号４７で示したものはセンターピンである。
して、第２段静翼５の近傍についてのみ説明したが、ほ
かの静翼についても同様な構成とすることにより、同じ
ような効果が得られることは言うまでもない。また、図
２に符号４７で示したものはセンターピンである。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
タービン静翼を冷却するための冷却空気として使用す
る、空気圧縮機の吐出空気および中間段抽気の温度を、
タービンの運転状態に応じて低下させたうえで使用する
ので、使用する冷却空気の量が少なくてすみ、ガスター
ビンの熱効率を向上することができる。また、この冷却
空気を、ガスタービンの外部車室と内部車室とで囲まれ
た空間に導入するので、内車室や翼環に支えられている
分割環の温度も低下させることとなり、熱膨脹量が減少
し、動翼のチップクリアランスも小さくなって、漏洩損
失を軽減させてガスタービンの熱効率が向上するなど、
極めて作用効果の大きなガスタービン冷却空気制御装置
が提供される。
タービン静翼を冷却するための冷却空気として使用す
る、空気圧縮機の吐出空気および中間段抽気の温度を、
タービンの運転状態に応じて低下させたうえで使用する
ので、使用する冷却空気の量が少なくてすみ、ガスター
ビンの熱効率を向上することができる。また、この冷却
空気を、ガスタービンの外部車室と内部車室とで囲まれ
た空間に導入するので、内車室や翼環に支えられている
分割環の温度も低下させることとなり、熱膨脹量が減少
し、動翼のチップクリアランスも小さくなって、漏洩損
失を軽減させてガスタービンの熱効率が向上するなど、
極めて作用効果の大きなガスタービン冷却空気制御装置
が提供される。
【図１】本発明のガスタービン冷却空気制御装置の一実
施例を示す系統図である。
施例を示す系統図である。
【図２】図１に示したガスタービン冷却空気制御装置で
冷却される、ガスタービンの冷却部として、第２段静翼
の近傍を示す断面図である。
冷却される、ガスタービンの冷却部として、第２段静翼
の近傍を示す断面図である。
【図３】従来のガスタービン冷却空気制御装置を示す系
統図である。
統図である。
１ 空気圧縮機 ２ タービン ４、５、６、７ 静翼 １２、１３、１４、１５ 動翼 １６、１７、１８、１９ 配管 ２４ 温度検出器 ３１、３２、３３、３４ 空気冷却器 ３５ 電磁弁 ３６ 外車室 ３７ 内車室 ３８ 環状管 ４０ 冷却空気管 ４１ 貫通孔 ４２ 翼環 ４３ 外側シュラウド ４４ 分割環 ４５、４６ 貫通孔 Ａ、Ｂ 空間
Claims (2)
- 【請求項１】空気圧縮機の吐出空気および中間段抽気に
よってタービン静翼を冷却するようにしたガスタービン
において、タービン静翼へ供給する前記空気圧縮機の吐
出空気および中間段抽気を冷却する冷却手段と、この冷
却手段をガスタービンの運転状態に応じて制御する制御
手段とを備えたことを特徴とするガスタービン冷却空気
制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載のガスタービン冷却空気制御
装置において、ガスタービンの外部車室と内部車室とで
囲まれた空間に、内部車室側へ向けて多数の貫通孔を有
する環状管を収納し、この環状管に前記冷却手段で冷却
された空気圧縮機の吐出空気又は中間段抽気を導入する
ようにしたことを特徴とするガスタービン冷却空気制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21695393A JPH0754669A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | ガスタービン冷却空気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21695393A JPH0754669A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | ガスタービン冷却空気制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754669A true JPH0754669A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16696509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21695393A Withdrawn JPH0754669A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | ガスタービン冷却空気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754669A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-08-09 JP JP21695393A patent/JPH0754669A/ja not_active Withdrawn
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