JPH09144566A - ガスタービンの冷却装置 - Google Patents
ガスタービンの冷却装置Info
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- JPH09144566A JPH09144566A JP30566995A JP30566995A JPH09144566A JP H09144566 A JPH09144566 A JP H09144566A JP 30566995 A JP30566995 A JP 30566995A JP 30566995 A JP30566995 A JP 30566995A JP H09144566 A JPH09144566 A JP H09144566A
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- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
上の冷却系統の切替えを構造が複雑化することなく、か
つ運転操作も簡単な装置で以って施行し得る冷却装置を
提供する。 【解決手段】 ガスタービンの燃焼器、タービン周り部
材等の高温部を冷却する冷却流体を供給可能に構成され
たガスタービンにおいて、2種類の上記冷却流体が導入
され、同冷却流体間の差圧により作動して上記2種類の
冷却流体の上記高温部への供給を切り替える切替弁を備
え、同切替弁により、ガスタービン起動時と通常運転時
の冷却流体を切り替え、常時所要量の冷却流体を高温部
に供給する。
Description
焼器、タービン周りの部材等の高温部を冷却する冷却装
置に関する。
は、燃焼器、タービン周りの部材等の高温部材は、圧縮
機から抽気した冷却空気、外部から導入した冷却流体等
で冷却している。
空気として使用するガスタービンの冷却装置の1例が示
されている。図5において5は圧縮機、7はタービン、
6は燃焼器、8はロータシャフト、10は圧縮機出口の
空気管であり、この例においては、圧縮機5の出口空気
を2本の冷却管路9,11にて抽出するとともに中間段
からも抽出し、管路9の冷却空気により燃焼器6を、管
路11,12の冷却空気によりタービン周りの高温部材
を夫々冷却している。冷却後の空気は夫々被冷却部の気
流内に放出している。
ービン各部を冷却する冷却装置の1例が示されている。
図6において、16は外部からの冷却流体入口管、18
は同入口管路を開閉する開閉弁であり、開閉弁18が開
かれると同冷却流体は管路13を経てガスタービン燃焼
器6に送られこれを冷却するとともに、管路14を経て
タービン周りの高温部材に送られこれらを冷却する。冷
却後の冷却流体は、戻り管20及び15を介して回収さ
れる。
した冷却装置において、供給圧力の低下等によって冷却
流体の供給量が減少した際には、供給圧力を上昇せしめ
るか、あるいは補助冷却流体管路17を開閉する切替弁
19を開いて補助冷却流体を管路13,14に補給す
る。尚、上記供給圧力の上昇制御あるいは切替弁19の
開閉制御は、冷却流体の供給圧力または供給量を検出し
てフィードバック制御により行っている。
置にあっては、殊に図6に示されるような補助ボイラか
らの蒸気等の外部からの冷却流体を使用するシステムの
場合、冷却流体供給量を所要量保持するため、切替弁1
9を備えた切り替え冷却管路を設置することを要するこ
とから、冷却装置の構造が複雑となるとともに、運転方
法も煩雑化する、という問題点を抱えている。
において、2系統以上の冷却系統の切替えを構造が複雑
化することなく、かつ運転操作も簡単な装置で以って施
行し得る冷却装置を提供することにある。
決するもので、その要旨とする第1の手段は、ガスター
ビンの燃焼器、タービン周り部材等の高温部を冷却する
冷却流体を供給可能に構成されたガスタービンにおい
て、2種類の上記冷却流体が導入され、同冷却流体間の
差圧により作動して上記2種類の冷却流体の上記高温部
への供給を切り替える切替弁を備えたことを特徴とする
ガスタービンの冷却装置にある。
体化した第2の手段は上記冷却流体の一方が排ガスボイ
ラの発生蒸気から抽気された冷却蒸気よりなり、他方が
上記ガスタービンの圧縮機から抽気された冷却空気より
なることにある。
段は上記冷却流体の一方が排ガスボイラの発生蒸気から
抽気された冷却蒸気よりなり、他方が補助ボイラ等の外
部の蒸気源より送給される外部供給冷却蒸気からなるこ
とにある。
ビンの通常運転時には排ガスボイラの発生蒸気圧力が充
分に高いので、切替弁は一方の冷却流体である排ガスボ
イラ側の冷却蒸気とガスタービンの圧縮機からの冷却空
気との差圧により、排ガスボイラからの冷却蒸気側が
開、圧縮機からの冷却空気側が閉となるように作動し、
ガスタービンの燃焼室、タービン周り部材等の高温部に
は上記排ガスボイラからの冷却蒸気が送られ、これらを
冷却する。
には排ガスボイラの発生蒸気圧力が低いので、切替弁は
これに導入される上記冷却蒸気と冷却空気との差圧によ
り、排ガスボイラ側が閉、冷却空気側が開となるように
作動し、上記高温部には圧縮機からの冷却空気が送ら
れ、これを冷却する。
ビンの起動時及び起動直後に使用する冷却流体として、
補助ボイラ等で発生された外部からの蒸気を上記圧縮機
からの冷却空気に代えて使用し、起動時及び起動直後に
は、切替弁は上記外部からの蒸気を上記高温部に送り、
これを冷却する。
で作動する切替弁を排ガスボイラからの抽出蒸気管路と
圧縮機からの抽出空気管路または外部蒸気との合流部に
設けるという、極めて簡単な構造で以ってガスタービン
の起動時及びその直後においても充分な量、圧力の冷却
蒸気を高温部に送ることができる。
の実施形態を詳細に説明する。図1〜図3には本発明の
実施形態に係る冷却流体系統切り替え用の切替弁の構成
図(断面図)が示され、図4には同切替弁を装備したコ
ンバインドサイクルガスタービンプラントの系統図が示
されている。
7はタービン、6は燃焼器、8はロータシャフトであ
る。32は排ガスボイラ、34は蒸気タービン、33は
コンデンサであり、ガスタービンのタービン7で仕事を
し排出された排ガスは、排ガス管35を経て排ガスボイ
ラ32に導かれ、ここで水を加熱して蒸気を発生せしめ
た後煙突35から大気中に排出される。
路36を通って蒸気タービン34に導かれ、ここで発電
機の駆動等の仕事をした後、コンデンサ33にて冷却さ
れ復水する。
路36から分岐され、後述する切替弁50(A)(ある
いは50(B)、あるいは50(C))に接続される冷
却蒸気管路、11はガスタービンの圧縮機5の出口空気
の一部を抽気した冷却空気が通流し上記切替弁50
(A)に接続される冷却管路である。
却部に接続され、同部に冷却流体を供給する冷却管路、
39はタービン周りの高温部材の冷却部に冷却流体を供
給する冷却管路である。
1と後述する切替弁50Bとを接続する補助蒸気管路、
40は外部からの蒸気が導入され、後述する切替弁50
(C)に接続される外部蒸気管路である。
替弁であり、ガスタービンの起動時あるいは起動直後用
の冷却流体として圧縮機5からの冷却空気を使用する場
合は冷却管路11と冷却蒸気管路42の合流点に切替弁
50(A)を設け、補助ボイラ31からの蒸気を使用す
る場合は、補助蒸気管路41と冷却蒸気管路42との合
流点に切替弁50(B)を設け、また補助ボイラ以外の
外部蒸気を使用する場合は、上記管路42と外部蒸気管
路40との合流点に切替弁50(C)を設ける。
通流する出口冷却管路、43はタービン7周りの高温部
を冷却した冷却流体が通流する出口冷却管路であり、両
管路38,43は合流され、この合流管路41Aは蒸気
タービン34の中間段あるいは排ガスボイラ32の入口
管47に接続され、冷却後の冷却流体を回収している。
43は上記合流管路41を開閉する弁、44は逃し弁で
ある。
(C)の詳細構造が示された図1において、51は弁の
本体、52はバルブA、53はバルブB、54は同バル
ブA,Bを結合する軸であり、バルブA,B及び軸54
からなる2スプールの弁体50aは本体51内に往復摺
動自在に嵌合される。55は一方の冷却流体Aが導入さ
れる入口A、56は他方の冷却流体Bが導入される入口
B、57は冷却流体の出口である。
バルブBの面積S2 に加わる差圧で往復動し、後述する
圧力条件により、冷却流体Aの入口A55又は冷却流体
Bの入口B56と出口57との連通あるいは遮断を司ど
る。また、上記バルブA及びBの面積S1 及びS2 は、
後述するような差圧力:P1×S1 及びP2 ×S2 の条
件によって設定する。
却装置において、ガスタービンの運転中は、タービン7
を駆動した後の高温の排ガスは、上記のように排ガスボ
イラ32にて蒸気を発生せしめるが、この蒸気の一部を
蒸気タービン34に導く蒸気管路36から分岐された冷
却蒸気管路42に通流し、切替弁50(A)(あるいは
50(B),50(C))から冷却管路37及び冷却管
路39を介して燃焼器6の内筒及びタービン7の高温部
に送り、これらを冷却する。
いては、排ガスボイラ32から供給される蒸気の圧力が
低いため、燃焼器6の内筒やタービン7の高温部を冷却
するに充分な蒸気量が得られないことから、切替弁50
Aあるいは切替弁50(B)あるいは切替弁50(C)
を後述するように開閉操作して、圧縮機5からの冷却空
気あるいは補助ボイラ31からの冷却蒸気あるいは外部
蒸気を燃焼器6及びタービン7の高温部に供給する。
る冷却時には、冷却後の空気が排ガスボイラ32の入口
管路に混入しないようにするため弁43を閉、逃し弁4
4を開とする。これによって、上記燃焼器6冷却後の空
気は、出口冷却管路38から逃し弁44に、またタービ
ン7の高温部冷却後の空気は出口冷却管路43から逃し
弁44に夫々送られ、同逃し弁44から外部に排出され
る。
(C)の弁体50aは、図1〜図3に示されるように、
バルブA52(面積S1 )に加わる冷却流体Aの圧力P
1 による力(P1 ×S1 )とバルブB53(面積S2 )
に加わる冷却流体Bの圧力P 2 による力(P2 ×S2 )
との差(差圧力)により、図の左右に移動して冷却流体
の出入口を開閉する。
2に示されるように、弁体50aは図の右方へ動き、冷
却流体Aの入口A55と出口57とが連通されるととも
に、冷却流体Bの入口Bが遮断される。これにより冷却
流体Aが出口57を経て燃焼器6、タービン7の高温部
等の所要冷却部に送られる。
示されるように、弁体50aが左方へ動き、冷却流体B
の入口B56と出口57とが連通されるとともに、冷却
流体Aの入口A55が閉塞される。これにより、冷却流
体Bが出口57を経て、上記所定の冷却部に送られる。
即ち圧縮機5から抽出された冷却空気を使用するときに
は、切替弁50(A)の冷却流体入口の一方、例えば入
口A55を排ガスボイラ32からの冷却蒸気管路42
に、他方の入口B56を圧縮機5からの冷却管路11
に、出口57を燃焼器6への冷却管路37及びタービン
7への冷却管路39に接続する。
は、入口A55側の排ガスボイラ32からの蒸気圧力P
1 による力P1 S1 が入口B56側の冷却空気圧力P2
による力P2 S2 よりも大きくなり、入口A55と出口
57とが連通され、排ガスボイラ32からの冷却蒸気が
燃焼器6及びタービン7の高温部に送られる。
は、入口B56側の圧縮機5からの空気圧力P2 による
力P2 S2 が入口A55側の蒸気圧力P1 による力P1
S1よりも大きくなり、入口B56と出口57とが連通
され、圧縮機5からの冷却空気が燃焼器6及びタービン
7に送られる。
補助ボイラ31からの蒸気を使用するときには、切替弁
(B)の入口の一方例えば入口(B)56を補助ボイラ
31からの補助蒸気管路41に、他方の入口(A)55
を上記排ガスボイラ側の冷却蒸気管路42に、また出口
57を燃焼器6への冷却管路37及びタービン7への冷
却管路39に接続する。
ラ32からの冷却蒸気管路42側の入口A55が開、補
助ボイラ31からの補助蒸気管路41側の入口B56が
閉となり、排ガスボイラ32からの冷却蒸気が出口57
を通って燃焼器6及びガスタービン7に送られる。また
ガスタービンの起動時及び起動直後には補助ボイラ側の
入口B56が開、排ガスボイラ側の入口A55が閉とな
り、補助ボイラ31からの冷却蒸気が出口57を通って
燃焼器6及びタービン7に送られる。
ち外部蒸気を使用するときには、切替弁(C)の入口の
一方例えば入口(B)56を外部蒸気管路40に、他方
の入口(A)55を上記排ガスボイラ32側の冷却蒸気
管路42に、また出口57を燃焼器6への冷却管路37
及びタービン7への冷却管路39に夫々接続する。これ
により上記切替弁50(B)、50(A)使用時と同様
な作動により、通常運転時には、入口(A)55が開と
なり、排ガスボイラ32からの冷却蒸気が燃焼器6及び
タービン7に送られ、ガスタービンの起動時及び起動直
後には入口(B)が開となり外部蒸気が燃焼器6及びタ
ービン7に送られる。
差圧力で作動する2スプールのバルブA52及びバルブ
Bを有する切替弁50(A),50(B),50(C)
を設けるのみの簡単な構成で以って、ガスタービンの通
常運転時と起動時あるいは起動直後の蒸気の低圧時と
の、高温部の冷却流体の自動切り替えを行うことができ
る。
却流体の差圧で作動する切替弁を、一方の冷却流体、つ
まり排ガスボイラからの冷却蒸気と他方の冷却流体、つ
まりガスタービンの圧縮機からの抽出冷却空気または外
部から供給される外部蒸気との合流部に設置するとい
う、極めて簡単な構造で以って、ガスタービンの起動時
及び起動直後の蒸気圧力の低い状態においても充分な
量、圧力の冷却蒸気をガスタービンの高温部に供給する
ことができる。これにより、従来のもののような弁、配
管が複雑で取扱いも煩雑なものに較べ、極めて簡単な構
造でかつ低コストの装置で以って、全運転域において、
充分な量でかつ充分な圧力の冷却流体を高温部に送るこ
とができる。
図)。
タービンの系統図。
Claims (3)
- 【請求項1】 ガスタービンの燃焼器、タービン周り部
材等の高温部を冷却する冷却流体を供給可能に構成され
たガスタービンにおいて、2種類の上記冷却流体が導入
され、同冷却流体間の差圧により作動して上記2種類の
冷却流体の上記高温部への供給を切り替える切替弁を備
えたことを特徴とするガスタービンの冷却装置。 - 【請求項2】 上記冷却流体の一方が排ガスボイラの発
生蒸気から抽気された冷却蒸気よりなり、他方が上記ガ
スタービンの圧縮機から抽気された冷却空気よりなる請
求項1記載のガスタービンの冷却装置。 - 【請求項3】 上記冷却流体の一方が排ガスボイラの発
生蒸気から抽気された冷却蒸気よりなり、他方が補助ボ
イラ等の外部の蒸気源から送給される外部供給冷却蒸気
よりなる請求項1記載のガスタービンの冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30566995A JP3276276B2 (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | ガスタービンの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30566995A JP3276276B2 (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | ガスタービンの冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09144566A true JPH09144566A (ja) | 1997-06-03 |
JP3276276B2 JP3276276B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17947929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30566995A Expired - Lifetime JP3276276B2 (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | ガスタービンの冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3276276B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999037900A1 (fr) * | 1996-07-24 | 1999-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fil frise composite |
WO1999040306A1 (fr) * | 1996-08-05 | 1999-08-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine a gaz refroidie a la vapeur |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP30566995A patent/JP3276276B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999037900A1 (fr) * | 1996-07-24 | 1999-07-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fil frise composite |
WO1999040306A1 (fr) * | 1996-08-05 | 1999-08-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine a gaz refroidie a la vapeur |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3276276B2 (ja) | 2002-04-22 |
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