JPH1082302A - タービン動翼およびこれを備えた水素燃焼タービンプラント - Google Patents
タービン動翼およびこれを備えた水素燃焼タービンプラントInfo
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- JPH1082302A JPH1082302A JP8236945A JP23694596A JPH1082302A JP H1082302 A JPH1082302 A JP H1082302A JP 8236945 A JP8236945 A JP 8236945A JP 23694596 A JP23694596 A JP 23694596A JP H1082302 A JPH1082302 A JP H1082302A
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- 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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- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】翼内を効果的に冷却するとともに、冷却媒体の
適正な選定と翼内冷却後の回収を図ることによりプラン
ト熱効率を向上させるタービン動翼及びこれを備えた水
素燃焼タービンプラントを提供する。 【解決手段】翼内の前縁１８側に冷却媒体を案内する第
１冷却通路２０と、後縁１９側に冷却媒体を案内する第
２冷却通路２１と、第１冷却通路２０から前縁に冷却媒
体を案内する前縁通路２２，２３、翼内中央部に案内す
る第１蛇行通路２７と、第２冷却通路２１から後縁に冷
却媒体を案内する後縁通路３１，３２、翼内中央部に案
内する第２蛇行通路３６とを備える。また、高温タービ
ン４３に超高温媒体を供給する水素燃焼器４０と、高温
タービンの排気媒体を低圧タービン４２に供給する熱交
換器４７と、低圧タービンの排気を冷却媒体としてター
ビン動翼８に供給する冷却媒体供給系４４と、その冷却
媒体を水素燃焼器４０に回収させる冷却媒体回収系４５
とを備える。
適正な選定と翼内冷却後の回収を図ることによりプラン
ト熱効率を向上させるタービン動翼及びこれを備えた水
素燃焼タービンプラントを提供する。 【解決手段】翼内の前縁１８側に冷却媒体を案内する第
１冷却通路２０と、後縁１９側に冷却媒体を案内する第
２冷却通路２１と、第１冷却通路２０から前縁に冷却媒
体を案内する前縁通路２２，２３、翼内中央部に案内す
る第１蛇行通路２７と、第２冷却通路２１から後縁に冷
却媒体を案内する後縁通路３１，３２、翼内中央部に案
内する第２蛇行通路３６とを備える。また、高温タービ
ン４３に超高温媒体を供給する水素燃焼器４０と、高温
タービンの排気媒体を低圧タービン４２に供給する熱交
換器４７と、低圧タービンの排気を冷却媒体としてター
ビン動翼８に供給する冷却媒体供給系４４と、その冷却
媒体を水素燃焼器４０に回収させる冷却媒体回収系４５
とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料に水素を用
い、また酸化剤に純酸素を用い、水素の純酸素燃焼によ
り発生する超高温蒸気に対し、効果的な冷却と効果的な
冷却回収を行うことができるタービン動翼およびこれを
備えた水素燃焼タービンプラントに関する。
い、また酸化剤に純酸素を用い、水素の純酸素燃焼によ
り発生する超高温蒸気に対し、効果的な冷却と効果的な
冷却回収を行うことができるタービン動翼およびこれを
備えた水素燃焼タービンプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の火力発電プラントでは、プラント
の高効率化、プラントの起動時間短縮化が高く評価さ
れ、ガスタービンプラントに、蒸気タービンプラントお
よび排熱回収ボイラを組み合せたコンバインドサイクル
発電プラントが数多く稼動している。
の高効率化、プラントの起動時間短縮化が高く評価さ
れ、ガスタービンプラントに、蒸気タービンプラントお
よび排熱回収ボイラを組み合せたコンバインドサイクル
発電プラントが数多く稼動している。
【０００３】しかし、このコンバインドサイクル発電プ
ラントにおいては、ガスタービンプラントの燃料に、液
化天然ガスや石油（灯油）等の天然資源を使用している
が、何分にもガスタービンプラントの燃料消費が時間当
り数百トンと多量であることを考えると、天然資源の埋
蔵量に限界があり、自ずと燃料代替が必要になってきて
いる。また、天然資源は、クリーンなエネルギと言えど
も、ＮＯｘ，ＣＯ等の有害廃棄物を皆無にすることがで
きず、高出力化が求められている今日、その燃料消費を
考えると、有害廃棄物の極めて少ない代替燃料が必要で
ある。また、各家庭を含めた民生部門での電力消費が依
然として延びている今日、この需要に応えるために、ガ
スタービンプラントよりも高い出力が出せる代替原動機
が必要である。
ラントにおいては、ガスタービンプラントの燃料に、液
化天然ガスや石油（灯油）等の天然資源を使用している
が、何分にもガスタービンプラントの燃料消費が時間当
り数百トンと多量であることを考えると、天然資源の埋
蔵量に限界があり、自ずと燃料代替が必要になってきて
いる。また、天然資源は、クリーンなエネルギと言えど
も、ＮＯｘ，ＣＯ等の有害廃棄物を皆無にすることがで
きず、高出力化が求められている今日、その燃料消費を
考えると、有害廃棄物の極めて少ない代替燃料が必要で
ある。また、各家庭を含めた民生部門での電力消費が依
然として延びている今日、この需要に応えるために、ガ
スタービンプラントよりも高い出力が出せる代替原動機
が必要である。
【０００４】このような社会的ニーズ・シーズに対し、
最近、燃料に水素を用い、また酸化剤に純酸素を用い、
水素の純酸素燃焼により生成される廃棄物をクリーン化
させ、さらに発生する蒸気を超高温化させ、この超高温
蒸気をタービン駆動蒸気にする水素燃焼タービンプラン
トに、蒸気発生器（排熱回収ボイラ１としての熱交換
器）を組み合せたコンバインドサイクル発電プラントが
公表され（特開平７−２９３２０７号公報）、商業ベー
スへの実現性を高い期待をもって見守られている。
最近、燃料に水素を用い、また酸化剤に純酸素を用い、
水素の純酸素燃焼により生成される廃棄物をクリーン化
させ、さらに発生する蒸気を超高温化させ、この超高温
蒸気をタービン駆動蒸気にする水素燃焼タービンプラン
トに、蒸気発生器（排熱回収ボイラ１としての熱交換
器）を組み合せたコンバインドサイクル発電プラントが
公表され（特開平７−２９３２０７号公報）、商業ベー
スへの実現性を高い期待をもって見守られている。
【０００５】この水素燃焼タービンプラントは、図５に
示すように、高圧タービン１と低圧タービン２との間
に、中高圧タービン３ａと中低圧タービン３ｂを組み合
せた中圧タービン３を備え、中高圧タービン３ａ、中低
圧タービン３ｂのそれぞれに高圧水素燃焼器４ａ、低圧
水素燃焼器４ｂから発生する超高温蒸気（水蒸気）を供
給させるようになっている。
示すように、高圧タービン１と低圧タービン２との間
に、中高圧タービン３ａと中低圧タービン３ｂを組み合
せた中圧タービン３を備え、中高圧タービン３ａ、中低
圧タービン３ｂのそれぞれに高圧水素燃焼器４ａ、低圧
水素燃焼器４ｂから発生する超高温蒸気（水蒸気）を供
給させるようになっている。
【０００６】また、中圧タービン３の中高圧タービン３
ａおよび中低圧タービン３ｂの出口側には、蒸気発生器
としての第１熱交換器５ａ、第２熱交換器５ｂをそれぞ
れ備えている第１熱交換器５ａ、第２熱交換器５ｂは、
ともに蒸気タービンプラント６の給水系６ａからの給水
が供給されており、中高圧タービン３ａの排気蒸気およ
び中低圧タービン３ｂの排気蒸気のそれぞれを加熱源に
して給水を高温化させている。
ａおよび中低圧タービン３ｂの出口側には、蒸気発生器
としての第１熱交換器５ａ、第２熱交換器５ｂをそれぞ
れ備えている第１熱交換器５ａ、第２熱交換器５ｂは、
ともに蒸気タービンプラント６の給水系６ａからの給水
が供給されており、中高圧タービン３ａの排気蒸気およ
び中低圧タービン３ｂの排気蒸気のそれぞれを加熱源に
して給水を高温化させている。
【０００７】また、第１熱交換器５ａは、蒸気を過熱器
７で再び高温化させ、その高温蒸気を第２熱交換器５ｂ
から供給される高温蒸気に合流させ、高圧タービン１に
駆動蒸気として供給する一方、低圧水素燃焼器４ｂにも
供給し、再び超高温化させて中低圧タービン３ｂに供給
している。また、第２熱交換器５ｂは、蒸気を高温化さ
せ、駆動蒸気として低圧タービン２に供給している。
７で再び高温化させ、その高温蒸気を第２熱交換器５ｂ
から供給される高温蒸気に合流させ、高圧タービン１に
駆動蒸気として供給する一方、低圧水素燃焼器４ｂにも
供給し、再び超高温化させて中低圧タービン３ｂに供給
している。また、第２熱交換器５ｂは、蒸気を高温化さ
せ、駆動蒸気として低圧タービン２に供給している。
【０００８】このように、最近、開示された水素燃焼タ
ービンプラントは、高低圧水素燃焼器４ａ，４ｂを備
え、水素の純酸素燃焼により１７００℃以上の超高温蒸
気を発生させることができるようになっており、この超
高温化に伴って４８万ＫＷ以上の電気出力が出せ、民生
部門の電力需要に応えようとしている。なお、４８万Ｋ
Ｗ以上の電気出力は、この種の単機容量として世界最大
級である。
ービンプラントは、高低圧水素燃焼器４ａ，４ｂを備
え、水素の純酸素燃焼により１７００℃以上の超高温蒸
気を発生させることができるようになっており、この超
高温化に伴って４８万ＫＷ以上の電気出力が出せ、民生
部門の電力需要に応えようとしている。なお、４８万Ｋ
Ｗ以上の電気出力は、この種の単機容量として世界最大
級である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】特開平７−２９３２０
７号公報に開示された水素燃焼タービンプラントは、タ
ービン駆動蒸気が１７００℃以上の超高温になっている
ため、従来の構成機器の一つ一つを見直すと、解決すべ
き課題が数多く含まれており、その一つにタービンで仕
事をさせるタービン動翼の効果的な冷却化と、これに関
連する冷却蒸気の供給・回収がある。
７号公報に開示された水素燃焼タービンプラントは、タ
ービン駆動蒸気が１７００℃以上の超高温になっている
ため、従来の構成機器の一つ一つを見直すと、解決すべ
き課題が数多く含まれており、その一つにタービンで仕
事をさせるタービン動翼の効果的な冷却化と、これに関
連する冷却蒸気の供給・回収がある。
【００１０】従来、タービン動翼は、耐熱材料の開発と
冷却技術の進歩により高温、例えば１３００℃の燃焼ガ
ス温度でも充分に対処できるようになっているが、何分
にも未だ未経験の超高温のタービン駆動蒸気であってみ
れば、従来の動翼内の冷却通路をそのまま適用すること
が動翼材の強度保証の点から一抹の不安がある。特に、
動翼の前縁は、動翼内中間部分に較べタービン駆動蒸気
の熱伝達率が高く作用する部分であるにも拘らず、これ
に対処できる冷却面積を充分に確保することができず、
必ずしも効果的な冷却が行われていない。また、動翼の
後縁は、空力性能を高める必要上、動翼内の空間が狭く
なっており、このため冷却蒸気を充分に流すことが難し
くなっている。
冷却技術の進歩により高温、例えば１３００℃の燃焼ガ
ス温度でも充分に対処できるようになっているが、何分
にも未だ未経験の超高温のタービン駆動蒸気であってみ
れば、従来の動翼内の冷却通路をそのまま適用すること
が動翼材の強度保証の点から一抹の不安がある。特に、
動翼の前縁は、動翼内中間部分に較べタービン駆動蒸気
の熱伝達率が高く作用する部分であるにも拘らず、これ
に対処できる冷却面積を充分に確保することができず、
必ずしも効果的な冷却が行われていない。また、動翼の
後縁は、空力性能を高める必要上、動翼内の空間が狭く
なっており、このため冷却蒸気を充分に流すことが難し
くなっている。
【００１１】また、従来、タービン動翼の冷却後の冷却
流体回収は、動翼の前縁・後縁の冷却後の流体を、動翼
外表面に沿ってフィルム状に流して作動流体に合流させ
る作動流体混入方式と、動翼内冷却後の流体を作動流体
に混入させないで、熱交換器等に回収させる直接回収方
式とのいずれかが選択されていた。プラント熱効率だけ
を考えれば、直接回収方式は、他の原動機の動力発生に
廻されるから、図３に示すように、作動流体混入方式に
較べ有利である。
流体回収は、動翼の前縁・後縁の冷却後の流体を、動翼
外表面に沿ってフィルム状に流して作動流体に合流させ
る作動流体混入方式と、動翼内冷却後の流体を作動流体
に混入させないで、熱交換器等に回収させる直接回収方
式とのいずれかが選択されていた。プラント熱効率だけ
を考えれば、直接回収方式は、他の原動機の動力発生に
廻されるから、図３に示すように、作動流体混入方式に
較べ有利である。
【００１２】しかし、タービン駆動蒸気が超高温であ
り、動翼内の中間部に較べ前縁、後縁の冷却面積が充分
に確保できないこと等を考えると、前縁・後縁にタービ
ン駆動蒸気混入方式を採用し、動翼の中間部に直接回収
式を採用する両方式の併用の検討が必要になっている。
り、動翼内の中間部に較べ前縁、後縁の冷却面積が充分
に確保できないこと等を考えると、前縁・後縁にタービ
ン駆動蒸気混入方式を採用し、動翼の中間部に直接回収
式を採用する両方式の併用の検討が必要になっている。
【００１３】また、動翼に供給する冷却蒸気の供給源を
どこに求めるかは、冷却蒸気の消費に伴うプラント熱精
算の考察およびタービン駆動蒸気が超高温であることと
のバランス等主要な検討項目であり、選定を誤れば冷却
蒸気の無駄な消費、ひいてはプラント熱効率の低下につ
ながるおそれが出る。
どこに求めるかは、冷却蒸気の消費に伴うプラント熱精
算の考察およびタービン駆動蒸気が超高温であることと
のバランス等主要な検討項目であり、選定を誤れば冷却
蒸気の無駄な消費、ひいてはプラント熱効率の低下につ
ながるおそれが出る。
【００１４】本発明は、このような検討結果からなされ
たもので、効果的な冷却と、適正な冷却供給源の選定お
よびその回収の検討を充分に行ったタービン動翼および
これを備えた水素燃焼タービンプラントを提供すること
を目的とする。
たもので、効果的な冷却と、適正な冷却供給源の選定お
よびその回収の検討を充分に行ったタービン動翼および
これを備えた水素燃焼タービンプラントを提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るタービン動
翼は、上記目的を達成するために、請求項１に記載した
ように、前縁および後縁を備えた翼有効部に植込部を連
続一体に形成したタービン動翼において、上記植込部
に、翼内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給口と翼内冷
却後の冷却媒体を回収する冷却媒体回収口とを区画する
隔壁を設け、上記冷却媒体供給口から前縁側に冷却媒体
を案内する第１冷却通路と、上記冷却媒体供給口から後
縁側に冷却媒体を案内する第２冷却通路と、上記第１冷
却通路から前縁に冷却媒体を案内する前縁通路と、上記
第１冷却通路から翼内中央部に冷却媒体を案内する第１
蛇行通路とを備える一方、上記第２冷却通路から後縁側
に冷却蒸気を案内する後縁通路と、上記第２冷却通路か
ら翼内中央部に冷却媒体を案内する第２蛇行通路とを備
え、上記第１蛇行通路および第２蛇行通路から翼内冷却
後の冷却媒体を合流させて上記冷却媒体回収口に案内す
る合流部を備えたものである。
翼は、上記目的を達成するために、請求項１に記載した
ように、前縁および後縁を備えた翼有効部に植込部を連
続一体に形成したタービン動翼において、上記植込部
に、翼内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給口と翼内冷
却後の冷却媒体を回収する冷却媒体回収口とを区画する
隔壁を設け、上記冷却媒体供給口から前縁側に冷却媒体
を案内する第１冷却通路と、上記冷却媒体供給口から後
縁側に冷却媒体を案内する第２冷却通路と、上記第１冷
却通路から前縁に冷却媒体を案内する前縁通路と、上記
第１冷却通路から翼内中央部に冷却媒体を案内する第１
蛇行通路とを備える一方、上記第２冷却通路から後縁側
に冷却蒸気を案内する後縁通路と、上記第２冷却通路か
ら翼内中央部に冷却媒体を案内する第２蛇行通路とを備
え、上記第１蛇行通路および第２蛇行通路から翼内冷却
後の冷却媒体を合流させて上記冷却媒体回収口に案内す
る合流部を備えたものである。
【００１６】本発明に係るタービン動翼は、上記目的を
達成するために、請求項２に記載したように、前縁通路
は、第１前縁通路と第２前縁通路とに形成する第１前縁
隔壁と第２前縁隔壁とをそれぞれ備えるとともに、上記
第１前縁通路の冷却媒体を前縁に噴流衝突させる噴出孔
を設け、噴流衝突後の冷却媒体を翼外表面にフィルム状
に噴出させる噴出孔を上記前縁に設けたものである。
達成するために、請求項２に記載したように、前縁通路
は、第１前縁通路と第２前縁通路とに形成する第１前縁
隔壁と第２前縁隔壁とをそれぞれ備えるとともに、上記
第１前縁通路の冷却媒体を前縁に噴流衝突させる噴出孔
を設け、噴流衝突後の冷却媒体を翼外表面にフィルム状
に噴出させる噴出孔を上記前縁に設けたものである。
【００１７】本発明に係るタービン動翼は、上記目的を
達成するために、請求項３に記載したように、第１蛇行
通路は、翼頂部側と冷却媒体供給口側との間を、冷却媒
体が３回折り返し回数を行う冷却通路であることを特徴
とするものである。
達成するために、請求項３に記載したように、第１蛇行
通路は、翼頂部側と冷却媒体供給口側との間を、冷却媒
体が３回折り返し回数を行う冷却通路であることを特徴
とするものである。
【００１８】本発明に係るタービン動翼は、上記目的を
達成するために、請求項４に記載したように、第１蛇行
通路は、入口に案内ガイドを備えたものである。
達成するために、請求項４に記載したように、第１蛇行
通路は、入口に案内ガイドを備えたものである。
【００１９】本発明に係るタービン動翼は、上記目的を
達成するために、請求項５に記載したように、第２蛇行
通路は、翼頂部側と冷却媒体供給口側との間を、冷却媒
体が１回折り返し回数を行う冷却通路であることを特徴
とするものである。
達成するために、請求項５に記載したように、第２蛇行
通路は、翼頂部側と冷却媒体供給口側との間を、冷却媒
体が１回折り返し回数を行う冷却通路であることを特徴
とするものである。
【００２０】本発明に係るタービン動翼は、上記目的を
達成するために、請求項６に記載したように、後縁通路
は、第１後縁通路と第２後縁通路とに形成する第１後縁
隔壁と第２後縁隔壁とをそれぞれ備えたものである。
達成するために、請求項６に記載したように、後縁通路
は、第１後縁通路と第２後縁通路とに形成する第１後縁
隔壁と第２後縁隔壁とをそれぞれ備えたものである。
【００２１】本発明に係るタービン動翼は、上記目的を
達成するために、請求項７に記載したように、第１後縁
通路および第２後縁通路は、ともに入口に絞り部を、ま
た出口に噴出孔をそれぞれ備えたものである。
達成するために、請求項７に記載したように、第１後縁
通路および第２後縁通路は、ともに入口に絞り部を、ま
た出口に噴出孔をそれぞれ備えたものである。
【００２２】また、本発明に係るタービン動翼を備えた
水素燃焼タービンプラントは、上記目的を達成するため
に、請求項８に記載したように、高温タービンに超高温
媒体を供給する水素燃焼器と、高温タービンの膨張後の
排気媒体を熱源として低圧タービンにタービン駆動媒体
を供給する熱交換器と、上記低圧タービンの膨張後の排
気媒体を上記熱交換器で加熱させ、その加熱媒体の圧力
および温度を調整して冷却媒体として上記高温タービン
のタービン動翼に供給する冷却媒体供給系と、タービン
動翼冷却後の媒体を上記水素燃焼器に回収させる冷却媒
体回収系とを備えたものである。
水素燃焼タービンプラントは、上記目的を達成するため
に、請求項８に記載したように、高温タービンに超高温
媒体を供給する水素燃焼器と、高温タービンの膨張後の
排気媒体を熱源として低圧タービンにタービン駆動媒体
を供給する熱交換器と、上記低圧タービンの膨張後の排
気媒体を上記熱交換器で加熱させ、その加熱媒体の圧力
および温度を調整して冷却媒体として上記高温タービン
のタービン動翼に供給する冷却媒体供給系と、タービン
動翼冷却後の媒体を上記水素燃焼器に回収させる冷却媒
体回収系とを備えたものである。
【００２３】本発明に係るタービン動翼を備えた水素燃
焼タービンプラントは、上記目的を達成するために、請
求項９に記載したように、熱交換器は、低圧タービンの
膨張後の排気媒体を加熱する第２熱交換器と、この第２
熱交換器を出た加熱媒体を一旦冷却して再度加熱させる
第１熱交換器とを備えたものである。
焼タービンプラントは、上記目的を達成するために、請
求項９に記載したように、熱交換器は、低圧タービンの
膨張後の排気媒体を加熱する第２熱交換器と、この第２
熱交換器を出た加熱媒体を一旦冷却して再度加熱させる
第１熱交換器とを備えたものである。
【００２４】本発明に係るタービン動翼を備えた水素燃
焼タービンプラントは、上記目的を達成するために、請
求項１０に記載したように、冷却媒体供給系は、高温タ
ービンのタービン動翼に供給する冷却媒体として低圧タ
ービンの排気媒体を第２熱交換器および第１熱交換器で
加熱された加熱媒体に求め、その加熱媒体を膨張により
圧力調整する高圧タービンと、この高圧タービンの排気
媒体を温度調整する冷却器とを備えたものである。
焼タービンプラントは、上記目的を達成するために、請
求項１０に記載したように、冷却媒体供給系は、高温タ
ービンのタービン動翼に供給する冷却媒体として低圧タ
ービンの排気媒体を第２熱交換器および第１熱交換器で
加熱された加熱媒体に求め、その加熱媒体を膨張により
圧力調整する高圧タービンと、この高圧タービンの排気
媒体を温度調整する冷却器とを備えたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るタービン動翼
およびこれを備えた水素燃焼タービンプラントの一実施
の形態を図面を参照して説明する。
およびこれを備えた水素燃焼タービンプラントの一実施
の形態を図面を参照して説明する。
【００２６】図１は、本発明に係るタービン動翼の一実
施形態を概略的に示す縦断面図である。
施形態を概略的に示す縦断面図である。
【００２７】タービン動翼８は、連続一体に形成する翼
有効部９、シャンク部１０、タービン軸１２に植設され
る植込部１１を備えている。この植込部１１は、冷却蒸
気供給口１４と冷却蒸気回収口１５とに区分けする隔壁
１３が設けられ、これら冷却蒸気供給口１４および冷却
蒸気回収口１５に冷却蒸気ＣＳを翼内に案内する案内ガ
イド１６，１７がそれぞれ設けられる。
有効部９、シャンク部１０、タービン軸１２に植設され
る植込部１１を備えている。この植込部１１は、冷却蒸
気供給口１４と冷却蒸気回収口１５とに区分けする隔壁
１３が設けられ、これら冷却蒸気供給口１４および冷却
蒸気回収口１５に冷却蒸気ＣＳを翼内に案内する案内ガ
イド１６，１７がそれぞれ設けられる。
【００２８】また、タービン動翼８は、内部が中空に形
成されており、この中空内に前縁１８側と後縁１９側と
の二系統に分けて冷却蒸気供給口１４からの冷却蒸気Ｃ
Ｓを案内する第１冷却通路２０と第２冷却通路２１とを
それぞれ備える。
成されており、この中空内に前縁１８側と後縁１９側と
の二系統に分けて冷却蒸気供給口１４からの冷却蒸気Ｃ
Ｓを案内する第１冷却通路２０と第２冷却通路２１とを
それぞれ備える。
【００２９】第１冷却通路２０は、一部の冷却蒸気ＣＳ
を前縁１８に案内する第１前縁通路２２と第２前縁通路
２３とに区画する第１前縁隔壁２４および第２前縁隔壁
２５を備える一方、残りの冷却蒸気ＣＳをチップ部２６
からサーペンタイン状に回流させて翼内中央部に案内す
る第１蛇行通路２７を備える。
を前縁１８に案内する第１前縁通路２２と第２前縁通路
２３とに区画する第１前縁隔壁２４および第２前縁隔壁
２５を備える一方、残りの冷却蒸気ＣＳをチップ部２６
からサーペンタイン状に回流させて翼内中央部に案内す
る第１蛇行通路２７を備える。
【００３０】第１前縁通路２２と第２前縁通路２３とを
区画する第２前縁隔壁２５は、噴出孔２８ａを備え、こ
の噴出孔２８ａから前縁１８に冷却蒸気ＣＳを噴流衝突
させた後、前縁１８の噴出孔２８ｂからタービン駆動蒸
気ＳＴに合流させている。
区画する第２前縁隔壁２５は、噴出孔２８ａを備え、こ
の噴出孔２８ａから前縁１８に冷却蒸気ＣＳを噴流衝突
させた後、前縁１８の噴出孔２８ｂからタービン駆動蒸
気ＳＴに合流させている。
【００３１】また、第１蛇行通路２７は、一端を開口さ
せ、列状配置の仕切壁２７ａ1 ，２７ｂ1 ，２７ｃ1 に
より形成されており、各仕切壁２７ａ1 ，２７ｂ1 ，２
７ｃ1 の入口に冷却蒸気ＣＳの流れを良好にする案内ガ
イド２９を備える。
せ、列状配置の仕切壁２７ａ1 ，２７ｂ1 ，２７ｃ1 に
より形成されており、各仕切壁２７ａ1 ，２７ｂ1 ，２
７ｃ1 の入口に冷却蒸気ＣＳの流れを良好にする案内ガ
イド２９を備える。
【００３２】一方、第２冷却通路２１は、冷却蒸気供給
口１４の一部の冷却蒸気ＣＳを後縁１９側に案内する第
１後縁通路３０と第２後縁通路３１とに区画する第１後
縁隔壁３２および第２後縁隔壁３３を備えるとともに、
第１後縁隔壁３２および第２後縁隔壁３３の入口に絞り
部３４ａ，３４ｂが、また第１後縁隔壁３２および第２
後縁隔壁３３の出口に噴出孔３５ａ，３５ｂがそれぞれ
設けられる。
口１４の一部の冷却蒸気ＣＳを後縁１９側に案内する第
１後縁通路３０と第２後縁通路３１とに区画する第１後
縁隔壁３２および第２後縁隔壁３３を備えるとともに、
第１後縁隔壁３２および第２後縁隔壁３３の入口に絞り
部３４ａ，３４ｂが、また第１後縁隔壁３２および第２
後縁隔壁３３の出口に噴出孔３５ａ，３５ｂがそれぞれ
設けられる。
【００３３】また、第２冷却通路２１は、残りの冷却蒸
気ＣＳをチップ部２６の案内ガイド２９からサーペンタ
イン状に回流させて翼内中央部に案内する第２蛇行通路
３６を備える。この第２蛇行通路３６は、列状配置の仕
切壁３６ａ1 ，３６ｂ1 ，３６ｃ1 により形成されてお
り、この開口面積および蛇行折り返し回数が上述第１蛇
行通路２７よりも小さく、かつ少なくなっている。これ
は、図２に示すように、後縁１９の流力性能を向上させ
るため、翼中央部の翼幅Ｗに較べて狭くなっているため
である。
気ＣＳをチップ部２６の案内ガイド２９からサーペンタ
イン状に回流させて翼内中央部に案内する第２蛇行通路
３６を備える。この第２蛇行通路３６は、列状配置の仕
切壁３６ａ1 ，３６ｂ1 ，３６ｃ1 により形成されてお
り、この開口面積および蛇行折り返し回数が上述第１蛇
行通路２７よりも小さく、かつ少なくなっている。これ
は、図２に示すように、後縁１９の流力性能を向上させ
るため、翼中央部の翼幅Ｗに較べて狭くなっているため
である。
【００３４】因みに、第１蛇行通路２７の蛇行折り返し
回数が第２蛇行通路３６のそれよりも多いことに伴う圧
力損失を考察してみると、管摩擦係数をｆ、通路の単位
長さをＬ、水力直径（通路面積／４×通路周長）をＤ、
冷却蒸気の密度をρ、流速をＶとしたとき、圧力損失Δ
Ｐは、
回数が第２蛇行通路３６のそれよりも多いことに伴う圧
力損失を考察してみると、管摩擦係数をｆ、通路の単位
長さをＬ、水力直径（通路面積／４×通路周長）をＤ、
冷却蒸気の密度をρ、流速をＶとしたとき、圧力損失Δ
Ｐは、
【数１】ΔＰ＝ｆ×（Ｌ／Ｄ）×（ρ／２）×２Ｖ として与えられる。
【００３５】上式から、管摩擦係数ｆ、冷却蒸気の密度
ρは一定値であるから、圧力損失ΔＰの大小値は、水力
直径Ｄ、流速Ｖにより定まる。
ρは一定値であるから、圧力損失ΔＰの大小値は、水力
直径Ｄ、流速Ｖにより定まる。
【００３６】ところが、翼内中央部は、図２に示すよう
に、翼幅Ｗが後縁１９側に較べ広くなっており、その通
路開口面積を比較的広く採れるため、水力直径Ｄの値を
高く、また流速Ｖの値を低くすることができ、結局、第
１蛇行通路２７の単位通路長さ当りの圧力損失を、第２
蛇行通路３６のそれに較べて低くすることができる。こ
のため、第１蛇行通路２７の蛇行折り返し回数が、第２
蛇行通路３６のそれよりも多くなっている。
に、翼幅Ｗが後縁１９側に較べ広くなっており、その通
路開口面積を比較的広く採れるため、水力直径Ｄの値を
高く、また流速Ｖの値を低くすることができ、結局、第
１蛇行通路２７の単位通路長さ当りの圧力損失を、第２
蛇行通路３６のそれに較べて低くすることができる。こ
のため、第１蛇行通路２７の蛇行折り返し回数が、第２
蛇行通路３６のそれよりも多くなっている。
【００３７】次に作用を説明する。
【００３８】冷却蒸気ＣＳは、冷却蒸気供給口１４の案
内ガイド１６により第１冷却通路２０と第２冷却通路２
１とのそれぞれに案内される。第１冷却通路２０に案内
された冷却蒸気ＣＳは、前縁第１通路２２のチップ部２
６の噴出孔３７に向って流れる間に、第２前縁隔壁２５
の噴出孔２８ａを介して前縁１８に噴流させ、噴流衝突
後、前縁１８の噴出孔２８ｂから翼外表面にフィルム状
に流れ、やがてタービン駆動蒸気ＳＴに混入する。
内ガイド１６により第１冷却通路２０と第２冷却通路２
１とのそれぞれに案内される。第１冷却通路２０に案内
された冷却蒸気ＣＳは、前縁第１通路２２のチップ部２
６の噴出孔３７に向って流れる間に、第２前縁隔壁２５
の噴出孔２８ａを介して前縁１８に噴流させ、噴流衝突
後、前縁１８の噴出孔２８ｂから翼外表面にフィルム状
に流れ、やがてタービン駆動蒸気ＳＴに混入する。
【００３９】このように本実施形態は、前縁１８に冷却
蒸気ＣＳを噴流衝突させてインピンジ冷却を行い、さら
にインピンジ冷却後、冷却蒸気ＣＳを翼外表面にフィル
ム状に流す保護膜を形成したので、インピンジ冷却とフ
ィルム状の保護膜との二重の熱保護により超高温のター
ビン駆動蒸気の高い熱負荷から前縁１８を確実に保護す
ることができる。
蒸気ＣＳを噴流衝突させてインピンジ冷却を行い、さら
にインピンジ冷却後、冷却蒸気ＣＳを翼外表面にフィル
ム状に流す保護膜を形成したので、インピンジ冷却とフ
ィルム状の保護膜との二重の熱保護により超高温のター
ビン駆動蒸気の高い熱負荷から前縁１８を確実に保護す
ることができる。
【００４０】また、第１冷却通路２０からチップ部２６
の案内ガイド２９を介して第１蛇行通路２７に案内され
た冷却蒸気ＣＳは、チップ部２６側と冷却蒸気供給口１
４側との間を３回の折り返し回数を経ながら翼内中央部
を対流冷却させて集合部３８に流れる。この場合、第１
蛇行通路２７の通路開口面積が比較的大きくなっている
ので、冷却蒸気ＣＳはより多く流れる。このため、対流
冷却がより有効に利用でき、超高温のタービン駆動蒸気
の熱負荷から翼内中央部を保護することができる。
の案内ガイド２９を介して第１蛇行通路２７に案内され
た冷却蒸気ＣＳは、チップ部２６側と冷却蒸気供給口１
４側との間を３回の折り返し回数を経ながら翼内中央部
を対流冷却させて集合部３８に流れる。この場合、第１
蛇行通路２７の通路開口面積が比較的大きくなっている
ので、冷却蒸気ＣＳはより多く流れる。このため、対流
冷却がより有効に利用でき、超高温のタービン駆動蒸気
の熱負荷から翼内中央部を保護することができる。
【００４１】一方、第２冷却通路２１に案内された冷却
蒸気ＣＳは、第１後縁通路３０、第２後縁通路３１と第
２蛇行通路３６とに分流される。第１後縁通路３０、第
２後縁通路３１に分流された冷却蒸気ＣＳは、絞り部３
４ａ，３４ｂでその流量を絞り、流速を増加させて噴出
孔３５ａ，３５ｂから翼外に流れる。この場合、第１後
縁通路３０、第２後縁通路３１を流れる冷却蒸気ＣＳは
流速が高くなっているので、比較的高い熱伝達係数が有
効に利用できる。したがって、対流冷却が有効に利用で
き、翼幅が比較的狭い後縁１９であっても充分に冷却す
ることができる。
蒸気ＣＳは、第１後縁通路３０、第２後縁通路３１と第
２蛇行通路３６とに分流される。第１後縁通路３０、第
２後縁通路３１に分流された冷却蒸気ＣＳは、絞り部３
４ａ，３４ｂでその流量を絞り、流速を増加させて噴出
孔３５ａ，３５ｂから翼外に流れる。この場合、第１後
縁通路３０、第２後縁通路３１を流れる冷却蒸気ＣＳは
流速が高くなっているので、比較的高い熱伝達係数が有
効に利用できる。したがって、対流冷却が有効に利用で
き、翼幅が比較的狭い後縁１９であっても充分に冷却す
ることができる。
【００４２】また、第２冷却通路２１から第２蛇行通路
３６に分流された冷却蒸気ＣＳは、チップ部２６側と冷
却蒸気供給口１４側との間を１回の折り返し回数を経な
がら後縁１９側を対流冷却させ集合部３８に流れるが、
冷却蒸気供給口１４側の方がチップ部２６側よりも高い
圧力になっている。このため、冷却蒸気ＣＳは、比較的
高流速に伴う高熱伝達係数で第２蛇行通路３６を対流冷
却させるので、第２蛇行通路３６の１回の折り返し回数
でも充分に冷却効果を発揮することができる。
３６に分流された冷却蒸気ＣＳは、チップ部２６側と冷
却蒸気供給口１４側との間を１回の折り返し回数を経な
がら後縁１９側を対流冷却させ集合部３８に流れるが、
冷却蒸気供給口１４側の方がチップ部２６側よりも高い
圧力になっている。このため、冷却蒸気ＣＳは、比較的
高流速に伴う高熱伝達係数で第２蛇行通路３６を対流冷
却させるので、第２蛇行通路３６の１回の折り返し回数
でも充分に冷却効果を発揮することができる。
【００４３】また、本実施形態は、翼冷却にあたり、第
１蛇行通路２７と第２蛇行通路３６とに分けて冷却蒸気
ＣＳを流すので、通路摩擦抵抗も少なく、また案内ガイ
ド２９により冷却蒸気ＣＳを良好に流すことができる。
１蛇行通路２７と第２蛇行通路３６とに分けて冷却蒸気
ＣＳを流すので、通路摩擦抵抗も少なく、また案内ガイ
ド２９により冷却蒸気ＣＳを良好に流すことができる。
【００４４】なお、第１蛇行通路２７および第２蛇行通
路３６を通過した冷却蒸気ＣＳは、翼内中央の集合部３
８に集められた後、冷却蒸気回収口１５の案内ガイド１
７を経て水素燃焼器に供給される。
路３６を通過した冷却蒸気ＣＳは、翼内中央の集合部３
８に集められた後、冷却蒸気回収口１５の案内ガイド１
７を経て水素燃焼器に供給される。
【００４５】図４は、本発明に係るタービン動翼が適用
される水素燃焼タービンプラントの実施形態を概略的に
示す系統図である。
される水素燃焼タービンプラントの実施形態を概略的に
示す系統図である。
【００４６】水素燃焼タービンプラント３９は、水素燃
焼器４０、高圧タービン４１、低圧タービン４２、高温
タービン４３、この高温タービン４３に組み込まれたタ
ービン動翼８に冷却蒸気を供給、回収する冷却蒸気供給
系４４、冷却蒸気回収系４５がそれぞれ設けられる。
焼器４０、高圧タービン４１、低圧タービン４２、高温
タービン４３、この高温タービン４３に組み込まれたタ
ービン動翼８に冷却蒸気を供給、回収する冷却蒸気供給
系４４、冷却蒸気回収系４５がそれぞれ設けられる。
【００４７】水素燃焼器４０は、水素Ｈ2 と純酸素Ｏ2
とを当量で燃焼させ、１７００℃以上の超高温蒸気を高
温タービン４３に供給するようになっている。高温ター
ビン４３は、超高温蒸気をタービン駆動蒸気として膨張
し、発電機４６を回転駆動し、膨張後の排気蒸気を第１
熱交換器４７、第２熱交換器４８を介して圧縮機４９に
供給し、高圧化して水素燃焼器４０に還流させている。
とを当量で燃焼させ、１７００℃以上の超高温蒸気を高
温タービン４３に供給するようになっている。高温ター
ビン４３は、超高温蒸気をタービン駆動蒸気として膨張
し、発電機４６を回転駆動し、膨張後の排気蒸気を第１
熱交換器４７、第２熱交換器４８を介して圧縮機４９に
供給し、高圧化して水素燃焼器４０に還流させている。
【００４８】また、第１熱交換器４７の出口側は、低圧
タービン４２に接続されており、高温蒸気をタービン駆
動蒸気として低圧タービンに供給し、その蒸気の膨張に
より発電機５０を回転駆動し、膨張後の排気蒸気を復水
器５１で凝集させ、凝集後の一部の復水を復水ポンプ５
２により必要に応じて他機器に供給し、残りの復水を給
水加熱器５３で低圧タービン４２の蒸気を加熱源として
再生し、さらに脱気器５４で低圧タービン４２の蒸気を
加熱源として加熱脱気し、給水として第２熱交換器４８
に供給している。
タービン４２に接続されており、高温蒸気をタービン駆
動蒸気として低圧タービンに供給し、その蒸気の膨張に
より発電機５０を回転駆動し、膨張後の排気蒸気を復水
器５１で凝集させ、凝集後の一部の復水を復水ポンプ５
２により必要に応じて他機器に供給し、残りの復水を給
水加熱器５３で低圧タービン４２の蒸気を加熱源として
再生し、さらに脱気器５４で低圧タービン４２の蒸気を
加熱源として加熱脱気し、給水として第２熱交換器４８
に供給している。
【００４９】第２熱交換器４８は、第１熱交換器４７か
らの高温蒸気を加熱源として給水を加熱させ、加熱後、
蒸気（水蒸気）として冷却器５６、第１熱交換器４７を
介して高圧タービン４１に供給するようになっている。
らの高温蒸気を加熱源として給水を加熱させ、加熱後、
蒸気（水蒸気）として冷却器５６、第１熱交換器４７を
介して高圧タービン４１に供給するようになっている。
【００５０】高圧タービン４１は、第１熱交換器４７か
ら供給される蒸気の圧力が比較的高いので、適正な圧力
になるよう膨張させ、膨張後の蒸気を分流させ、分流し
た一部の蒸気を冷却器５６に案内して適正温度、例えば
４５０℃の冷却蒸気として冷却蒸気供給系４４により高
温タービン４３のタービン動翼８に供給するようになっ
ている。また、高圧タービン４１は、分流した残りの蒸
気を、圧縮機４９からの高圧蒸気に分流させ水素燃焼器
４０に供給するようになっている。
ら供給される蒸気の圧力が比較的高いので、適正な圧力
になるよう膨張させ、膨張後の蒸気を分流させ、分流し
た一部の蒸気を冷却器５６に案内して適正温度、例えば
４５０℃の冷却蒸気として冷却蒸気供給系４４により高
温タービン４３のタービン動翼８に供給するようになっ
ている。また、高圧タービン４１は、分流した残りの蒸
気を、圧縮機４９からの高圧蒸気に分流させ水素燃焼器
４０に供給するようになっている。
【００５１】一方、高温タービン４３に供給された冷却
蒸気は、タービン動翼８を冷却後、一部の蒸気を高温タ
ービン４３のタービン駆動蒸気としての超高温蒸気に混
入させる一方、残りの大部分の冷却蒸気を冷却蒸気回収
系４５を介して水素燃焼器４０に回収させ、回収後、上
述合流蒸気および水素Ｈ2 の純酸素Ｏ2 の燃焼により再
び超高温蒸気が発生するよう図られる。
蒸気は、タービン動翼８を冷却後、一部の蒸気を高温タ
ービン４３のタービン駆動蒸気としての超高温蒸気に混
入させる一方、残りの大部分の冷却蒸気を冷却蒸気回収
系４５を介して水素燃焼器４０に回収させ、回収後、上
述合流蒸気および水素Ｈ2 の純酸素Ｏ2 の燃焼により再
び超高温蒸気が発生するよう図られる。
【００５２】このように、本実施形態は、水素燃焼器４
０で発生した超高温蒸気を利用して高温タービンにより
従来より高い膨張仕事をさせ、さらにその膨張後の高温
排気蒸気を加熱源に利用して発生する蒸気により低圧タ
ービンで膨張仕事をさせたので、従来よりもより一層高
出力化の水素燃焼タービンプラントを実現することがで
きる。
０で発生した超高温蒸気を利用して高温タービンにより
従来より高い膨張仕事をさせ、さらにその膨張後の高温
排気蒸気を加熱源に利用して発生する蒸気により低圧タ
ービンで膨張仕事をさせたので、従来よりもより一層高
出力化の水素燃焼タービンプラントを実現することがで
きる。
【００５３】また、高温タービン４３に組み込まれたタ
ービン動翼８は、高圧タービン４１の膨張により適正圧
力に調整され、これに冷却器５６により適正温度に調整
された冷却蒸気が供給され、冷却後、水素燃焼器４０に
回収させるので、水素燃焼タービンプラントの熱効率を
より一層向上させることができる。
ービン動翼８は、高圧タービン４１の膨張により適正圧
力に調整され、これに冷却器５６により適正温度に調整
された冷却蒸気が供給され、冷却後、水素燃焼器４０に
回収させるので、水素燃焼タービンプラントの熱効率を
より一層向上させることができる。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るタービ
ン動翼は、効果的に冷却を行うことが難しい前縁、後縁
のうち、前縁に冷却蒸気のインピンジ冷却およびフィル
ム冷却を行わせて超高温蒸気としてのタービン駆動蒸気
に混入させる一方、後縁に冷却蒸気の流速を高めた高熱
伝達係数による対流冷却を行わせているので、従来より
一層冷却性能を向上させることができる。
ン動翼は、効果的に冷却を行うことが難しい前縁、後縁
のうち、前縁に冷却蒸気のインピンジ冷却およびフィル
ム冷却を行わせて超高温蒸気としてのタービン駆動蒸気
に混入させる一方、後縁に冷却蒸気の流速を高めた高熱
伝達係数による対流冷却を行わせているので、従来より
一層冷却性能を向上させることができる。
【００５５】また、タービン動翼は、翼内中央部および
後縁側に二系統に分けた蛇行通路を設け、各蛇行通路を
通過する冷却蒸気により対流冷却させる際、比較的圧力
損失を少なくさせて合流させたので、冷却後の冷却蒸気
を良好に回収することができる。
後縁側に二系統に分けた蛇行通路を設け、各蛇行通路を
通過する冷却蒸気により対流冷却させる際、比較的圧力
損失を少なくさせて合流させたので、冷却後の冷却蒸気
を良好に回収することができる。
【００５６】また、本発明に係るタービン動翼を備えた
水素燃焼タービンプラントは、水素燃焼器で発生した超
高温蒸気を利用してタービンに膨張仕事をさせているの
で、従来よりも一層高出力化することができ、さらに適
正圧力・温度に調整した冷却蒸気をタービン動翼に供給
し、冷却後、水素燃焼器に回収させたので、従来よりも
一層プラント熱効率を向上させることができる。
水素燃焼タービンプラントは、水素燃焼器で発生した超
高温蒸気を利用してタービンに膨張仕事をさせているの
で、従来よりも一層高出力化することができ、さらに適
正圧力・温度に調整した冷却蒸気をタービン動翼に供給
し、冷却後、水素燃焼器に回収させたので、従来よりも
一層プラント熱効率を向上させることができる。
【００５７】なお、本発明では、水素燃焼タービンプラ
ントにおけるタービン動翼の冷却蒸気供給、回収につい
て説明したが、タービン動翼に限らず、例えばタービン
ノズル、タービンロータ、水素燃焼器の尾筒等高温部と
しての構成部品にも適用できる。
ントにおけるタービン動翼の冷却蒸気供給、回収につい
て説明したが、タービン動翼に限らず、例えばタービン
ノズル、タービンロータ、水素燃焼器の尾筒等高温部と
しての構成部品にも適用できる。
【図１】本発明に係るタービン動翼の実施形態を概略的
に示す縦断面図。
に示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向切断断面図。
【図３】タービン動翼冷却後の冷却蒸気の回収方式のプ
ラント熱効率変化と冷却蒸気のタービン駆動蒸気混入方
式のプラント熱効率変化とを比較したグラフ。
ラント熱効率変化と冷却蒸気のタービン駆動蒸気混入方
式のプラント熱効率変化とを比較したグラフ。
【図４】本発明に係るタービン動翼を備えた水素燃焼タ
ービンプラントの実施形態を概略に示す系統図。
ービンプラントの実施形態を概略に示す系統図。
【図５】従来の水素燃焼タービンプラントの実施形態を
概略的に示す系統図。
概略的に示す系統図。
１ 高圧タービン ２ 低圧タービン ３ 中圧タービン ３ａ 中高圧タービン ３ｂ 中低圧タービン ４ａ 高圧水素燃焼器 ４ｂ 低圧水素燃焼器 ５ａ 第１熱交換器 ５ｂ 第２熱交換器 ６ 蒸気タービンプラント ６ａ 給水系 ７ 蒸気を過熱器 ８ タービン動翼 ９ 翼有効部 １０ シャンク部 １１ 植込部 １２ タービン軸 １３ 隔壁 １４ 冷却蒸気供給口 １５ 冷却蒸気回収口 １６．１７ 案内ガイド １８ 前縁 １９ 後縁 ２０ 第１冷却通路 ２１ 第２冷却通路 ２２ 第１前縁通路 ２３ 第２前縁通路 ２４ 第１前縁隔壁 ２５ 第２前縁隔壁 ２６ チップ部 ２７ 第１蛇行通路 ２７ａ1 ，２７ｂ1 ，２７ｃ1 仕切壁 ２８ａ 噴出孔 ２８ｂ 噴出孔 ２９ 案内ガイド ３０ 第１後縁通路 ３１ 第２後縁通路 ３２ 第１後縁隔壁 ３３ 第２後縁隔壁 ３４ａ，３４ｂ 絞り部 ３５ａ，３５ｂ 噴出孔 ３６ 第２蛇行通路 ３６ａ1 ，３６ｂ1 ，３６ｃ1 仕切壁 ３８ 集合部 ３９ 水素燃焼タービンプラント ４０ 水素燃焼器４０ ４１ 高圧タービン ４２ 低圧タービン ４３ 高温タービン ４４ 冷却蒸気供給系 ４５ 冷却蒸気回収系 ４６ 発電機 ４７ 第１熱交換器 ４８ 第２熱交換器 ４９ 圧縮機 ５０ 発電機 ５１ 復水器 ５２ 復水ポンプ ５３ 給水加熱器 ５４ 脱気器 ５５ 給水ポンプ ５６ 冷却器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 3/34 Ｆ０２Ｃ 3/34 6/00 6/00 Ｚ 7/18 7/18 Ａ (72)発明者 松田 寿 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (10)
- 【請求項１】 前縁および後縁を備えた翼有効部に植込
部を連続一体に形成したタービン動翼において、上記植
込部に、翼内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給口と翼
内冷却後の冷却媒体を回収する冷却媒体回収口とを区画
する隔壁を設け、上記冷却媒体供給口から前縁側に冷却
媒体を案内する第１冷却通路と、上記冷却媒体供給口か
ら後縁側に冷却媒体を案内する第２冷却通路と、上記第
１冷却通路から前縁に冷却媒体を案内する前縁通路と、
上記第１冷却通路から翼内中央部に冷却媒体を案内する
第１蛇行通路とを備える一方、上記第２冷却通路から後
縁側に冷却蒸気を案内する後縁通路と、上記第２冷却通
路から翼内中央部に冷却媒体を案内する第２蛇行通路と
を備え、上記第１蛇行通路および第２蛇行通路から翼内
冷却後の冷却媒体を合流させて上記冷却媒体回収口に案
内する合流部を備えたことを特徴とするタービン動翼。 - 【請求項２】 前縁通路は、第１前縁通路と第２前縁通
路とに形成する第１前縁隔壁と第２前縁隔壁とをそれぞ
れ備えるとともに、上記第１前縁通路の冷却媒体を前縁
に噴流衝突させる噴出孔を設け、噴流衝突後の冷却媒体
を翼外表面にフィルム状に噴出させる噴出孔を上記前縁
に設けたことを特徴とする請求項１に記載のタービン動
翼。 - 【請求項３】 第１蛇行通路は、翼頂部側と冷却媒体供
給口側との間を、冷却媒体が３回の折り返し回数を行う
冷却通路であることを特徴とする請求項１に記載のター
ビン動翼。 - 【請求項４】 第１蛇行通路は、入口に案内ガイドを備
えたことを特徴とする請求項３に記載のタービン動翼。 - 【請求項５】 第２蛇行通路は、翼頂部側と冷却媒体供
給口側との間を、冷却媒体が１回の折り返し回数を行う
冷却通路であることを特徴とする請求項１に記載のター
ビン動翼。 - 【請求項６】 後縁通路は、第１後縁通路と第２後縁通
路とに形成する第１後縁隔壁と第２後縁隔壁とをそれぞ
れ備えたことを特徴とする請求項１に記載のタービン動
翼。 - 【請求項７】 第１後縁通路および第２後縁通路は、と
もに入口に絞り部を、また出口に噴出孔をそれぞれ備え
たことを特徴とする請求項６に記載のタービン動翼。 - 【請求項８】 高温タービンに超高温媒体を供給する水
素燃焼器と、高温タービンの膨張後の排気媒体を熱源と
して低圧タービンにタービン駆動媒体を供給する熱交換
器と、上記低圧タービンの膨張後の排気媒体を上記熱交
換器で加熱させ、その加熱媒体の圧力および温度を調整
して冷却媒体として上記高温タービンのタービン動翼に
供給する冷却媒体供給系と、タービン動翼冷却後の媒体
を上記水素燃焼器に回収させる冷却媒体回収系とを備え
たことを特徴とするタービン動翼を備えた水素燃焼ター
ビンプラント。 - 【請求項９】 熱交換器は、低圧タービンの膨張後の排
気媒体を加熱する第２熱交換器と、この第２熱交換器を
出た加熱媒体を一旦冷却して再度加熱させる第１熱交換
器とを備えたことを特徴とする請求項８に記載のタービ
ン動翼を備えた水素燃焼タービンプラント。 - 【請求項１０】 冷却媒体供給系は、高温タービンのタ
ービン動翼に供給する冷却媒体として低圧タービンの排
気媒体を第２熱交換器および第１熱交換器で加熱された
加熱媒体に求め、その加熱媒体を膨張により圧力調整す
る高圧タービンと、この高圧タービンの排気媒体を温度
調整する冷却器とを備えたことを特徴とする請求項８に
記載のタービン動翼を備えた水素燃焼タービンプラン
ト。
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1996
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