JPH11173106A - ガスタービン静翼の段間シールアクティブクリアランス制御システム - Google Patents
ガスタービン静翼の段間シールアクティブクリアランス制御システムInfo
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- JPH11173106A JPH11173106A JP9337118A JP33711897A JPH11173106A JP H11173106 A JPH11173106 A JP H11173106A JP 9337118 A JP9337118 A JP 9337118A JP 33711897 A JP33711897 A JP 33711897A JP H11173106 A JPH11173106 A JP H11173106A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/10—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using sealing fluid, e.g. steam
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
- F01D11/24—Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービン段間シールのクリアランス制御シス
テムに関し、運転中のクリアランスの熱伸びによる変化
をシール用空気を冷却して制御し、クリアランスを最適
にする。 【解決手段】 圧縮機からの空気はクーラ１２により冷
却されて外側シュラウド２２、静翼２１内のチューブ２
８を通り、内側シュラウド２３内のキャビティ２６内に
導かれ、空間３４を通り、シール部３６から外部へ流出
し、又、シールリング２５、空間３５を通り、シール部
３７より外部へ流出し、内側シュラウド２３内側を高温
燃焼ガスからシールしている。静止部と回転部のクリア
ランスδHは熱伸びにより変化するが、クリアランス計
測センサ１４により絶えずモニタし、制御装置１０はδ
H が大きいと、流量調整弁１１を開き、空気をクーラ１
２を通さずバイパスし、δH が小さいと弁１１を閉じ、
δH を絶えず最適となるように熱伸びを制御する。従っ
て、シール性能が向上し、接触を避けることができる。
テムに関し、運転中のクリアランスの熱伸びによる変化
をシール用空気を冷却して制御し、クリアランスを最適
にする。 【解決手段】 圧縮機からの空気はクーラ１２により冷
却されて外側シュラウド２２、静翼２１内のチューブ２
８を通り、内側シュラウド２３内のキャビティ２６内に
導かれ、空間３４を通り、シール部３６から外部へ流出
し、又、シールリング２５、空間３５を通り、シール部
３７より外部へ流出し、内側シュラウド２３内側を高温
燃焼ガスからシールしている。静止部と回転部のクリア
ランスδHは熱伸びにより変化するが、クリアランス計
測センサ１４により絶えずモニタし、制御装置１０はδ
H が大きいと、流量調整弁１１を開き、空気をクーラ１
２を通さずバイパスし、δH が小さいと弁１１を閉じ、
δH を絶えず最適となるように熱伸びを制御する。従っ
て、シール性能が向上し、接触を避けることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン静翼の
段間シールアクティブクリアランス制御システムに関す
る。
段間シールアクティブクリアランス制御システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの静翼には外側シュラウド
から圧縮機の空気を一部抽気して導き、静翼内部を通
り、内側シュラウドのキャビティ内に導き、キャビティ
内を外部の高温の燃焼ガス側よりも圧力を高め、高温ガ
スの内側への侵入を防止するようにしている。
から圧縮機の空気を一部抽気して導き、静翼内部を通
り、内側シュラウドのキャビティ内に導き、キャビティ
内を外部の高温の燃焼ガス側よりも圧力を高め、高温ガ
スの内側への侵入を防止するようにしている。
【０００３】図３はガスタービン静翼の一般的なシール
構造を示す断面図である。図において、２１は静翼であ
り、２２は外側シュラウド、２３は内側シュラウドであ
る。内側シュラウド２３のフランジはシールリング保持
環２４を支持し、シールリング２５はシールリング保持
環２４に支持され、ロータ側のディスク３３ａ，３３ｂ
との間をシールしている。このシールリング保持環２４
と内側シュラウド２３とによってキャビティ２６が形成
されている。２７はシールリング保持環２４に設けられ
た穴、２８はシール用空気のチューブで、静翼内を外側
シュラウド２２から内側シュラウド２３へ貫通して設け
られている。
構造を示す断面図である。図において、２１は静翼であ
り、２２は外側シュラウド、２３は内側シュラウドであ
る。内側シュラウド２３のフランジはシールリング保持
環２４を支持し、シールリング２５はシールリング保持
環２４に支持され、ロータ側のディスク３３ａ，３３ｂ
との間をシールしている。このシールリング保持環２４
と内側シュラウド２３とによってキャビティ２６が形成
されている。２７はシールリング保持環２４に設けられ
た穴、２８はシール用空気のチューブで、静翼内を外側
シュラウド２２から内側シュラウド２３へ貫通して設け
られている。
【０００４】３１ａ，３１ｂは静翼２１の前後に隣接し
て配置された動翼であり、３２ａ，３２ｂはそれら動翼
のプラットフォームである。３４，３５は静翼２１の内
側において動翼３１ａ，３１ｂ間にそれぞれ形成された
空間、３６，３７は内側シュラウド２３両端のシール部
であり、それぞれ動翼３２ａ，３２ｂと静翼２１の内側
シュラウド２３の両端部との間をシールしている。
て配置された動翼であり、３２ａ，３２ｂはそれら動翼
のプラットフォームである。３４，３５は静翼２１の内
側において動翼３１ａ，３１ｂ間にそれぞれ形成された
空間、３６，３７は内側シュラウド２３両端のシール部
であり、それぞれ動翼３２ａ，３２ｂと静翼２１の内側
シュラウド２３の両端部との間をシールしている。
【０００５】上記構成の静翼において、圧縮機の空気を
一部抽気したシール用空気４０が車室側から外側シュラ
ウド２２へ導かれ、シール用のチューブ２８から静翼２
１内を通り、矢印４０ａで示すようにキャビティ２６内
へ流入する。キャビティ２６内に流入した空気の一部は
シールリング保持環２４の穴２７を通り、矢印４０ｂで
示すように前方の空間３４へ流出し、シール部３６を通
り矢印４０ｃで示すように燃焼ガス通路へと流出する。
更に、シール用空気はシール装置２５のシール部を通
り、後方の空間３５にも矢印４０ｄで示すように流れ、
矢印４０ｅで示すように後方のシール部３７から燃焼ガ
ス通路へと流出する。
一部抽気したシール用空気４０が車室側から外側シュラ
ウド２２へ導かれ、シール用のチューブ２８から静翼２
１内を通り、矢印４０ａで示すようにキャビティ２６内
へ流入する。キャビティ２６内に流入した空気の一部は
シールリング保持環２４の穴２７を通り、矢印４０ｂで
示すように前方の空間３４へ流出し、シール部３６を通
り矢印４０ｃで示すように燃焼ガス通路へと流出する。
更に、シール用空気はシール装置２５のシール部を通
り、後方の空間３５にも矢印４０ｄで示すように流れ、
矢印４０ｅで示すように後方のシール部３７から燃焼ガ
ス通路へと流出する。
【０００６】上記に説明のシール用空気４０により内側
シュラウド２３内に形成されたキャビティ２６、及び両
空間３４，３５内を燃焼ガス通路よりも圧力を高くして
高温の燃焼ガスが内側シュラウド２３内に侵入するのを
防止している。
シュラウド２３内に形成されたキャビティ２６、及び両
空間３４，３５内を燃焼ガス通路よりも圧力を高くして
高温の燃焼ガスが内側シュラウド２３内に侵入するのを
防止している。
【０００７】又、静止部であるシール装置２５と回転部
であるロータディスク３３ａ，３３ｂとの対向する面に
はクリアランスδH が保持される必要があり、このクリ
アランスδH が大きすぎると空気の漏れ量が多くなり、
シール性能を低下させることになり、又、逆に小さすぎ
ると静止側と回転側とが接触することになり、このクリ
アランスを適切に設定しなければならない。
であるロータディスク３３ａ，３３ｂとの対向する面に
はクリアランスδH が保持される必要があり、このクリ
アランスδH が大きすぎると空気の漏れ量が多くなり、
シール性能を低下させることになり、又、逆に小さすぎ
ると静止側と回転側とが接触することになり、このクリ
アランスを適切に設定しなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにガスター
ビンの静翼の内側にはシールリング２５が設けられ、回
転部であるロータディスク部との対向面にクリアランス
δH を保持しており、このクリアランスδH が大きすぎ
ると漏れ量が大きくなってシール性能に影響し、又、小
さすぎると静止部と回転部が接触する恐れが生ずる。
ビンの静翼の内側にはシールリング２５が設けられ、回
転部であるロータディスク部との対向面にクリアランス
δH を保持しており、このクリアランスδH が大きすぎ
ると漏れ量が大きくなってシール性能に影響し、又、小
さすぎると静止部と回転部が接触する恐れが生ずる。
【０００９】このクリアランスδH はガスタービンの運
転状態、即ち、起動時や負荷運転時により回転部と静止
部との熱伸びの影響により伸縮し、変化している。この
熱伸びは静止部と回転部により多少異るが、運転中の最
小クリアランス時には両者が接触しないようなクリアラ
ンスδH を設定しなければならない。通常は、このクリ
アランスδH は組立時に最小クリアランスをむかえても
接触しないようにある程度余裕を見込んで設定している
が、このクリアランスをできるだけ小さく設定し、かつ
接触しないように適切なクリアランスの設定が必要であ
るが、現状ではこのクリアランスを適切に制御する手段
がなく、このような方法の実現が強く望まれていた。
転状態、即ち、起動時や負荷運転時により回転部と静止
部との熱伸びの影響により伸縮し、変化している。この
熱伸びは静止部と回転部により多少異るが、運転中の最
小クリアランス時には両者が接触しないようなクリアラ
ンスδH を設定しなければならない。通常は、このクリ
アランスδH は組立時に最小クリアランスをむかえても
接触しないようにある程度余裕を見込んで設定している
が、このクリアランスをできるだけ小さく設定し、かつ
接触しないように適切なクリアランスの設定が必要であ
るが、現状ではこのクリアランスを適切に制御する手段
がなく、このような方法の実現が強く望まれていた。
【００１０】そこで本発明は、ガスタービンの固定側と
静止側のクリアランスの熱伸びによる変化に対し、クリ
アランスの変化を絶えず検出し、クリアランスが大きく
なると狭くするように、小さすぎると広げるようにシー
ル用空気の温度により熱伸びを制御してクリアランスを
絶えず最適に設定できるようなシールクリアランスアク
ティブ制御システムを提供することを課題としてなされ
たものである。
静止側のクリアランスの熱伸びによる変化に対し、クリ
アランスの変化を絶えず検出し、クリアランスが大きく
なると狭くするように、小さすぎると広げるようにシー
ル用空気の温度により熱伸びを制御してクリアランスを
絶えず最適に設定できるようなシールクリアランスアク
ティブ制御システムを提供することを課題としてなされ
たものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。
決するために次の手段を提供する。
【００１２】ロータディスクに対向するガスタービン静
翼シールリング部に固定され、該当間のクリアランスを
計測するセンサと；圧縮機からの空気を静翼内を通り、
同静翼内側のキャビティに導くシール用空気供給系路に
設けられ、同空気を冷却するクーラと；同クーラに並設
されたバイパス流路に設けられた流量調整弁と、同流量
調整弁を制御する制御装置とを備え；同制御装置は前記
センサからの信号を入力し、同信号があらかじめ定めら
れた設定値よりも大きいと前記流量調整弁を開き、同信
号が前記設定値よりも小さいと前記流量調整弁を閉じる
ように制御することを特徴とするガスタービン静翼の段
間シールアクティブクリアランス制御システム。
翼シールリング部に固定され、該当間のクリアランスを
計測するセンサと；圧縮機からの空気を静翼内を通り、
同静翼内側のキャビティに導くシール用空気供給系路に
設けられ、同空気を冷却するクーラと；同クーラに並設
されたバイパス流路に設けられた流量調整弁と、同流量
調整弁を制御する制御装置とを備え；同制御装置は前記
センサからの信号を入力し、同信号があらかじめ定めら
れた設定値よりも大きいと前記流量調整弁を開き、同信
号が前記設定値よりも小さいと前記流量調整弁を閉じる
ように制御することを特徴とするガスタービン静翼の段
間シールアクティブクリアランス制御システム。
【００１３】本発明は、静止部と回転部のクリアランス
がセンサの計測を通して制御装置により常時モニタされ
ており、ガスタービンの起動時又は負荷運転時に熱伸び
によりクリアランスが変化するとその信号はセンサによ
り検出され、制御装置に入力される。制御装置にはあら
かじめ最適なクリアランスの値が設定されており、入力
されたセンサの信号が設定値よりも大きいと流量調整弁
を開くように制御し、圧縮機からの空気の一部をクーラ
を通さずにバイパスさせて混入し、キャビティ内に導
き、シール用空気の温度を上げて熱伸びを大きくし、ク
リアランスが小さくなるようにする。
がセンサの計測を通して制御装置により常時モニタされ
ており、ガスタービンの起動時又は負荷運転時に熱伸び
によりクリアランスが変化するとその信号はセンサによ
り検出され、制御装置に入力される。制御装置にはあら
かじめ最適なクリアランスの値が設定されており、入力
されたセンサの信号が設定値よりも大きいと流量調整弁
を開くように制御し、圧縮機からの空気の一部をクーラ
を通さずにバイパスさせて混入し、キャビティ内に導
き、シール用空気の温度を上げて熱伸びを大きくし、ク
リアランスが小さくなるようにする。
【００１４】又、入力されたセンサの信号が設定値より
も小さいと、静止部と回転部とが接触の恐れがあるの
で、流量調整弁を閉じ、空気の全量をクーラにより冷却
してシール用空気の温度を下げて熱伸びを小さくし、ク
リアランスが広がるように制御する。センサの信号が設
定値にあるときは流量調整弁はその現状の開度を維持す
ように設定されている。
も小さいと、静止部と回転部とが接触の恐れがあるの
で、流量調整弁を閉じ、空気の全量をクーラにより冷却
してシール用空気の温度を下げて熱伸びを小さくし、ク
リアランスが広がるように制御する。センサの信号が設
定値にあるときは流量調整弁はその現状の開度を維持す
ように設定されている。
【００１５】このようにして制御装置が絶えずクリアラ
ンスをモニタしてクリアランスが最適の値となるように
制御するので、クリアランスが最適な値に保持され、漏
れ空気量を少くしてシール性能を向上すると共に、静止
部と回転部との接触を防止し、安全な運転を可能とする
ものである。
ンスをモニタしてクリアランスが最適の値となるように
制御するので、クリアランスが最適な値に保持され、漏
れ空気量を少くしてシール性能を向上すると共に、静止
部と回転部との接触を防止し、安全な運転を可能とする
ものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン静翼の段間シールクリア
ランスアクティブ制御システムの構成図である。図にお
いて、静翼２１には外側シュラウド２２と内側シュラウ
ド２３が設けられ、内側シュラウド２３のフランジはシ
ールリング保持環２４を保持し、シールリング保持環２
４はシールリング２５を支持し、シールリング２５と内
側シュラウド２３とでキャビティ２６を形成しシールリ
ング２５とロータディスク３３ａ，３３ｂとの対向面に
はクリアランスδH を保持している。このような構成は
図３で説明した従来の構造と同じものである。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン静翼の段間シールクリア
ランスアクティブ制御システムの構成図である。図にお
いて、静翼２１には外側シュラウド２２と内側シュラウ
ド２３が設けられ、内側シュラウド２３のフランジはシ
ールリング保持環２４を保持し、シールリング保持環２
４はシールリング２５を支持し、シールリング２５と内
側シュラウド２３とでキャビティ２６を形成しシールリ
ング２５とロータディスク３３ａ，３３ｂとの対向面に
はクリアランスδH を保持している。このような構成は
図３で説明した従来の構造と同じものである。
【００１７】１０は制御装置であり、１１は流量調整弁
で空気の流量を調整し、バイパスさせるもの、１２はク
ーラであり、シール用空気を冷却するものである。この
クーラ１２は、入口ガス温度が１５００℃クラスのガス
タービンではシール用空気系統に設けられるものであ
り、このような常設のクーラがないガスタービンには新
たに設ける。１３はバイパス流路、１４はクリアランス
計測センサであり、センサ１４はロータディスク面と対
向するガスタービン静翼シールリング２５に取付け固定
される。
で空気の流量を調整し、バイパスさせるもの、１２はク
ーラであり、シール用空気を冷却するものである。この
クーラ１２は、入口ガス温度が１５００℃クラスのガス
タービンではシール用空気系統に設けられるものであ
り、このような常設のクーラがないガスタービンには新
たに設ける。１３はバイパス流路、１４はクリアランス
計測センサであり、センサ１４はロータディスク面と対
向するガスタービン静翼シールリング２５に取付け固定
される。
【００１８】シール用空気の系統は、圧縮機からの空気
を抽気し、クーラ１２を通して導かれたシール用空気５
０が車室内に導かれ、外側シュラウド２２を通して静翼
２１内のシール用空気のチューブ２８から内側シュラウ
ド２３を貫通し、キャビティ２６内へ導かれる。このキ
ャビティ２６からのシール用空気は従来と同様にシール
リング保持環２４の穴２７を通って矢印のように空間３
４へ行き、更にシール部３６に流失される。同様にシー
ルリング２５通ったシール用空気は空気室３５に至り、
シール部３７に流失される。このようにして内側シュラ
ウド２３内を高温の燃焼ガスからシールしてガスの侵入
を防止するように構成されている。
を抽気し、クーラ１２を通して導かれたシール用空気５
０が車室内に導かれ、外側シュラウド２２を通して静翼
２１内のシール用空気のチューブ２８から内側シュラウ
ド２３を貫通し、キャビティ２６内へ導かれる。このキ
ャビティ２６からのシール用空気は従来と同様にシール
リング保持環２４の穴２７を通って矢印のように空間３
４へ行き、更にシール部３６に流失される。同様にシー
ルリング２５通ったシール用空気は空気室３５に至り、
シール部３７に流失される。このようにして内側シュラ
ウド２３内を高温の燃焼ガスからシールしてガスの侵入
を防止するように構成されている。
【００１９】又、バイパス流路１３により流量調整弁１
１を開くことにより、空気の一部をクーラ１２をバイパ
スさせて導く流路が設けられ、この流路１３は制御装置
１０により流量調整弁１１の開閉を制御して空気をバイ
パスさせるように制御される。
１を開くことにより、空気の一部をクーラ１２をバイパ
スさせて導く流路が設けられ、この流路１３は制御装置
１０により流量調整弁１１の開閉を制御して空気をバイ
パスさせるように制御される。
【００２０】上記の構成のシステムにおいて、クリアラ
ンスδH はクリアランス計測センサ１４で常時モニタリ
ングされて制御装置１０とその信号が入力されている。
シール用空気は圧縮機からの空気が抽気され、クーラ１
２を通して冷却されてシール用空気５０となってシール
用チューブ２８からキャビティ２６内へ導かれる。この
場合の圧縮機からの空気温度Ｔａｉｒはガス入口温度が
１３００℃クラスのガスタービンの例では２００℃〜３
００℃位であり、クーラ１２で冷却してＴｃ＝１５０℃
〜２００℃位に下げてシール用空気５０として供給して
いる。
ンスδH はクリアランス計測センサ１４で常時モニタリ
ングされて制御装置１０とその信号が入力されている。
シール用空気は圧縮機からの空気が抽気され、クーラ１
２を通して冷却されてシール用空気５０となってシール
用チューブ２８からキャビティ２６内へ導かれる。この
場合の圧縮機からの空気温度Ｔａｉｒはガス入口温度が
１３００℃クラスのガスタービンの例では２００℃〜３
００℃位であり、クーラ１２で冷却してＴｃ＝１５０℃
〜２００℃位に下げてシール用空気５０として供給して
いる。
【００２１】制御装置１０ではクリアランス計測センサ
１４からの信号をモニタし、あらかじめ設定した最適の
クリアランスの値と比較し、大きすぎると流量調整弁１
１を開き、圧縮機からの空気の一部をクーラ１２を通さ
ずにバイパスして冷却空気に混入し、冷却空気の温度を
上昇させてクリアランスの熱伸びを大きくしてクリアラ
ンスを狭めるように制御する。
１４からの信号をモニタし、あらかじめ設定した最適の
クリアランスの値と比較し、大きすぎると流量調整弁１
１を開き、圧縮機からの空気の一部をクーラ１２を通さ
ずにバイパスして冷却空気に混入し、冷却空気の温度を
上昇させてクリアランスの熱伸びを大きくしてクリアラ
ンスを狭めるように制御する。
【００２２】又、逆に少なすぎると接触の恐れがあるの
で、流量調整弁１１を閉じ、空気のバイパス量をなくし
てシール用空気の温度を下げ、熱伸びを小さくしてクリ
アランスが広がるように制御する。センサの信号が設定
値にあるときは流量調整弁はその現状の開度を維持する
ように設定される。
で、流量調整弁１１を閉じ、空気のバイパス量をなくし
てシール用空気の温度を下げ、熱伸びを小さくしてクリ
アランスが広がるように制御する。センサの信号が設定
値にあるときは流量調整弁はその現状の開度を維持する
ように設定される。
【００２３】図２は上記の制御の状況を示すフローチャ
ートである。図において、Ｓ１ではクリアランス計測セ
ンサ１４からの信号を制御装置１０がモニタし、Ｓ２に
おいて、計測したクリアランスがあらかじめ制御装置１
０に設定しておいた最適の設定値になったか否か調べ
る。結果が等しいとＳ１５でクリアランスは最適と判断
し、そのときの流量調整弁の開度を維持する。
ートである。図において、Ｓ１ではクリアランス計測セ
ンサ１４からの信号を制御装置１０がモニタし、Ｓ２に
おいて、計測したクリアランスがあらかじめ制御装置１
０に設定しておいた最適の設定値になったか否か調べ
る。結果が等しいとＳ１５でクリアランスは最適と判断
し、そのときの流量調整弁の開度を維持する。
【００２４】Ｓ２においてクリアランスが設定値に等し
くないと、Ｓ３において設定値よりも大きいか否かを選
べ、大きくないと、Ｓ４で計測クリアランス小と判定
し、Ｓ５で流量調整弁１１を閉め、Ｓ６において冷却空
気温度Ｔｃが低下し、Ｓ７ではそれにより静止側のシー
ルリング保持環２４等の熱伸びが減少し、Ｓ８において
クリアランスδH が拡大し、Ｓ９においてクリアランス
が変化したとそれぞれ判断して再びＳ１に戻りクリアラ
ンス計測センサ１４の信号をモニタする。
くないと、Ｓ３において設定値よりも大きいか否かを選
べ、大きくないと、Ｓ４で計測クリアランス小と判定
し、Ｓ５で流量調整弁１１を閉め、Ｓ６において冷却空
気温度Ｔｃが低下し、Ｓ７ではそれにより静止側のシー
ルリング保持環２４等の熱伸びが減少し、Ｓ８において
クリアランスδH が拡大し、Ｓ９においてクリアランス
が変化したとそれぞれ判断して再びＳ１に戻りクリアラ
ンス計測センサ１４の信号をモニタする。
【００２５】Ｓ３においてクリアランス計測センサ１４
の計測値が設定値よりも大きいと、Ｓ１０で計測クリア
ランス大と判断してＳ１１において流量調整弁１１を開
き、Ｓ１２で冷却空気温度Ｔｃが上昇、Ｓ１３で静止側
のシールリング保持環２４の熱伸びが増大し、Ｓ１４で
クリアランス１４が減少した、とそれぞれ判断し、Ｓ９
へ進み、再びＳ１へ戻ってクリアランス計測センサ１４
の信号をモニタする。
の計測値が設定値よりも大きいと、Ｓ１０で計測クリア
ランス大と判断してＳ１１において流量調整弁１１を開
き、Ｓ１２で冷却空気温度Ｔｃが上昇、Ｓ１３で静止側
のシールリング保持環２４の熱伸びが増大し、Ｓ１４で
クリアランス１４が減少した、とそれぞれ判断し、Ｓ９
へ進み、再びＳ１へ戻ってクリアランス計測センサ１４
の信号をモニタする。
【００２６】以上説明の実施の形態のガスタービン静翼
の段間シールクリアランスアクティブ制御システムによ
れば、静止側のシールリング保持環２４に設置したクリ
アランス計測センサ１４の信号を制御装置１０で常時モ
ニタしてクーラ１２で冷却するシール用空気５０の温度
を制御し、クリアランスδH を制御して最適な値となる
ように熱伸びを調整するようにしたので、静止側と回転
側のクリアランスを常に最適に保ち、シール性能を向上
すると共に、接触事項も防止されるものである。
の段間シールクリアランスアクティブ制御システムによ
れば、静止側のシールリング保持環２４に設置したクリ
アランス計測センサ１４の信号を制御装置１０で常時モ
ニタしてクーラ１２で冷却するシール用空気５０の温度
を制御し、クリアランスδH を制御して最適な値となる
ように熱伸びを調整するようにしたので、静止側と回転
側のクリアランスを常に最適に保ち、シール性能を向上
すると共に、接触事項も防止されるものである。
【００２７】
【発明の効果】本発明のガスタービン静翼の段間シール
クリアランスアクティブ制御システムは、ロータディス
ク面に対向するガスタービン静翼シールリング部に固定
され、該当間のクリアランスを計測するセンサと；圧縮
機からの空気を静翼内を通り、同静翼内側のキャビティ
に導くシール用空気供給系路に設けられ、同空気を冷却
するクーラと；同クーラに並設されたバイパス流路に設
けられた流量調整弁と、同流量調整弁を制御する制御装
置とを備え；同制御装置は前記センサからの信号を入力
し、同信号があらかじめ定められた設定値よりも大きい
と前記流量調整弁を開き、同信号が前記設定値よりも小
さいと前記流量調整弁を閉じるように制御することを特
徴としている。このような構成により、制御装置が絶え
ずクリアランスをモニタしてクリアランスが最適な値と
なるように制御するので、静止部と回転部のクリアラン
スが最適に保持され、漏れ空気量を少くしてシール性能
が向上すると共に、静止部と回転部との接触を防止し、
安全な運転がなされる。
クリアランスアクティブ制御システムは、ロータディス
ク面に対向するガスタービン静翼シールリング部に固定
され、該当間のクリアランスを計測するセンサと；圧縮
機からの空気を静翼内を通り、同静翼内側のキャビティ
に導くシール用空気供給系路に設けられ、同空気を冷却
するクーラと；同クーラに並設されたバイパス流路に設
けられた流量調整弁と、同流量調整弁を制御する制御装
置とを備え；同制御装置は前記センサからの信号を入力
し、同信号があらかじめ定められた設定値よりも大きい
と前記流量調整弁を開き、同信号が前記設定値よりも小
さいと前記流量調整弁を閉じるように制御することを特
徴としている。このような構成により、制御装置が絶え
ずクリアランスをモニタしてクリアランスが最適な値と
なるように制御するので、静止部と回転部のクリアラン
スが最適に保持され、漏れ空気量を少くしてシール性能
が向上すると共に、静止部と回転部との接触を防止し、
安全な運転がなされる。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン静翼
の段間シールクリアランスアクティブ制御システムの構
成図である。
の段間シールクリアランスアクティブ制御システムの構
成図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るガスタービン静翼
の段間シールクリアランスアクティブ制御システムの制
御フローチャートである。
の段間シールクリアランスアクティブ制御システムの制
御フローチャートである。
【図３】ガスタービンの静翼のシール構造の一般的な断
面図である。
面図である。
１０ 制御装置 １１ 流量調整弁 １２ クーラ １３ バイパス流路 １４ クリアランス計測センサ ２１ 静翼 ２２ 外側シュラウド ２３ 内側シュラウド ２４ シールリング保持環 ２５ シールリング ２６ キャビティ ２８ チューブ ３１ａ，３１ｂ 動翼 ３２ａ，３２ｂ プラットフォーム ３３ａ，３３ｂ ロータディスク ３４，３５ 空間 ３６，３７ シール部
Claims (1)
- 【請求項１】 ロータディスク面に対向するガスタービ
ン静翼シールリング部に固定され、該当間のクリアラン
スを計測するセンサと；圧縮機からの空気を静翼内を通
り、同静翼内側のキャビティに導くシール用空気供給系
路に設けられ、同空気を冷却するクーラと；同クーラに
並設されたバイパス流路に設けられた流量調整弁と; 同
流量調整弁を制御する制御装置とを備え; 同制御装置は
前記センサからの信号を入力し、同信号があらかじめ定
められた設定値よりも大きいと前記流量調整弁を開き、
同信号が前記設定値よりも小さいと前記流量調整弁を閉
じるように制御することを特徴とするガスタービン静翼
の段間シールアクティブクリアランス制御システム。
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|---|---|---|---|
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| US09/250,605 US6152685A (en) | 1997-12-08 | 1999-02-17 | Seal active clearance control system for gas turbine stationary blade |
| DE69911573T DE69911573T2 (de) | 1997-12-08 | 1999-02-23 | Automatische Regelvorrichtung für das Statorschaufelspiel einer Gasturbine |
| EP99103456A EP1031702B1 (en) | 1997-12-08 | 1999-02-23 | Automatic clearance control system for gas turbine stationary blade |
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|---|---|---|---|
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| CA002261531A CA2261531C (en) | 1997-12-08 | 1999-02-15 | Seal active clearance control system for gas turbine stationary blade |
| US09/250,605 US6152685A (en) | 1997-12-08 | 1999-02-17 | Seal active clearance control system for gas turbine stationary blade |
| EP99103456A EP1031702B1 (en) | 1997-12-08 | 1999-02-23 | Automatic clearance control system for gas turbine stationary blade |
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