JPS5818526A - 高温ガスタ−ビン翼の冷却システム - Google Patents

高温ガスタ−ビン翼の冷却システム

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Publication number
JPS5818526A
JPS5818526A JP11520181A JP11520181A JPS5818526A JP S5818526 A JPS5818526 A JP S5818526A JP 11520181 A JP11520181 A JP 11520181A JP 11520181 A JP11520181 A JP 11520181A JP S5818526 A JPS5818526 A JP S5818526A
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JP
Japan
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turbine
cooling
cooling air
air
gas turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11520181A
Other languages
English (en)
Inventor
Narihisa Sugita
杉田 成久
Kazuhiko Kawaike
川池 和彦
Takashi Ikeguchi
池口 隆
Masami Noda
雅美 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5818526A publication Critical patent/JPS5818526A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/16Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • F02C7/185Cooling means for reducing the temperature of the cooling air or gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービン翼の冷却シづテムに係り、特に、
冷却空気に対する圧縮仕事を低減するのに好適な翼冷却
システムに関する。
ガスタービンはタービン入口温度の高温化によって出力
の増加、効率の向上を行なう事が可能であるが、タービ
ン入口温度を増加させるために′はタービン翼の冷却が
必要となる0この冷却空気量はタービン入口温度1,1
00℃級では圧縮機入口空気量の約10係位に達し、冷
却空気に対する圧縮仕事は無視できず、タービン入口温
度の高温化による件能向上を著しくさまたげている。そ
こで。
冷却空気量を減少させるために、第1図に示すように、
冷却空気を外部に取り出し、冷却して使用する事が考え
られている。第1図において、ガスタービンプラントは
圧縮機1.燃焼器2.タービン3および空気冷却器4よ
り構成され、圧縮機で昇圧された空気は燃焼用空気5と
タービン冷却用空気6に分けられ、タービン冷却用空気
6は空気冷却器4に入り、冷却媒体7により冷却された
後に、タービ/3の冷却に使用される。このような方式
はすでにWesting house Electri
c社で実用化されている。しかし、今後さらにタービン
の高温化が要求され、必要冷却空気量が増加すれば、大
量の冷却空気を燃焼器直前で抽気する事は。
燃焼器内L6流れを乱れさせ、燃焼を不安定化させる事
が考えられ、またこの方法は、冷却空気に対する圧縮仕
事を冷却空気量を減少させる事で低減しているが、単位
流量当りの仕事量を低減させてはいない。
本発明の目的は、高温ガスタービン冷却用空気量の減少
とその昇圧過程における単位流量当りの仕事量を減少さ
せる量によって、ガスタービン冷却空気に対する仕事を
減少させ、ガスタービン出力の増加、効率のl向上を計
るにある。
一般にガスタービン冷却翼に対する必要冷却空気量は、
第2図に示すような無次元表示の関係で示す事ができる
。第2図において横軸は主流ガス重量流量Ggに対する
必要冷却空気重量流量Gの百分、率(無次元空気量)、
縦軸は冷却効率ηcoo 1を示している。ここで、 Tg、主流ガス温度(℃) Trn、翼許容温度(℃) ]゛C:冷却空気温度(”C) であり、Tmは材料により、Tgはサイクル条件により
決められるため、翼冷却法を定めれば、第2図から無次
元空気量を減少させるためにはTcを下げる方法しかな
い。例えばつぎのような事例を考える。
RC=14.0.圧縮機ポリトロープ効率ηpc = 
90係、タービン入口温度Tg=1,300°C,ター
ビン翼許答温度T’m=750℃ 、−空気の定圧比熱
Cp=0.24 kcal/kg℃ 、空気の比熱比に
=1.40とし。
この条件下で第2図に示す冷却翼特性に対する冷却空気
圧縮仕事き考える。
(a)  冷却空気を冷却−しない場合圧縮機出口温度
T2(℃) 1に−1 T 2−(T1+273.15XRc)”’ ” −2
7a15−392.8(’C) 第2図より、Gc/Gg=7.1  (%)よって、圧
縮機入口空気量をGOとすれば、冷却空気に対する圧縮
仕事Wは、つぎのように概算できる。
= 6.0109 (kcal/kg )(b)  冷
却空気を冷却する場合 冷却空気温間の冷却は熱応力の発生により制限サレル。
ココテはTcm1 n= 200 (’C)と考える。
圧縮機出口温度T2=392.8(”C)  であるが
TC=200℃で ηcool=0.500.GC/Gg=4.19 (4
)よって、圧縮仕事WOは、 = 3.646 (kcal 7kg )別置の圧縮機
2台を設置、その間に中間冷却器を設けた場合はつぎの
ようになる0 低圧圧縮機の圧力比をI尤り、ポIJ ) (+−グ効
率ηJ)CL とおけば、低圧圧縮機出口温度T 2 
(”C)η7;cL’ k T2=(TI+273.15)・ut、      2
73.15中間冷却器温度幼率ηicは。
2−T3 2−Tw ここで、T3は中間冷却器出口すなわち、高圧圧縮機入
口温度(℃)、TWは中間冷却器冷却媒体入口温度(’
C)。しだがって、T3=T2−η1c(T2−TW) 高圧圧縮機の圧力比をRH,ボIJ )ロープ効率ηp
cHとおけば、高圧圧縮機出口温度T4(℃、)は・ 
            1に一1T4=(T3+27
3.15)、。□・i″百=273.15 ηcoolを用いて第2図よりGc/Ggを求める事が
でき、圧縮仕事W′は。
((T2−TI)+(’1”4−’l’l ) )第3
図は上記計算を高圧圧縮機圧力比/低圧圧縮機圧力比(
Rn/ )tL )をパラメータとして行なったもので
、上図は高圧圧縮機出口温度すな6ち。
冷却空気温度を下図は一ヒ述したケース(b)の冷却空
気を冷却する場合の仕事WOで圧縮仕事W′をわった値
(W ’/W o )を示す。計算は中間冷却器冷却媒
体入口温度を15℃、低圧圧縮機および高圧圧縮機それ
ぞれのポリトローグ効率を0.88.中間冷却器圧力損
失3係を用いた。実線(A、A’)は中間冷却器温度効
率80係一定とした場合、破線(B、B’ )は高圧圧
縮機出口温度が冷却空気許容最低温度と定めた200°
Cになるように中間冷却器温度効率を低下させた場合ニ
一点鎖線(C1C′)は高圧圧縮機出口温度が冷却空気
許容最低温度と□なるように後置冷却器を設けた場合を
示している。
第3図で明らかなように中間冷却器の使用によって最大
4二2張冷却空気の圧縮仕事を低減できる。
以下1本発明の一実施例を第4図により説明する。
ガスタービンは圧縮機1.燃焼器2、ガスタービン3よ
り構成され、冷ノ却空気用圧縮設備として低圧圧縮機8
、中間冷却器4.高圧圧縮機9がある。ガスタービン圧
縮機1は燃焼用空気5のみを昇圧し燃焼器におぐる。一
方、ガスタービン冷却用の空気6は、低圧圧縮機8によ
って昇圧された後に、中間冷却器4において、冷却水7
によって冷却された後に、高圧圧縮機9によってさらに
昇圧され、タービン部へ導かれ、ターピッ部の冷却に使
用される。本実施例によれば、冷却用空気をガスタービ
ン圧縮機より抽気する必要がないために、抽気に伴なう
圧縮機、燃焼器の不安定現象を防止する効果がある。
第5図は本発明の他の実施例を示したものである。本図
で第4図の実施例と異なるの、は、低圧圧縮機8を取り
除き、そのかわりに、ガスタービン圧縮機中間段より抽
気を行なうもので、ガスタービン圧縮機1よ、り抽気さ
れた冷却空気用の空気6は中間冷却器4で、冷却水7に
よって冷却され。
高圧圧縮機9でさらに昇圧され、ガスタービン3でター
ビンを冷却する。
本実施例によれば、低圧圧縮が不要となるため建設費を
低下させる効果が□ある。
第6図は本発明の他の実施例を示したもので、第4図の
実施例と異なる点は高圧圧縮機出口に後置冷却器10を
設けた事である0 冷却用空気6は低圧圧縮機8.中間冷却器4゜高圧圧縮
機9を通過した後に、後置冷却器10を通り冷却水7に
よって冷却される。この場合、低圧および高圧の圧縮機
圧力比配分は、高圧圧縮機7  出口の冷却空気温度が
、許容される冷却空気の最低温度より高くなるように選
び、後置冷却器出口温度が冷却空気許容最低温度となる
ようにする0本実施例によれば、′圧縮機圧力比配分を
厳密に選ばなくても、冷却空気圧縮仕事を少なくできる
効果がある。
本発明によれば、単位冷却空気量当りの圧縮仕事量を減
少させる事ができるので、従来の冷却空気を単に冷却す
る方法と比較し、約10係以上の冷却空気圧縮仕事を低
減でき、ガスタービンの出力増加、効率向上を行なう事
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の冷却方式の系統図、第2図は冷却翼性能
を示す特性図、第3図は事例により本発明の効果を示す
特性図、第4.5.6図は本発明の実施例を示す系統図
である。 3・・・タービン、4・・・中間冷却器、6・・・ター
ビン冷却空気、8・・・低圧圧縮機、9・・・高圧圧縮
機、10茅 1 図 第2 目 然〕款1ゑfQ、序。 島圧涯m−圧加明uh亀−励に 第4 固

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■、タービン翼を空気冷却するガスタービンにおいて、
    冷却空気を圧縮するだめの複数台の圧縮機と、その圧縮
    過程において、前記冷却空気の冷却を行う中間冷却器を
    備えたことを特徴とする高温ガスタービン翼の冷却シス
    テム。
JP11520181A 1981-07-24 1981-07-24 高温ガスタ−ビン翼の冷却システム Pending JPS5818526A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04209934A (ja) * 1989-12-28 1992-07-31 Soc Natl Etud Constr Mot Aviat <Snecma> タービンエンジン
JP2014009606A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン翼の冷却システム及びガスタービン
JP5932121B1 (ja) * 2015-09-15 2016-06-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンプラント及び既設ガスタービンプラントの改良方法
JP2018105210A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 三菱重工業株式会社 エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04209934A (ja) * 1989-12-28 1992-07-31 Soc Natl Etud Constr Mot Aviat <Snecma> タービンエンジン
JP2559297B2 (ja) * 1989-12-28 1996-12-04 ソシエテ・ナシオナル・デテユード・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モトール・ダヴイアシオン、”エス.エヌ.ウ.セ.エム.アー.” タービンエンジン
JP2014009606A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン翼の冷却システム及びガスタービン
JP5932121B1 (ja) * 2015-09-15 2016-06-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンプラント及び既設ガスタービンプラントの改良方法
JP2017057765A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンプラント及び既設ガスタービンプラントの改良方法
JP2018105210A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 三菱重工業株式会社 エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム
WO2018124061A1 (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 三菱重工業株式会社 エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム

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