JPS59160032A - ガスタ−ビン - Google Patents
ガスタ−ビンInfo
- Publication number
- JPS59160032A JPS59160032A JP3270583A JP3270583A JPS59160032A JP S59160032 A JPS59160032 A JP S59160032A JP 3270583 A JP3270583 A JP 3270583A JP 3270583 A JP3270583 A JP 3270583A JP S59160032 A JPS59160032 A JP S59160032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- gas turbine
- cooling air
- air
- cooling
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, 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
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
- F02C7/185—Cooling 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。
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の圧縮機で圧縮した空気の一部を
、噴霧装置からの噴霧水により効果的に冷却の上、冷却
空気として使用しているガスタービンに関するものであ
る。
、噴霧装置からの噴霧水により効果的に冷却の上、冷却
空気として使用しているガスタービンに関するものであ
る。
近年、ガスタービンは、その性能向上および出力上昇の
ため、使用ガス温度がますます高温化の傾向にある。
ため、使用ガス温度がますます高温化の傾向にある。
しかしながら、ガスタービンめタービン翼は、その強度
を保持するために一定の温度以下に保つ必要があり、こ
の手段としてタービン翼を冷却する方法が採用されてい
る。
を保持するために一定の温度以下に保つ必要があり、こ
の手段としてタービン翼を冷却する方法が採用されてい
る。
そこで、タービン翼の冷却は、圧縮機で圧縮した空気の
一部を冷却空気として翼内に導き、フィルム冷却、イン
ピンジ冷却及び対流冷却等を行なっているが、ここで冷
却空気の使用量は、翼を一定の温度以下に保つため、使
用ガス温度の高温化にともなって増加する必要がある。
一部を冷却空気として翼内に導き、フィルム冷却、イン
ピンジ冷却及び対流冷却等を行なっているが、ここで冷
却空気の使用量は、翼を一定の温度以下に保つため、使
用ガス温度の高温化にともなって増加する必要がある。
しかしながら、冷却空気使用量の増加は、冷却空気圧縮
のための所要動力の増加および主流ガスに混合する冷却
空気量の増加に伴う平均ガス温度の低下によるガスター
ビンサイクル効率の低下につながるという問題がある。
のための所要動力の増加および主流ガスに混合する冷却
空気量の増加に伴う平均ガス温度の低下によるガスター
ビンサイクル効率の低下につながるという問題がある。
また、冷却空気は、そのタービンにより駆動される圧縮
機で圧縮した空気を用いるため、燃焼ガスに比しては温
度が低いものの、ガスタービンの高出力化にともなって
、圧縮機での圧縮比が高くなり、その温度も高くなって
いる。
機で圧縮した空気を用いるため、燃焼ガスに比しては温
度が低いものの、ガスタービンの高出力化にともなって
、圧縮機での圧縮比が高くなり、その温度も高くなって
いる。
従って、タービン翼を冷却する際に、冷却空気と主流ガ
スとの温度差は、その分小さくなり、冷却効果は悪くな
る。
スとの温度差は、その分小さくなり、冷却効果は悪くな
る。
また、冷却空気は、さらにタービン翼に導く途中におい
て、周囲の高温の雰囲気にさらされるため、温度が上昇
するが、この傾向は燃焼ガス温度が高くなる程大きい。
て、周囲の高温の雰囲気にさらされるため、温度が上昇
するが、この傾向は燃焼ガス温度が高くなる程大きい。
従って、圧縮機で圧縮された空気をそのまま冷却空気と
して用いる場合、タービン翼の温度を、その強度を保持
するに必要な一定の温度以下に保つ条件の下では、冷却
空気量を増加しても主流ガス温度をある値以上に上げる
ことは不可能である。
して用いる場合、タービン翼の温度を、その強度を保持
するに必要な一定の温度以下に保つ条件の下では、冷却
空気量を増加しても主流ガス温度をある値以上に上げる
ことは不可能である。
この対策とし゛て、冷却空気をいったんガスタービン外
に導き、エアフィンクーラ等を用いて冷却したものがあ
るが、これはエアフィンの放熱を利用した間接的冷却で
あるため、冷却効果が悪く、シかもエアフィンクーラを
設置することは糸が複雑となり製作に手間がかがるとい
う問題がある。
に導き、エアフィンクーラ等を用いて冷却したものがあ
るが、これはエアフィンの放熱を利用した間接的冷却で
あるため、冷却効果が悪く、シかもエアフィンクーラを
設置することは糸が複雑となり製作に手間がかがるとい
う問題がある。
さらにこの場合、冷却効果を上げるため、エアフィンク
ーラ内での管内流速を上げているが、流速を上げれば、
その自乗に比例して圧損も増大する。
ーラ内での管内流速を上げているが、流速を上げれば、
その自乗に比例して圧損も増大する。
通常、冷却空気の圧力は、タービン入口部での主流ガス
の圧力よりわずかに高いだけであるので、冷却空気の圧
損が増大すれば、この圧力着はますます小さくなり、こ
の結果、最も冷却を必要とするタービン第１段静翼のフ
ィルム冷却が不可能となるという問題がある。
の圧力よりわずかに高いだけであるので、冷却空気の圧
損が増大すれば、この圧力着はますます小さくなり、こ
の結果、最も冷却を必要とするタービン第１段静翼のフ
ィルム冷却が不可能となるという問題がある。
そこで、本発明は前記従来の問題点を解消するためにな
されたものであり、ガスタービンのタービン翼を冷却す
る冷却空気の冷却を、効果的に、かつ少ない圧損のもと
で行なわせると共に、そのガスタービンの効率向上を可
能ならしめることを目的としたものである。
されたものであり、ガスタービンのタービン翼を冷却す
る冷却空気の冷却を、効果的に、かつ少ない圧損のもと
で行なわせると共に、そのガスタービンの効率向上を可
能ならしめることを目的としたものである。
即ち、本発明は、ガスタービンの圧縮機で圧縮した空気
の一部を冷却空気として該ガスタービン外に導いて冷却
した後、そのタービン翼に導キ、タービン翼を冷却する
ガスタービンにおいて、その冷却空気のガスタービン外
の冷却空気通路内に、水を噴霧可能な噴霧装置を設ける
ことにより構成される。
の一部を冷却空気として該ガスタービン外に導いて冷却
した後、そのタービン翼に導キ、タービン翼を冷却する
ガスタービンにおいて、その冷却空気のガスタービン外
の冷却空気通路内に、水を噴霧可能な噴霧装置を設ける
ことにより構成される。
以下、図面を参照して本発明のガスタービンの実施例を
説明するが、第１図は本発明の実施例ニオケるガスター
ビンの系統図であり、図中の圧縮機２、燃焼器６、ター
ビン４等により、このガスタービン１は構成されており
、またこの圧縮機２とタービン４との間には、冷却空気
をガスタービン１外に導く冷却空気通路配管５が設けら
れている。
説明するが、第１図は本発明の実施例ニオケるガスター
ビンの系統図であり、図中の圧縮機２、燃焼器６、ター
ビン４等により、このガスタービン１は構成されており
、またこの圧縮機２とタービン４との間には、冷却空気
をガスタービン１外に導く冷却空気通路配管５が設けら
れている。
次に、この冷却空気通路配管５には、第２図の要部拡大
図に示すごとく、その通路内に水を噴射可能とする噴霧
装置６が設けられており、この噴霧装置６は配管７で水
供給源９に接続されており、その配管７の途中には、弁
８が設けられている。
図に示すごとく、その通路内に水を噴射可能とする噴霧
装置６が設けられており、この噴霧装置６は配管７で水
供給源９に接続されており、その配管７の途中には、弁
８が設けられている。
そこで、このガスタービン１の圧縮機２で圧縮された空
気の一部は、冷却空気通路配管５よりガスタービン１外
に導かれ、ここで噴霧装置６により水を噴霧して冷却さ
れた後、冷却空気通路配管５を通り、タービン４のター
ビン翼に供給され、タービン翼を冷却するようになって
いる。
気の一部は、冷却空気通路配管５よりガスタービン１外
に導かれ、ここで噴霧装置６により水を噴霧して冷却さ
れた後、冷却空気通路配管５を通り、タービン４のター
ビン翼に供給され、タービン翼を冷却するようになって
いる。
本発明のガスタービンは、以上のように構成されており
、圧縮機で圧縮され、温度の高くなった空気中に、噴霧
装置で水を噴射することによりその空気を冷却すること
ができる。
、圧縮機で圧縮され、温度の高くなった空気中に、噴霧
装置で水を噴射することによりその空気を冷却すること
ができる。
しかも、温度の高くなった空気中に水を直接噴霧するの
で、その空気は水が蒸発するだめの蒸発潜熱として約６
００ ｋｃａｌ／ｋｇもの熱をうばわれるため、エアフ
ィンクーラ等を用いて間接的に冷却する従来の場合に比
して、十分に効果的な冷却ができるという利点がある。
で、その空気は水が蒸発するだめの蒸発潜熱として約６
００ ｋｃａｌ／ｋｇもの熱をうばわれるため、エアフ
ィンクーラ等を用いて間接的に冷却する従来の場合に比
して、十分に効果的な冷却ができるという利点がある。
また、水を噴霧して冷却を行なうので、エアフィンクー
ラで冷却する場合のように配管内流・纏を上げΣ必要が
なく、この分冷却空気の圧損は増加しないという利点が
ある。
ラで冷却する場合のように配管内流・纏を上げΣ必要が
なく、この分冷却空気の圧損は増加しないという利点が
ある。
一方、冷却空気を冷却し、その温度を下げることができ
れば、冷却空気量の増加なしにガスタービンの使用ガス
温度を上げることができる。
れば、冷却空気量の増加なしにガスタービンの使用ガス
温度を上げることができる。
ここで従来の方法は、冷却空気量を増すことによっても
タービン翼を冷却する能力が増し、使用ガス温度を上げ
ることができるが、使用ガス温度が上がるに伴い、ター
ビン翼の受ける熱量が増す一方、冷却空気自体の温度も
がなり高くなり、タービン翼との温度差が小さくなるこ
とから、冷却空気量を増やしても冷却効果を大巾に良く
することはできないのに対して、本発明のガスタービン
のごとく冷却空気の温度を下げれば、タービン翼との温
度差が大きくなり、冷却効果が大巾に改善される。
タービン翼を冷却する能力が増し、使用ガス温度を上げ
ることができるが、使用ガス温度が上がるに伴い、ター
ビン翼の受ける熱量が増す一方、冷却空気自体の温度も
がなり高くなり、タービン翼との温度差が小さくなるこ
とから、冷却空気量を増やしても冷却効果を大巾に良く
することはできないのに対して、本発明のガスタービン
のごとく冷却空気の温度を下げれば、タービン翼との温
度差が大きくなり、冷却効果が大巾に改善される。
しかも、冷却効果が向上すれば、冷却空気量を増加する
必要もなくなる。
必要もなくなる。
従って、本発明によ、れば、冷却空気量を増加すること
なく、使用ガス温度を上げることができ、ガスタービン
サイクル効率が向上する。
なく、使用ガス温度を上げることができ、ガスタービン
サイクル効率が向上する。
更に、本発明によれば、冷却空気中に水噴霧を行なうた
め、その分冷却空気の容積が増加す：るので、圧縮機で
圧縮した冷却空気の使用量が・誠り、ガスタービンのサ
イクル効率が向上する。
め、その分冷却空気の容積が増加す：るので、圧縮機で
圧縮した冷却空気の使用量が・誠り、ガスタービンのサ
イクル効率が向上する。
また、本発明によれば、冷却空気中に水分が加わるため
、冷却空気の比熱が増し、この面からも冷却空気のみの
冷却よりも冷却効率が高くなり、この分冷却空気の使用
量を減じるか、使用ガス温度を上げることができ、ガス
タービンのサイクル効率が向上する。
、冷却空気の比熱が増し、この面からも冷却空気のみの
冷却よりも冷却効率が高くなり、この分冷却空気の使用
量を減じるか、使用ガス温度を上げることができ、ガス
タービンのサイクル効率が向上する。
特に、本発明では、冷却空気をガスタービン外で冷却し
、噴霧装置もガスタービン外に位置しているので、その
点検保守も容易であるという利点がある。
、噴霧装置もガスタービン外に位置しているので、その
点検保守も容易であるという利点がある。
第１図は本発明の実施例におけるガスタービンの系統図
であり、第２図は第１図の冷却空気通路配管の要部拡大
断面図である。 １・・・ガスタービン、２・・・圧縮機、４・・・ター
ビン、５・・・冷却空気通路配管、６・・・噴霧装置。
であり、第２図は第１図の冷却空気通路配管の要部拡大
断面図である。 １・・・ガスタービン、２・・・圧縮機、４・・・ター
ビン、５・・・冷却空気通路配管、６・・・噴霧装置。
Claims (1)
- ガスタービンの圧縮機で圧縮した空気の一部を冷却空気
として該ガスタービン外に導いて冷却した後、そのター
ビン翼に導き、タービン翼を冷却するガスタービンにお
いて、その冷却空気のガスタービン外の冷却空気通路内
に、水を噴霧可能な噴霧装置を設けたことを特徴とする
ガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270583A JPS59160032A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | ガスタ−ビン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270583A JPS59160032A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | ガスタ−ビン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160032A true JPS59160032A (ja) | 1984-09-10 |
Family
ID=12366255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3270583A Pending JPS59160032A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | ガスタ−ビン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160032A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02230925A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-09-13 | Westinghouse Electric Corp <We> | ガスタービン装置 |
| EP0779487A3 (de) * | 1995-12-14 | 1998-11-25 | Asea Brown Boveri Ag | Quench-Kühler |
| EP0779423A3 (de) * | 1995-12-14 | 1999-05-06 | Asea Brown Boveri Ag | Quench-Kühler |
| WO1999067519A1 (en) * | 1998-06-24 | 1999-12-29 | N.V. Kema | Device for compressing a gaseous medium and systems comprising such device |
| EP1283338A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbine und Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine |
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5058407A (ja) * | 1973-09-25 | 1975-05-21 | ||
| JPS5069414A (ja) * | 1973-10-12 | 1975-06-10 |
-
1983
- 1983-03-01 JP JP3270583A patent/JPS59160032A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5058407A (ja) * | 1973-09-25 | 1975-05-21 | ||
| JPS5069414A (ja) * | 1973-10-12 | 1975-06-10 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02230925A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-09-13 | Westinghouse Electric Corp <We> | ガスタービン装置 |
| EP0779487A3 (de) * | 1995-12-14 | 1998-11-25 | Asea Brown Boveri Ag | Quench-Kühler |
| EP0779423A3 (de) * | 1995-12-14 | 1999-05-06 | Asea Brown Boveri Ag | Quench-Kühler |
| WO1999067519A1 (en) * | 1998-06-24 | 1999-12-29 | N.V. Kema | Device for compressing a gaseous medium and systems comprising such device |
| US6453659B1 (en) | 1998-06-24 | 2002-09-24 | N. V. Kema | Device for compressing a gaseous medium and systems comprising such device |
| EP1283338A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbine und Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine |
| US6786694B2 (en) | 2001-08-09 | 2004-09-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine and method of operating a gas turbine |
| 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 |
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