JPH0137576B2 - - Google Patents
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- JPH0137576B2 JPH0137576B2 JP58032709A JP3270983A JPH0137576B2 JP H0137576 B2 JPH0137576 B2 JP H0137576B2 JP 58032709 A JP58032709 A JP 58032709A JP 3270983 A JP3270983 A JP 3270983A JP H0137576 B2 JPH0137576 B2 JP H0137576B2
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- 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
- F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
- F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガスタービンに関する。更に詳しくは
水噴霧装置からの水の滴下防止を施したガスター
ビンに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to gas turbines. More specifically, the present invention relates to a gas turbine that prevents water from dripping from a water spray device.
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。 In recent years, in order to improve the performance and output of gas turbines, the gas temperature used in gas turbines has tended to become higher and higher.
しかしながら、ガスタービンのタービン翼は、
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。 However, the turbine blades of a gas turbine are
In order to maintain its strength, it is necessary to maintain the temperature below a certain level, and a method of cooling the turbine blades is used as a means for this purpose.
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、フイ
ルムを冷却、インピンジ冷却及び対流冷却等を行
なつているが、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
化にともなつて増加する必要がある。 Therefore, to cool the turbine blades, a part of the air compressed by the compressor is guided into the blades as cooling air to perform film cooling, impingement cooling, convection cooling, etc., but the amount of cooling air used is In order to keep the blade below a certain temperature, it is necessary to increase as the gas temperature increases.
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。 However, an increase in the amount of cooling air used leads to a decrease in gas turbine cycle efficiency due to an increase in the power required for compressing the cooling air and a decrease in the average gas temperature due to the increase in the amount of cooling air mixed with the mainstream gas. be.
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
高出力化にともなつて、圧縮機での圧縮比が高く
なり、その温度も高くなつている。 In addition, since the cooling air uses air compressed by the compressor driven by the turbine, its temperature is lower than that of combustion gas, but as the output of gas turbines increases, the compressor As the ratio increases, so does the temperature.
従つて、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。 Therefore, when cooling the turbine blades, the temperature difference between the cooling air and the mainstream gas becomes correspondingly smaller, and the cooling effect becomes worse.
また、冷却空気は、さらにタービン翼に導く途
中において、周囲の高温のふん囲気にさらされる
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。 In addition, the cooling air is exposed to the surrounding high-temperature atmosphere on the way to the turbine blades, so its temperature increases, and this tendency increases as the combustion gas temperature increases.
従つて、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。 Therefore, when using the air compressed by the compressor as cooling air, the temperature of the turbine blades is
Under the conditions of keeping the temperature below a certain level required to maintain its strength, it is impossible to raise the mainstream gas temperature above a certain value even if the amount of cooling air is increased.
この対策として冷却空気をいつたんガスタービ
ン外に導き、エアフインクーラ等を用いて冷却し
たものもあるが、この場合、冷却空気温度は低下
するものの、構造が複雑となり、また圧損が増大
し、冷却空気の圧力とタービン入口のガス圧力と
の差が小さくなり、このため初段静翼のフイルム
冷却が不可能であるという問題がある。 As a countermeasure to this problem, there is a method in which the cooling air is guided outside the gas turbine and cooled using an air-fin cooler, etc., but in this case, although the cooling air temperature decreases, the structure becomes complicated and the pressure drop increases. There is a problem in that the difference between the pressure of the cooling air and the gas pressure at the turbine inlet becomes small, making it impossible to film-cool the first-stage stationary blades.
一方、軸受ハウジング内の温度を検出し、冷却
用の水の割合を調整することが知られているが、
水の噴霧開始時、或いは噴霧終了時に冷却用の水
が高温になつているタービン構成部材上に滴下す
ると、この部分を急冷することになり、クラツク
発生の原因になる。 On the other hand, it is known to detect the temperature inside the bearing housing and adjust the proportion of cooling water.
If cooling water drips onto hot turbine components at the start or end of water spraying, this portion will be rapidly cooled, causing cracks.
ここで、ガスタービンの起動、或いは停止時な
ど冷却空気室内の空気が水噴霧装置より噴霧され
た水の全量を速やかに蒸発させるには十分な温度
でない時に水を噴霧すれば、この水は速やかには
蒸発せず、冷却空気室内のタービン構成部材に水
滴が直接当たり、その部材部分が急冷され、クラ
ツク発生の原因ともなるので、冷却空気室内の空
気が噴霧された水の全量が速やかに蒸発させるに
十分な温度にない時は、水を噴霧しないようにし
なければならない。 Here, if water is sprayed when the air in the cooling air chamber is not at a sufficient temperature to quickly evaporate the entire amount of water sprayed by the water spray device, such as when the gas turbine is started or stopped, this water will be evaporated quickly. The water droplets directly hit the turbine components in the cooling air chamber, rapidly cooling those parts and causing cracks, so the entire amount of water sprayed by the air in the cooling air chamber quickly evaporates. Water should not be sprayed unless the temperature is sufficient to cause
また、水の噴霧を停止する時、単に水を供給す
る配管系の元バルブを閉止するとそのバルブから
水の噴霧時間までの間に残された水の圧力が低下
し、霧状にならず、噴霧装置からの水がしたたり
落ちて上記の如き問題が発生するので水がしたた
り落ちないようにしなければならない。 In addition, when stopping water spraying, if you simply close the main valve of the piping system that supplies water, the pressure of the water remaining between that valve and the water spraying time will decrease, preventing it from becoming atomized. Water from the spray device must be prevented from dripping, as this can cause the above-mentioned problems.
そこで本発明の目的は、水噴霧装置の噴霧開始
時、或いは噴霧終了時の水の滴下を防止し、もつ
て、タービン構成部材の損傷を防止することにあ
る。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to prevent water from dripping when a water spray device starts spraying or when spraying ends, thereby preventing damage to turbine components.
即ち、本発明は、ガスタービンの燃焼器室内を
燃焼器支持板によつて仕切ることにより燃焼器尾
筒側に冷却空気室を形成すると共に、該冷却空気
室に温度検出器と水噴霧装置を配設し、該水噴霧
装置は高圧空気源に連通する管の途中に第1の弁
を有すると共に、水供給源に連通する管の途中に
第2の弁を有し、かつ、前記温度検出器に付属す
る調整器は冷却空気室内の温度が設定値以上にな
つたとき第1,第2の弁の順に弁を開き、冷却空
気室内の温度が設定値以下になつたとき第2、第
1の弁の順に弁を閉じることを特徴とするもので
ある。 That is, the present invention forms a cooling air chamber on the combustor transition pipe side by partitioning the combustor chamber of a gas turbine with a combustor support plate, and also provides a temperature sensor and a water spray device in the cooling air chamber. The water spray device has a first valve in the middle of a pipe communicating with the high pressure air source, a second valve in the middle of the pipe communicating with the water supply source, and the water spray device has a first valve in the middle of a pipe communicating with the water supply source, and The regulator attached to the cooling air chamber opens the first and second valves in this order when the temperature inside the cooling air chamber exceeds the set value, and opens the second and second valves when the temperature inside the cooling air chamber falls below the set value. This is characterized in that the valves are closed in the order of the first valve.
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にお
けるガスタービンの概念図であり、図中の圧縮機
2、燃焼器3、タービン4等によりこのガスター
ビン1は構成されている。 Embodiments of the gas turbine of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of the gas turbine in the embodiment of the present invention. This gas turbine 1 is constructed by the following.
次に、第2図は第1図のガスタービン1の要部
拡大の側断面図であり、このガスタービン1内の
冷却空気は図中の矢印Aのごとく流れる。 Next, FIG. 2 is an enlarged side sectional view of the main part of the gas turbine 1 shown in FIG. 1, and cooling air within the gas turbine 1 flows as indicated by arrow A in the figure.
また、燃焼器室11は燃焼器中間支持板13に
よつて仕切られており、それにより冷却空気室1
2が構成されている。 Further, the combustor chamber 11 is partitioned by a combustor intermediate support plate 13, so that the cooling air chamber 1
2 are configured.
なお、上記燃焼器中間支持板13は、第3図の
要部正面図に示すごとく、それぞれ両側が隣りの
燃焼器中間支持板13と接するようにして、燃焼
器室11を仕切つているが、その外周部等の一部
には開口部14が設けられており、冷却空気Aが
通るようになつている。 As shown in the main part front view of FIG. 3, the combustor intermediate support plate 13 partitions the combustor chamber 11 so that both sides thereof are in contact with the adjacent combustor intermediate support plate 13. An opening 14 is provided in a part of the outer periphery, etc., through which the cooling air A passes.
また、冷却空気室12には、温度を検出する検
出器6と、水を噴霧可能な噴霧装置5とを設けて
おり、噴霧装置5は、ガスタービン1外部の水供
給源9に配管8で接続されており、この途中には
弁7が設けられており、この弁7は調整器10に
より制御される。 The cooling air chamber 12 is also provided with a detector 6 for detecting temperature and a spray device 5 capable of spraying water. A valve 7 is provided in the middle of the connection, and this valve 7 is controlled by a regulator 10.
また、上記の噴霧装置5には外部の高圧空気源
34から空気配管33を通じてプライマリ空気が
供給されるようになつており、この空気配管33
の途中にも弁32が設けられておりこの弁32も
調整器10により制御される。調整器10は検出
器6が設定温度以上の温度を検出すると、その信
号により弁32を先づ開けて、プライマリとして
空気を噴射させた後、弁7を開けて水を噴霧する
ようになつており、検出器6の検出温度が設定温
度以下になると弁7を閉じ噴霧を停止した後弁3
2を閉じる。 Further, primary air is supplied to the above-mentioned spray device 5 from an external high-pressure air source 34 through an air pipe 33.
A valve 32 is also provided in the middle, and this valve 32 is also controlled by the regulator 10. When the detector 6 detects a temperature higher than the set temperature, the regulator 10 first opens the valve 32 based on the signal to inject air as a primary, and then opens the valve 7 to spray water. When the temperature detected by the detector 6 falls below the set temperature, the valve 7 is closed and the spraying is stopped.
Close 2.
ここで、設定温度とは噴霧された水が速やかに
蒸発する温度とする。 Here, the set temperature is a temperature at which sprayed water quickly evaporates.
また、連結部材19とトルクチユーブ20,2
1との間に、圧縮機高圧側シールリング22とタ
ービン入口側シールリング23とでシールされた
空間24及び連結部材19とトルクチユーブ21
とに設けた冷却空気抽気孔25,26によつてタ
ービン動翼16,18への冷却空気通路を構成し
ている。 In addition, the connecting member 19 and the torque tubes 20, 2
1, a space 24 sealed by a compressor high pressure side seal ring 22 and a turbine inlet side seal ring 23, a connecting member 19, and a torque tube 21.
Cooling air bleed holes 25 and 26 provided in the turbine rotor blades 16 and 18 constitute cooling air passages to the turbine rotor blades 16 and 18, respectively.
上記の圧縮機2で圧縮された空気は、燃焼器室
11に入り、その大部分は燃焼機3に供給される
が、一部は第3図に示す燃焼器中間支持板13の
開口部14を通り、冷却空気室12に入る。 The air compressed by the compressor 2 described above enters the combustor chamber 11, and most of it is supplied to the combustor 3, but some of it is supplied to the opening 14 of the combustor intermediate support plate 13 shown in FIG. and enters the cooling air chamber 12.
そして、冷却空気室12内の空気温度が検出器
6により検出され、それが設定温度以上であれ
ば、弁32及び7が順次開となり噴霧装置5から
空気をプライマリとして水を噴霧して冷却空気A
が冷却される。また冷却空気室内の温度が設定温
度以下になると弁は7,32の順に閉じられる。 Then, the air temperature in the cooling air chamber 12 is detected by the detector 6, and if it is higher than the set temperature, the valves 32 and 7 are sequentially opened, and water is sprayed from the spray device 5 using air as the primary, and the cooling air is A
is cooled. Further, when the temperature in the cooling air chamber becomes lower than the set temperature, the valves 7 and 32 are closed in this order.
冷却空気室12で冷却された冷却空気Aの一部
は、タービン翼環27の冷却空気孔28,28を
通つてタービン静翼15,17に供給され、また
残りは冷却空気抽気孔25、空間24、冷却空気
抽気孔26を通り、トルクチユーブ20,21内
の中空部に入り、更に通気孔29からタービンデ
イスク30,30間に入り、冷却空気孔31,3
1よりタービン動翼16,18に供給される。 A part of the cooling air A cooled in the cooling air chamber 12 is supplied to the turbine stationary blades 15 and 17 through the cooling air holes 28 and 28 of the turbine blade ring 27, and the rest is supplied to the cooling air bleed hole 25 and the space. 24, passes through the cooling air bleed hole 26, enters the hollow part in the torque tubes 20, 21, and further enters between the turbine disks 30, 30 from the ventilation hole 29, and enters the cooling air hole 31, 3.
1 to turbine rotor blades 16 and 18.
上記のように、本発明はガスタービンの燃焼器
室内を燃焼器支持板によつて仕切ることにより燃
焼器尾筒側に冷却空気室を形成すると共に、該冷
却空気室に温度検出器と水噴霧装置を配設し、該
水噴霧装置は高圧空気源に連通する管の途中に第
1の弁を有すると共に、水供給源に連通する管の
途中に第2の弁を有し、かつ、前記温度検出に付
属する調整器は冷却空気室内の温度が設定値以上
になつたとき第1、第2の弁の順に弁を開き、冷
却空気室内の温度が設定値以下になつたとき第
2、第1の弁の順に弁を閉じるので、水噴霧開始
後、或いは停止時に水の滴下を防止でき、もつて
タービン構成部材の損傷を未然に防ぐことができ
るようになる。 As described above, the present invention forms a cooling air chamber on the combustor transition pipe side by partitioning the combustor chamber of a gas turbine with a combustor support plate, and also installs a temperature sensor and water spray in the cooling air chamber. a first valve in the middle of a pipe communicating with the high pressure air source; a second valve in the middle of the pipe communicating with the water supply source; The regulator attached to temperature detection opens the first and second valves in this order when the temperature inside the cooling air chamber exceeds the set value, and opens the second valve when the temperature inside the cooling air chamber falls below the set value. Since the valves are closed in the order of the first valve, it is possible to prevent water from dripping after starting or stopping water spraying, thereby making it possible to prevent damage to turbine components.
第1図は本発明の一実施例におけるガスタービ
ンの概念図であり、第2図は第1図のガスタービ
ンの要部拡大の側断面図で、第3図は第2図の燃
焼器中間支持板の要部正面図である。
1……ガスタービン、2……圧縮機、3……燃
焼器、4……タービン、5……噴霧装置、7……
弁、9……水供給源、10……調整器、12……
冷却空気室、13……燃焼器中間支持板、15,
17……タービン静翼、16,18……タービン
動翼、32……弁、34……高圧空気供給源、A
……冷却空気。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a gas turbine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged side sectional view of the main part of the gas turbine in FIG. FIG. 3 is a front view of main parts of the support plate. 1...Gas turbine, 2...Compressor, 3...Combustor, 4...Turbine, 5...Spray device, 7...
Valve, 9... Water supply source, 10... Regulator, 12...
Cooling air chamber, 13... Combustor intermediate support plate, 15,
17... Turbine stator blade, 16, 18... Turbine rotor blade, 32... Valve, 34... High pressure air supply source, A
...cooling air.
Claims (1)
よつて仕切ることにより燃焼器尾筒側に冷却空気
室を形成すると共に、該冷却空気室に温度検出器
と水噴霧装置を配設し、該水噴霧装置は高圧空気
源に連通する管の途中に第1の弁を有すると共
に、水供給源に連通する管の途中に第2の弁を有
し、かつ、前記温度検出器に付属する調整器は冷
却空気室内の温度が設定値以上になつたとき第
1、第2の弁の順に弁を開き、冷却空気室内の温
度が設定値以下になつたとき第2、第1の弁の順
に弁を閉じることを特徴とするガスタービン。1. A cooling air chamber is formed on the combustor transition pipe side by partitioning the combustor chamber of the gas turbine with a combustor support plate, and a temperature sensor and a water spray device are disposed in the cooling air chamber. The water spray device has a first valve in the middle of a pipe communicating with the high-pressure air source, a second valve in the middle of the pipe communicating with the water supply source, and a regulator attached to the temperature sensor. The device opens the first and second valves in this order when the temperature in the cooling air chamber exceeds the set value, and opens the second and first valves in that order when the temperature in the cooling air chamber falls below the set value. A gas turbine characterized by a closing valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270983A JPS59160036A (en) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270983A JPS59160036A (en) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Gas turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160036A JPS59160036A (en) | 1984-09-10 |
| JPH0137576B2 true JPH0137576B2 (en) | 1989-08-08 |
Family
ID=12366364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3270983A Granted JPS59160036A (en) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | Gas turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160036A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643811B2 (en) * | 1985-07-29 | 1994-06-08 | 株式会社日立製作所 | Gas turbine hot parts cooling method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5477820A (en) * | 1977-12-02 | 1979-06-21 | Hitachi Ltd | Method of cooling gas turbine blade |
-
1983
- 1983-03-01 JP JP3270983A patent/JPS59160036A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59160036A (en) | 1984-09-10 |
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