JPH0626364A - ガスタービンケーシングの変形防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービンの停止時におけるケーシングの
変形を防止し、ターニング時におけるガスタービンロー
タとケーシングの接触を防止する。 【構成】 ガスタービン本体の上方に設置されケーシン
グ１の上半部を冷却する複数の冷却ファン２；及びケー
シング１の頂部と底部のメタル温度差の検出装置（メタ
ル温度検出器３ａ，３ｂ、減算器５）と前記メタル温度
差の検出装置の信号が入力され前記メタル温度差が設定
値に達したときに前記複数の冷却ファンを起動し所定時
間後冷却ファンを停止させる冷却ファンの起動装置（発
信器６、タイマ８、冷却ファン開閉器９）で構成された
冷却ファンの発停装置；を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン停止後の
ケーシング熱変形を防止するガスタービンケーシングの
変形防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンを停止するとケーシング内
の空気は対流作用により、上層部の温度が下層部に比べ
て高くなる。このときロータを停止したままでおくと、
ロータ上半部の温度が下半部に比べて高くなり、上下熱
膨張量の差によってロータは弯曲する。この現象を防止
するために、ガスタービンの停止後にターニングモータ
によりロータが２〜３rpm 程度の速度で微速回転（ター
ニング運転）される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ガスタービンの停止後
のロータのターニング運転中には、ケーシングにも温度
差が発生する。一例では、ガスタービン停止後１２時間
で上下ケーシングのメタル温度差は１００℃程度に達し
ている。この場合に、ケーシング上半部の熱膨張量が下
半部よりも大きいために、ケーシングは、図４に示すよ
うに、実線から点線へバウ状に弯曲する。

【０００４】この現象はキャットバック（ｃａｔ ｂａ
ｃｋ）と呼ばれ、甚だしいときにはターニング中のロー
タにケーシングが接触して、ターニング不能となる場合
がある。この状態でガスタービンを放置するときには、
前述のようにロータは弯曲して塑性変形し、アンバラン
スのために再起動が不能となって不釣合修正が必要とな
り、甚だしいときには工場に持ち帰って補修しなければ
ならない場合があった。

【０００５】本発明は、以上の問題点を解決することが
できるガスタービンケーシングの変形防止装置を提供し
ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のガスタービンケ
ーシングの変形防止装置は、ガスタービン本体の上方に
設置されケーシングの上半部を冷却する複数の冷却ファ
ン；及びケーシングの頂部と底部のメタル温度差の検出
装置と前記メタル温度差の検出装置の信号が入力され前
記ケーシングの頂部と底部のメタル温度差が設定値に達
したときに前記複数の冷却ファンを起動する冷却ファン
の起動装置で構成された冷却ファンの発停装置；を備え
たことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明では、ケーシングの頂部と底部のメタル
温度差が検出装置で検出され、その信号が冷却ファンの
起動装置に入力され、前記メタルの温度差が設定値に達
すると冷却ファンの起動装置によって複数の冷却ファン
が起動され、ケーシング上半部が冷却される。従って、
本発明によって、ガスタービンの停止後のケーシング内
の温度差を軽減してケーシングの変形が防止される。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を、図１ないし図３によっ
て説明する。１はガスタービンのケーシングであり、同
ケーシング１の上方にはケーシング１へ向って下方へ冷
却風を流してケーシング１の上半部を冷却する３台の冷
却ファンが設置されている。ケーシング１の頂部と底部
の各冷却ファン２の下方には、それぞれ１組のケーシン
グのメタル温度検出器３ａ，３ｂが設けられている。

【０００９】前記メタル温度検出器３ａ，３ｂの各々
は、図２に示すように、配線４ａ，４ｂによってそれぞ
れ共通の減算器５に接続され、同減算器５は各組のメタ
ル温度検出器３ａ，３ｂの検出したメタル温度の信号を
受けて減算を行ない、各組のメタル温度検出器３ａ，３
ｂの検出したケーシング１の頂部と底部のメタル温度差
を演算するようになっている。

【００１０】前記減算器５のケーシング１の頂部と底部
のメタル温度差の信号は、温度差設定値が入力されてい
る１個の発信器６へ入力され、同発信器６は、減算器５
で演算された前記のメタル温度差が前記温度差設定値に
達すると起動信号を各冷却ファン２に対応する３個のタ
イマ８へ出力するようになっている。各タイマ８には冷
却ファンの運転の設定時間が入力されていて、タイマ８
は、発信器６の起動信号を対応する各冷却ファン２の開
閉器９へ伝達して同開閉器９を閉じると共に、前記設定
時間の経過後各冷却ファン２の開閉器９へ冷却ファン２
の停止信号を出力して同開閉器９を開くようになってい
る。

【００１１】前記メタル温度検出器３ａ，３ｂ、減算器
５、発信器６、タイマ８及び冷却ファン２の開閉器９に
よって各冷却ファン２の発停装置が構成されている。な
お、図２中、７は発信器６等の電源である。また、図２
中、メタル温度検出器３ａ，３ｂ、タイマ８及び冷却フ
ァンの開閉器９は、３個のうち１個のみが示されてい
る。

【００１２】本実施例では、３組のメタル温度検出器３
ａ，３ｂの検出したケーシング１の頂部と底部のメタル
温度の信号が減算器５へ入力され、減算器５では両信号
を減算してケーシング１の頂部と底部のメタル温度差を
演算し、この信号を発信器６へ入力する。発信器６で
は、前記メタル温度差が設定値、例えば１００℃に達す
ると、起動信号をタイマ８を経て対応する各冷却ファン
２の開閉器９へ伝達して同開閉器９を閉じる。これによ
って、各冷却ファン２が起動され、ケーシング１の冷却
が行われる。

【００１３】前記冷却ファン２がタイマ８に入力されて
いる設定時間稼動し、ケーシング１の頂部と底部のメタ
ル温度差が安全な値、例えば５０℃まで減少すると、タ
イマ８は各冷却ファン２の開閉器へ停止信号を出力し、
各冷却ファン２の運転が停止される。

【００１４】従って、本実施例においては、各冷却ファ
ン２に対応する部分のケーシング頂部と底部のメタル温
度差が設定値に達すると、各冷却ファン２が起動してケ
ーシング１を冷却することによって、図１中実線から点
線で示すようにケーシング１が熱変形することを防止す
ることができる。

【００１５】図３は、本実施例に係る装置が作動したと
きのケーシングメタル温度遷移図である。ガスタービン
停止後ターニング運転中にケーシングの頂部と底部の温
度差は逐次増大する。この温度差が設定値に達すると冷
却ファンが起動して冷却運転に入る。ケーシングの上半
部は冷却されて温度差が減少し、安全域に入って自動停
止する。その後は最早危険温度差になることはない。

【００１６】なお、前記実施例では、ケーシング１の頂
部と底部の温度差を検出するために、ケーシングの頂部
と底部にそれぞれメタル温度検出器３ａ，３ｂを設け、
その信号が入力される減算器５を用いているが、これに
代えて、熱電対温度計を用い、その熱電対の端子の一端
をケーシング頂部に、他端をケーシング底部に、それぞ
れ接続して、熱起電力差によってケーシング頂部と底部
の温度差を検出するようにしてもよい。また、前記実施
例では、タイマ８を使用して各冷却ファン２を停止させ
るようにしているが、タイマを使用せず、メタル温度検
出器３ａ，３ｂの検出するケーシングの頂部と底部の温
度差が所定値に下った時に各冷却ファン２を停止するよ
うにしてもよい。また更に、前記実施例では、各冷却フ
ァン２に対応して３組のメタル温度検出器３ａ及び３
ｂ、及び３個のタイマ８を設けて複数の冷却ファン２の
起動，停止を行っているが、１組のメタル温度検出器と
１個のタイマを設けて、各冷却ファンの開閉器を開閉す
るようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、特許請求の範囲に記載された
構成を具備しているために、ガスタービン停止後のケー
シング熱変形を防止することができ、ターニング運転中
のガスタービンロータとケーシングの接触が防止されて
ターニング不調によるロータの弯曲や接触摩耗が防止さ
れ、ガスタービン信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概念図である。

【図２】同実施例のブロック図である。

【図３】同実施例におけるケーシングメタル温度の遷移
図である。

【図４】ガスタービンのケーシング弯曲の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 冷却ファン ３ａ，３ｂ メタル温度検出器 ５ 減算器 ６ 発信器 ８ タイマ ９ 冷却ファンの開閉器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスタービン本体の上方に設置されケー
   シングの上半部を冷却する複数の冷却ファン；及びケー
   シングの頂部と底部のメタル温度差の検出装置と前記メ
   タル温度差の検出装置の信号が入力され前記ケーシング
   の頂部と底部のメタル温度差が設定値に達したときに前
   記複数の冷却ファンを起動する冷却ファンの起動装置で
   構成された冷却ファンの発停装置；を備えたことを特徴
   とするガスタービンケーシングの変形防止装置。