燃气轮机制造技术

在燃气轮机中，作为压缩机(11)设置有：形成环状的空气通路(49)的压缩机室(21)；旋转自如地支承于压缩机室(21)的中心部的转子(32)；在转子(32)的外周部沿轴向隔开规定间隔地固定多个且配置在空气通路(49)中的动叶片体(46)；配置在各动叶片体(46)之间且固定在压缩机室(21)内并且配置在空气通路(49)中的多个静叶片体(45)；设置为与压缩机室(21)中的多个动叶片体(46)的外侧对置的冷却空气流路(61)；将压缩空气(A)的一部分向冷却空气流路(61)供给的第一冷却空气供给路径(71)；对第一冷却空气供给路径(71)的压缩空气进行冷却的冷却器(72)；以及将冷却空气流路(61)的冷却空气向涡轮(13)的冷却部供给的第二冷却空气供给路径(73)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如对压缩后的高温高压的空气供给燃料使其燃烧，并将产生的燃烧气体向涡轮供给来获得旋转动力的燃气轮机。
技术介绍
通常的燃气轮机由压缩机、燃烧器以及涡轮构成。压缩机通过对从空气入口引入的空气进行压缩而使其成为高温高压的压缩空气。燃烧器通过对该压缩空气供给燃料使其燃烧，由此来获得高温高压的燃烧气体。涡轮被该燃烧气体驱动，从而对在同轴上连结的发电机进行驱动。该燃气轮机中的压缩机通过在机室内沿着空气的流动方向交替地配设多个静叶片和动叶片而构成，从空气入口引入的空气通过多个静叶片和动叶片而被压缩，由此成为高温高压的压缩空气。作为这样的燃气轮机，例如具有下述专利文献1所记载的燃气轮机。在先技术文献专利文献专利文献1：美国专利第7434402号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在上述的现有的燃气轮机的压缩机中，例如，在热起动时，就各动叶片而言，其前端部由于高速旋转而向径向上的外侧扩张，另一方面，机室侧的空气通路(叶片环)被引入的低温空气冷却而向内侧收缩。此时，动叶片的前端与构成空气通路的叶片环的内壁面之间的间隙暂时减少。然后，各动叶片以及叶片环由于被高温高压的压缩空气加热而扩张。但是，动叶片和叶片环的热容量不同，因此，动叶片的前端与叶片环的内壁面之间的间隙增加。因此，由于需要将刚刚热起动后的动叶片的前端与叶片环的内壁面之间的间隙确保为规定间隙以上，所以，导致各动叶片、空气通路(叶片环)等成为高温了的压缩机的稳定运转中的动叶片的前端与叶片环的内壁面之间的间隙增大至必要以上。这样，存在压缩机的压缩效率下降而导致燃气轮机自身的性能下降这样的问题。需要说明的是，在上述的专利文献1所记载的压缩机中，将压缩后的热流体抽出，并将该热流体向叶片环的流路供给而向涡轮排气。但是，即便将从压缩机抽出的热流体直接向叶片环的流路供给，也难以充分地冷却该叶片环。另外，从相对于压缩空气的高压化、高温化的趋势而降低动叶片的前端与叶片环的内壁面之间的间隙的观点出发，需要抑制来自压缩空气的热量输入，但专利文献1并未考虑这一点。本专利技术是用于解决上述的技术问题而做成的，其目的在于，提供一种使壳体与动叶片之间的间隙成为适当量而实现性能提高的燃气轮机。用于解决技术问题的方案用于实现上述目的的本专利技术的燃气轮机具有：压缩机，其对空气进行压缩；燃烧器，其将燃料与所述压缩机压缩后的压缩空气混合而进行燃烧；涡轮，其通过所述燃烧器生成的燃烧气体获得旋转动力；以及旋转轴，其在所述空气的作用下以旋转轴线为中心进行旋转，所述燃气轮机的特征在于，所述压缩机具有：壳体，其形成绕所述旋转轴线构成为环状的空气通路；动叶片体，其在所述旋转轴的外周部沿轴向隔开规定间隔地固定多个，且配置在所述空气通路中；多个静叶片体，该多个静叶片体配置在多个所述动叶片体之间且固定在所述壳体内，并且配置在所述空气通路中；叶片环，其设置为与多个所述动叶片体的径向的外侧对置，且在内部形成有冷却空气流路；第一冷却空气供给路径，其将所述压缩机压缩后的压缩空气的一部分向所述冷却空气流路供给；以及第二冷却空气供给路径，其将所述冷却空气流路的冷却空气向所述涡轮的冷却部供给。因此，能够从压缩机抽出压缩空气的一部分，并利用冷却器将所抽出的压缩空气冷却，再通过第一冷却空气供给路径向壳体的冷却空气流路供给，通过第二冷却空气供给路径向涡轮的冷却部供给。因此，由于壳体中的多个动叶片体的外侧被冷却空气冷却，从而不会发生该部分由于从压缩空气接受热量而进行较大位移，能够使壳体与动叶片之间的间隙成为适当量来抑制压缩机中的压缩性能的下降，并且提高燃气轮机的性能。本专利技术的燃气轮机的特征在于，所述叶片环部具备隔热环，该隔热环绕旋转轴线构成为环状，且该隔热环借助向径向内侧突出的所述叶片环部的支承部而被所述叶片环部支承，所述隔热环具有凸缘部，该凸缘部借助所述静叶片体的外侧护罩而对所述静叶片体进行支承。因此，能够大幅度地降低从空气通路侧向叶片环部的热量输入，能够抑制叶片环的温度上升。本专利技术的燃气轮机的特征在于，所述冷却空气流路具有：在所述空气通路中的空气的流动方向上隔开规定间隔地配置的多个歧管；以及将所述多个歧管串联连结的连结通路。因此，在壳体内，使冷却空气通过连结通路而在多个歧管之间流通，由此能够高效地冷却壳体中的多个动叶片体的外侧部分。本专利技术的燃气轮机的特征在于，所述多个歧管具有：与第一冷却空气供给路径连结的第一歧管；在所述空气通路中的空气的流动方向的上游侧配置的第二歧管；以及在所述空气通路中的空气的流动方向的下游侧配置且与所述第二冷却空气供给路径连结的第三歧管，所述连结通路具有：将所述第一歧管与所述第二歧管连结的第一连结通路；以及将所述第二歧管与所述第三歧管连结的第二连结通路。因此，由第一冷却空气供给路径供给至第一歧管的冷却空气通过第二连结通路向第二歧管供给，通过第二连结通路向第三歧管供给，并由第二冷却空气供给路径排出，确保冷却空气的通路较长，由此能够高效地冷却壳体中的多个动叶片体的外侧部分。本专利技术的燃气轮机的特征在于，所述壳体具有叶片环部，该叶片环部构成为圆筒形状而形成所述空气通路并且对所述多个静叶片体的外周部进行支承，所述冷却空气流路在所述叶片环部内形成为空洞部。因此，通过在壳体中的与多个动叶片体对置的位置处设置叶片环部，并且将冷却空气流路在该叶片环部内形成为空洞部，由此能够容易地形成冷却空气流路。本专利技术的燃气轮机的特征在于，所述隔热环在周向上以设置一定间隙的方式被分割为多个。因此，隔热环在周向上以设置一定间隙的方式被分割为多个，所以，能够抑制隔热环的径向的位移，不会对叶片环部的径向的位移产生影响。本专利技术的燃气轮机的特征在于，所述隔热环固定于绕所述旋转轴线构成为环状且比所述多个动叶片体以及所述多个静叶片体靠所述空气通路中的压缩空气的流动方向的下游侧的所述叶片环部的内周部。因此，能够利用隔热环，有效地隔断从通过动叶片体以及静叶片体的压缩空气向叶片环部的热量输入。专利技术效果根据本专利技术的燃气轮机，由于与壳体中的多个动叶片体的外侧对置地设有冷却空气流路，因此，壳体中的多个动叶片体的外侧被冷却空气冷却而不会进行较大位移，能够使壳体与动叶片之间的间隙为适当量而抑制压缩机中的压缩性能的下降，并且提高燃气轮机的性能。另外，由于在叶片环部的内周侧配置隔热环而降低了来自空气通路侧的热量输入，因此，能够抑制向涡轮冷却部供给的冷却空气的温度上升，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机，其具有：压缩机，其对空气进行压缩；燃烧器，其将燃料与所述压缩机压缩后的压缩空气混合而进行燃烧；涡轮，其通过所述燃烧器生成的燃烧气体获得旋转动力；以及旋转轴，其在所述空气的作用下以旋转轴线为中心进行旋转，所述燃气轮机的特征在于，所述压缩机具有：壳体，其形成绕所述旋转轴线构成为环状的空气通路；动叶片体，其在所述旋转轴的外周部沿轴向隔开规定间隔地固定多个，且配置在所述空气通路中；多个静叶片体，该多个静叶片体配置在多个所述动叶片体之间且固定在所述壳体内，并且配置在所述空气通路中；叶片环部，其设置为与多个所述动叶片体的径向的外侧对置，且在内部形成有冷却空气流路；第一冷却空气供给路径，其将所述压缩机压缩后的压缩空气的一部分向所述冷却空气流路供给；以及第二冷却空气供给路径，其将所述冷却空气流路的冷却空气向所述涡轮的冷却部供给。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.15 JP 2013-2149721.一种燃气轮机，其具有：
压缩机，其对空气进行压缩；
燃烧器，其将燃料与所述压缩机压缩后的压缩空气混合而进行燃烧；
涡轮，其通过所述燃烧器生成的燃烧气体获得旋转动力；以及
旋转轴，其在所述空气的作用下以旋转轴线为中心进行旋转，
所述燃气轮机的特征在于，
所述压缩机具有：
壳体，其形成绕所述旋转轴线构成为环状的空气通路；
动叶片体，其在所述旋转轴的外周部沿轴向隔开规定间隔地固定多个，且配置在所述
空气通路中；
多个静叶片体，该多个静叶片体配置在多个所述动叶片体之间且固定在所述壳体内，
并且配置在所述空气通路中；
叶片环部，其设置为与多个所述动叶片体的径向的外侧对置，且在内部形成有冷却空
气流路；
第一冷却空气供给路径，其将所述压缩机压缩后的压缩空气的一部分向所述冷却空气
流路供给；以及
第二冷却空气供给路径，其将所述冷却空气流路的冷却空气向所述涡轮的冷却部供
给。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，
所述叶片环部具备隔热环，该隔热环绕旋转轴线构成为环状，且该隔热环借助向径向
内侧突出的所述叶片环部的支承部而被所述叶片环部支承，
所述隔热环具有凸缘部，该凸缘部借助所述静叶片体的外侧护罩...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本真也，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP