燃气轮机的冷却系统及部件冷却方法以及燃气轮机设备技术方案

冷却系统(60)具备：高压抽气管线(61)，其从压缩机(10)的第一抽气位置(Pb1)抽取高压压缩空气(A1)并将其向第一高温部件(44a)输送；低压抽气管线(64)，其从压缩机(10)的第二抽气位置(Pb2)抽取低压压缩空气(A2)并将其向第二高温部件(54b)输送；节流孔(65)，其设置于低压抽气管线(64)；连接管线(66)，其将高压抽气管线(61)与低压抽气管线(64)连接；第一阀(67)，其设置于连接管线(66)；旁通管线(68)，其将连接管线(66)与低压抽气管线(64)连接；第二阀(69)，其设置于旁通管线(68)。

A gas turbine cooling system, a gas turbine device having a cooling system of the gas turbine, and a component cooling method of the gas turbine

The cooling system (60) has high pressure pumping gas pipeline (61), from the compressor (10) of the first pumping position (Pb1) extraction of high-pressure compressed air (A1) and its first high temperature components (44a) transport; low pressure exhaust gas pipeline (64), from the compressor (10) second pumping position (Pb2) extraction of low pressure compressed air (A2) and its second high temperature components (54B) transport; orifice (65), which is arranged in the low pressure exhaust gas pipeline (64); (66) the connection pipeline, high pressure pumping gas pipeline (61) and 64 (low pressure exhaust gas pipeline) connection; the first valve (67), which is arranged on the connecting pipe (66); a bypass line (68), the connecting pipe (66) and the low pressure gas pipeline connection (64); second (69), the valve is arranged on the bypass line (68).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气轮机的冷却系统、具备该燃气轮机的冷却系统的燃气轮机设备及燃气轮机的部件冷却方法
本专利技术涉及对燃气轮机的高温部件进行冷却的燃气轮机的冷却系统、具备该燃气轮机的冷却系统的燃气轮机设备以及燃气轮机的部件冷却方法。本申请基于在2015年1月30日向日本申请的特愿2015-016717号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
燃气轮机具备对大气进行压缩来生成压缩空气的压缩机、使燃料在该压缩空气中燃烧来生成燃烧气体的燃烧器以及利用燃烧气体来驱动的涡轮。在构成燃气轮机的部件中，与高温的燃烧气体接触的高温部件为了提高其耐久性而需要利用一些方法来冷却。作为高温部件，例如有涡轮的静叶片、动叶片等。在以下的专利文献1中公开了利用从压缩机抽取的空气对燃气轮机的高温部件进行冷却的冷却系统。该冷却系统具备：将空气向涡轮转子的动叶片输送的转子冷却空气管线(高压抽气管线)；将空气向涡轮的静叶片输送的静叶片冷却空气管线(低压抽气管线)；以及将转子冷却空气管线与静叶片冷却空气管线连接的连通管线(连接管线)。转子冷却空气管线从压缩机的第一抽气位置抽取空气，并将该空气向作为高温部件之一的涡轮转子的动叶片输送。静叶片冷却空气管线从压缩机的第二抽气位置抽取比从第一抽气位置抽取的空气低压的空气，并将该空气向涡轮的静叶片输送。在转子冷却空气管线中的比与连通管线连接的连接位置靠第一抽气位置侧的部位设有对在此通过的空气进行冷却的冷却器。在静叶片冷却空气管线中的比与连通管线连接的连接位置靠静叶片侧的部位设有对在此流过的空气流量进行调节的控制阀。在连通管线中设有对在此流过的空气流量进行调节的控制阀。在该冷却系统中，通过打开设于连通管线中的控制阀，由此能够使从第一抽气位置抽取且被冷却器冷却后的高压的空气向静叶片冷却空气管线流动。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-038071号公报(图11)
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种能够将冷却空气适当地向高温部件供给的燃气轮机的冷却系统以及具备该燃气轮机的冷却系统的燃气轮机设备。用于解决课题的方案用于达成上述目的的本专利技术涉及的第一方案的燃气轮机的冷却系统中，所述燃气轮机具备：对空气进行压缩的压缩机；使燃料在由所述压缩机压缩后的空气中燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；以及由所述燃烧气体来驱动的涡轮，所述燃气轮机的冷却系统的特征在于，具备：高压抽气管线，其从所述压缩机的第一抽气位置抽取空气，并将从所述第一抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触的第一高温部件输送；冷却器，其对通过所述高压抽气管线的空气进行冷却；低压抽气管线，其从所述压缩机的第二抽气位置抽取比从所述第一抽气位置抽取的空气低压的空气，并将从所述第二抽气位置抽取到的空气向第二高温部件输送，所述第二高温部件是构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触且配置在比所述第一高温部件低压的环境下的部件；最低流量确保器，其对在所述低压抽气管线中流动的空气的流量进行限制，并确保在所述低压抽气管线中流动的空气的最低流量；连接管线，其将所述高压抽气管线中的比所述冷却器靠所述第一高温部件侧的位置与所述低压抽气管线中的比所述最低流量确保器靠所述第二抽气位置侧的位置连接；第一阀，其设置于所述连接管线；旁通管线，其将所述连接管线中的比所述第一阀靠所述低压抽气管线侧的位置与所述低压抽气管线中的比所述最低流量确保器靠所述第二高温部件侧的位置连接；第二阀，其设置于所述旁通管线。在该冷却系统中，通过对第一阀的开闭进行控制，由此能够使从第一抽气位置抽取并由冷却器冷却后的空气经由连接管线向低压抽气管线流动。因此，在该冷却系统中，即便不在低压抽气管线中设置冷却器，也能够调节用于冷却第二高温部件的冷却空气的温度。另外，在该冷却系统中，通过对第二阀的开闭进行控制，由此不仅能够经由利用最低流量确保器限制流量的低压抽气管线，还能够经由旁通管线向第二高温部件供给冷却空气。因此，在该冷却系统中，通过对第二阀的开闭进行控制，由此能够调节向第二高温部件供给的冷却空气的流量。即，在该冷却系统中，能够对向第二高温部件供给的冷却空气的温度及流量进行调节。另外，在该冷却系统中，即便第一阀及第二阀均在关闭状态下发生故障，也能够经由低压抽气管线中的最低流量确保器将来自第二抽气位置的低压压缩空气作为冷却空气向第二高温部件供给。因此，在该冷却系统中，即便第一阀及第二阀均在关闭状态下发生故障，也能够避免第二高温部件直接发生热损伤。并且，在该冷却系统中，即便第一阀及第二阀均在关闭状态下发生故障，由于在低压抽气管线中流动的低压压缩空气的流量由最低流量确保器来限制，因此能够抑制来自压缩机的抽气量的增加，其结果是能够抑制燃气轮机输出的降低。用于达成上述目的的本专利技术涉及的第二方案的燃气轮机的冷却系统在第一方案的燃气轮机的冷却系统的基础上，具备：第一控制部，其对所述第一阀的阀开度进行控制；第二控制部，其对所述第二阀的阀开度进行控制，所述第一控制部基于所述压缩机吸入的空气的温度即吸气温度与燃气轮机输出或作为与所述燃气轮机输出相关的值的输出相关值中的至少一方的参数值，来对所述第一阀的阀开度进行控制，所述第二控制部基于所述参数值来对所述第二阀的阀开度进行控制。从第二抽气位置抽取的低压压缩空气的温度、流量随着输出相关值的变化而变化。另外，从第二抽气位置抽取的低压压缩空气的温度、流量还随着吸气温度的变化而变化。因此，通过基于输出相关值和吸气温度中的至少一方的参数来对各阀的阀开度进行控制，由此能够将向第二高温部件供给的冷却空气的温度及流量调节为适当的值。用于达成上述目的的本专利技术涉及的第三方案的燃气轮机的冷却系统中，所述燃气轮机具备：对空气进行压缩的压缩机；使燃料在由所述压缩机压缩后的空气中燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；以及由所述燃烧气体来驱动的涡轮，所述燃气轮机的冷却系统的特征在于，具备：高压抽气管线，其从所述压缩机的第一抽气位置抽取空气，并将从所述第一抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触的第一高温部件输送；冷却器，其对通过所述高压抽气管线的空气进行冷却；低压抽气管线，其从所述压缩机的第二抽气位置抽取比从所述第一抽气位置抽取的空气低压的空气，并将从所述第二抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触且配置在比所述第一高温部件低压的环境下的第二高温部件输送；连接管线，其将所述高压抽气管线中的比所述冷却器靠所述第一高温部件侧的位置与所述低压抽气管线连接；第一阀，其设置于所述连接管线；第二阀，其设置于所述高温抽气管线中的比与所述连接管线连接的连接位置靠所述第一高温部件侧的位置；第一控制部，其对所述第一阀的阀开度进行控制；第二控制部，其对所述第二阀的阀开度进行控制，所述第一控制部基于所述压缩机吸入的空气的温度即吸气温度与燃气轮机输出或作为与所述燃气轮机输出相关的值的输出相关值中的至少一方的参数值，来对所述第一阀的阀开度进行控制，所述第二控制部基于所述参数值来对所述第二阀的阀开度进行控制。在该冷却系统中，也是通过对第一阀的开闭进行控制，由此能够使从第一抽气位置抽气并由冷却器冷却后的空气经由连接管线向低压抽气管线流动。因此，在该冷却系统中，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机的冷却系统，所述燃气轮机具备：对空气进行压缩的压缩机；使燃料在由所述压缩机压缩后的空气中燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；以及由所述燃烧气体来驱动的涡轮，所述燃气轮机的冷却系统的特征在于，具备：高压抽气管线，其从所述压缩机的第一抽气位置抽取空气，并将从所述第一抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触的第一高温部件输送；冷却器，其对通过所述高压抽气管线的空气进行冷却；低压抽气管线，其从所述压缩机的第二抽气位置抽取比从所述第一抽气位置抽取的空气低压的空气，并将从所述第二抽气位置抽取到的空气向第二高温部件输送，所述第二高温部件是构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触且配置在比所述第一高温部件低压的环境下的部件；最低流量确保器，其对在所述低压抽气管线中流动的空气的流量进行限制，并确保在所述低压抽气管线中流动的空气的最低流量；连接管线，其将所述高压抽气管线中的比所述冷却器靠所述第一高温部件侧的位置与所述低压抽气管线中的比所述最低流量确保器靠所述第二抽气位置侧的位置连接；第一阀，其设置于所述连接管线；旁通管线，其将所述连接管线中的比所述第一阀靠所述低压抽气管线侧的位置与所述低压抽气管线中的比所述最低流量确保器靠所述第二高温部件侧的位置连接；第二阀，其设置于所述旁通管线。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.30 JP 2015-0167171.一种燃气轮机的冷却系统，所述燃气轮机具备：对空气进行压缩的压缩机；使燃料在由所述压缩机压缩后的空气中燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；以及由所述燃烧气体来驱动的涡轮，所述燃气轮机的冷却系统的特征在于，具备：高压抽气管线，其从所述压缩机的第一抽气位置抽取空气，并将从所述第一抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触的第一高温部件输送；冷却器，其对通过所述高压抽气管线的空气进行冷却；低压抽气管线，其从所述压缩机的第二抽气位置抽取比从所述第一抽气位置抽取的空气低压的空气，并将从所述第二抽气位置抽取到的空气向第二高温部件输送，所述第二高温部件是构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触且配置在比所述第一高温部件低压的环境下的部件；最低流量确保器，其对在所述低压抽气管线中流动的空气的流量进行限制，并确保在所述低压抽气管线中流动的空气的最低流量；连接管线，其将所述高压抽气管线中的比所述冷却器靠所述第一高温部件侧的位置与所述低压抽气管线中的比所述最低流量确保器靠所述第二抽气位置侧的位置连接；第一阀，其设置于所述连接管线；旁通管线，其将所述连接管线中的比所述第一阀靠所述低压抽气管线侧的位置与所述低压抽气管线中的比所述最低流量确保器靠所述第二高温部件侧的位置连接；第二阀，其设置于所述旁通管线。2.根据权利要求1所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述燃气轮机的冷却系统具备：第一控制部，其对所述第一阀的阀开度进行控制；第二控制部，其对所述第二阀的阀开度进行控制，所述第一控制部基于所述压缩机吸入的空气的温度即吸气温度与燃气轮机输出或作为与所述燃气轮机输出相关的值的输出相关值中的至少一方的参数值，来对所述第一阀的阀开度进行控制，所述第二控制部基于所述参数值来对所述第二阀的阀开度进行控制。3.一种燃气轮机的冷却系统，所述燃气轮机具备：对空气进行压缩的压缩机；使燃料在由所述压缩机压缩后的空气中燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；以及由所述燃烧气体来驱动的涡轮，所述燃气轮机的冷却系统的特征在于，具备：高压抽气管线，其从所述压缩机的第一抽气位置抽取空气，并将从所述第一抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触的第一高温部件输送；冷却器，其对通过所述高压抽气管线的空气进行冷却；低压抽气管线，其从所述压缩机的第二抽气位置抽取比从所述第一抽气位置抽取的空气低压的空气，并将从所述第二抽气位置抽取到的空气向构成所述燃气轮机的部件中的与所述燃烧气体接触且配置在比所述第一高温部件低压的环境下的第二高温部件输送；连接管线，其将所述高压抽气管线中的比所述冷却器靠所述第一高温部件侧的位置与所述低压抽气管线连接；第一阀，其设置于所述连接管线；第二阀，其设置于所述高温抽气管线中的比与所述连接管线连接的连接位置靠所述第一高温部件侧的位置；第一控制部，其对所述第一阀的阀开度进行控制；第二控制部，其对所述第二阀的阀开度进行控制，所述第一控制部基于所述压缩机吸入的空气的温度即吸气温度与燃气轮机输出或作为与所述燃气轮机输出相关的值的输出相关值中的至少一方的参数值，来对所述第一阀的阀开度进行控制，所述第二控制部基于所述参数值来对所述第二阀的阀开度进行控制。4.根据权利要求2或3所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述参数值包含所述吸气温度，所述第一控制部在所述吸气温度成为规定温度以上时，将与所述吸气温度为小于所述规定温度的值时的所述第一阀的阀开度以上的阀开度对应的控制信号向所述第一阀输出。5.根据权利要求4所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述第一控制部接收所述第二高温部件的附近的温度，在所述温度成为预先决定的温度以上时，将与打开的阀开度对应的控制信号向所述第一阀输出。6.根据权利要求2～5中任一项所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述参数值包含所述输出相关值，所述第一控制部在所述输出相关值成为规定相关值以上时，将与所述输出相关值为小于所述规定相关值的值时的所述第一阀的阀开度以上的阀开度对应的控制信号向所述第一阀输出。7.根据权利要求2～5中任一项所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述参数值包含所述输出相关值，所述第一控制部在所述输出相关值成为规定相关值以下时，将与所述输出相关值为大于该规定相关值的值时的所述第一阀的阀开度以上的阀开度对应的控制信号向所述第一阀输出。8.根据权利要求2～7中任一项所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述参数值包含所述吸气温度，所述第二控制部在所述吸气温度成为规定温度以下时，将与所述吸气温度为大于所述规定温度的值时的所述第二阀的阀开度以上的阀开度对应的控制信号向所述第二阀输出。9.根据权利要求8所述的燃气轮机的冷却系统，其中，所述第二控制部在所述吸气温度成为作为所述规定温度的第一温度与高于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎好史，安威俊重，福永祐也，岩崎达也，
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