專利名稱：燃氣輪機設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及能夠控制渦輪一級動葉片頂部間隙的燃氣輪機設備。
背景技術(shù)：
燃氣輪機的頂部間隙由于旋轉(zhuǎn)側(cè)結(jié)構(gòu)體和靜止側(cè)結(jié)構(gòu)體在起動時與額定運轉(zhuǎn)時 的溫度差所引起的膨脹收縮以及由旋轉(zhuǎn)引起的離心伸展而在變動。即，頂部間隙的變動 受壓縮機出口溫度和燃氣溫度的影響，特別是渦輪一級動葉片的頂部間隙就成為嚴酷的狀 況。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，在渦輪部的靜止側(cè)沒有溫度調(diào)整機構(gòu)(例如蒸氣通路等)的情況下， 葉片環(huán)的熱膨脹量隨著壓縮機出口溫度而變化。因此，在要把上述額定運轉(zhuǎn)時的頂部間隙 設定為最小時，就成為對于接觸設定成沒有余量的初期間隙。作為上述的頂部間隙對策，在起動時確保必要的頂部間隙并且進行在額定時用于 實現(xiàn)最小的頂部間隙的主動-間隙-控制(以下叫做“ACC”)。該ACC為了增加和減少渦輪一級動葉片運轉(zhuǎn)時的頂部間隙，進行使用蒸氣的間隙 控制。具體說明則是，在燃氣輪機起動時，利用從燃氣輪機外部導入的蒸氣來進行葉片環(huán)的 暖機，在負載運轉(zhuǎn)時實施葉片環(huán)的冷卻，通過控制熱熱膨脹來實施間隙控制。為了實施上述的間隙控制，ACC葉片環(huán)為了暖機和冷卻而在葉片環(huán)內(nèi)設有蒸氣通 路，由此，即使一級葉片環(huán)暴露在壓縮機出口部的空間，對頂部間隙有影響的葉片環(huán)的伸展 量也能夠調(diào)整由壓縮機吐出溫度與蒸氣溫度的關(guān)系所決定的葉片環(huán)的熱膨脹量。因此，在 起動時利用蒸氣暖機而擴展頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時利用相對低溫的蒸氣冷卻來使頂部間 隙變小，所以能夠按照運轉(zhuǎn)狀況來調(diào)整頂部間隙(例如參照專利文獻1)。如下所述的燃氣輪機被公開(例如參照專利文獻2)，即，設置冷卻渦輪靜葉片冷 卻用空氣的冷卻機構(gòu)，通過把被該冷卻機構(gòu)冷卻了的空氣向渦輪靜葉片供給，減輕作為渦 輪靜葉片冷卻用空氣而從空氣壓縮機導入的吐出空氣量和中間級抽氣量，提高熱效率。專利文獻1 (日本)特許第3825279號公報專利文獻2 (日本)特開平7-54669號公報上述現(xiàn)有的ACC，與不進行ACC的現(xiàn)有技術(shù)比較而有在渦輪動葉片的頂部間隙難 于產(chǎn)生壓緊點的傾向。但現(xiàn)有的ACC需要在葉片環(huán)內(nèi)通過蒸氣，所以在所使用的蒸氣條件 成立之前必須等待條件成立，有在運用上有限制的問題。因此，對于燃氣輪機設備被要求解 決該問題而提高ACC的運用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而開發(fā)的，其目的在于提供一種燃氣輪機設備，起動時確 保渦輪一級動葉片必要的頂部間隙，且在負載運轉(zhuǎn)(額定運轉(zhuǎn))時能夠成為用于實現(xiàn)最小 的頂部間隙的主動-間隙-控制(ACC)。為了解決上述課題，本發(fā)明采用了下述機構(gòu)。
本發(fā)明的燃氣輪機設備在渦輪二級靜葉片冷卻所使用的空氣系統(tǒng)中具有冷卻器， 其中，把與渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的葉片前端相對的一級分割環(huán)和二級分割環(huán) 由同一葉片環(huán)支承，且使所述二級靜葉片的冷卻空氣冷卻所述葉片環(huán)并形成流動的冷卻空 氣流路，由此控制所述葉片環(huán)的熱膨脹并且控制與葉片前端的間隙。根據(jù)該燃氣輪機設備，通過把與渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的葉片前端相 對的一級分割環(huán)和二級分割環(huán)由同一葉片環(huán)支承，且使所述二級靜葉片的冷卻空氣冷卻所 述葉片環(huán)并形成流動的冷卻空氣流路，控制所述葉片環(huán)的熱膨脹并且控制與葉片環(huán)的間 隙，能夠成為使頂部間隙變小的主動-間隙-控制。上述發(fā)明中，在所述二級靜葉片的冷卻空氣供給流路設置有切換機構(gòu)，在起動時 使冷卻空氣繞過所述冷卻器流動，在負載運轉(zhuǎn)時使冷卻空氣通過所述冷卻器流動，由此，優(yōu) 選在起動時和負載運轉(zhuǎn)時切換不同的流路。即，在上述發(fā)明中，作為所述冷卻空氣也可以是 以前的冷卻空氣，但在繞過冷卻器而流動的起動時和在通過冷卻器而流動的負載運轉(zhuǎn)時切 換成不同的流路，由此，能夠更有效地控制葉片環(huán)的熱膨脹。上述發(fā)明中，作為所述冷卻空氣而導入壓縮機的高壓抽氣，優(yōu)選在所述起動時選 擇繞過所述冷卻器而流動的流路，在所述負載運轉(zhuǎn)時選擇通過所述冷卻器流動的流路。艮口， 在起動時使用溫度高的冷卻空氣來確保渦輪一級動葉片的頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時使用通 過冷卻器的溫度低的冷卻空氣，能夠成為使頂部間隙變小的主動-間隙-控制。上述發(fā)明中，設置有切換機構(gòu)，優(yōu)選的是，該切換機構(gòu)在起動時和負載運轉(zhuǎn)時切換 不同的流路，所述切換機構(gòu)在起動時使用從壓縮機出口導入的高溫壓縮空氣作為所述冷卻 空氣，在所述負載運轉(zhuǎn)時使用導入的所述高壓抽氣作為冷卻空氣。即，在上述發(fā)明中，也可 以是以前的冷卻空氣，但作為更有效的方法，是在起動時作為冷卻空氣而使用從壓縮機出 口導入的高溫壓縮空氣，在負載運轉(zhuǎn)時使用冷卻空氣。由此，在起動時通過把溫度高的高溫 壓縮空氣原封不動地作為冷卻空氣使用來確保渦輪一級動葉片的頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時 通過冷卻器而把溫度降低的高壓抽氣作為冷卻空氣使用，而能夠成為使頂部間隙變小的主 動-間隙-控制。根據(jù)該燃氣輪機設備，具備渦輪二級靜葉片的冷卻所使用的空氣系統(tǒng)，把與渦輪 一級動葉片和渦輪二級動葉片的葉片前端相對的一級分割環(huán)和二級分割環(huán)由同一葉片環(huán) 部件來支承，且使所述二級靜葉片的冷卻空氣冷卻葉片環(huán)部件并形成流動的冷卻空氣流 路，而且在冷卻空氣流路設置冷卻空氣用的流路切換機構(gòu)，在作為冷卻空氣而使用從壓縮 機出口導入的高溫壓縮空氣的起動時和在作為冷卻空氣使用從壓縮機高壓級導入的高壓 抽氣的負載運轉(zhuǎn)時來切換流路。而且在起動時使用溫度高的高壓壓縮空氣來進行暖機運 轉(zhuǎn)并確保渦輪一級動葉片的頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時把相對溫度低的高壓抽氣用于冷卻空 氣，能夠成為使頂部間隙變小的主動-間隙-控制。這樣，根據(jù)上述的本發(fā)明，通過使渦輪二級靜葉片的冷卻空氣流路經(jīng)過葉片環(huán)，能 夠降低葉片環(huán)金屬溫度，所述葉片環(huán)保持位于渦輪一級動葉片外周的一級分割環(huán)。這時，由 于通過切換起動時和負載運轉(zhuǎn)的冷卻空氣而能夠主動-間隙-控制，所以在起動時提高冷 卻空氣的溫度來進行暖機運轉(zhuǎn)并確保渦輪一級動葉片所必要的頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時能 夠?qū)崿F(xiàn)最小的頂部間隙。因此，主動-間隙-控制的實施不需要蒸氣，在使用的蒸氣條件成 立之前需要起動等待的問題被消除，從而提高燃氣輪機的運用性。


圖1是作為本發(fā)明燃氣輪機設備的一實施例而表示第一實施例渦輪入口部的局 部剖視圖；圖2A是作為本發(fā)明燃氣輪機設備的第一實施例而表示渦輪部冷卻系統(tǒng)的圖，表 示燃氣輪機起動運轉(zhuǎn)時；圖2B是作為本發(fā)明燃氣輪機設備的第一實施例而表示渦輪部冷卻系統(tǒng)的圖，表 示燃氣輪機負載運轉(zhuǎn)時；圖3A是表示圖2渦輪部冷卻系統(tǒng)第一變形例的圖，表示燃氣輪機起動運轉(zhuǎn)時；圖;3B是表示圖2渦輪部冷卻系統(tǒng)第一變形例的圖，表示燃氣輪機負載運轉(zhuǎn)時；圖4A是作為本發(fā)明燃氣輪機設備的第二實施例而表示渦輪部冷卻系統(tǒng)的圖，表 示燃氣輪機起動運轉(zhuǎn)時；圖4B是作為本發(fā)明燃氣輪機設備的第二實施例而表示渦輪部冷卻系統(tǒng)的圖，表 示燃氣輪機負載運轉(zhuǎn)時；圖5是關(guān)于渦輪入口部的結(jié)構(gòu)而表示圖1變形例的局部剖視圖。符號說明1壓縮機2燃燒器3渦輪部 11外機室 12葉片環(huán)13導入空間 14空間部 15隔熱部件 16通孔21—級靜葉片22 二級靜葉片23三級靜葉片31—級分割環(huán) 32 二級分割環(huán)40、40A、40B冷卻空氣系統(tǒng)41主流路 42旁通流路43、43A、48、48A、48B開關(guān)閥(流路切換機構(gòu))45、51冷卻器47、49A、49B連結(jié)管 50導入配管TlC渦輪一級靜葉片 T2C渦輪二級靜葉片TlS渦輪一級動葉片
具體實施例方式以下，按照

本發(fā)明燃氣輪機設備的一實施例。<第一實施例>圖2A和圖2B所示的燃氣輪機GT具備有壓縮機1、燃燒器2和渦輪部3。該燃氣 輪機GT把被壓縮機1壓縮的空氣向燃燒器2供給，使用該壓縮空氣而使燃料在燃燒器2燃 燒。把這樣生成的高溫高壓燃氣向渦輪部3供給，通過使燃氣在渦輪部3的靜葉片與動葉 片之間流動而例如能夠把燃氣的熱能作為軸輸出取出。圖1是表示燃氣輪機GT的渦輪入口部的局部剖視圖，由于從燃燒器2供給的高溫 高壓燃氣的流動而使渦輪轉(zhuǎn)子在具備外機室11和葉片環(huán)12的殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在圓筒狀葉片環(huán)12的內(nèi)周面從燃氣流動方向的上游側(cè)按順序地設置有多級渦輪 靜葉片(一級靜葉片、二級靜葉片、...)。在渦輪轉(zhuǎn)子的外周面同樣地從燃氣流動方向的上 游側(cè)按順序地設置有多級渦輪動葉片(一級動葉片、二級動葉片、···)。以下的說明中，在 沒特定渦輪靜葉片(一級靜葉片、二級靜葉片、...)和渦輪動葉片(一級動葉片、二級動葉片、...)的級數(shù)的情況下，去掉表示級數(shù)的數(shù)字而叫做靜葉片和動葉片。渦輪一級靜葉片被安裝在葉片環(huán)12內(nèi)側(cè)的隔熱部件15所支承。渦輪二級靜葉片被安裝在葉片環(huán)12內(nèi)側(cè)的隔熱部件15所支承。一級分割環(huán)31和二級分割環(huán)32是被分別配置在與渦輪一級動葉片和渦輪二級動 葉片的葉片前端相對位置的部件。即，一級分割環(huán)31和二級分割環(huán)32都通過隔熱部件15 而被同一葉片環(huán)12所支承，渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的葉片前端沿一級分割環(huán) 31和二級分割環(huán)32的內(nèi)周面旋轉(zhuǎn)。而且，在一級分割環(huán)3 1和二級分割環(huán)32與渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的 葉片前端之間，為了防止在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時相互接觸而形成有被叫做頂部間隙的間隙。由于在 燃氣輪機GT起動時和額定運轉(zhuǎn)時的溫度變化而兩部件有膨脹和收縮，所以該頂部間隙是 變動的值。在上述的渦輪二級靜葉片設置有在冷卻中所使用的冷卻空氣的空氣系統(tǒng)40。該冷 卻空氣系統(tǒng)40例如如圖2A和圖2B所示那樣，與燃氣輪機GT的壓縮機1連結(jié)而從高壓抽 氣進行抽氣。圖2A和圖2B所示的冷卻空氣系統(tǒng)40是用于把從壓縮機1的高壓級抽出的高壓 抽氣作為渦輪二級靜葉片T2C用的冷卻空氣而向劃分在外機室11與葉片環(huán)12之間的導入 空間13供給的冷卻空氣流路。該冷卻空氣系統(tǒng)40具備有從負載運轉(zhuǎn)時有冷卻空氣流動的 主流路41分支而并列設置的旁通流路42。該旁通流路42也可以作為在起動時進行選擇而 使冷卻空氣流動的冷卻空氣流路。在燃氣輪機GT負載運轉(zhuǎn)時所使用的流路41、42，從靠近壓縮機1的上游側(cè)按順序 地串聯(lián)設置有流路切換機構(gòu)即開關(guān)閥43、流量調(diào)整用的小孔44、使高壓抽氣的溫度下降 的冷卻器45。在燃氣輪機GT起動時所使用的旁通流路42設置有流量調(diào)整用的小孔46。靜葉片22和分割環(huán)32被隔熱部件15所支承以在與葉片環(huán)12之間形成空間部 14。通過上述的冷卻空氣系統(tǒng)40而向?qū)肟臻g13導入的冷卻空氣通過設置在葉片環(huán) 12的通孔16，而向與渦輪一級和渦輪二級動葉片的葉片前端相對的葉片環(huán)12和空間部14 導入，冷卻葉片環(huán)12。S卩，冷卻空氣流入貫通葉片環(huán)12的通孔16和空間部14來冷卻葉片環(huán)12，所以能 夠抑制與它們相對的渦輪一級動葉片TlS的葉片前端和渦輪二級動葉片T2S的葉片前端的 頂部間隙增大。具備上述結(jié)構(gòu)冷卻空氣系統(tǒng)40的燃氣輪機GT如以下說明的那樣實施起動運轉(zhuǎn)和 負載運轉(zhuǎn)。如圖2A所示，在燃氣輪機GT起動運轉(zhuǎn)時，使開關(guān)閥43處于關(guān)閉狀態(tài)而選擇旁通 流路42。該起動運轉(zhuǎn)時由于需要使溫度低的葉片環(huán)12的溫度上升，所以選擇冷卻空氣不通 過冷卻器45的流路。S卩，從壓縮機1導入的高壓抽氣不接受冷卻器45的冷卻，大致維持原 來不變的溫度而向?qū)肟臻g13和空間部14供給。因此，促進了葉片環(huán)12的升溫而能夠縮 短燃氣輪機GT的起動時間來有效運轉(zhuǎn)。如圖2B所示，當轉(zhuǎn)移到負載運轉(zhuǎn)時，打開開關(guān)閥43而主流路選擇41、42。其結(jié)果 是作為冷卻空氣而從壓縮機1導入的高壓抽氣通過冷卻器45而接受冷卻，以溫度降低的狀態(tài)向?qū)肟臻g13和空間部14供給。因此，由于葉片環(huán)12被冷卻空氣冷卻，所以能夠把在 與渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的前端部之間形成的頂部間隙控制成最佳值。即，有 渦輪二級靜葉片的冷卻空氣流動的冷卻空氣系統(tǒng)40被形成在渦輪一級動葉片的外周，能 夠降低位于渦輪一級動葉片外周的葉片環(huán)12的金屬溫度。因此，在燃氣輪機GT運轉(zhuǎn)時，起動時使用溫度高的冷卻空氣來確保渦輪一級動葉 片的頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時使用通過了冷卻器45的溫度低的冷卻空氣而能夠成為縮小 頂部間隙的主動-間隙-控制(ACC)。這樣，有效地利用具備冷卻器45的渦輪二級靜葉片的冷卻空氣系統(tǒng)40，實施利用 冷卻器45的冷卻空氣的溫度控制，控制由起動時和負載運轉(zhuǎn)時的溫度差所引起的頂部間 隙變動而能夠最佳化。由于把高壓抽氣作為冷卻空氣使用，所以與使用蒸氣的現(xiàn)有技術(shù)的ACC比較，不 需要等待蒸氣條件的成立等而運用性也被提高。接著，按照圖3A和圖;3B來說明上述冷卻空氣系統(tǒng)40的第一變形例。另外，在以 下的說明中，對于與上述實施例相同的部分則付與相同的符號而省略其詳細的說明。第一變形例的冷卻空氣系統(tǒng)40A，作為起動時的冷卻空氣而使用從壓縮機1出口 作為轉(zhuǎn)子冷卻空氣導入的高溫壓縮空氣的一部分。因此，在高溫壓縮空氣的導入配管50與 主配管41之間設置有在冷卻器45的下游側(cè)連通的連結(jié)管47，而且在該連結(jié)管47作為流路 切換機構(gòu)而設置有開關(guān)閥48。作為起動時和負載運轉(zhuǎn)時的流路切換機構(gòu)而加上了上述連結(jié)管47的開關(guān)閥48， 且具備在主配管41和旁通配管42分支位置的上游側(cè)設置的開關(guān)閥43A。具備上述結(jié)構(gòu)冷卻空氣系統(tǒng)40A的燃氣輪機GT如以下說明的那樣實施起動運轉(zhuǎn) 和負載運轉(zhuǎn)。如圖3A所示，在燃氣輪機GT起動運轉(zhuǎn)時，通過使開關(guān)閥43A處于關(guān)閉而開關(guān)閥48 處于打開的狀態(tài)，作為冷卻空氣的流路選擇連結(jié)管47，壓縮機1出口的空氣一部分經(jīng)由連 結(jié)管47而向?qū)肟臻g13送氣。該起動時由于需要使溫度低的葉片環(huán)16變暖，所以選擇把 溫度高的高溫壓縮空氣直接導入的流路。即，由于從壓縮機1出口導入的高溫壓縮空氣是 比高壓抽氣溫度高的空氣，所以能夠更促進加熱葉片環(huán)16。因此，更加縮短需要使葉片環(huán) 12等上升到規(guī)定溫度的燃氣輪機GT的起動時間，而能夠有效運轉(zhuǎn)。如圖:3B所示，當上述起動結(jié)束時，通過打開開關(guān)閥43A并關(guān)閉開關(guān)閥48，選擇主流 路41和旁通流路42。其結(jié)果是作為冷卻空氣而從壓縮機1導入的高壓抽氣被分配成通過 主流路41和冷卻器45而接受冷卻的空氣和通過旁通流路42的空氣。這時的分配比由通 過小孔44、46和冷卻器45以及配管長度等所引起的冷卻空氣壓力損失來決定。通過冷卻 器45而溫度降低的高壓抽氣和以原來不變的溫度流動的高壓抽氣通過主流路41和旁通流 路42匯合而成為一個流，以溫度降低的狀態(tài)向?qū)肟臻g13和空間部14供給。因此，葉片環(huán)12被溫度低的冷卻空氣冷卻，所以能夠把在與渦輪一級動葉片和渦 輪二級動葉片的前端部之間形成的頂部間隙控制成最佳值。即有渦輪二級靜葉片的冷卻空 氣流動的冷卻空氣系統(tǒng)40被形成在渦輪一級動葉片的外周，能夠降低位于渦輪一級動葉 片外周的葉片環(huán)12的金屬溫度，能夠控制頂部間隙的變動而使最佳化。<第二實施例>
接著，關(guān)于本發(fā)明的燃氣輪機GT而按照圖4A和圖4B來說明第二實施例。對于與 上述實施例相同的部分則付與相同的符號而省略其詳細的說明。本實施例適用在渦輪二級靜葉片T2C的冷卻空氣系統(tǒng)40B沒有冷卻器的情況，由 渦輪二級靜葉片T2C的冷卻空氣來冷卻葉片環(huán)12。冷卻空氣形成冷卻空氣流路16。在該 冷卻空氣系統(tǒng)40B中，作為起動時的冷卻空氣而使用從壓縮機1出口作為轉(zhuǎn)子冷卻空氣導 入的高溫壓縮空氣的一部分。因此，冷卻空氣系統(tǒng)40B與高溫壓縮空氣的導入配管50之間 由一對連結(jié)管49A、49B來連接。一個連結(jié)管49A把冷卻空氣系統(tǒng)40B的小孔上游側(cè)與導入配管50的冷卻器51下 游側(cè)連接，在其中途設置有流路切換機構(gòu)即開關(guān)閥48A。另一個連結(jié)管49B把冷卻空氣系統(tǒng)40B的小孔下游側(cè)與導入配管50的冷卻器51 上游側(cè)連接，在其中途設置有流路切換機構(gòu)即開關(guān)閥48B。且作為冷卻空氣使用的高壓抽氣的流路切換機構(gòu)而在冷卻空氣系統(tǒng)40B設置有 開關(guān)閥43A。其結(jié)果是，在作為冷卻空氣，不是使用壓縮機1的高壓抽氣而是使用導入來自出 口的轉(zhuǎn)子冷卻空氣的一部分的起動時，例如如圖4A所示，通過把開關(guān)閥43A、48A關(guān)閉而把 開關(guān)閥48B打開，使作為轉(zhuǎn)子冷卻空氣導入的高溫壓縮空氣的一部分經(jīng)由開關(guān)閥48B的連 結(jié)管49B而向?qū)肟臻g13和空間部14供給。因此，更加縮短需要使葉片環(huán)12等上升到規(guī) 定溫度的燃氣輪機GT的起動時間，而能夠有效運轉(zhuǎn)。另外，在作為冷卻空氣而使用從壓縮機高壓級導入的高壓抽氣的負載運轉(zhuǎn)時，例 如如圖4B所示，通過把開關(guān)閥43A、48A打開而把開關(guān)閥48B關(guān)閉，通過流路切換而作為冷 卻空氣把高壓抽氣向?qū)肟臻g13和空間部14供給，若需要降低空氣溫度，則把轉(zhuǎn)子冷卻用 空氣的一部分經(jīng)由導入配管50、冷卻器51、連結(jié)管49A、開關(guān)閥48A等向高壓抽氣混入來進 行調(diào)節(jié)。因此，葉片環(huán)12被相對溫度低的冷卻空氣冷卻，所以能夠把在與渦輪一級動葉片 和渦輪二級動葉片的前端部之間形成的頂部間隙控制成最佳值。即，有渦輪二級靜葉片的 冷卻空氣流動的冷卻空氣系統(tǒng)40B被形成在渦輪一級動葉片的外周，能夠降低位于渦輪一 級動葉片外周的葉片環(huán)12的金屬溫度。這種燃氣輪機設備，通過使渦輪二級靜葉片的冷卻空氣沿設置在葉片環(huán)內(nèi)的通 路16流動，作為冷卻空氣用的流路切換機構(gòu)而設置有開關(guān)閥43A、48A、48B，在使用從壓縮 機1出口導入的高溫壓縮空氣的起動時，在使用從壓縮機1高壓級導入的高壓抽氣的負載 運轉(zhuǎn)時，進行流路切換，也能夠利用渦輪二級靜葉片的冷卻空氣來降低葉片環(huán)12的金屬溫 度。而且起動時使用溫度高的高溫壓縮空氣進行暖機運轉(zhuǎn)并確保渦輪一級動葉片的頂部間 隙，在負載運轉(zhuǎn)時把相對溫度低的高壓抽氣作為冷卻空氣使用而能夠成為縮小頂部間隙的 ACC。這樣，根據(jù)上述的本發(fā)明，通過使渦輪二級靜葉片的冷卻空氣在沿設置于葉片環(huán) 12內(nèi)的通孔16流動，能夠降低葉片環(huán)12的金屬溫度。這時，由于通過切換起動時和負載 運轉(zhuǎn)的冷卻空氣而能夠主動-間隙-控制(ACC)，所以在起動時提高冷卻空氣的溫度來進 行暖機運轉(zhuǎn)并確保渦輪一級動葉片所必要的頂部間隙，在負載運轉(zhuǎn)時能夠?qū)崿F(xiàn)最小的頂部 間隙。因此，ACC的實施不需要蒸氣，在使用的蒸氣條件成立之前需要起動等待的問題被消 除，所以提高燃氣輪機GT的運用性。
且上述燃氣輪機GT的渦輪入口部并不限定于圖1所示的結(jié)構(gòu)，例如也可以是圖5 所示變形例的結(jié)構(gòu)。即與圖1所示的結(jié)構(gòu)比較，盡管在把外機室11和葉片環(huán)12嵌合而一 體化的結(jié)構(gòu)有不同，但任何情況都形成有同樣的導入空間13和空間部14。本發(fā)明并不限定于上述實施例，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)能夠適當變更。
權(quán)利要求
1.一種燃氣輪機設備，在渦輪二級靜葉片冷卻所使用的空氣系統(tǒng)具備有冷卻器，所述 燃氣輪機設備的特征在于，把與渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的葉片前端相對的一級分割環(huán)和二級分割環(huán) 由同一葉片環(huán)支承，且使所述二級靜葉片的冷卻空氣冷卻所述葉片環(huán)并形成流動的冷卻空 氣流路，由此控制所述葉片環(huán)的熱膨脹并且控制與葉片前端的間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的燃氣輪機設備，其特征在于，在所述二級靜葉片的冷卻空氣供 給流路設置有切換機構(gòu)，在起動時使冷卻空氣繞過所述冷卻器流動，在負載運轉(zhuǎn)時使冷卻 空氣通過所述冷卻器流動，在起動時和負載運轉(zhuǎn)時切換不同的流路。
3.如權(quán)利要求2所述的燃氣輪機設備，其特征在于，作為所述冷卻空氣而導入壓縮機 的高壓抽氣，在所述起動時選擇繞過所述冷卻器流動的流路，在所述負載運轉(zhuǎn)時選擇通過 所述冷卻器流動的流路。
4.如權(quán)利要求2所述的燃氣輪機設備，其特征在于，設置有切換機構(gòu)，該切換機構(gòu)在起 動時和負載運轉(zhuǎn)時切換不同的流路，所述切換機構(gòu)在起動時使用從壓縮機出口導入的高溫 壓縮空氣作為所述冷卻空氣，在所述負載運轉(zhuǎn)時使用導入的所述高壓抽氣作為冷卻空氣。
全文摘要
提供一種燃氣輪機設備，起動時確保渦輪一級動葉片必要的頂部間隙，且在負載運轉(zhuǎn)時能夠成為用于實現(xiàn)最小的頂部間隙的主動-間隙-控制。其在渦輪二級靜葉片冷卻所使用的空氣系統(tǒng)中具有冷卻器，其中，把與渦輪一級動葉片和渦輪二級動葉片的葉片前端相對的一級分割環(huán)和二級分割環(huán)由同一葉片環(huán)支承，且使二級靜葉片的冷卻空氣冷卻葉片環(huán)并形成流動的冷卻空氣流路，控制葉片環(huán)的熱膨脹并且控制與葉片前端的間隙。
文檔編號F01D11/08GK102112703SQ20098012956
公開日2011年6月29日 申請日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者安威俊重, 萩直樹, 高橋達治 申請人:三菱重工業(yè)株式會社