[发明专利]燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种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。

背景技术

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。

该燃气轮机中的涡轮通过在机室内沿着燃烧气体的流动方向交替地配设多个静叶片和动叶片而构成，在燃烧器中生成的燃烧气体在多个静叶片与动叶片中通过而驱动转子旋转，从而对与该转子连结的发电机进行驱动。

另外，配置有静叶片和动叶片的、供高温的燃烧气体流动的燃烧气体流路(气体通路)通过由构成静叶片的一部分的外侧护罩及内侧护罩以及动叶片平台及分割环包围的空间形成。动叶片平台绕旋转轴线安装为环状，静叶片及分割环绕旋转轴线配置为环状，且借助隔热环及叶片环而被机室侧支承。

叶片环绕转子分割为两个，且配置为环状。隔热环配置在叶片环的内周侧，受到叶片环的支承。静叶片及分割环配置在隔热环的径向内侧，受到隔热环的支承。

动叶片的前端与分割环的内周面之间采用在两者不产生干涉的范围内减小间隙而抑制燃烧气体的间隙流从而使燃气轮机的性能不降低的结构。

需要说明的是，将从压缩机的中间段抽出的冷却空气向涡轮的机室供给，经由叶片环向静叶片、分割环供给冷却空气，从而保护绕叶片环的构 成部件(分割环、隔热环等)免受燃烧气体产生的热损伤。冷却空气最终向在气体通路中流动的燃烧气体中排出，因此通常使用比较高压的抽气空气。

作为这样的燃气轮机，例如有专利文献1中记载的燃气轮机。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-54669号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述的现有的燃气轮机的涡轮中，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，机室侧的绕叶片环的构成部件被低温的冷却空气冷却而暂时向径向的内侧收缩。此时，在燃气轮机的起动后至到达额定运转的期间，会产生动叶片的前端与构成气体通路的分割环的内壁面之间的间隙暂时减小的扭转点(pinch point)(最小间隙)。因此，为了使得即便在扭转点处动叶片的前端与分割环的内壁面也不接触，需要确保规定间隙。另一方面，燃气轮机存在如下问题：在到达了额定运转之际，动叶片的前端与分割环的内壁面之间的间隙增大至必要以上，涡轮产生的驱动力的回收效率降低，燃气轮机自身的性能降低。

另外，在上述的专利文献1所记载的涡轮中，从压缩机向叶片环供给比较高温的抽气空气，因此难以对叶片环及绕叶片环的构成部件进行充分地冷却，在减小上述的间隙方面存在着局限性。为了降低抽气空气的温度而需要冷却，但抽气空气的冷却与热损失相关，存在导致燃气轮机的性能降低这样的问题。

本发明是用于解决上述的技术问题而做成的，其目的在于，提供一种使涡轮机室侧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

为了实现上述的目的，本发明的燃气轮机具有：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，其在所述燃烧气体的作用下绕旋转轴线旋转，所述燃气轮机的特征在于，所述涡轮具有：涡轮机室，其绕所述旋转轴线构成为环形状；叶片环，其绕所述旋转轴线构成为环形状，且支承于所述涡轮机室的内周部，由此划分出环状的第一腔室；多个隔热环，该多个隔热环绕所述旋转轴线构成为环形状，且沿轴向以规定间隔支承于所述叶片环的内周部；多个分割环，该多个分割环绕所述旋转轴线构成为环形状，且支承于所述多个隔热环的内周部；多个动叶片体，该多个动叶片体沿轴向隔开规定间隔地固定于所述旋转轴的外周部，且配置为与所述分割环在径向上对置；多个静叶片体，该多个静叶片体固定在所述多个动叶片体之间，且将绕所述旋转轴线构成为环形状的护罩固定于相邻的所述隔热环，由此划分出环状的第二腔室；第二冷却空气供给路径，其将所述压缩机压缩后的压缩空气的一部分向所述第二腔室供给；第一冷却空气供给路径，其将比所述压缩机压缩后的压缩空气低温的冷却空气向所述第一腔室供给；以及冷却空气排出路径，其从所述第一腔室排出冷却空气。