[发明专利]燃气轮机

说明书

本发明提供一种燃气轮机，将燃气轮机的燃烧器尾筒与涡轮静叶之间的间隙密封并且有效地进行冷却。在燃烧器尾筒(16)与涡轮初级的静叶端壁(17)之间的间隙被密封部件(6)密封的燃气轮机中，燃烧器尾筒具备沿涡轮径向延伸的凸缘部(19)，静叶端壁具备在与燃烧器尾筒的对置面沿涡轮轴向延伸的密封槽(21)，密封部件具备：在凸缘部沿涡轮径向滑动的钩部(7)、以及被插入到密封槽中的密封板部(8)，密封槽以及密封板部构成为具有：密封槽的高温侧内壁面(21a)与密封板部的面接触区域(31)、相对于面接触区域位于燃烧器尾筒侧的非接触区域(32)、以及贯通孔(23)，该贯通孔以隔着非接触区域的间隙与高温侧内壁面对置的方式设置于密封板部。

技术领域

本发明涉及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机构成为：使经压缩机压缩而成的压缩空气在燃烧器中与燃料一起燃烧，从而产生高温的工作流体即燃烧气体，以燃烧气体来驱动涡轮。因此，为了防止在涡轮的高温的燃烧气体中暴露的零部件因氧化或热应力而发生裂纹、熔损，需要将温度比燃烧气体低的低温流体作为冷却空气适当地进行冷却。另外，为了缓和由热变形引起的应力集中，并且为了容易进行维护检修、更换，涡轮等零部件多采用分割构造。因此，需要从燃烧气体流路的外侧以高压将低温流体作为密封空气向零部件间的间隙供给，以防止燃烧气体从燃烧气体流路流入零部件间的间隙。作为冷却空气、密封空气向涡轮供给的低温流体，一般是从压缩机抽出的，若过度地增加抽出量，则对涡轮进行驱动的燃烧气体的流量减少，会导致燃气轮机整体的效率降低。因此，在涡轮的零部件间的间隙中架设有密封板(参照专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－074406号公报

发明内容

发明所要解决的课题

密封板并非将涡轮的零部件间的间隙完全密闭，而会在其与涡轮零部件之间发生微小的低温流体的泄漏，利用该泄漏空气对密封板、涡轮零部件进行冷却。但是，对于在复合循环的性能提高上被寄予很大期待的发电用燃气轮机而言，需要使燃烧气体进一步高温化，且当务之急在于涡轮的零部件间的间隙的密封性能和冷却性能的提高。尤其是与燃烧器尾筒之间存在间隙的涡轮初级静叶的端壁的前缘部，虽然由于靠近燃烧器、燃烧气体的温度较高而需要冷却，但是却由于壁薄而难以在密封构造之外应用冷却构造。该问题对于要求构成要素紧凑化的小型·中型的燃气轮机尤其显著。

本发明的目的在于提供一种燃气轮机，其能够密封燃烧器尾筒与涡轮静叶之间的间隙并有效地进行冷却。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明具备：压缩机，其对空气进行压缩；燃烧器，其使由上述压缩机压缩的压缩空气与燃料一起燃烧而产生燃烧气体；以及涡轮，其通过由上述燃烧器产生的燃烧气体而被驱动，上述燃烧器具备将上述燃烧气体向上述涡轮供给的燃烧器尾筒，上述涡轮至少具备一级涡轮区段，该涡轮区段包含各一列在涡轮轴向上从上游侧起依次排列的静叶翼列以及动叶翼列，静叶端壁的前缘与上述燃烧器尾筒的后缘在上述涡轮轴向上对置，该静叶端壁确定涡轮初级的静叶翼列的环状的燃烧气体流路的内外周，上述燃烧器尾筒的后缘与上述静叶端壁的前缘之间的间隙被密封部件密封，上述燃气轮机的特征在于，在上述燃烧器尾筒的燃烧气体出口部的内周壁以及外周壁的与燃烧气体流路相反侧的面具备沿涡轮径向延伸的凸缘部，在上述静叶端壁的与上述燃烧器尾筒的对置面具备沿上述涡轮轴向延伸的密封槽，上述密封部件具备：钩部，其以能够相对于上述燃烧器尾筒的凸缘部沿涡轮径向滑动的方式包夹上述凸缘部；以及密封板部，其被插入到上述静叶端壁的密封槽中，上述密封槽以及上述密封板部构成为具有：上述密封槽的靠近上述燃烧气体流路侧的高温侧内壁面与上述密封板部进行面接触的面接触区域；相比于上述面接触区域位于上述燃烧器尾筒侧且在上述高温侧内壁面与上述密封板部之间存在间隙的非接触区域；以及贯通孔，其以隔着上述非接触区域的间隙与上述密封槽的高温侧内壁面对置的方式设置于上述密封板部。