[发明专利]燃气轮机及燃气轮机的运转方法

说明书

本申请为2010年12月30日提交的、申请号为200980125435.6的、发明名称为“燃气轮机及燃气轮机的运转方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃气轮机及燃气轮机的运转方法，更详细而言，涉及冷却涡轮侧的动叶片的燃气轮机及燃气轮机的运转方法。

背景技术

目前，作为从使空气和燃料燃烧的燃烧气体获取能量的装置存在有燃气轮机。燃气轮机利用通过使燃料和压缩后的空气燃烧而产生的燃烧气体的能量使涡轮旋转而从转子输出旋转能量。但是，为了在高温的状态下向涡轮供给上述燃烧气体，接受上述高温燃烧气体的涡轮的动叶片也暴露于高温氛围中。因此，例如在专利文献1中，公开有经由沿转子的中心轴设置的孔即中心孔从冷却用空气的供给源即压缩机侧向冷却用空气的供给对象即上述动叶片供给空气，冷却上述动叶片的燃气轮机。

专利文献1：日本特开昭61－226502号公报

专利文献2：日本特公昭59－41001号公报

专利文献3：日本特开平11－117702号公报

专利文献1所记载的技术中，经由转子的中心孔由压缩机压缩的空气经由内部通路而从压缩机侧向涡轮侧流动，作为冷却用空气向上述动叶片供给。但是，在专利文献1所记载的技术中，从压缩机的旋转部件即圆盘将一部分空气向位于压缩机主体的内方的腔室侧抽出，且经过内部通路向动叶片侧通路供给，因此，不易于在运转中途调节抽出空气量。因此，可能会从压缩机抽出用于在燃气轮机的最大负荷运转时冷却动叶片所需的流量以上的冷却用空气，其结果，可能降低燃气轮机的热效率。

另外，专利文献2所记载的技术和专利文献1所记载的技术相同，从压缩机侧经过内部通路向动叶片侧供给空气，具有同样的问题点。另外，专利文献3所记载的技术中，从涡轮侧的转子轴端侧供给冷却介质，但其为以冷却介质的回收为前提的系统，和本申请的目的不同。

另外，通常，由于燃气轮机的负荷，动叶片的冷却所需的冷却用空气量不同。在燃气轮机高负荷运转的情况下，将高压空气向动叶片侧供给，需要确保必要空气量，提高冷却能力。在低负荷运转的情况下，由于需要减小冷却用空气量，因此供给较低压的空气，需要抑制不必要的空气的消耗，且需要抑制燃气轮机的热效率的降低。上述专利文献中，对于相对于这种涡轮负荷变动的空气量的调整单元没有任何公开。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供能够抑制热效率的降低的燃气轮机。

根据本发明一方面，提供一种燃气轮机，具备：轴方向通路，沿作为旋转轴的转子的中心轴设于以所述中心轴为旋转轴旋转的旋转部件上，并且使冷却用空气在沿所述转子的旋转轴的方向上流动；径方向通路，所述径方向通路为如下所述的通路：从所述转子的中心朝向外侧设于所述旋转部件上，由此压缩所述冷却用空气，并且一侧的端部与所述轴方向通路连通，另一侧的端部与所述旋转部件的外部连通，且朝向所述旋转部件的周方向设置有多个；及外部通路，具备空气量调整单元，所述外部通路的一侧的端部与取入空气的空气源连通，另一侧的端部与所述径方向通路连通而导入所述冷却用空气。

根据本发明其它方面，提供一种燃气轮机的运转方法，根据燃气轮机的负荷切换所述空气源，所述燃气轮机具备：轴方向通路，沿作为旋转轴的转子的中心轴设于以所述中心轴为旋转轴旋转的旋转部件上，并且使冷却用空气在沿所述转子的旋转轴的方向上流动；径方向通路，所述径方向通路为如下所述的通路：从所述转子的中心朝向外侧设于所述旋转部件上，由此压缩所述冷却用空气，并且一侧的端部与所述轴方向通路连通，另一侧的端部与所述旋转部件的外部连通，且朝向所述旋转部件的周方向设置有多个；及外部通路，由一侧的端部与取入空气的空气源连通而导入所述冷却用空气、另一侧的端部经由轴端密封部与所述径方向通路连通的多个通路构成，具备切换所述空气源的切换单元。

根据本发明的燃气轮机的运转方法，能够根据燃气轮机的负荷选择冷却空气的空气源，因此能够根据运转状况采用适宜的空气，能够抑制燃气轮机整体的热效率的降低。

附图说明

图1是实施方式1的燃气轮机系统的整体图；

图2是实施方式1的燃气轮机3的概略构成图；

图3是示意性表示位于实施方式1的燃气轮机的后方段的动叶片之一例的剖面图；

图4是示意性说明冷却用空气流动的通路的剖面图；

图5A是以包含中心轴的面切开实施方式1的旋流器并示意性表示的剖面图；

图5B是以图5A的A－A面切开实施方式1的旋流器并示意性表示的剖面图；