[發明專利]燃氣輪機轉子、燃氣輪機以及燃氣輪機設備

有效

• 申請號: 201680059019.0
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN108138655B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 橋本真也;高村啟太
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F02C7/18
• 分類號: F02C7/18;F04D29/053;F04D29/32;F02C3/073;F04D19/02;F01D5/08;F01D5/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 祝博

在燃氣輪機轉子(2)形成有通風流路(22)、冷卻空氣流路(178)、混合空間(177)以及混合空氣流路(137)。通風流路(22)將壓縮機(10)的空氣排出口的軸向上游側的壓縮空氣(Acom)作為壓縮機抽氣(Bcom)引導至壓縮機轉子(20)的內部。冷卻空氣流路(178)將冷卻空氣(Ac)引導至比空氣排出口靠近軸向下游側的部分。在混合空間(177)，壓縮機抽氣(Bcom)與冷卻空氣(Ac)混合。混合空氣流路(137)將壓縮機抽氣(Bcom)與冷卻空氣(Ac)的混合空氣(Am)引導至渦輪機轉子(120)內。

技術領域

本發明涉及一種燃氣輪機轉子、燃氣輪機以及燃氣輪機設備。

本申請基于2015年10月23日在日本申請的日本特愿2015-208944號主張優先權，在此援用該內容。

背景技術

燃氣輪機具備：壓縮機，壓縮空氣來生成壓縮空氣；燃燒器，使燃料在壓縮空氣中燃燒來生成燃燒氣體；以及渦輪機，由燃燒氣體驅動。壓縮機具有：壓縮機轉子，以軸線為中心旋轉；以及壓縮機機室，覆蓋該壓縮機轉子。渦輪機具有：渦輪機轉子，以軸線為中心旋轉；以及渦輪機機室，覆蓋該渦輪機轉子。壓縮機轉子以及渦輪機轉子都具有轉子軸和裝配于轉子軸的外周的多個動葉列。壓縮機轉子與渦輪機轉子位于同一軸線上并相互連接，形成燃氣輪機轉子。此外，壓縮機機室與渦輪機機室相互連接形成燃氣輪機機室。

燃氣輪機轉子中的渦輪機轉子暴露于高溫的燃燒氣體中，因此需要通過空氣等冷卻。

以下的專利文獻1公開了通過來自壓縮機的壓縮空氣冷卻渦輪機轉子的技術。在該技術中，將從壓縮機的中段抽出的壓縮空氣引導至燃氣輪機轉子中的壓縮機轉子內，將該壓縮空氣從壓縮機轉子引導至渦輪機轉子，并冷卻渦輪機轉子。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-218480號公報

發明內容

發明要解決的問題

近年來，隨著燃氣輪機的效率化，供給至渦輪機的燃燒氣體的溫度提高。因此，如上述專利文獻1中記載的技術，即使將從壓縮機的中段抽出的壓縮空氣直接引導至渦輪機轉子，并冷卻該渦輪機轉子，無法充分地冷卻該渦輪機轉子的可能性也在提高。

因此，本發明的目的在于，提供一種能進一步冷卻燃氣輪機轉子中的渦輪機轉子的技術。

技術方案

用于達成上述目的的發明的第一方案的燃氣輪機轉子在燃氣輪機機室內以軸線為中心旋轉，具備：壓縮機的壓縮機轉子，以所述軸線為中心旋轉；以及渦輪機的渦輪機轉子，位于所述軸線上，與所述壓縮機轉子連接，以所述軸線為中心與所述壓縮機轉子一體旋轉，所述燃氣輪機轉子形成有：通風流路，將在所述壓縮機的空氣排出口的軸向上游側流動的壓縮空氣，即將在所述燃氣輪機機室的內側流動的壓縮空氣引導至所述壓縮機轉子的內部；冷卻空氣流路，將比在所述通風流路流動的壓縮空氣低溫的冷卻空氣引導至比所述空氣排出口靠近軸向下游側的部分；混合空間，與所述通風流路以及所述冷卻空氣流路相連，供流經所述通風流路的壓縮空氣與流經所述冷卻空氣流路的冷卻空氣混合；以及混合空氣流路，與所述混合空間相連，將由所述壓縮空氣與所述冷卻空氣的混合生成的混合空氣引導至所述渦輪機轉子內。

在該燃氣輪機轉子，在壓縮機轉子形成有通風流路，因此通過在該通風流路流動的壓縮空氣，會對壓縮機轉子內進行換氣。

因此，在該燃氣輪機轉子，能提高壓縮機轉子相對于由壓縮機壓縮了空氣的空氣壓縮流路內的溫度變化的熱響應性。此外，在該燃氣輪機轉子，流經壓縮機轉子的通風流路的壓縮空氣與冷卻空氣在混合空間內混合，由該混合生成的混合空氣被引導至渦輪機轉子內。