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JP2001303972A - Re-combustion combined-cycle combination gas turbine - Google Patents

Re-combustion combined-cycle combination gas turbine

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Publication number
JP2001303972A
JP2001303972A JP2000127290A JP2000127290A JP2001303972A JP 2001303972 A JP2001303972 A JP 2001303972A JP 2000127290 A JP2000127290 A JP 2000127290A JP 2000127290 A JP2000127290 A JP 2000127290A JP 2001303972 A JP2001303972 A JP 2001303972A
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JP
Japan
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gas turbine
fluid
steam
double
cooling
Prior art date
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JP2000127290A
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Japanese (ja)
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Kiyoshi Miyamoto
清 宮本
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the thermal efficiency of a steam turbine driven by the exhaust gas made to increase in temperature and thermal efficiency concurrently with an increase in the temperature and thermal efficiency of combustion gas by heightening the endothermic effect thereof by the cooling by a mixture of dry steam and air. SOLUTION: A re-combustion combined-cycle combination gas turbine is provided with a supply channel 10, a bleed steam gas turbine 23, a fluid cooling mixer 34 and a channel for cooling and supplying fluid, and integrally mounted with a reaction gas turbine 8 having a secondary combustion chamber and composed of a double hollow rotor and plural axial-flow gas turbines 9 whose circumferential side surface is fitted with plural fluid cooling rotor blades in a protruded manner around the side of one end of a rotor shaft 12. The supply channel 10 supplies the combustion gas of a combustor 6, and the turbine 23 is driven by the steam heated by a boiler 20 and a heater 21 mounted halfway through an emission gas passage of a double casing 11. The mixer 34 forms a coolant, which is a highly endothermic mixed fluid of dry steam and air. The channel for cooling and supplying fluid supplies the above coolant to the gas turbines 8, 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高温高圧の燃焼
ガスを利用して回転軸を回転させて回転エネルギーを取
り出すようにしたガスタービンに係り、特に、回転軸の
回りに設けた回転駆動盤の噴射ノズルから燃焼ガスを回
転接線方向に噴射してその反動を利用して回転軸を回転
させて回転エネルギーを取り出すようにした再燃焼複合
サイクル混式ガスタービンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine in which a rotary shaft is rotated by using a high-temperature and high-pressure combustion gas to extract rotational energy, and more particularly, to a rotary drive board provided around the rotary shaft. The present invention relates to a re-combustion combined cycle mixed gas turbine in which combustion gas is injected in a tangential direction of rotation from an injection nozzle of the above-described type, and a rotation shaft is rotated by utilizing the reaction thereof to extract rotational energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガスタービンは高温高圧の燃焼ガ
スを回転羽根に噴射して、回転羽根を回転させて回転エ
ネルギーを取り出す構造になっている。回転羽根には高
温高圧の燃焼ガスが吹き付けられるため、大型のガスタ
ービンにあっては、回転羽根に冷却孔が形成されてい
て、回転羽根は常時冷却されて高熱で破壊されるのが防
がれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gas turbine has a structure in which high-temperature and high-pressure combustion gas is injected to rotating blades, and the rotating blades are rotated to extract rotational energy. Since high-temperature and high-pressure combustion gas is blown onto the rotating blades, large gas turbines have cooling holes formed in the rotating blades, so that the rotating blades are constantly cooled and prevented from being destroyed by high heat. Have been.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小型の
ガスタービンにあっては、回転羽根に冷却孔を形成する
ことができないため、回転羽根が高温の燃焼ガスで破壊
されるのを回避すべく、燃焼ガスの温度は1000℃と
大型のガスタービンの1300℃に比べて低く、その結
果、小型ガスタービンは大型ガスタービンに比べて熱効
率が低下するという課題があった。
However, in the case of a small gas turbine, a cooling hole cannot be formed in the rotating blade, so that the rotating blade is prevented from being destroyed by high-temperature combustion gas. The temperature of the combustion gas is 1000 ° C., which is lower than 1300 ° C. of a large gas turbine, and as a result, there is a problem that a small gas turbine has lower thermal efficiency than a large gas turbine.

【0004】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、乾き蒸気と空気の混合したもので冷却
してその吸熱効果を高めることにより、燃焼ガスの温度
を大型ガスタービンと同様の温度に高めて、特に小型ガ
スタービンの熱効率を高めると共に高められた排ガスで
駆動する蒸気タービンの熱効率も同時に高めることので
きる再燃焼複合サイクル混式ガスタービンを提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has been made in order to solve the problems. An object of the present invention is to cool a mixture of dry steam and air to absorb heat. By increasing the effect, the temperature of the combustion gas is raised to a temperature similar to that of a large gas turbine, and in particular, the reburning that can simultaneously increase the thermal efficiency of a small gas turbine and the thermal efficiency of a steam turbine driven by the increased exhaust gas It is to provide a combined cycle mixed gas turbine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、再燃焼複合サイクル混式ガス
タービン本体の一端側に吸気口を設け他端側に二重車室
を設け、吸気口から吸入した空気及び燃料を燃焼させる
燃焼器を設け、燃焼器の燃焼ガスを二重車室の内部に供
給する燃焼ガス供給流路を設け、ロータ軸を混式ガスタ
ービン本体に回転自在に軸支すると共にロータ軸の一端
側を二重車室の内部に突出させ、二重車室の内部に突出
したロータ軸の一端側の回りに、内部に再燃焼室を備え
円周側面を有する二重中空ロータからなる反動式ガスタ
ービンと外周の円周側面に等間隔で複数の流体冷却動翼
が突設された軸流式ガスタービンとを一体的に設け、反
動式ガスタービンの二重中空ロータの円周側面に再燃焼
室で燃焼した燃焼ガスを噴射する複数の燃焼ガス噴射ノ
ズルを円周方向に等間隔で設けると共に各噴射ノズルを
同一方向回りの円周接線方向に指向させて設け、二重中
空ロータの回転中心側から再燃焼室に向けて放射状に二
次燃料供給流路を設け、二重中空ロータの一側面を前記
二重車室の内部に下流側が開口する燃焼ガス供給流路に
密接して設け、燃焼ガス供給流路と二重中空ロータの再
燃焼室とを導通する導入口を二重中空ロータの一側面に
形成すると共に、二重車室の排出口に接続する排出ガス
通路の途中にボイラ及び過熱器を設け、ボイラ及び過熱
器で過熱された蒸気で駆動する抽気式蒸気タービンを設
け、抽気式蒸気タービンから排出された一部の蒸気と空
気を混合させて吸熱効果の高い乾き蒸気空気混合流体の
冷媒を生成する流体冷却ミキサを設け、生成された乾き
蒸気空気混合流体の冷媒を反動式ガスタービン及び軸流
式ガスタービンに供給する流体冷却供給流路を設けた手
段よりなるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided with an intake port at one end of a reburning combined cycle mixed gas turbine body and a double casing at the other end. A combustion gas supply passage for supplying combustion gas from the combustor to the interior of the double cabin, and a rotor shaft connected to the mixed gas turbine body. The rotor shaft is rotatably supported, and one end of the rotor shaft is protruded into the double casing. A recombustion chamber is provided around the one end of the rotor shaft protruding into the double casing. A reaction gas turbine comprising a double hollow rotor having a peripheral side surface and an axial flow gas turbine having a plurality of fluid cooling moving blades projecting at equal intervals on an outer peripheral side surface are integrally provided, and a reaction type gas turbine is provided. Combustion in the afterburning chamber on the circumferential side of the double hollow rotor of the turbine A plurality of combustion gas injection nozzles for injecting gas are provided at equal intervals in the circumferential direction, and each injection nozzle is provided so as to be directed in a circumferential tangential direction around the same direction, and the re-combustion chamber is provided from the rotation center side of the double hollow rotor A secondary fuel supply passage is provided radially toward the combustion gas supply passage, and one side surface of the double hollow rotor is provided in close contact with a combustion gas supply passage whose downstream side is opened inside the double casing, and a combustion gas supply passage is provided. An inlet for communicating with the re-combustion chamber of the double hollow rotor is formed on one side of the double hollow rotor, and a boiler and a superheater are provided in the exhaust gas passage connected to the outlet of the double casing. An extraction steam turbine driven by steam superheated by a boiler and a superheater is provided, and a part of steam and air discharged from the extraction steam turbine are mixed to form a refrigerant of a dry steam-air mixed fluid having a high heat absorption effect. A fluid cooling mixer , Those made of means provided with fluid cooling supply flow passage for supplying the refrigerant generated dry steam air mixture fluid recoil gas turbine and an axial flow gas turbine.

【0006】ここで、好ましい態様として、燃焼ガス噴
射ノズルの外周側の二重車室の内周面に流体冷却静翼を
円周方向に設け、流体冷却静翼の内側の混式ガスタービ
ン本体に流体冷却静翼を冷やす乾き蒸気空気混合流体の
冷媒が流下する流体冷却供給流路を設けた。また、燃焼
ガス噴射ノズルの周囲に、流体冷却供給流路から供給さ
れる一部の乾き蒸気空気混合流体を噴射する流体冷却噴
射ノズルを設けた。さらに、ロータ軸には一体となって
回転して空気を圧縮する低圧圧縮機及び高圧圧縮機が設
けられている。
Here, as a preferred embodiment, a fluid cooling vane is provided in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the double casing on the outer peripheral side of the combustion gas injection nozzle, and the mixed gas turbine body inside the fluid cooling vane is provided. And a fluid cooling supply channel through which a refrigerant of a dry steam-air mixed fluid that cools the fluid cooling vanes flows. Further, a fluid cooling injection nozzle for injecting a part of the dry steam-air mixed fluid supplied from the fluid cooling supply channel is provided around the combustion gas injection nozzle. Further, the rotor shaft is provided with a low-pressure compressor and a high-pressure compressor which rotate integrally to compress air.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。こ
こで、図1は再燃焼複合サイクル混式ガスタービンの断
面図、図2は要部の拡大断面図、図3は二重中空ロータ
の正面方向の断面図、図4は二重中空ロータの正面図、
図5は二重車室の内部の奥端面の円周側に設けられた流
体冷却静翼の配置図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on embodiments of the invention shown in the drawings. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of a reburn combined cycle gas turbine, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part, FIG. 3 is a front cross-sectional view of a double hollow rotor, and FIG. Front view,
FIG. 5 is a layout diagram of the fluid-cooled vanes provided on the circumferential side of the inner end face inside the double casing.

【0008】図において、再燃焼複合サイクル混式ガス
タービン1のケーシングの一端側には吸気口1aが形成
されている。吸気口1aは燃焼空気を取り入れる箇所
で、吸気口1aは例えばラッパ状に拡がっており、その
中心部にはロータ軸12と同軸の出力軸2aが外方に向
けて突出している。外方に突出する出力軸2aの端部は
発電機2に連動連結されている。
In FIG. 1, an intake port 1a is formed at one end side of a casing of the reburning combined cycle hybrid gas turbine 1. The intake port 1a is a place where the combustion air is taken in, and the intake port 1a expands, for example, in a trumpet shape, and an output shaft 2a coaxial with the rotor shaft 12 projects outward at the center. An end of the output shaft 2 a protruding outward is linked to the generator 2.

【0009】吸気口1aの内部には低圧圧縮機3が設け
られている。低圧圧縮機3は吸気口1aから導入される
空気を圧縮する機器で、低圧圧縮機3の回転中心部はロ
ータ軸12の他端側に固設されている。ロータ軸12の
回転によって低圧圧縮機3は回転して、吸気口1aから
導入される燃焼空気を低圧で圧縮して下流側に圧送す
る。
A low-pressure compressor 3 is provided inside the intake port 1a. The low-pressure compressor 3 is a device that compresses air introduced from the intake port 1 a, and the rotation center of the low-pressure compressor 3 is fixed to the other end of the rotor shaft 12. Due to the rotation of the rotor shaft 12, the low-pressure compressor 3 rotates, compresses the combustion air introduced from the intake port 1a at a low pressure and sends it to the downstream side.

【0010】燃焼空気供給流路1bは、吸気口1aから
導入された燃焼空気を下流側の燃焼器6に送る流路で、
その上流端は低圧圧縮機3の下流側に接続され、下流端
は燃焼器6に接続されている。
The combustion air supply flow path 1b is a flow path for sending the combustion air introduced from the intake port 1a to the downstream combustor 6.
The upstream end is connected to the downstream side of the low-pressure compressor 3, and the downstream end is connected to the combustor 6.

【0011】この燃焼空気供給流路1bの途中には、燃
焼空気供給流路1b内を流下する燃焼空気を更に圧縮す
る高圧圧縮機4が設けられている。この高圧圧縮機4は
上記低圧圧縮機3と同軸のロータ軸12に固設されてい
て、ロータ軸12の回転によって高圧圧縮機4は回転し
て、燃焼空気供給流路1bを流下する燃焼空気を更に圧
縮させて高圧にして燃焼器6に圧送する。
In the middle of the combustion air supply passage 1b, a high pressure compressor 4 for further compressing the combustion air flowing down in the combustion air supply passage 1b is provided. The high-pressure compressor 4 is fixed to a rotor shaft 12 coaxial with the low-pressure compressor 3. The rotation of the rotor shaft 12 causes the high-pressure compressor 4 to rotate, and the combustion air flowing down the combustion air supply passage 1 b. Is further compressed to a high pressure and sent to the combustor 6 under pressure.

【0012】低圧圧縮機3の下流側の燃焼空気供給流路
1bの途中には中間冷却器5が形成されていて、この中
間冷却器5を流れる水によって低圧圧縮機3で圧縮され
て加熱された燃焼用の圧縮空気は冷やされる。圧縮空気
を中間冷却することによって燃焼器6での圧縮比を高め
ることができる。
An intermediate cooler 5 is formed in the combustion air supply passage 1b downstream of the low pressure compressor 3 and is compressed by the water flowing through the intermediate cooler 5 and heated by the low pressure compressor 3. The compressed air for combustion is cooled. The compression ratio in the combustor 6 can be increased by intercooling the compressed air.

【0013】燃焼器6は燃焼ガスを生成する室で、燃焼
器6には燃料を供給する燃料噴射弁6aが接続され、又
前述したように燃焼空気供給流路1bの下流端が接続さ
れている。また、燃焼空気と燃料の混合体を燃焼させる
図示しない点火プラグが燃焼器6内には設けられてい
る。
The combustor 6 is a chamber for generating combustion gas. The combustor 6 is connected to a fuel injection valve 6a for supplying fuel, and to the downstream end of the combustion air supply passage 1b as described above. I have. An unillustrated spark plug for burning a mixture of combustion air and fuel is provided in the combustor 6.

【0014】この燃焼器6の下流側には燃焼ガス供給流
路10が形成されている。燃焼ガス供給流路10の下流
側は二重車室11の内部の奥端面11bにリング状に開
口されて接続されている。
A combustion gas supply passage 10 is formed downstream of the combustor 6. The downstream side of the combustion gas supply passage 10 is connected to the inner end surface 11b of the double casing 11 by opening it in a ring shape.

【0015】二重車室11の内部は例えば円錐台形状に
なっていて、排出口11aに向かって直径が除々に大き
くなっており、直径の最大側が排出口11aになってい
る。排出口11aの反対側となる二重車室11の直径が
最小径側は円形の奥端面11bになっていている。二重
車室11は再燃焼複合サイクル混式ガスタービン1のケ
ーシングの他端側に設けられ、前記吸気口1aの反対側
に位置している。
The interior of the double casing 11 has, for example, a truncated cone shape, and gradually increases in diameter toward the discharge port 11a. The maximum diameter side is the discharge port 11a. The diameter of the double casing 11 opposite to the discharge port 11a and having the smallest diameter is a circular rear end face 11b. The double casing 11 is provided on the other end side of the casing of the reburning combined cycle hybrid gas turbine 1, and is located on the opposite side of the intake port 1a.

【0016】二重車室11の内部の円形の奥端面11b
の中心部にはロータ軸12の一端側が突出している。ロ
ータ軸12は二重車室11の内部の奥端面11bの中心
部を貫通して、再燃焼複合サイクル混式ガスタービン1
のケーシングに回転自在に軸支され、その他端側は前述
した吸気口1a側に突出している。また、その途中には
前述した低圧圧縮機3及び高圧圧縮機4が固着されてい
る。
A circular rear end surface 11b inside the double casing 11
One end of the rotor shaft 12 protrudes from the center of the shaft. The rotor shaft 12 penetrates through the center of the rear end face 11b inside the double casing 11, and the reburning combined cycle mixed gas turbine 1
The other end side protrudes toward the above-described intake port 1a side. Further, the low-pressure compressor 3 and the high-pressure compressor 4 described above are fixed on the way.

【0017】ロータ軸12の二重車室11の内部の奥端
面11bから突出する部分の外周には、耐熱合金材12
aが被覆形成されている。この耐熱合金材12aが被覆
形成されたロータ軸12には混式ガスタービン7が一体
的に設けられている。ロータ軸12は混式ガスタービン
7の回転中心部に一体的に取り付けられている。
The outer periphery of a portion of the rotor shaft 12 protruding from the rear end face 11b inside the double casing 11 is provided with a heat-resistant alloy material 12
a is coated. The mixed gas turbine 7 is integrally provided on the rotor shaft 12 coated with the heat-resistant alloy material 12a. The rotor shaft 12 is integrally attached to a rotation center of the mixed gas turbine 7.

【0018】ロータ軸12の回転中心部に取付けられた
混式ガスタービン7は、奥端面11b側の反動式ガスタ
ービン8と排出口11a側の軸流式ガスタービン9とか
ら構成されている。反動式ガスタービン8と軸流式ガス
タービン9とは前後方向に一体的に形成されている。
The mixed gas turbine 7 attached to the center of rotation of the rotor shaft 12 comprises a reaction gas turbine 8 on the rear end face 11b side and an axial gas turbine 9 on the discharge port 11a side. The reaction gas turbine 8 and the axial gas turbine 9 are integrally formed in the front-rear direction.

【0019】反動式ガスタービン8はロータ軸12の外
周に取付けられた二重中空ロータ13から形成され、こ
の二重中空ロータ13はその外周側面に円周側面13a
を有し内部が中空な円筒形状の形状をしている。二重中
空ロータ13の中空な内部には再燃焼室14が形成され
ている。
The reaction type gas turbine 8 is formed of a double hollow rotor 13 mounted on the outer periphery of a rotor shaft 12, and the double hollow rotor 13 has a circumferential side surface 13a on its outer circumferential side.
And the inside has a hollow cylindrical shape. A recombustion chamber 14 is formed in the hollow interior of the double hollow rotor 13.

【0020】再燃焼室14は二重中空ロータ13の円周
側にリング状に形成されている。再燃焼室14は供給さ
れる燃焼ガス、後述の乾き蒸気空気混合流体、二次燃料
などを基にして燃焼して高温高圧の二次燃焼ガスを生成
する箇所で、生成した二次燃焼ガスは燃焼ガス噴射ノズ
ル15から噴射される。
The reburning chamber 14 is formed in a ring shape on the circumferential side of the double hollow rotor 13. The reburning chamber 14 is a place where the combustion is performed based on the supplied combustion gas, a dry steam-air mixed fluid described later, a secondary fuel, and the like to generate a high-temperature and high-pressure secondary combustion gas. It is injected from the combustion gas injection nozzle 15.

【0021】二重中空ロータ13の円周側面13aには
再燃焼室14で燃焼した燃焼ガスを噴射する複数の燃焼
ガス噴射ノズル15が設けられている。複数の燃焼ガス
噴射ノズル15は円周側面13aの円周方向に等間隔で
設けられている。各燃焼ガス噴射ノズル15は同一回転
方向の円周接線方向に指向させて設けられている。各燃
焼ガス噴射ノズル15はその奥側が再燃焼室14に導通
している。
On the circumferential side surface 13a of the double hollow rotor 13, a plurality of combustion gas injection nozzles 15 for injecting the combustion gas burned in the reburning chamber 14 are provided. The plurality of combustion gas injection nozzles 15 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the circumferential side surface 13a. Each combustion gas injection nozzle 15 is provided so as to be directed in a circumferential tangential direction in the same rotational direction. The back side of each combustion gas injection nozzle 15 communicates with the reburning chamber 14.

【0022】再燃焼室14の内側の二重中空ロータ13
の中空内部には、ロータ軸12からリング状の再燃焼室
14に向けて二次燃料供給流路16が放射状に形成され
ている。放射状の二次燃料供給流路16の先端の下流端
には二次燃料噴射弁16aが形成され、その下流端の二
次燃料噴射弁16aから再燃焼室14に二次燃料を供給
するようになっている。
The double hollow rotor 13 inside the reburn chamber 14
A secondary fuel supply flow path 16 is formed radially from the rotor shaft 12 to the ring-shaped re-combustion chamber 14 in the hollow interior. A secondary fuel injection valve 16a is formed at the downstream end of the distal end of the radial secondary fuel supply passage 16 so that the secondary fuel is supplied from the secondary fuel injection valve 16a at the downstream end to the reburning chamber 14. Has become.

【0023】この二次燃料供給流路16は、その上流側
はロータ軸12の回転中心部に導通しており、ロータ軸
12の回転中心部には他端側の軸芯方向に向けて二次燃
料供給流路16bが形成されており、その上流側は途中
で軸芯直角方向に折曲されて、ケーシングの内部のロー
タ軸12に位置する周面に開口16cしている。
The secondary fuel supply passage 16 is connected to the rotation center of the rotor shaft 12 on the upstream side, and to the rotation center of the rotor shaft 12 in the axial direction of the other end. The next fuel supply passage 16b is formed, and its upstream side is bent in the direction perpendicular to the axis on the way, and has an opening 16c in the peripheral surface located on the rotor shaft 12 inside the casing.

【0024】ロータ軸12の開口16cの周囲のケーシ
ングの内部にはその円周方向に供給接続溝16dが形成
されている。供給接続溝16dの両側にはリング状のオ
イルシール16gが取り付けられていて、燃料漏れを防
いでいる。また、ロータ軸12を軸受けする密封スライ
ド軸受16hがオイルシール16gに隣接して設けられ
ている。
In the casing around the opening 16c of the rotor shaft 12, a supply connection groove 16d is formed in the circumferential direction thereof. A ring-shaped oil seal 16g is attached to both sides of the supply connection groove 16d to prevent fuel leakage. Further, a sealed slide bearing 16h for bearing the rotor shaft 12 is provided adjacent to the oil seal 16g.

【0025】ケーシングには二次燃料供給流路16eが
形成され、その途中には二次燃料制御弁16iが設けら
れ、その下流端は供給接続溝16dに接続されている。
二次燃料供給流路16eの上流端はケーシングの外周表
面に開口しており、この開口された箇所には二次燃料ノ
ズル16fの一端が接続されている。
A secondary fuel supply passage 16e is formed in the casing, a secondary fuel control valve 16i is provided in the middle thereof, and a downstream end thereof is connected to a supply connection groove 16d.
The upstream end of the secondary fuel supply passage 16e is open to the outer peripheral surface of the casing, and one end of the secondary fuel nozzle 16f is connected to the opening.

【0026】二重中空ロータ13の内部側でロータ軸1
2の回りには、流体冷却供給流路17がリング状に形成
されている。また、リング状の流体冷却供給流路17か
ら外周側の再燃焼室14に向けて放射状に二重径向き羽
根17aが形成されている。一部の二重径向き羽根17
aは前記の放射状に形成された二次燃料供給流路16の
外側に形成されている。放射状の各二重径向き羽根17
aは再燃焼室14との境界に形成されたボス及び流体冷
却供給孔17bによって再燃焼室14に導通している。
二重径向き羽根17aを補強する補強材17cが設けら
れている。
The rotor shaft 1 on the inner side of the double hollow rotor 13
A fluid cooling supply channel 17 is formed in a ring shape around 2. Further, double radially oriented blades 17a are formed radially from the ring-shaped fluid cooling supply channel 17 toward the outer combustion side combustion chamber 14. Some double radial blades 17
a is formed outside the radially formed secondary fuel supply passage 16. Radial double radial blade 17
a is connected to the reburning chamber 14 by a boss formed at the boundary with the reburning chamber 14 and the fluid cooling supply hole 17b.
A reinforcing member 17c for reinforcing the double radial blade 17a is provided.

【0027】更に、再燃焼室14の両側には円周側面1
3aの燃焼ガス噴射ノズル15側に向けて流体冷却噴射
ノズル18aが形成されている。この流体冷却噴射ノズ
ル18aは二重径向き羽根17aと導通していて、二重
径向き羽根17a内の一部の空気がこの流体冷却噴射ノ
ズル18a内に入る。
Further, on both sides of the reburning chamber 14, circumferential side surfaces 1 are provided.
A fluid cooling injection nozzle 18a is formed toward the combustion gas injection nozzle 15 of 3a. The fluid cooling jet nozzle 18a is in communication with the double radial blade 17a, and a part of the air in the double radial blade 17a enters the fluid cooling nozzle 18a.

【0028】前記の各燃焼ガス噴射ノズル15の外周に
は当該ノズル15と同一噴射方向に向けて流体冷却噴射
ノズル18が形成されている。この流体冷却噴射ノズル
18には前記の流体冷却噴射ノズル18aが接続されて
いる。流体冷却噴射ノズル18aを流下した空気は流体
冷却噴射ノズル18から噴射され、その反動で二重中空
ロータ13を回転させて、二重中空ロータ13を回転さ
せる駆動力として利用される。
A fluid cooling injection nozzle 18 is formed on the outer periphery of each combustion gas injection nozzle 15 in the same injection direction as the nozzle 15. The fluid cooling jet nozzle 18a is connected to the fluid cooling jet nozzle 18a. The air that has flowed down from the fluid cooling injection nozzle 18a is injected from the fluid cooling injection nozzle 18 and is used as a driving force to rotate the double hollow rotor 13 by its reaction and rotate the double hollow rotor 13.

【0029】二重中空ロータ13の円周側面13aに等
間隔に設けられた各燃焼ガス噴射ノズル15から燃焼ガ
ス及び流体冷却噴射ノズル18から空気が噴射されるこ
とによって、その反動により二重中空ロータ13はロー
タ軸12を中心として同軸回りに回転駆動して、回転エ
ネルギーを取り出すことができる。回転エネルギーはロ
ータ軸12の他端に連動連結された出力軸2aから取り
出される。
The combustion gas and the air from the fluid cooling injection nozzle 18 are injected from the combustion gas injection nozzles 15 provided on the circumferential side surface 13a of the double hollow rotor 13 at equal intervals. The rotor 13 is driven to rotate coaxially about the rotor shaft 12 to extract rotational energy. Rotational energy is extracted from an output shaft 2a interlocked with the other end of the rotor shaft 12.

【0030】反動式ガスタービン8の後方に一体的に形
成された軸流式ガスタービン9は、その外周となる円周
側面に複数の流体冷却動翼19aが放射状に突出して形
成されていて、これら流体冷却動翼19aに反動式ガス
タービン8から噴射された排ガスが当たってこれを回転
させることによって、さらにロータ軸12を中心として
同軸回りに回転駆動して、回転エネルギーを反動式ガス
タービン8単独の場合よりもさらに多く取り出すもので
ある。
The axial-flow gas turbine 9 integrally formed behind the reaction gas turbine 8 has a plurality of fluid-cooling moving blades 19a radially protruding from a circumferential side surface as an outer periphery thereof. The exhaust gas injected from the reaction gas turbine 8 hits and rotates these fluid-cooled moving blades 19a, so that the exhaust gas is further driven to rotate coaxially around the rotor shaft 12 and the rotational energy is reduced. It takes out more than the single case.

【0031】軸流式ガスタービン9の外周に突出する各
流体冷却動翼19aは、その基端側が各プラットフォー
ム19bを介して軸流式ガスタービン9の内部に取付け
られた各シャンク19cに連結されている。また、各シ
ャンク19cの基端側は各植込部19dを介してロータ
軸12の外周に連結されている。
Each fluid-cooled moving blade 19a protruding from the outer periphery of the axial-flow gas turbine 9 has its base end connected to each shank 19c mounted inside the axial-flow gas turbine 9 via each platform 19b. ing. The base end of each shank 19c is connected to the outer periphery of the rotor shaft 12 via each implant 19d.

【0032】軸流式ガスタービン9の内部と反動式ガス
タービン8の内部との境界部分には流体冷却供給孔19
eが形成されていて、反動式ガスタービン8を冷却する
後述の乾き蒸気空気混合流体の冷媒の一部はこの流体冷
却供給孔19eを通じて軸流式ガスタービン9の内部に
流入して軸流式ガスタービン9を冷却する。
A fluid cooling supply hole 19 is provided at the boundary between the interior of the axial gas turbine 9 and the interior of the reaction gas turbine 8.
e, a part of the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid described below that cools the reaction gas turbine 8 flows into the axial flow type gas turbine 9 through the fluid cooling supply hole 19e, and the axial flow type The gas turbine 9 is cooled.

【0033】各シャンク19c及び植込部19dは軸流
式ガスタービン9の内部の中空ロータ19fに取付けら
れている。この植込部19dが連結される部分はボス及
び流体冷却供給孔17bになっており、流体冷却供給孔
19eから流入した乾き蒸気空気混合流体の冷媒はこの
流体冷却供給孔17bを通じて中空ロータ19fに流入
し、中空ロータ19fに流入した乾き蒸気空気混合流体
の冷媒によって、各シャンク19c、植込部19dは冷
却され、又プラットフォーム19bを介して流体冷却動
翼19aも冷却される構造になっている。
Each of the shank 19c and the implant 19d is mounted on a hollow rotor 19f inside the gas turbine 9 of the axial flow type. The portion to which this implantation part 19d is connected is a boss and a fluid cooling supply hole 17b, and the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid flowing in from the fluid cooling supply hole 19e passes through the fluid cooling supply hole 17b to the hollow rotor 19f. The shank 19c and the implant 19d are cooled by the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid that has flowed into the hollow rotor 19f, and the fluid cooling blade 19a is also cooled via the platform 19b. .

【0034】二重車室11の内部の奥端面11bのケー
シングにはロータ軸12の外周側に流体冷却供給流路1
7dが形成されていて、この流体冷却供給流路17dは
ロータ軸12の回りにリング状に形成された前記流体冷
却供給流路17と連通している。
The casing of the inner end surface 11b inside the double casing 11 has a fluid cooling supply passage 1
7d is formed, and the fluid cooling supply channel 17d communicates with the fluid cooling supply channel 17 formed in a ring shape around the rotor shaft 12.

【0035】流体冷却供給流路17dにはその上流側を
形成する流体冷却供給流路17eが設けられている。こ
の流体冷却供給流路17eはケーシングの内部に形成さ
れており、その上流側は二重車室11の周面側を形成し
ており、この二重車室11の二重車室出口36及び二重
車室入口35を経て、流体冷却供給流路17eの上流端
は、流体冷却ミキサ34に接続されている。
The fluid cooling supply channel 17d is provided with a fluid cooling supply channel 17e which forms the upstream side thereof. The fluid cooling supply passage 17e is formed inside the casing, and the upstream side forms the peripheral surface side of the double casing 11, and the double casing outlet 36 of the double casing 11 and The upstream end of the fluid cooling supply channel 17 e is connected to the fluid cooling mixer 34 via the double casing inlet 35.

【0036】二重車室11の内部の奥端面11bにリン
グ状に開口された燃焼ガス供給流路10の下流側に接す
る箇所の二重中空ロータ13の側面には導入口13bが
開口している。この導入口13bは放射状に形成された
二次燃料供給流路16及び二重径向き羽根17aの間に
分割された複数の扇状に形成されていて、燃焼ガス供給
流路10を流下した燃焼ガスはこの導入口13bを経て
二重中空ロータ13の再燃焼室14内に入る。
An inlet 13b is formed on the side surface of the double hollow rotor 13 at a location in contact with the downstream side of the combustion gas supply flow path 10 which is formed in a ring shape on the inner end surface 11b inside the double casing 11 and has a ring shape. I have. The inlet 13b is formed in a plurality of fan-like shapes divided between the radially formed secondary fuel supply passage 16 and the double radial blade 17a, and the combustion gas flowing down the combustion gas supply passage 10 is formed. Enters the reburning chamber 14 of the double hollow rotor 13 through the inlet 13b.

【0037】導入口13bが形成された箇所の反対側の
軸流式ガスタービン9には二重車室11の内部の排出口
11a側に向けて直径が縮小する円錐台形状の耐熱キャ
ップ13cが取り付けられている。耐熱キャップ13c
は燃焼ガス噴射ノズル15及び流体冷却噴射ノズル18
から噴射される排気ガスを排出口11aに向けて誘導す
る。
The axial-flow gas turbine 9 on the opposite side of the portion where the inlet 13b is formed has a heat-resistant cap 13c in the shape of a truncated cone whose diameter decreases toward the outlet 11a inside the double casing 11. Installed. Heat-resistant cap 13c
Are the combustion gas injection nozzle 15 and the fluid cooling injection nozzle 18
To the exhaust port 11a.

【0038】また、二重車室11の内部の奥端面11b
とこれに接する側の二重中空ロータ13の側面との間に
は、燃焼ガス供給流路10から流下する燃焼ガスが漏れ
るの防ぐラビリンスシール13dがリング状に取り付け
られている。
Further, a rear end face 11b inside the double cabin 11
A labyrinth seal 13d for preventing the combustion gas flowing down from the combustion gas supply flow path 10 from leaking is attached in a ring shape between the double hollow rotor 13 and the side surface of the double hollow rotor 13 in contact with the labyrinth seal.

【0039】二重車室11の内部の奥端面11bの円周
側には、円周方向に流体冷却静翼19が形成されてい
る。この流体冷却静翼19には例えばチャンネルディフ
ューザが使用される。また、流体冷却静翼19の内部側
のケーシングには流体冷却静翼19を冷やす前記の流体
冷却供給流路17eの一部がリング状に形成されてい
て、二重車室11の流体冷却静翼19が高熱で破壊され
るのを防いでいる。
A fluid cooling vane 19 is formed in the circumferential direction on the circumferential side of the inner end surface 11b inside the double casing 11. For example, a channel diffuser is used for the fluid cooling vane 19. A part of the fluid cooling supply passage 17 e for cooling the fluid cooling vane 19 is formed in a ring shape in a casing inside the fluid cooling vane 19, and the fluid cooling static passage of the double casing 11 is formed. The wing 19 is prevented from being destroyed by high heat.

【0040】流体冷却静翼19は二重中空ロータ13の
円周側面13aに等間隔に設けられた各燃焼ガス噴射ノ
ズル15から噴射される燃焼ガス及び流体冷却噴射ノズ
ル18から噴射される空気を反射してその反動を高め
て、反動による二重中空ロータ13の回転力を高める機
能を果たす。
The fluid-cooled vanes 19 supply the combustion gas injected from the combustion gas injection nozzles 15 provided at equal intervals on the circumferential side surface 13a of the double hollow rotor 13 and the air injected from the fluid-cooled injection nozzle 18. It reflects and enhances its recoil, and fulfills the function of increasing the rotational force of the double hollow rotor 13 due to the recoil.

【0041】二重車室11の内部の排出口11aには反
動式ガスタービン8から噴射された排ガスが排出される
排ガス通路11cが一体的に接続されている。この排ガ
ス通路11cの内部の途中には、排ガスによって過熱さ
れるボイラ20及び過熱器21が設けられている。過熱
器21の上流側はボイラ20に接続されている。
An exhaust gas passage 11c through which exhaust gas injected from the reaction gas turbine 8 is discharged is integrally connected to an exhaust port 11a inside the double casing 11. A boiler 20 and a superheater 21 that are superheated by the exhaust gas are provided in the middle of the exhaust gas passage 11c. The upstream side of the superheater 21 is connected to the boiler 20.

【0042】過熱器21の下流側は抽気式蒸気タービン
23に接続されており、その途中には過熱蒸気制御弁2
2が設けられている。抽気式蒸気タービン23には出力
軸2aが接続されており、この出力軸2aの端部は発電
機2に接続しており、抽気式蒸気タービン23の駆動力
はこの出力軸2aを介して発電機2を駆動させて発電さ
せる構造になっている。
The downstream side of the superheater 21 is connected to a bleed-type steam turbine 23.
2 are provided. An output shaft 2a is connected to the extraction steam turbine 23, and an end of the output shaft 2a is connected to the generator 2. The driving force of the extraction steam turbine 23 generates electric power via the output shaft 2a. The power is generated by driving the machine 2.

【0043】復水器24は抽気式蒸気タービン23を駆
動させた蒸気を水に戻す機器である。復水ポンプ25は
復水器24に蒸気を水に戻すために利用される冷媒例え
ば冷却水などを供給するポンプである。給水ポンプ27
は、復水器24で蒸気から戻された蒸留水をボイラ20
に供給するポンプである。
The condenser 24 is a device for returning the steam that drives the bleeding steam turbine 23 to water. The condensate pump 25 is a pump that supplies a refrigerant, for example, cooling water, used for returning steam to water to the condenser 24. Water supply pump 27
Supplies distilled water returned from steam in the condenser 24 to the boiler 20.
Pump.

【0044】復水ポンプ25により復水器24に供給さ
れて復水に利用された冷媒の一部は、中間冷却器用復水
制御弁26によって制御されながら前記中間冷却器5の
冷媒として利用される。
A part of the refrigerant supplied to the condenser 24 by the condensate pump 25 and used for the condensate is used as the refrigerant of the intercooler 5 while being controlled by the condensate control valve 26 for the intercooler. You.

【0045】造水器28はボイラ20に供給される蒸留
水を造る機器で、造水器28で造られた蒸留水は蒸留水
タンク29に貯留される。蒸留水制御弁30は蒸留水タ
ンク29から供給される蒸留水の量を制御する機器で、
復水器24からボイラ20に供給される蒸留水の不足分
をこの蒸留水制御弁30で制御して追加して、給水ポン
プ27によってボイラ20に供給するものである。
The fresh water generator 28 is a device for producing distilled water supplied to the boiler 20, and the distilled water produced by the fresh water generator 28 is stored in a distilled water tank 29. The distilled water control valve 30 is a device for controlling the amount of distilled water supplied from the distilled water tank 29,
A shortage of distilled water supplied from the condenser 24 to the boiler 20 is controlled by the distilled water control valve 30 and added thereto, and then supplied to the boiler 20 by the water supply pump 27.

【0046】ところで、前記の抽気式蒸気タービン23
を駆動させた蒸気のうち、低温蒸気と中温蒸気の乾き蒸
気は、それぞれ低温蒸気制御弁32と中温蒸気制御弁3
3で制御されながら流体冷却ミキサ34に送られる。ま
た、この流体冷却ミキサ34には冷却空気制御弁31で
制御されながら前記中間冷却器5で冷却された空気が送
られてくる。
Incidentally, the bleeding steam turbine 23
Of the low-temperature steam and the medium-temperature steam are the low-temperature steam control valve 32 and the medium-temperature steam control valve 3 respectively.
It is sent to the fluid cooling mixer 34 while being controlled by 3. The air cooled by the intercooler 5 is sent to the fluid cooling mixer 34 while being controlled by the cooling air control valve 31.

【0047】流体冷却ミキサ34では送られてきた乾き
蒸気と空気を混合させて、乾き蒸気空気混合流体の冷媒
を生成する。この流体冷却ミキサ34で混合して生成さ
れる乾き蒸気空気混合流体の冷媒は、空気単独の冷媒に
比べて熱容量が大きいため、その吸熱効果も大きい。
The fluid-cooled mixer 34 mixes the sent dry steam and air to generate a refrigerant of a dry steam-air mixed fluid. The refrigerant of the dry steam-air mixed fluid generated by mixing in the fluid cooling mixer 34 has a larger heat capacity than a refrigerant of air alone, and therefore has a large heat absorbing effect.

【0048】流体冷却ミキサ34で生成された吸熱効果
の大きい乾き蒸気空気混合流体の冷媒は、二重車室11
の二重車室入口35及び二重車室出口36を流下して流
体冷却供給流路17e、17dを経て反動式ガスタービ
ン8及び軸流式ガスタービン9に送られて、これら反動
式ガスタービン8及び軸流式ガスタービン9を冷却す
る。反動式ガスタービン8及び軸流式ガスタービン9
は、吸熱効果の大きい乾き蒸気空気混合流体の冷媒で冷
却されるため、空気冷却に比べてより冷却されることに
なる。
The refrigerant of the dry steam-air mixed fluid having a large heat absorbing effect generated by the fluid cooling mixer 34 is
Flows down through the double casing inlet 35 and the double casing outlet 36 to the reaction gas turbine 8 and the axial flow gas turbine 9 through the fluid cooling supply passages 17e and 17d. 8 and the axial gas turbine 9 are cooled. Reaction gas turbine 8 and axial gas turbine 9
Is cooled by the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid having a large endothermic effect, so that it is cooled more than air cooling.

【0049】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く動作について以下説明する。図示しない起動モーター
によりロータ軸12を回転させる。ロータ軸12の回転
により、低圧圧縮機3は回転して吸気口1aから空気を
吸引する。吸引された空気は低圧圧縮機3によって圧縮
されて燃焼空気供給流路1bに圧送される。
Next, the operation based on the configuration of the embodiment of the present invention will be described below. The rotor shaft 12 is rotated by a starting motor (not shown). By the rotation of the rotor shaft 12, the low-pressure compressor 3 rotates to suck air from the intake port 1a. The sucked air is compressed by the low-pressure compressor 3 and sent to the combustion air supply channel 1b under pressure.

【0050】低圧圧縮機3によって圧縮された空気は、
燃焼空気供給流路1bを流下中に、中間冷却器5によっ
て冷却されて、その一部は分岐して冷却空気制御弁31
によって制御されて流体冷却ミキサ34に送られ、残り
の圧縮された空気は途中の高圧圧縮機4によって更に圧
縮されて、燃焼器6に供給される。
The air compressed by the low-pressure compressor 3 is
The cooling air control valve 31 is cooled by the intercooler 5 while flowing down the combustion air supply passage 1b.
The compressed air is sent to the fluid-cooled mixer 34 while being compressed by the high-pressure compressor 4 on the way, and supplied to the combustor 6.

【0051】燃焼器6には燃焼空気供給流路1bを経て
圧縮空気が供給され、又燃料噴射弁6aから燃料が供給
され、これらの混合体は図示しない点火プラグによって
燃焼されて、燃焼器6内には高温高圧の燃焼ガスが生成
される。燃焼ガスは燃焼ガス供給流路10を経て二重車
室11の内部に入る。
Compressed air is supplied to the combustor 6 through a combustion air supply passage 1b, and fuel is supplied from a fuel injection valve 6a. A mixture of these is burned by a spark plug (not shown), A high-temperature and high-pressure combustion gas is generated therein. The combustion gas enters the inside of the double casing 11 through the combustion gas supply passage 10.

【0052】二重車室11の内部に入った燃焼ガスは、
二重中空ロータ13の導入口13bから二重中空ロータ
13の内部の再燃焼室14内に入る。この再燃焼室14
には二次燃料供給流路16を経て二次燃料が供給され、
又二重径向き羽根17aのボス及び流体冷却供給孔17
bを経て反動式ガスタービン8及び軸流式ガスタービン
9を冷却して過熱された一部の乾き蒸気空気混合流体が
供給される。
The combustion gas entering the interior of the double cabin 11 is
From the inlet 13b of the double hollow rotor 13, it enters the reburning chamber 14 inside the double hollow rotor 13. This reburning chamber 14
Is supplied with the secondary fuel through the secondary fuel supply passage 16,
Further, the boss of the double radial blade 17a and the fluid cooling supply hole 17 are provided.
After b, the reaction gas turbine 8 and the axial gas turbine 9 are cooled and a part of the superheated dry steam-air mixed fluid is supplied.

【0053】二重中空ロータ13の再燃焼室14ではこ
れらの燃焼ガス、二次燃料及び乾き蒸気空気混合流体に
よって燃焼して高温高圧の燃焼ガスが生成される。高温
高圧の燃焼ガスは二重中空ロータ13の円周側面13a
に等間隔で設けられた燃焼ガス噴射ノズル15から噴射
される。
In the re-combustion chamber 14 of the double hollow rotor 13, the combustion gas, the secondary fuel, and the dry steam-air mixed fluid are burned to generate high-temperature and high-pressure combustion gas. The high temperature and high pressure combustion gas is supplied to the circumferential side surface 13a of the double hollow rotor 13.
Are injected from the combustion gas injection nozzles 15 provided at equal intervals.

【0054】燃焼ガス噴射ノズル15の噴射方向は同一
回転方向であるため、各燃焼ガス噴射ノズル15から噴
射される燃焼ガスの反動によって二重中空ロータ13は
一定方向に回転する。このとき、各燃焼ガス噴射ノズル
15の周囲の流体冷却噴射ノズル18からも乾き蒸気空
気混合流体が同時に噴射されるため、その反動による二
重中空ロータ13の回転駆動力は増す。
Since the injection direction of the combustion gas injection nozzles 15 is the same rotation direction, the double hollow rotor 13 rotates in a fixed direction due to the reaction of the combustion gas injected from each combustion gas injection nozzle 15. At this time, since the dry steam-air mixed fluid is simultaneously injected from the fluid cooling injection nozzles 18 around each combustion gas injection nozzle 15, the rotational driving force of the double hollow rotor 13 due to the reaction is increased.

【0055】また、各燃焼ガス噴射ノズル15及び流体
冷却噴射ノズル18の噴射側となる二重車室11の内部
の奥端面11bの円周側には流体冷却静翼19が設けら
れているため、各燃焼ガス噴射ノズル15及び流体冷却
噴射ノズル18からそれぞれ噴射された燃焼ガスと乾き
蒸気空気混合流体は流体冷却静翼19によって反射され
て、反動が更に高まり、その反動による二重中空ロータ
13の回転駆動力は更に高まる。
Further, a fluid cooling vane 19 is provided on a circumferential side of a rear end face 11b inside the double casing 11, which is an injection side of each combustion gas injection nozzle 15 and a fluid cooling injection nozzle 18. The combustion gas and the dry steam-air mixed fluid injected from each of the combustion gas injection nozzles 15 and the fluid cooling injection nozzle 18 are reflected by the fluid cooling vanes 19, and the recoil is further increased. The rotational driving force is further increased.

【0056】各燃焼ガス噴射ノズル15及び流体冷却噴
射ノズル18から噴射された燃焼ガス、及び反動式ガス
タービン8と軸流式ガスタービン9とを冷却して過熱さ
れた乾き蒸気空気混合流体は、反動式ガスタービン8の
後方に位置する軸流式ガスタービン9の流体冷却動翼1
9aに当たり、これを回転させるのでロータ軸12の回
転駆動力は更に高まる。
The combustion gas injected from each of the combustion gas injection nozzles 15 and the fluid cooling injection nozzles 18 and the dry steam-air mixed fluid that has cooled the reaction gas turbine 8 and the axial flow gas turbine 9 and has been superheated are: Fluid-cooled moving blade 1 of axial-flow gas turbine 9 located behind reaction gas turbine 8
9a, which is rotated to further increase the rotational driving force of the rotor shaft 12.

【0057】そして、ロータ軸12を回転させた高温高
圧の燃焼ガス及び冷却して過熱された乾き蒸気空気混合
流体は、二重車室11の内部の排出口11aから排出ガ
ス通路11cに排出される。
Then, the high-temperature and high-pressure combustion gas having the rotor shaft 12 rotated and the cooled and superheated dry steam-air mixed fluid are discharged from the discharge port 11a inside the double casing 11 to the discharge gas passage 11c. You.

【0058】排出ガス通路11cに排出された高温高圧
の燃焼ガス及び冷却して過熱された乾き蒸気空気混合流
体は、排出ガス通路11c内を流下中に、排出ガス通路
11c内に設けられたボイラ20及び過熱器21を過熱
する。過熱器21は高温高圧の燃焼ガス及び冷却して過
熱された乾き蒸気空気混合流体から熱を吸収して過熱さ
れる。
The high-temperature and high-pressure combustion gas discharged into the exhaust gas passage 11c and the cooled and superheated dry steam-air mixed fluid flow through the exhaust gas passage 11c, and the boiler provided in the exhaust gas passage 11c. 20 and the superheater 21 are overheated. The superheater 21 is superheated by absorbing heat from the high-temperature and high-pressure combustion gas and the cooled and superheated dry steam-air mixed fluid.

【0059】過熱器21を流れる蒸気は過熱されて抽気
式蒸気タービン23に入り、抽気式蒸気タービン23を
駆動させる。この場合、蒸気を過熱する排ガス中の燃焼
ガスは、前記の理由によって高温高圧であるため、蒸気
はより過熱されて抽気式蒸気タービン23を駆動させる
ことになり、熱効率が高まることになる。
The steam flowing through the superheater 21 is superheated and enters the extraction steam turbine 23 to drive the extraction steam turbine 23. In this case, the combustion gas in the exhaust gas that overheats the steam has a high temperature and a high pressure for the above-described reason. Therefore, the steam is superheated to drive the bleeding steam turbine 23, and the thermal efficiency is increased.

【0060】抽気式蒸気タービン23の駆動させた蒸気
の一部は、復水器24に送られて水に戻されて、給水ポ
ンプ27によって再びボイラ20に戻される。また、残
りの蒸気は低温蒸気制御弁32、中温蒸気制御弁33に
よって制御されながら流体冷却ミキサ34に送られる。
A part of the steam driven by the extraction steam turbine 23 is sent to the condenser 24 to be returned to water, and returned to the boiler 20 by the water supply pump 27 again. The remaining steam is sent to the fluid cooling mixer 34 while being controlled by the low temperature steam control valve 32 and the medium temperature steam control valve 33.

【0061】抽気式蒸気タービン23から低温蒸気制御
弁32、中温蒸気制御弁33を経て流体冷却ミキサ34
に送られた蒸気は、冷却空気制御弁31によって制御さ
れながら燃焼空気供給流路1bから分岐して供給された
圧縮空気と混合されて、乾き蒸気空気混合流体の冷媒と
なる。乾き蒸気空気混合流体は、空気単独の場合に比べ
て熱容量が大きいため、乾き蒸気空気混合流体を冷媒と
して使用した場合にはその吸熱効果が大きい。
From the extraction steam turbine 23, a low-temperature steam control valve 32 and a medium-temperature steam control valve 33 pass through a fluid cooling mixer 34.
Is mixed with the compressed air supplied from the combustion air supply passage 1b while being controlled by the cooling air control valve 31, and becomes a dry steam-air mixed fluid refrigerant. Since the dry steam-air mixed fluid has a larger heat capacity than the air alone, when the dry steam-air mixed fluid is used as a refrigerant, the heat absorbing effect is large.

【0062】流体冷却ミキサ34によって生成された乾
き蒸気空気混合流体の冷媒は、二重車室11の二重車室
入口35から二重車室出口36を流下する間に、その内
部側に設けられた流体冷却静翼19を冷却して、流体冷
却静翼19が高温高圧の燃焼ガスで熱損傷するのを防
ぐ。
The refrigerant of the dry steam-air mixed fluid generated by the fluid cooling mixer 34 is provided on the inner side of the double casing 11 while flowing from the double casing entrance 35 to the double casing exit 36. The cooled fluid-cooled vane 19 is cooled to prevent the fluid-cooled vane 19 from being thermally damaged by the high-temperature and high-pressure combustion gas.

【0063】二重車室出口36を流下した乾き蒸気空気
混合流体の冷媒は、流体冷却供給流路17e,17dを
流下して流体冷却供給流路17から反動式ガスタービン
8の二重中空ロータ13内に流入してその内部を冷却す
る。また、二重中空ロータ13内に流入した一部の乾き
蒸気空気混合流体の冷媒は、流体冷却供給孔19eから
隣接する軸流式ガスタービン9の中空ロータ19f内に
流入してその内部を冷却する。
The refrigerant of the dry steam-air mixed fluid flowing down the double casing outlet 36 flows down the fluid cooling supply passages 17e and 17d and from the fluid cooling supply passage 17 to the double hollow rotor of the reaction gas turbine 8 13 to cool the inside. A part of the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid flowing into the double hollow rotor 13 flows from the fluid cooling supply hole 19e into the hollow rotor 19f of the adjacent axial flow gas turbine 9 to cool the inside thereof. I do.

【0064】反動式ガスタービン8の二重中空ロータ1
3及び軸流式ガスタービン9の中空ロータ19fを冷却
して過熱された乾き蒸気空気混合流体は、その一部は再
燃焼室14に送られて燃焼用空気として利用され、又残
りは流体冷却噴射ノズル18から噴射されてその噴射の
反動で反動式ガスタービン8を回転させる駆動力として
利用される。
Double hollow rotor 1 of reaction gas turbine 8
A part of the dry steam-air mixed fluid that has been cooled by cooling the hollow rotor 19f of the gas turbine 9 and the axial flow type gas turbine 9 is partially sent to the re-combustion chamber 14 and used as combustion air, and the rest is fluid cooled. The gas is injected from the injection nozzle 18 and is used as a driving force for rotating the reaction gas turbine 8 by the reaction of the injection.

【0065】この場合において、反動式ガスタービン8
と軸流式ガスタービン9は、流体冷却ミキサ34で生成
された吸熱効果の高い乾き蒸気空気混合流体の冷媒によ
って冷却されるので、十分に冷却される。
In this case, the reaction gas turbine 8
The axial-flow gas turbine 9 is cooled by the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid having a high endothermic effect generated by the fluid cooling mixer 34, and thus is sufficiently cooled.

【0066】このため、反動式ガスタービン8はその燃
焼ガスの温度を高くしても、吸熱効果の高い乾き蒸気空
気混合流体の冷媒によって十分に冷却されるので熱損傷
が回避され、高温高圧の燃焼ガスを噴射することがで
き、熱効率の低下を防ぐことが可能となる。
For this reason, even when the temperature of the combustion gas is increased, the reaction type gas turbine 8 is sufficiently cooled by the refrigerant of the dry steam-air mixed fluid having a high heat absorbing effect, so that thermal damage is avoided, and high temperature and high pressure Combustion gas can be injected, and a decrease in thermal efficiency can be prevented.

【0067】また、軸流式ガスタービン9も、高温高圧
の燃焼ガスが当たっても、吸熱効果の高い乾き蒸気空気
混合流体の冷媒によって十分に冷却されるので、熱損傷
が回避される。
The axial flow type gas turbine 9 is also sufficiently cooled by the dry steam-air mixed fluid having a high heat absorbing effect even when the combustion gas of high temperature and high pressure is applied, so that thermal damage is avoided.

【0068】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る再燃焼複合サイクル混式ガスタービンによれ
ば、吸熱効果の高い乾き蒸気と空気の混合流体によって
ガスタービンを冷却するので、ガスタービンを十分に冷
却することができ、このため、ガスタービンをより高熱
で駆動させても熱損傷の発生を回避できるので、高温高
圧の燃焼ガスを噴射することができ、熱効率の低下を防
ぐことができる。しかも、高温高圧の燃焼ガスを噴射す
るので、排ガスの温度も高くなり、排ガスで過熱するボ
イラも高い温度で過熱でき、ボイラで過熱された蒸気で
駆動する蒸気タービンの効率も同時に高めることができ
る等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
As is apparent from the above description, according to the reburning combined cycle mixed gas turbine according to the present invention, the gas turbine is cooled by a mixed fluid of dry steam and air having a high endothermic effect. The turbine can be cooled sufficiently, so that even if the gas turbine is driven with higher heat, the occurrence of thermal damage can be avoided, so that high-temperature and high-pressure combustion gas can be injected, thereby preventing a decrease in thermal efficiency. Can be. In addition, since high-temperature and high-pressure combustion gas is injected, the temperature of the exhaust gas also increases, and the boiler that is overheated by the exhaust gas can be overheated at a high temperature, and the efficiency of the steam turbine driven by the steam heated by the boiler can be simultaneously increased Etc., which are extremely novel and beneficial.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態を示す再燃焼複合サイク
ル混式ガスタービンの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a reburning combined cycle hybrid gas turbine showing an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の形態を示す要部の拡大断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part showing the embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施の形態を示す二重中空ロータの
正面方向の断面図である。
FIG. 3 is a front sectional view of the double hollow rotor showing the embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施の形態を示す二重中空ロータの
正面図である。
FIG. 4 is a front view of a double hollow rotor showing an embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施の形態を示す二重車室の内部の
奥端面の円周側に設けられた流体冷却静翼の配置図であ
る。
FIG. 5 is a layout view of a fluid-cooled vane provided on a circumferential side of a rear end face inside a double casing, showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 再燃焼複合サイクル混式ガスタービン 1a 吸気口 1b 燃焼空気供給流路 2 発電機 2a 出力軸 3 低圧圧縮機 4 高圧圧縮機 5 中間冷却器 6 燃焼器 6a 燃料噴射弁 7 混式ガスタービン 8 反動式ガスタービン 9 軸流式ガスタービン 10 燃焼ガス供給流路 11 二重車室 11a 排出口 11b 奥端面 11c 排出ガス通路 12 ロータ軸 13 二重中空ロータ 13a 円周側面 13b 導入口 13c 耐熱キャップ 13d ラビリンスシール 14 再燃焼室 15 燃焼ガス噴射ノズル 16 二次燃料供給流路 16a 二次燃料噴射弁 16b 二次燃料供給流路 16c 開口 16d 供給接続溝 16e 二次燃料供給流路 16f 二次燃料ノズル 16g オイルシール 16h 密封スラスト軸受 16i 二次燃料制御弁 17 流体冷却供給流路 17a 二重径向き羽根 17b ボス及び流体冷却供給孔 17c 補強材 17d 流体冷却供給流路 17e 流体冷却供給流路 18 流体冷却噴射ノズル 18a 流体冷却噴射ノズル 19 流体冷却静翼 19a 流体冷却動翼 19b プラットフォーム 19c シャンク 19d 植込部 19e 流体冷却供給孔 19f 中空ロータ 20 ボイラ 21 過熱器 22 過熱蒸気制御弁 23 抽気式蒸気タービン 24 復水器 25 復水ポンプ 26 中間冷却器用復水制御弁 27 給水ポンプ 28 造水器 29 蒸留水タンク 30 蒸留水制御弁 31 冷却空気制御弁 32 低温蒸気制御弁 33 中温蒸気制御弁 34 流体冷却ミキサ 35 二重車室入口 36 二重車室出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reburning combined cycle hybrid gas turbine 1a Inlet 1b Combustion air supply channel 2 Generator 2a Output shaft 3 Low pressure compressor 4 High pressure compressor 5 Intercooler 6 Combustor 6a Fuel injection valve 7 Mixed gas turbine 8 Reaction Type gas turbine 9 Axial flow type gas turbine 10 Combustion gas supply flow path 11 Double casing 11a Exhaust port 11b Back end face 11c Exhaust gas path 12 Rotor shaft 13 Double hollow rotor 13a Circular side face 13b Inlet 13c Heat-resistant cap 13d Labyrinth Seal 14 Reburning chamber 15 Combustion gas injection nozzle 16 Secondary fuel supply passage 16a Secondary fuel injection valve 16b Secondary fuel supply passage 16c Opening 16d Supply connection groove 16e Secondary fuel supply passage 16f Secondary fuel nozzle 16g Oil Seal 16h Sealed thrust bearing 16i Secondary fuel control valve 17 Fluid cooling supply channel 1 a Double Radial Direction Blade 17b Boss and Fluid Cooling Supply Hole 17c Reinforcement 17d Fluid Cooling Supply Channel 17e Fluid Cooling Supply Channel 18 Fluid Cooling Injection Nozzle 18a Fluid Cooling Injection Nozzle 19 Fluid Cooling Stator Blade 19a Fluid Cooling Blade 19b Platform Reference Signs List 19c Shank 19d Implantation part 19e Fluid cooling supply hole 19f Hollow rotor 20 Boiler 21 Superheater 22 Superheated steam control valve 23 Extraction steam turbine 24 Condenser 25 Condensate pump 26 Condensate control valve for intermediate cooler 27 Feed pump 28 Water tank 29 Distilled water tank 30 Distilled water control valve 31 Cooling air control valve 32 Low temperature steam control valve 33 Medium temperature steam control valve 34 Fluid cooling mixer 35 Double cabin inlet 36 Double cabin outlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01K 23/10 F01K 23/10 T ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01K 23/10 F01K 23/10 T

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 再燃焼複合サイクル混式ガスタービン本
体の一端側に吸気口を設け他端側に二重車室を設け、吸
気口から吸入した空気及び燃料を燃焼させる燃焼器を設
け、燃焼器の燃焼ガスを二重車室の内部に供給する燃焼
ガス供給流路を設け、ロータ軸を混式ガスタービン本体
に回転自在に軸支すると共にロータ軸の一端側を二重車
室の内部に突出させ、二重車室の内部に突出したロータ
軸の一端側の回りに、内部に再燃焼室を備え円周側面を
有する二重中空ロータからなる反動式ガスタービンと外
周の円周側面に等間隔で複数の流体冷却動翼が突設され
た軸流式ガスタービンとを一体的に設け、反動式ガスタ
ービンの二重中空ロータの円周側面に再燃焼室で燃焼し
た燃焼ガスを噴射する複数の燃焼ガス噴射ノズルを円周
方向に等間隔で設けると共に各噴射ノズルを同一方向回
りの円周接線方向に指向させて設け、二重中空ロータの
回転中心側から再燃焼室に向けて放射状に二次燃料供給
流路を設け、二重中空ロータの一側面を前記二重車室の
内部に下流側が開口する燃焼ガス供給流路に密接して設
け、燃焼ガス供給流路と二重中空ロータの再燃焼室とを
導通する導入口を二重中空ロータの一側面に形成すると
共に、二重車室の排出口に接続する排出ガス通路の途中
にボイラ及び過熱器を設け、ボイラ及び過熱器で過熱さ
れた蒸気で駆動する抽気式蒸気タービンを設け、抽気式
蒸気タービンから排出された一部の蒸気と空気を混合さ
せて吸熱効果の高い乾き蒸気空気混合流体の冷媒を生成
する流体冷却ミキサを設け、生成された乾き蒸気空気混
合流体の冷媒を反動式ガスタービン及び軸流式ガスター
ビンに供給する流体冷却供給流路を設けたことを特徴と
する再燃焼複合サイクル混式ガスタービン。
An air inlet is provided at one end of a combined re-combustion cycle gas turbine main body, a double casing is provided at the other end, and a combustor for burning air and fuel sucked from the air inlet is provided. A combustion gas supply passage for supplying combustion gas from the heat exchanger to the interior of the double casing, rotatably supporting the rotor shaft on the mixed gas turbine body, and connecting one end of the rotor shaft to the interior of the double casing. A reaction type gas turbine comprising a double hollow rotor having a recombustion chamber therein and having a circumferential side around one end of a rotor shaft protruding into the double casing and a circumferential side of the outer circumference An axial flow gas turbine with a plurality of fluid cooling blades protruding at equal intervals is provided integrally, and the combustion gas burned in the reburning chamber on the circumferential side surface of the double hollow rotor of the reaction gas turbine. Multiple combustion gas injection nozzles to be injected are provided at equal intervals in the circumferential direction And each injection nozzle is provided so as to be directed in a circumferential tangential direction around the same direction, and a secondary fuel supply flow path is radially provided from the rotation center side of the double hollow rotor toward the reburning chamber. One side surface is provided in close contact with the combustion gas supply passage whose downstream side is opened inside the double casing, and the inlet for conducting the combustion gas supply passage and the re-combustion chamber of the double hollow rotor is doubled. A bleed-type steam turbine formed on one side of the hollow rotor and provided with a boiler and a superheater in the middle of an exhaust gas passage connected to the discharge port of the double casing, and driven by the steam heated by the boiler and the superheater. A fluid cooling mixer that mixes some of the steam and air discharged from the extraction steam turbine to generate a refrigerant of a dry steam-air mixed fluid having a high endothermic effect, and a refrigerant of the generated dry steam-air mixed fluid is provided. The reaction gas turbine and Reburn combined cycle 混式 gas turbine, characterized in that a axial flow gas turbine to supply fluid cooling supply flow passage.
【請求項2】 燃焼ガス噴射ノズルの外周側の二重車室
の内周面に流体冷却静翼を円周方向に設け、流体冷却静
翼の内側の混式ガスタービン本体に流体冷却静翼を冷や
す乾き蒸気空気混合流体の冷媒が流下する流体冷却供給
流路を設けた請求項1記載の再燃焼複合サイクル混式ガ
スタービン。
2. A fluid-cooling vane is provided in a circumferential direction on an inner peripheral surface of a double casing on an outer peripheral side of a combustion gas injection nozzle, and a fluid-cooling vane is provided on a mixed gas turbine body inside the fluid-cooling vane. 2. A reburning combined cycle mixed gas turbine according to claim 1, further comprising a fluid cooling supply passage through which a refrigerant of a dry steam-air mixed fluid that cools the cooling water flows.
【請求項3】 燃焼ガス噴射ノズルの周囲に、流体冷却
供給流路から供給される一部の乾き蒸気空気混合流体を
噴射する流体冷却噴射ノズルを設けた請求項1記載の再
燃焼複合サイクル混式ガスタービン。
3. The re-burning combined cycle mixing device according to claim 1, further comprising a fluid cooling injection nozzle for injecting a part of the dry steam-air mixed fluid supplied from the fluid cooling supply passage around the combustion gas injection nozzle. Gas turbine.
【請求項4】 ロータ軸には一体となって回転して空気
を圧縮する低圧圧縮機及び高圧圧縮機が設けられている
請求項1記載の再燃焼複合サイクル混式ガスタービン。
4. The reburning combined cycle hybrid gas turbine according to claim 1, wherein the rotor shaft is provided with a low-pressure compressor and a high-pressure compressor that rotate integrally to compress air.
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