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JPH10317908A - Gas turbine stator blade - Google Patents

Gas turbine stator blade

Info

Publication number
JPH10317908A
JPH10317908A JP12392097A JP12392097A JPH10317908A JP H10317908 A JPH10317908 A JP H10317908A JP 12392097 A JP12392097 A JP 12392097A JP 12392097 A JP12392097 A JP 12392097A JP H10317908 A JPH10317908 A JP H10317908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
gas turbine
seal tube
steam
bellows structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12392097A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3233871B2 (en
Inventor
Masaaki Matsuura
正昭 松浦
Kiyoshi Suenaga
潔 末永
Yasuoki Tomita
康意 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP12392097A priority Critical patent/JP3233871B2/en
Publication of JPH10317908A publication Critical patent/JPH10317908A/en
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Publication of JP3233871B2 publication Critical patent/JP3233871B2/en
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate inconveniences such as the breakage of a fixing portion of a seal tube to a gas turbine stator blade of a recovery steam cooling type or the seal tube, in which the seal tube for supplying sealing air is disposed inside the blade. SOLUTION: A seal tube 13, which is inserted in a blade width direction inside of a gas turbine stator blade 1 of a recovery steam cooling type and is adapted to introduce and supply sealing air SA to be injected into a cavity formed between the peripheral surface of a rotor disk and the inner circumference of the blade 1 from the outer periphery of the blade 1, is fixed in the inside of the blade 1 via a bellows structure 20. Consequently, even if a difference in thermal extension occurs between the seal tube 13 and members O2, O3, O7 of the gas turbine stator blade 1, the deformation of the bellows structure 20 can absorb the difference, thus preventing any inconvenience which has been experienced in a conventional gas turbine stator blade.

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】本発明は、翼内部に蒸気を導
入して、翼部を内部から蒸気で冷却するとともに、プラ
ント効率の低下を防止するため、翼部の冷却に使用され
た蒸気を回収するようにしたガスタービン静翼に係り、
特に前後の動翼の間に設置されるタービン2段、3段、
4段…ガスタービン静翼等のように、回動する前後の動
翼およびロータディスクの外周面と、静置された静翼の
内周との間に形成される隙間に、高温の主流ガスが流れ
込まないようにシール空気を供給するキャビティ部を内
周側に設けたガスタービン静翼に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of introducing steam into a blade, cooling the blade with the steam from the inside, and reducing the steam used for cooling the blade in order to prevent a reduction in plant efficiency. In connection with the gas turbine vane that was to be recovered,
In particular, two stages of turbines installed between the front and rear blades, three stages,
Four-stage: high-temperature mainstream gas flows into a gap formed between the outer peripheral surfaces of the rotor blades and the rotor disk before and after rotation, such as a gas turbine stationary blade, and the inner periphery of the stationary stationary blade. The present invention relates to a gas turbine stationary blade provided with a cavity portion for supplying seal air so as not to flow into the inner peripheral side.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年コンバインドサイクル発電プラント
においては、ガスタービンの熱効率改善のために、ター
ビンを駆動する主流ガスの高温化が著しく、このような
高温の主流ガス中で作動する動翼および静翼をメタル温
度以下にして、構造強度を保持するために、これらのタ
ービン翼の冷却を空気に代えて、熱容量の大きい蒸気に
て効率的に行うことが考えられている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a combined cycle power plant, in order to improve the thermal efficiency of a gas turbine, the temperature of a mainstream gas for driving the turbine is significantly increased, and a moving blade and a stationary blade operating in such a high-temperature mainstream gas are used. In order to maintain the structural strength at a temperature equal to or lower than the metal temperature, it is considered that these turbine blades are efficiently cooled with steam having a large heat capacity instead of air.

【0003】しかも、タービン翼の冷却に供された蒸気
は、主流ガス中に放出せずに回収し、回収した蒸気に回
収されたタービン翼の冷却熱を蒸気タービンで回収する
ことにより、プラントの効率を向上させるとともに、主
流ガス内への蒸気の放出による主流ガス温度の低下を抑
えることで、タービン効率を向上させてプラント全体の
効率を向上させることが考えられている。従って、この
ようなタービン翼では、冷却に使用された蒸気を回収す
るために、翼内部及び翼部の内周側および外周側に設け
られる内側、および外側シュラウドの内部に設けられ、
蒸気を通過させて冷却を行う冷却通路は、閉じた流路に
形成する必要がある。
[0003] Moreover, the steam used for cooling the turbine blades is recovered without being released into the mainstream gas, and the cooling heat of the turbine blades recovered by the recovered steam is recovered by a steam turbine. It is considered that the efficiency of the entire plant is improved by improving the efficiency of the turbine and suppressing the decrease in the temperature of the mainstream gas due to the release of steam into the mainstream gas. Therefore, in such a turbine blade, in order to recover the steam used for cooling, the turbine blade is provided inside and outside the shroud provided on the inner and outer sides of the blade and the blade portion,
It is necessary to form a cooling passage for cooling by passing steam through a closed flow passage.

【0004】一方、タービン2段、3段、4段静翼等と
して使用されるガスタービン静翼は、前後に配設される
動翼及び動翼が植設されるロータディスクに挟まれた構
造にされており、静止している静翼と回動する動翼およ
びロータディスクとの間に存在する各部隙間には、主流
ガスが流れ込まない構造にすることがタービン効率を向
上させるためには重要であり、通常、圧縮機からの抽気
空気を静翼の外周側から翼内部を通して、翼内周側に設
けたキャビティ部にシール空気として供給し、これらの
各部隙間にキャビティ部からシール空気を供給すること
によって、主流ガスが隙間に流入しないようにする構造
を採用している。
On the other hand, gas turbine stationary blades used as turbine two-stage, three-stage, four-stage stationary blades and the like have a structure sandwiched between moving blades arranged in front and rear and a rotor disk on which the moving blades are implanted. In order to improve turbine efficiency, it is important to have a structure in which the mainstream gas does not flow into the gaps between the stationary vanes and the rotating blades and the rotor disk. Normally, air extracted from the compressor is supplied from the outer peripheral side of the stator vane to the inside of the vane, and supplied as seal air to cavities provided on the inner peripheral side of the vane, and seal air is supplied from the cavity to gaps between these parts. Thus, a structure is employed to prevent the mainstream gas from flowing into the gap.

【0005】図3は、上述したように、静翼の内部に蒸
気を導入し、静翼を内部から冷却し、冷却した蒸気の全
部を回収するようにした、従来の回収型蒸気冷却式のガ
スタービン静翼の内部冷却構造と、静翼と動翼およびロ
ータディスクとの間に形成される隙間にシール空気を供
給するために静翼の内周側に設けられるキャビティ部
に、シール空気をガスタービン静翼の外周側からシール
空気を導入するためにガスタービン静翼内に設けられる
シールチューブ取り付け構造を示す縦断面図である。
FIG. 3 shows a conventional recovery-type steam-cooled type in which steam is introduced into the interior of the stationary blade, the stationary blade is cooled from the interior, and all of the cooled steam is recovered as described above. The seal air is supplied to the internal cooling structure of the gas turbine stationary blade and the cavity provided on the inner peripheral side of the stationary blade to supply the seal air to the gap formed between the stationary blade, the moving blade, and the rotor disk. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a seal tube mounting structure provided in the gas turbine vane for introducing seal air from the outer peripheral side of the gas turbine vane.

【0006】図に示すように、ガスタービン静翼01の
内部に導入され、ガスタービン静翼01を内部から冷却
する冷却蒸気Sは、ガスタービン静翼01の外周側に設
けられた外側シュラウド03の前縁側で外側仕切板06
を貫通して設けられた冷却蒸気入口05より、翼部02
の翼幅方向に設けられた前縁側の蒸気通路041 に供給
される。
[0006] As shown in the figure, cooling steam S introduced into the gas turbine stationary blade 01 and cooling the gas turbine stationary blade 01 from the inside is supplied to an outer shroud 03 provided on the outer peripheral side of the gas turbine stationary blade 01. Outer partition plate 06 on the leading edge side of
Through the cooling steam inlet 05 provided through the
Before provided spanwise supplied to the steam passage 04 of the edge.

【0007】前縁側の蒸気通路041 に供給された冷却
蒸気Sは、蒸気通路041 内を外周側から内周側に向け
て流れ、内側シュラウド07内に画成され、内側仕切板
08で仕切られた区画内に流入した後、180°流れの
向きを変え、冷却通路壁09で区画されて、前縁の蒸気
通路041 の後方に設けられた蒸気通路042 を内周側
から外周側へ向けて流れ、次いで、その後方に区画され
た蒸気通路043 内を外周側から外周側へ向けて流れ、
最後に後縁側に設けられた蒸気通路044 内を内周側か
ら外周側へ流れる。
[0007] The cooling steam S supplied to the steam passage 04 1 on the leading edge side flows in the steam passage 04 1 from the outer peripheral side to the inner peripheral side, is defined in the inner shroud 07, and is formed by the inner partition plate 08. After flowing into the partitioned section, the direction of the flow is changed by 180 ° and is divided by the cooling passage wall 09, and the steam passage 04 2 provided behind the leading-edge steam passage 04 1 is moved from the inner peripheral side to the outer peripheral side. It flows toward the side, and then, flows toward the inside of the steam passage 04 3 which is defined in the rear from the outer peripheral side to the outer peripheral side,
Finally the steam passage 04 4 provided in the trailing edge flow from the inner to the outer circumferential side.

【0008】このように、冷却蒸気Sは、翼部02内を
翼幅方向に2往復する、いわゆるサーペンタイン状の蒸
気通路4を流れるうちに、翼部02をはじめとするガス
タービン静翼01の全体を内部から冷却する。そして、
後縁側の蒸気通路044 を内周側から外周側へ向けて流
れ、ガスタービン静翼01の後縁側を冷却した冷却蒸気
Sは、外側シュラウド03の後縁側で外側仕切板06を
貫通して設けられた冷却蒸気出口010を通ってガスタ
ービン静翼01内から排出される。
As described above, while the cooling steam S flows through the so-called serpentine-like steam passage 4 reciprocating in the blade portion 02 two times in the blade width direction, the cooling steam S of the gas turbine stationary blades 01 including the blade portion 02 is formed. Cool the whole from inside. And
Flows toward the steam passage 04 of the trailing edge from the inner to the outer circumferential side, the cooling steam S that has cooled the trailing edge side of the gas turbine stationary blade 01, through the outer partition plate 06 in the trailing edge side of the outer shroud 03 The gas is discharged from the gas turbine stationary blade 01 through a cooling steam outlet 010 provided.

【0009】このようなガスタービン静翼01におい
て、2段、3段、又は4段静翼等として使用されるガス
タービン静翼01は、図4に示されるように、前後の動
翼011及びロータディスク012に挟まれた構造にな
っており、これらの静止したガスタービン静翼01と回
動する動翼011及びロータディスク012との間に存
在する、換言すれば設ける必要がある各部隙間には、高
温の主流ガスFが流れ込まない構造にすることが、ター
ビン効率上重要であり、通常、図3に示されるように、
図示しない圧縮機からの抽気空気を、ガスタービン静翼
01の外周側から翼部02の蒸気通路042 内を翼幅方
向に貫通して設けたシールチューブ013を通して、翼
内周側に形成されたキャビティ部014内にシール空気
SAとして供給する構造を採っている。
In such a gas turbine stationary blade 01, a gas turbine stationary blade 01 used as a two-stage, three-stage or four-stage stationary blade, as shown in FIG. 012, and the gaps between the stationary gas turbine stationary blades 01, the rotating blades 011, and the rotor disk 012, in other words, the gaps that need to be provided, It is important for the turbine efficiency to have a structure in which the high-temperature mainstream gas F does not flow in. Generally, as shown in FIG.
The bleed air from the compressor (not shown), through the seal tube 013 which is provided to penetrate from the outer peripheral side of the gas turbine stationary blade 01 through the steam path 04 and second wing portions 02 in the spanwise direction, it is formed on the inner circumferential blade side In this case, a structure for supplying the air as seal air SA into the cavity portion 014 is adopted.

【0010】そして、キャビティ部014内に供給され
たシール空気SAは、図4に示すように、キャビティ部
014の内周側に、前方が軸心方向を向くように形成さ
れたシール供給路015を通って、ガスタービン静翼0
1とロータディスク012の外周面との間に供給され、
静止したガスタービン静翼01と回動する動翼011及
びロータディスク012の間に形成される隙間に、高温
の主流ガスFが流れ込まないようにして、タービン効率
を向上させるようにしている。
Then, as shown in FIG. 4, the seal air SA supplied into the cavity portion 014 is provided on the inner peripheral side of the cavity portion 014 with a seal supply passage 015 formed so that the front is directed in the axial direction. Through the gas turbine vane 0
1 and the outer peripheral surface of the rotor disk 012,
The turbine efficiency is improved by preventing high-temperature mainstream gas F from flowing into a gap formed between the stationary gas turbine stationary blade 01, the rotating blade 011, and the rotor disk 012.

【0011】一方、翼部02内を翼幅方向に貫通して設
けられたシールチューブ013は、先端部が内側シュラ
ウド07内に画成された区画内に張設された内側仕切板
08に溶接で接合されるとともに、外側シュラウド03
内に画成された区画内に張設された外側仕切板06の貫
通部が外側仕切板06に溶接で接合され、蒸気通路04
と遮断する構造にされ、ガスタービン静翼01の内部に
固定されている。
On the other hand, the seal tube 013 provided to penetrate the wing portion 02 in the wing width direction is welded to the inner partition plate 08 whose tip portion is stretched in a section defined in the inner shroud 07. And the outer shroud 03
The penetration part of the outer partition plate 06 stretched in the section defined inside is welded to the outer partition plate 06, and the steam passage 04
And is fixed inside the gas turbine stationary blade 01.

【0012】このように、従来のガスタービン静翼01
では、シール空気SAを供給するシールチューブ013
は、内側シュラウド07の内側仕切板08および外側シ
ュラウド03の外側仕切板06の接合部016にて溶接
して、ガスタービン静翼01に接合し、蒸気通路04と
遮断する構造としているので、翼部02、内側シュラウ
ド07、および外側シュラウド03とシールチューブ0
13との温度差により生じる熱伸び差から、熱応力が発
生し、破損することがある。
As described above, the conventional gas turbine stationary blade 01
Then, the seal tube 013 for supplying the seal air SA
Is welded at the joint 016 between the inner partition plate 08 of the inner shroud 07 and the outer partition plate 06 of the outer shroud 03, joined to the gas turbine stationary blade 01, and cut off from the steam passage 04. Part 02, inner shroud 07, and outer shroud 03 and seal tube 0
13, a thermal stress is generated due to a difference in thermal elongation caused by a temperature difference, and the thermal stress may be damaged.

【0013】すなわち、2段静翼として使用されるガス
タービン静翼01を例にすると、翼部02は主流ガスF
に加熱され、また冷却蒸気Sにより冷却されて約800
℃に保たれる。一方、シールチューブ013は、蒸気通
路042 を流れる冷却蒸気Sとシール空気SAに外周面
および内周面が接触しており、約400℃となる。
That is, taking the gas turbine stationary blade 01 used as a two-stage stationary blade as an example, the blade portion 02
And cooled by the cooling steam S to about 800
Kept at ° C. On the other hand, the sealing tube 013 is in contact with the outer peripheral surface and inner peripheral surface cooling steam S and sealing air SA flowing through the steam passage 04 2 is about 400 ° C..

【0014】この温度差によりシールチューブ013
は、半径方向に熱伸び差が生じようとするが、上述した
ように先端部が内側仕切板08に、また、外側仕切板0
6を貫通している部分が外側仕切板06に、それぞれ溶
接構造で固定した取り付け構造にされているため、この
伸びを阻止し、接合部016には約100kg/mm2
の応力が発生し、これがくりかえされると接合部016
の破断や、シールチューブ013の座屈につながること
が懸念される。
Due to this temperature difference, the seal tube 013
Tends to cause a thermal expansion difference in the radial direction, but as described above, the leading end is attached to the inner partition plate 08 and the outer partition plate 0
6 is fixed to the outer partition plate 06 by a welded structure, so that the elongation is prevented, and the joint 016 has approximately 100 kg / mm 2.
Is generated, and when this stress is repeated, the joint 016 is formed.
Of the seal tube 013 and buckling of the seal tube 013.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来のガスタービン静翼に発生していた不具合を解消する
ため、ガスタービン静翼内周側とロータディスクとの間
に設けられているキャビティ部にシール用空気を供給す
るシールチューブの翼への取り付けを、ベロー構造を用
いて取り付けるようにして、翼内部に形成される蒸気通
路とシールチューブ内部に形成されるシール空気通路と
を遮断すると共に、シールチューブと翼部、内側シュラ
ウドおよび外側シュラウド等のガスタービン静翼との間
に、大きな温度差が発生するようなことがあっても、こ
の温度差によってシールチューブと翼との接合部の破
断、又はシールチューブの座屈等の破損が生じることの
ないガスタービン静翼を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is provided between an inner peripheral side of a gas turbine stationary blade and a rotor disk in order to solve the above-mentioned problem that has occurred in the conventional gas turbine stationary blade. The seal tube that supplies sealing air to the cavity is attached to the blade using a bellows structure, so that the steam passage formed inside the blade and the seal air passage formed inside the seal tube are shut off. In addition, even if a large temperature difference may occur between the seal tube and the gas turbine stationary blades such as the blade portion, the inner shroud, and the outer shroud, the temperature difference may cause the joining between the seal tube and the blade. An object of the present invention is to provide a gas turbine vane in which breakage of a portion or breakage such as buckling of a seal tube does not occur.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このため、本発明のガス
タービン静翼は、次の手段とした。
Therefore, the gas turbine stationary blade of the present invention has the following means.

【0017】(1)翼内部に導入した蒸気で翼を内部か
ら冷却するとともに、冷却に使用された蒸気を外部に排
出して回収するようにした、回収型蒸気冷却式のガスタ
ービン静翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディス
ク外周面と翼内周との間に形成されたキャビティ部に、
ガスタービン静翼と動翼およびロータディスクとの間に
形成される隙間に、主流ガスがはいり込むのを防止する
ために注入するシール用空気を、翼外周側から導入し
て、供給するようにしたシールチューブが、ベロー構造
を介して翼に取り付けられるようにした。なお、ベロー
構造は翼幅方向に挿通されるシールチューブをガスター
ビン静翼の何れの場所、例えば、翼部においても接合で
きるように配置しても良いものである。
(1) A recovery-type steam-cooled gas turbine vane in which the blades are cooled from the inside by the steam introduced into the blades, and the steam used for cooling is discharged to the outside and recovered. The inside is inserted in the blade width direction, and into the cavity formed between the rotor disk outer peripheral surface and the blade inner circumference,
A seal air to be injected into the gap formed between the gas turbine stationary blade and the rotor blade and the rotor disk to prevent the mainstream gas from entering is introduced from the blade outer peripheral side and supplied. The sealed tube was attached to the wing via a bellows structure. In the bellows structure, the seal tube inserted in the blade width direction may be arranged so as to be able to be joined at any place of the gas turbine stationary blade, for example, at the blade part.

【0018】(a)本発明のガスタービン静翼は、上述
の構成により、シールチューブとガスタービン静翼を構
成する翼部、内側シュラウドおよび外側シュラウド等と
の間に大きな温度差が発生し、両者の間にガスタービン
静翼の翼幅方向の熱伸び差が生じるようなことがあって
も、ベロー構造の変形により、この熱伸び差は吸収さ
れ、シールチューブとガスタービン静翼との接合部に過
大な熱応力が発生することはなくなり、接合部が破断す
るようなことがなくなる。さらに、接合部間の変位によ
り、シールチューブが変形して、座屈が生じるようなこ
とはなくなる。
(A) In the gas turbine stationary blade of the present invention, a large temperature difference is generated between the seal tube and the blade portion, the inner shroud, the outer shroud, and the like constituting the gas turbine stationary blade by the configuration described above. Even if there is a difference in thermal expansion in the width direction of the gas turbine vane between the two, this difference in thermal expansion is absorbed by the deformation of the bellows structure, and the joint between the seal tube and the gas turbine vane No excessive thermal stress is generated in the joint, and the joint is not broken. Furthermore, the displacement between the joints does not deform the seal tube, which prevents buckling.

【0019】さらに、ベロー構造を介してシールチュー
ブを翼に取り付けるようにしているので、翼内部に形成
される蒸気通路とシールチューブの内部に形成されるシ
ール空気通路との分離が容易になり、また、蒸気通路を
流れる冷却蒸気がシール空気に混入して、主流ガス中に
流出するようなことがなくなる。
Further, since the seal tube is attached to the blade via the bellows structure, separation between the steam passage formed inside the blade and the seal air passage formed inside the seal tube is facilitated. Further, the cooling steam flowing through the steam passage does not mix with the seal air and flow out into the mainstream gas.

【0020】また、本発明のガスタービン静翼は、上述
(1)の手段に加え、次の手段とした。
Further, the gas turbine stationary blade of the present invention employs the following means in addition to the above-mentioned means (1).

【0021】(2)上述(1)の手段におけるベロー構
造が、ガスタービン静翼の外周側に設けられた外側シュ
ラウド、および翼の内周側に設けられた内側シュラウド
の少なくとも一方に設けられて、シールチューブを翼に
取り付けるようにしたものとした。すなわち、ベロー構
造は外側シュラウドおよび内側シュラウドの双方に設け
られて、シールチューブを翼に取り付けるようにしても
良く、また外側シュラウド又は内側シュラウドの何れか
一方に設けられて、シールチューブを翼に取り付けるよ
うにしても良い。
(2) The bellows structure in the above-mentioned means (1) is provided on at least one of the outer shroud provided on the outer peripheral side of the gas turbine stationary blade and the inner shroud provided on the inner peripheral side of the blade. The seal tube was attached to the wing. That is, the bellows structure may be provided on both the outer shroud and the inner shroud to attach the seal tube to the wing, or may be provided on either the outer shroud or the inner shroud to attach the seal tube to the wing. You may do it.

【0022】なお、ベロー構造は、シールチューブが貫
通している、内側シュラウド内に蒸気通路を区画して形
成する内側仕切板の貫通部内周側、および/又は外側シ
ュラウド内に蒸気通路を区画して形成する外側仕切板の
貫通部外周側にその一端部を結合するようにすることが
好ましい。
In the bellows structure, a steam passage is defined in an inner circumferential side of a penetration portion of an inner partition plate formed by defining a steam passage in the inner shroud and / or in an outer shroud through which the seal tube passes. It is preferable to connect one end to the outer peripheral side of the penetrating portion of the outer partition plate formed as described above.

【0023】本発明のガスタービン静翼は、上述の構成
により上述(a)に加え、ガスタービン静翼の内部に形
成される蒸気通路との干渉を少くして、ベロー構造の配
置ができるとともに、狭隘部にベロー構造をコンパクト
に纏めて配置することができるようになる。さらに、ベ
ロー構造を外側シュラウドおよび内側シュラウドの双方
に設けるようにすれば、変位及びベロー構造に加わる力
が、ほぼ1/2となり、よりコンパクトに纏めることが
でき、狭隘部への設置がより好適なものとなる。
In the gas turbine vane of the present invention, in addition to the above configuration (a), the bellows structure can be arranged by reducing interference with the steam passage formed inside the gas turbine vane. Thus, the bellows structure can be compactly arranged in a narrow portion. Further, if the bellows structure is provided on both the outer shroud and the inner shroud, the displacement and the force applied to the bellows structure are reduced to almost 、, the compactness can be reduced, and the installation in a narrow portion is more preferable. It becomes something.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明のガスタービン静翼
の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図1は、本
発明のガスタービン静翼の実施の第1形態を示す断面図
である。なお、図において図3で示した部材と同一又は
類似の部材は、同一符号を付して説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a gas turbine vane according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a gas turbine stationary blade according to the present invention. In the drawing, the same or similar members as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0025】図に示すように、本実施の形態の回収型蒸
気冷却式のガスタービン静翼1内に形成された蒸気通路
04内を、翼幅方向に貫通させたシールチューブ13の
ガスタービン静翼1への取り付けは、外側シュラウド0
3側の接合部16を伸縮性のあるベロー構造20を用い
て、連結してシール空気SAが通過するシールチューブ
13内を蒸気通路04と遮断する構造としている。すな
わち、外側シュラウド03の内部に画成される蒸気通路
を区画して形成するとともに、前縁側に冷却蒸気入口0
5が、後縁側に冷却蒸気出口010がそれぞれに設けら
れた外側仕切板06には、シールチューブ13を摺動自
在に貫通させる孔21が設けられている。
As shown in the figure, a gas turbine static gas turbine having a seal tube 13 penetrating through a steam passage 04 formed in a recovery-type steam-cooled gas turbine stationary blade 1 of the present embodiment in the blade width direction. Attach to wing 1 with outer shroud 0
The joint 16 on the third side is connected by using an elastic bellows structure 20 to block the inside of the seal tube 13 through which the seal air SA passes from the steam passage 04. That is, a steam passage defined inside the outer shroud 03 is defined and formed, and the cooling steam inlet 0
5 is provided with a hole 21 through which the seal tube 13 is slidably penetrated in the outer partition plate 06 provided with a cooling steam outlet 010 on the trailing edge side.

【0026】この孔21の外周側には、ベロー構造20
へ一端側が溶接で接合されるとともに、ベロー構造20
の他端側は、孔21の上方でシールチューブ13の外周
に取付けられたフランジ22とボルト結合するフランジ
23でシールチューブ13に結合されており、シールチ
ューブ13は、ベロー構造20および外側仕切板06を
介して外側シュラウド03に接合されている。一方、内
側シュラウド07の内部に画成される蒸気通路を区画し
て形成するとともに、キャビティ部014の隔壁となる
内側仕切板08を貫通したシールチューブ13の先端部
は、従来と同様に溶接付けされた接合部016で内側仕
切板08に接合されており、内側仕切板08を介して内
側シュラウド07に固着されている。
On the outer peripheral side of the hole 21, a bellows structure 20 is provided.
One end side is welded and the bellows structure 20
Is connected to the seal tube 13 by a flange 23 which is bolted to a flange 22 attached to the outer periphery of the seal tube 13 above the hole 21. The seal tube 13 is composed of a bellows structure 20 and an outer partition plate. 06, and is joined to the outer shroud 03. On the other hand, the distal end of the seal tube 13 formed by partitioning the steam passage defined inside the inner shroud 07 and penetrating the inner partition plate 08 serving as the partition wall of the cavity 014 is welded as in the conventional case. Is joined to the inner partition plate 08 at the joined portion 016, and is fixed to the inner shroud 07 via the inner partition plate 08.

【0027】この構造によって、蒸気通路04を流れ、
ガスタービン静翼1を内部から冷却する冷却蒸気Sの翼
外への漏洩を防止すると共に、翼部02、外側シュラウ
ド03および内側シュラウド07等からなるガスタービ
ン静翼1と、シールチューブ13との温度差により生じ
る翼幅方向に発生する熱伸び差は、ベロー構造20の伸
縮によって吸収することができ、接合部16,016に
集中することのあった熱応力を低減でき、接合部016
に発生することのあった破断の発生を防止することがで
きる。
With this structure, the steam flows through the steam passage 04,
The cooling steam S for cooling the gas turbine vanes 1 from the inside is prevented from leaking out of the vanes, and the gas turbine vanes 1 including the blade portions 02, the outer shroud 03, the inner shroud 07, and the like, and the seal tube 13 The thermal expansion difference generated in the spanwise direction caused by the temperature difference can be absorbed by the expansion and contraction of the bellows structure 20, and the thermal stress that may have been concentrated on the joints 16, 016 can be reduced.
It is possible to prevent the occurrence of breakage which may occur in the above.

【0028】また、シールチューブ13が接合部16,
016の変位によって、座屈等の破損が生じるようなこ
ともなくなる。さらに、ベロー構造20は、外側仕切板
016の外周側に設けられているので、蒸気通路04と
干渉するようなことがなくなり、翼内部からの冷却が損
われることなく、また、場所的に余裕の少い狭隘部にコ
ンパクトに纏めて配設することができる。
The seal tube 13 is connected to the joint 16,
The displacement of 016 does not cause breakage such as buckling. Further, since the bellows structure 20 is provided on the outer peripheral side of the outer partition plate 016, the bellows structure 20 does not interfere with the steam passage 04, so that cooling from the inside of the blade is not impaired, and there is a margin in space. It can be arranged compactly in a narrow part with few.

【0029】次に、図2は本発明のガスタービン静翼の
実施の第2形態を示す断面図である。なお、図において
図3で示した部材と同一又は類似の部材は、実施の第1
形態と同様に、図3と同一符号を付して説明は省略す
る。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the gas turbine stationary blade according to the present invention. In the figure, the same or similar members as those shown in FIG.
As in the embodiment, the same reference numerals as those in FIG.

【0030】図に示すように、本実施の形態の回収型蒸
気冷却式のガスタービン静翼1では、実施の第1形態に
加えて、内側シュラウド07の内部に画成される蒸気通
路を区画して形成するとともに、キャビティ部014の
隔壁となる内側仕切板08を貫通したシールチューブ1
3の先端部にも、ベロー構造20と同様のベロー構造2
4を、ベロー構造20と同様にして内側仕切板08に取
付けるようにした。
As shown in the figure, in the recovery type steam-cooled gas turbine vane 1 of the present embodiment, in addition to the first embodiment, a steam passage defined inside the inner shroud 07 is defined. And a seal tube 1 formed through an inner partition plate 08 serving as a partition wall of the cavity portion 014.
3 has a bellows structure 2 similar to the bellows structure 20.
4 was attached to the inner partition plate 08 in the same manner as the bellows structure 20.

【0031】これにより、本実施の形態のガスタービン
静翼1では、ベロー構造20のみを設けた実施の第1形
態のものに比べて、変位及びベロー構造20,24に加
わる力は1/2となり、この種のシールチューブ13が
狭隘部に設置されることを考慮すると、コンパクトにな
り、設置に極めて都合の良い構成となる。
Thus, in the gas turbine stationary blade 1 of the present embodiment, the displacement and the force applied to the bellows structures 20 and 24 are 1 / of those of the first embodiment in which only the bellows structure 20 is provided. In consideration of the fact that this kind of seal tube 13 is installed in a narrow portion, the structure becomes compact and the configuration becomes extremely convenient for installation.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスター
ビン静翼によれば、回収型蒸気冷却式のガスタービン静
翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディスク外周面
と翼内周との間に形成されたキャビティ部に注入するシ
ール用空気を、翼外周側から導入して、供給するように
したシールチューブが、ベロー構造を介して翼に取り付
けられる構成にした。
As described above, according to the gas turbine vane of the present invention, the inside of the recovery type steam-cooled gas turbine vane is inserted in the blade width direction, and the outer peripheral surface of the rotor disk and the inner periphery of the blade are removed. A seal tube to be introduced and supplied from the outer periphery of the blade into the cavity formed in the cavity formed between the blade member and the sealing member is attached to the blade via a bellows structure.

【0033】これにより、シールチューブとガスタービ
ン静翼との間の大きな温度差が発生し、両者の間にガス
タービン静翼の翼幅方向の熱伸び差が生じるようなこと
があっても、ベロー構造の変形によりこの熱伸び差は吸
収され、シールチューブとガスタービン静翼との接合部
に過大な熱応力が発生することはなくなり、接合部が破
断するようなことがなくなるとともに、接合部間の変位
によりシールチューブが変形して、座屈が生じるような
ことはなくなる。
As a result, even if a large temperature difference occurs between the seal tube and the gas turbine stationary blade, and a difference in thermal expansion in the blade width direction of the gas turbine stationary blade occurs between the two, This difference in thermal expansion is absorbed by the deformation of the bellows structure, so that excessive thermal stress does not occur at the joint between the seal tube and the gas turbine vane, so that the joint does not break, and the joint does not break. The displacement between them prevents the seal tube from deforming and causing buckling.

【0034】さらに、翼内部に形成される蒸気通路とシ
ールチューブの内部に形成されるシール空気通路との分
離が容易になり、また蒸気通路を流れる冷却蒸気がシー
ル空気に混入して、主流ガス中に流出するようなことが
なくなることにより、製品の熱効率向上が達成されると
ともに、信頼性を確保できる。
Further, separation between the steam passage formed inside the blade and the seal air passage formed inside the seal tube is facilitated, and the cooling steam flowing through the steam passage mixes with the seal air to form a mainstream gas. Eliminating the inflow does not improve the thermal efficiency of the product and ensures reliability.

【0035】また、本発明のガスタービン静翼は、ベロ
ー構造が、ガスタービン静翼の外周側に設けられた外側
シュラウドおよび翼の内周側に設けられた内側シュラウ
ドの少なくとも一方に設けられて、シールチューブをガ
スタービン静翼の内部に取り付ける構成にした。
In the gas turbine stationary blade according to the present invention, the bellows structure is provided on at least one of an outer shroud provided on an outer peripheral side of the gas turbine stationary blade and an inner shroud provided on an inner peripheral side of the blade. The seal tube is mounted inside the gas turbine stationary blade.

【0036】これにより、ガスタービン静翼の内部に形
成される蒸気通路と干渉を少くして、ベロー構造の配置
ができるとともに、狭隘部にベロー構造をコンパクトに
纏めて配置することができるとともに、ベロー構造を外
側シュラウドおよび内側シュラウドの双方に設けるよう
にすれば、変位及びベロー構造に加わる力が1/2とな
り、よりコンパクトに纏めることができ、狭隘部への設
置が好適なものとなる。
Thus, the bellows structure can be arranged with less interference with the steam passage formed inside the gas turbine stationary blade, and the bellows structure can be compactly arranged in a narrow portion. If the bellows structure is provided on both the outer shroud and the inner shroud, the displacement and the force applied to the bellows structure are halved, so that they can be more compactly assembled and are suitable for installation in a narrow portion.

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

【図1】本発明のガスタービン静翼の実施の第1形態を
示す断面図、
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a gas turbine vane according to the present invention;

【図2】本発明のガスタービン静翼の実施の第2形態を
示す断面図、
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the gas turbine vane according to the present invention;

【図3】従来のガスタービン静翼を示す断面図、FIG. 3 is a sectional view showing a conventional gas turbine stationary blade;

【図4】本発明のガスタービン静翼の適用が好適な動翼
の間に設置されるガスタービン静翼の配置図である。
FIG. 4 is a layout view of a gas turbine stationary blade installed between moving blades to which the gas turbine stationary blade of the present invention is suitably applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,01 ガスタービン静翼 02 翼部 03 外側シュラウド 04,041,042,043,044 蒸気通路 05 冷却蒸気入口 06 外側仕切板 07 内側シュラウド 08 内側仕切板 09 冷却通路壁 010 冷却蒸気出口 011 動翼 012 ロータディスク 13,013 シールチューブ 014 キャビティ部 015 シール供給路 16,016 接合部 20 ベロー構造 21 孔 22,23 フランジ 24 ベロー構造1,01 Gas turbine stationary blade 02 blade portion 03 outer shroud 04,04 1, 04 2, 04 3, 04 4 steam passage 05 cooling steam inlet 06 outside the partition plate 07 inside the shroud 08 inside the partition plate 09 cooling passage wall 010 cooling steam Outlet 011 Rotating blade 012 Rotor disk 13,013 Seal tube 014 Cavity part 015 Seal supply path 16,016 Joint 20 Bellows structure 21 Hole 22,23 Flange 24 Bellows structure

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 翼内部に導入した蒸気で前記翼を内部か
ら冷却するとともに、冷却に使用された前記蒸気を外部
に排出して回収するようにしたガスタービン静翼におい
て、前記翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディス
ク外周面と対向する前記翼の内周側に形成されたキャビ
ティ部にシール用空気を供給するようにしたシールーチ
ューブが、ベロー構造を介して前記翼の内部に取り付け
られていることを特徴とするガスタービン静翼。
1. A gas turbine stationary blade configured to cool the blade from the inside with steam introduced into the blade, and discharge and collect the steam used for cooling to the outside. A seal tube inserted in the blade width direction and adapted to supply sealing air to a cavity formed on the inner peripheral side of the blade facing the outer peripheral surface of the rotor disk is provided inside the blade via a bellows structure. A gas turbine stationary blade attached to a gas turbine.
【請求項2】 前記ベロー構造が、前記翼の外周側に設
けられた外側シュラウドおよび前記翼の内周側に設けら
れた内側シュラウドの少なくとも一方に設けられて、前
記シールチューブを前記翼の内部に取り付けるようにし
ていることを特徴とする請求項1のガスタービン静翼。
2. The bellows structure is provided on at least one of an outer shroud provided on an outer peripheral side of the wing and an inner shroud provided on an inner peripheral side of the wing, and the seal tube is provided inside the wing. The gas turbine vane according to claim 1, wherein the gas turbine vane is attached to a gas turbine.
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