JP6710526B2 - Duct and gas turbine equipment - Google Patents
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Description
本発明は、内包した高温流体によって生じる熱応力を低減するようにしたダクト、及び、これを備えたガスタービン設備に関する。 The present invention relates to a duct for reducing thermal stress caused by a high temperature fluid contained therein, and a gas turbine facility equipped with the duct.
従来から、ガスタービン設備においては、ガスタービンから排出された排気ガスを、消音器及び煙突等を介して、大気中に放出するようにしている。このとき、消音器の出口形状と煙突の入口形状とが異なった形状をしている場合には、それらを接続させるための接続用ダクトを設置している。そして、そのような、ガスタービン設備に適用される接続用ダクトとしては、例えば、特許文献1に開示されている。
Conventionally, in gas turbine equipment, exhaust gas discharged from a gas turbine is released into the atmosphere via a silencer, a chimney, and the like. At this time, if the shape of the outlet of the silencer and the shape of the inlet of the chimney are different, a connecting duct for connecting them is installed. And such a connection duct applied to gas turbine equipment is disclosed in, for example,
ここで、一般的に、煙突は円筒状をなしているため、その入口は円形となっている。これにより、例えば、消音器の出口が矩形となる場合には、接続用ダクトの入口を矩形とする一方、接続用ダクトの出口を円形とする必要がある。 Here, since the chimney is generally cylindrical, its inlet is circular. Thereby, for example, when the outlet of the silencer has a rectangular shape, the inlet of the connecting duct needs to have a rectangular shape, while the outlet of the connecting duct needs to have a circular shape.
また、ガスタービン設備の中でも、特に、非常用発電プラントに設置されたガスタービン設備においては、通常使用している電源設備が、何らかの事情で停止した場合に、その非常用のガスタービンを即座に駆動させる必要がある。よって、非常用のガスタービン設備においては、ガスタービンが起動するまでの時間が、大型産業用のガスタービン等のそれと比較して、大幅に短くなっている。 In addition, of the gas turbine equipment, particularly in the gas turbine equipment installed in the emergency power generation plant, if the power supply equipment that is normally used is stopped for some reason, immediately restart the emergency gas turbine. It needs to be driven. Therefore, in an emergency gas turbine facility, the time until the gas turbine starts up is significantly shorter than that of a large industrial gas turbine or the like.
これにより、非常用のガスタービン設備における消音器内、接続用ダクト内、煙突内には、高温の排気ガスが、急速で通過することになる。このため、それらの各部材における内側と外側との間や、上流側と下流側との間には、急激に温度差が生じてしまう。そして、その温度差によって、大きな熱変形差が生じてしまい、これに伴って、それら固体内部には、大きな熱応力が発生する。 As a result, high-temperature exhaust gas rapidly passes through the muffler, the connecting duct, and the chimney of the emergency gas turbine facility. Therefore, a temperature difference is abruptly generated between the inner side and the outer side of each of those members, and between the upstream side and the downstream side. Then, due to the temperature difference, a large thermal deformation difference occurs, and accordingly, a large thermal stress is generated inside the solids.
これに対して、上述したような、流路断面が矩形から円形に変化する接続用ダクトにおいては、入口の隅部に対応して、外周面に角部が形成されることがある。特に、このような角部は、熱変形の移動先となることが多く、当該角部近傍には、非常に大きな熱応力が発生してしまう。そして、そのような局所的に発生する熱応力は、接続用ダクトに割れや亀裂等の破損を招くおそれがある。 On the other hand, in the connecting duct in which the flow path cross section changes from rectangular to circular as described above, a corner may be formed on the outer peripheral surface corresponding to the corner of the inlet. In particular, such corners are often the destination of thermal deformation, and very large thermal stress is generated near the corners. Then, such locally generated thermal stress may cause damage such as cracks or cracks in the connecting duct.
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、高温流体の急激な通過に伴ってダクト本体に局所的に発生する熱応力を、低減させることにより、ダクト本体の破損を防止することができるダクト、及び、そのダクトを備えたガスタービン設備を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is to solve the above problems and to prevent damage to the duct body by reducing the thermal stress locally generated in the duct body due to the rapid passage of the high temperature fluid. An object of the present invention is to provide a duct that can be used, and a gas turbine facility including the duct.
上記課題を解決する第1の発明に係るダクトは、
内部を高温流体が流れるダクト本体と、
前記ダクト本体の上流側端部に矩形をなして開口し、高温流体が通過する矩形開口部と、
前記矩形開口部の隅部に対応して、前記ダクト本体の外周面に形成され、上流側部位と下流側部位に区画される角部と、
前記ダクト本体の上流側端部に設けられるフランジ部と、
前記フランジ部と接すると共に、前記角部における前記フランジ部と接続する前記上流側部位のみを補強する補強部材とを備える
ことを特徴とする。
A duct according to the first invention for solving the above-mentioned problems,
A duct body through which high-temperature fluid flows,
A rectangular opening is formed in the upstream end of the duct body in a rectangular shape, and a high-temperature fluid passes through the opening.
Corresponding to the corner of the rectangular opening, a corner formed on the outer peripheral surface of the duct body, and divided into an upstream side portion and a downstream side portion ,
A flange portion provided at the upstream end of the duct body,
A reinforcing member that is in contact with the flange portion and that reinforces only the upstream side portion of the corner portion that is connected to the flange portion is provided.
上記課題を解決する第2の発明に係るダクトは、
前記補強部材は、前記上流側部位に対して、前記ダクト本体の外側から重ねられる
ことを特徴とする。
A duct according to a second invention for solving the above-mentioned problems,
The reinforcing member is superposed on the upstream side portion from the outside of the duct body.
上記課題を解決する第3の発明に係るダクトは、
前記上流側部位と前記補強部材とが重なり合った部分の厚さは、前記角部の前記下流側部位の厚さよりも厚い
ことを特徴とする。
A duct according to a third invention for solving the above-mentioned problems,
A thickness of a portion where the upstream side portion and the reinforcing member overlap each other is thicker than a thickness of the downstream side portion of the corner portion.
上記課題を解決する第4の発明に係るダクトは、
前記補強部材の厚さは、前記ダクト本体の下流側端部側に向かうに従って漸次薄くなる
ことを特徴とする。
A duct according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems,
The thickness of the reinforcing member is gradually reduced toward the downstream end of the duct body.
上記課題を解決する第5の発明に係るガスタービン設備は、
ガスタービンから排出された高温流体となる排気ガスを、前記ダクトを介して、大気中に放出するガスタービン設備であって、
前記ガスタービンの流体流れ方向下流側で、且つ、前記ダクトの流体流れ方向上流側に配置され、前記ガスタービンから排出された排気ガスの流動音を打ち消す消音器と、
前記ダクトの流体流れ方向下流側に配置され、前記ダクト本体から排出された排気ガスを大気中に放出する下流側ダクトとを備え、
前記ダクト本体の前記矩形開口部は、当該ダクト本体の上流側端部に矩形をなして開口するダクト入口であって、前記消音器の下流側端部に矩形をなして開口する出口と連通し、
前記ダクト本体の下流側端部に円形をなして開口するダクト出口は、前記下流側ダクトの上流側端部に円形をなして開口する入口と連通する
ことを特徴とする。
A gas turbine equipment according to a fifth invention for solving the above-mentioned problems,
An exhaust gas, which becomes a high temperature fluid discharged from a gas turbine, is a gas turbine facility for releasing the exhaust gas into the atmosphere through the duct,
A silencer that is arranged on the downstream side in the fluid flow direction of the gas turbine and on the upstream side in the fluid flow direction of the duct, and that cancels the flow noise of the exhaust gas discharged from the gas turbine,
A downstream duct that is disposed on the downstream side in the fluid flow direction of the duct and discharges the exhaust gas discharged from the duct body into the atmosphere,
The rectangular opening portion of the duct body is a duct inlet opening in a rectangular shape at the upstream end portion of the duct body, and communicates with an outlet opening in a rectangular shape at the downstream end portion of the silencer. ,
The duct outlet, which is circularly opened at the downstream end of the duct body, communicates with the inlet, which is circularly opened at the upstream end of the downstream duct.
上記課題を解決する第6の発明に係るダクトは、
高温流体が消音器を介して通過するダクト本体と、
前記ダクト本体の流路に設けられ、前記消音器の流路に設けられた吸音材の材質と同じ材質で形成される断熱材とを備え、
前記ダクト本体の外周面は、流体流れ方向上流側から下流側に向けて、断面形状が一定の矩形であり、
前記ダクト本体内における前記断熱材によって形成された流路の断面は、流体流れ方向上流側から下流側に向けて、矩形から円形に漸次変化する
ことを特徴とする。
A duct according to a sixth invention for solving the above-mentioned problems,
A duct body through which the high temperature fluid passes through the silencer,
A heat insulating material provided in the flow path of the duct body, and made of the same material as the sound absorbing material provided in the flow path of the silencer,
The outer peripheral surface of the duct body, from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction, is a rectangle having a constant cross-sectional shape,
The cross section of the flow path formed by the heat insulating material in the duct body gradually changes from a rectangular shape to a circular shape from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction.
上記課題を解決する参考例に係るダクトは、
高温流体が消音器を介して通過するダクト本体と、
前記ダクト本体の流路に設けられ、前記消音器の流路に設けられた吸音材の材質と同じ材質で形成される断熱材とを備え、
前記ダクト本体の外周面は、流体流れ方向上流側から下流側に向けて、楕円形から円形
に漸次変化する
ことを特徴とする。
The duct according to the reference example that solves the above problems,
A duct body through which the high temperature fluid passes through the silencer,
A heat insulating material provided in the flow path of the duct body, and made of the same material as the sound absorbing material provided in the flow path of the silencer,
The outer peripheral surface of the duct body gradually changes from an elliptical shape to a circular shape from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction.
上記課題を解決する第7の発明に係るガスタービン設備は、
ガスタービンから排出された高温流体となる排気ガスを、前記消音器及び前記ダクトを順に介して、大気中に放出する
ことを特徴とする。
Gas turbine equipment according to a seventh invention for solving the above-mentioned problems,
The exhaust gas, which becomes a high-temperature fluid discharged from the gas turbine, is discharged into the atmosphere through the silencer and the duct in order.
従って、本発明に係るダクト及びガスタービン設備によれば、高温流体の急激な通過に伴ってダクト本体に局所的に発生する熱応力を、低減させることにより、ダクト本体の破損を防止することができる。 Therefore, according to the duct and the gas turbine equipment of the present invention, it is possible to prevent the duct body from being damaged by reducing the thermal stress locally generated in the duct body due to the rapid passage of the high temperature fluid. it can.
以下、本発明に係るダクト及びガスタービン設備について、図面を用いて詳細に説明する。なお、実施例2及び参考例における実施例1に示した部材と対応した部材については、実施例1に示した部材の符号と同一の符号を付して、説明を省略している。 Hereinafter, the duct and the gas turbine equipment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The members corresponding to the members shown in the first embodiment in the second embodiment and the reference example are designated by the same reference numerals as those of the members shown in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
先ず、実施例1に係るダクトについて、図1乃至図7を用いて説明する。 First, the duct according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
図1(a),(b)に示したガスタービン設備1は、非常用のガスタービン発電プラントに適用されるものであって、他の電源設備が停止した際に運転される。このガスタービン設備1には、2基のガスタービン11、消音器12、接続用ダクト(本発明に係るダクト)13、及び、煙突(下流側ダクト)14が、排気ガス(高温流体)Gの流れ方向上流側から下流側に向けて、順に配置されている。つまり、消音器12、接続用ダクト13、煙突14は、鉛直方向に配列されており、下方から上方に向けて順に配置されている。
The
具体的に、図1(a),(b)に示すように、2基のガスタービン11は、水平方向において並列に配置されており、その内部に供給された燃料を燃焼させることによって生成した高温ガスを、発電機(図示省略)を駆動させるために使用する一方、上記燃焼によって発生した高温の排気ガスGを、その後端11aから排出可能となっている。なお、後端11aは、消音器12内に貫入されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1A and 1B, the two gas turbines 11 are arranged in parallel in the horizontal direction and are generated by burning the fuel supplied to the inside. The hot gas is used to drive a generator (not shown), while the hot exhaust gas G generated by the combustion can be discharged from the
また、ガスタービン11の排気ガス流れ方向下流側には、消音器12が配置されている。この消音器12の内部には、排気ガスGを流すための流路12aが、上下方向に延びるように形成されており、その流路12aの断面は、排気ガス流れ方向において一様となるような、矩形をなしている。即ち、流路12aの出口は、矩形をなしている。そして、流路12aには、吸音材が貼り付けられている。これにより、流路12a内を流れる排気ガスGの流動音(排気音)は、その吸音材によって打ち消されることになる。
Further, a
更に、消音器12の排気ガス流れ方向下流側(消音器12の上部)には、接続用ダクト13が配置されており、この接続用ダクト13の排気ガス流れ方向下流側(接続用ダクト13の上部)には、円筒状をなす煙突14が配置されている。この煙突14の内部には、排気ガスGを大気中に放出するための流路14aが、上下方向に延びるように形成されており、その流路14aの断面は、排気ガス流れ方向において一様となるような、円形をなしている。即ち、流路14aの入口は、円形をなしている。
Further, a
つまり、接続用ダクト13は、消音器12における流路12aの出口形状と、煙突14における流路14aの入口形状とが、異なった形状をしているため、消音器12の流路12aと煙突14の流路14aとを適切に接続するものとなっている。これにより、接続用ダクト13の入口形状は、消音器12における流路12aの出口形状と一致しており、接続用ダクト13の出口形状は、煙突14における流路14aの入口形状と一致している。
That is, in the connecting
従って、ガスタービン11の後端11aから排出された高温の排気ガスGは、消音器12の流路12a内を通過する過程において、その流動音が吸音材によって吸収される。そして、消音器12によって消音された排気ガスGは、接続用ダクト13を介して、煙突14の流路14aから大気中に放出される。
Therefore, the high temperature exhaust gas G discharged from the
そこで、接続用ダクト13の構成について、図2乃至図7を用いて詳細に説明する。
Therefore, the configuration of the connecting
図2乃至図6に示すように、接続用ダクト13の内部には、流路13aが形成されている。そして、接続用ダクト13の上流側端部(一端、下端)には、流路13aの入口(矩形開口部、ダクト入口)13bが形成されている。この入口13bは、消音器12における流路12aの出口と連通するものであって、その出口形状と同じ矩形をなしている。一方、接続用ダクト13の下流側端部(他端、上端)には、流路13aの出口(ダクト出口)13cが形成されている。この出口13cは、煙突14における流路14aの入口と連通するものであって、その入口形状と同じ円形をなしている。つまり、流路13aの断面は、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向けて(下方から上方に向けて)、矩形から円形に変化している。
As shown in FIGS. 2 to 6, a
接続用ダクト13は、角型をなすダクト本体20を備えており、このダクト本体20は、前後一対の縦壁21、左右一対の傾斜壁22、及び、天板23を有している。即ち、縦壁21の内面、傾斜壁22の内面、及び、天板22の内面は、流路13を形成している。
The connecting
縦壁21は、鉛直方向に延在しており、傾斜壁22は、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向かうに従って、ダクト本体20の内側に向けて漸次傾斜している。そして、縦壁21の下流側端部及び傾斜壁22の下流側端部には、天板23の外周部が接続されている。
The
また、縦壁21の外面及び傾斜壁22の外面には、補強リブ25が格子状に設けられている。この補強リブ25は、縦壁21の外面全域及び傾斜壁22の外面全域に亘って配置されることにより、ダクト本体20全体を補強して、その剛性を向上させている。
Reinforcing
更に、縦壁21の上流側端部及び傾斜壁22の上流側端部には、矩形環状をなすフランジ部26が、ダクト本体20の外側に向けて延びるように設けられている。つまり、縦壁21の上流側端部及び傾斜壁22の上流側端部は、流路13aの入口13bを形成しており、フランジ部26は、その入口13bの外周部(開口縁部)に沿って設けられている。これにより、フランジ部26は、入口13aを補強すると共に、複数のボルト(図示省略)によって、消音器12の下流側端部と接続可能となっている。
Further, a rectangular
よって、上述したように、ダクト本体20の側壁を、2つの縦壁21と2つの傾斜壁22とによって構成することにより、ダクト本体20の外周面には、4つの角部24が、入口13aの4つの隅部に対応して形成されることになる。即ち、4つの角部24は、縦壁21の外面と傾斜壁22の外面とが交差することによって、厚さが一様になると共に、上流側端部から下流側端部に向かうに従って、ダクト本体20の内側に向けて漸次傾斜している(下流側端部から上流側端部に向かうに従って、ダクト本体20の外側に向けて漸次傾斜している)。
Therefore, as described above, by configuring the side wall of the
また、縦壁21の外面における最上流側両端部、及び、傾斜壁22の外面における最上流側両端部には、補強板(補強部材)27a,27bがそれぞれ取り付けられている。このとき、一方の補強板27aは、縦壁21の上流側端部に設けられたフランジ部26に接しており、他方の補強板27bは、傾斜壁22の上流側端部に設けられたフランジ部26に接している。そして、補強板27aの先端と補強板27bの先端とは、角部24の上流側部位24aの外側において、当該上流側部位24aと密着して連結されている。
Reinforcing plates (reinforcing members) 27a and 27b are attached to both ends of the outermost surface of the
つまり、上流側部位24aは、角部24の中で最も上流側に位置し、且つ、フランジ部26と接続する、最上流側接続部位となっている。これに対して、連結した補強板27a,27bは、角部24の中で上流側部位24aのみを覆って、当該上流側部位24aのみに密着することにより、角部24の中で、上流側部位24aのみを補強して、その剛性のみを向上させている。
That is, the
詳細に説明すると、角部24は、上流側部位24aと下流側部位24bとに区画されている。上流側部位24aは、上述したように、補強板27a,27bが重ね合される部位であるのに対して、下流側部位24bは、補強板27a,27bが重ね合されない部位となっている。即ち、下流側部位24bは、角部24における上流側部位24aを除いた全ての部位であって、その上流側部位24aよりも排気ガス流れ方向下流側に位置する全ての部位となっている。但し、下流側部位24bの長さは、上流側部位24aの長さよりも長くなっている。
More specifically, the
これにより、上流側部位24aと補強板27a,27bとが重なり合った部分の厚さは、補強板27a,27bの厚さの分だけ、下流側部位24bの厚さよりも厚くなっている。このように、角部24における上流側部位24aに対応した部分の厚さを、下流側部位24bの厚さよりも厚くすることにより、上流側部位24aの剛性を、下流側部位24bの剛性よりも高くすることができる。
As a result, the thickness of the portion where the
このとき、補強板27a,27bの厚さは、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向かうに従って、漸次薄くなっているため、当該補強板27a,27bの剛性についても、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向かうに従って、漸次低くなっている(図6参照)。即ち、上流側部位24aの剛性は、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向かうに従って、漸次低くなっている。
At this time, since the thickness of the reinforcing
そして、天板23には、円筒状をなすダクト部材31が設けられており、このダクト部材31の下流側端部には、円環状をなすフランジ部32が、ダクト本体20の外側に向けて延びるように設けられている。つまり、ダクト部材31の下流側端部は、流路13aの出口13cを形成しており、フランジ部32は、その出口13cの外周部(開口縁部)に沿って設けられている。これにより、フランジ部32は、出口13cを補強すると共に、複数のボルト(図示省略)によって、煙突14の上流側端部と接続可能となっている。
A
従って、非常用のガスタービン設備1の運転が開始されると、ガスタービン11が直ちに駆動して、その排気ガスGが、接続用ダクト13の流路13a内を急速で通過する。これにより、接続用ダクト13における内側と外側との間や、上流側と下流側との間には、急激に温度差が生じてしまう。そして、その温度差によって、大きな熱変形差が生じてしまい、これに伴って、接続用ダクト13の固体内部(物体内部)には、熱応力が発生する。
Therefore, when the operation of the emergency
ここで、ダクト本体20を構成する部材の中でも、フランジ部26における角部と中央部との間、内側と外側との間、及び、上流側と下流側との間の温度差による熱変形は、これに伴って発生する熱応力を、角部24の上流側辺部24aに集中させる要因となっている。この点について、図2乃至図5、図7を用いて具体的に説明する。
Here, among the members forming the
なお、図2乃至図5においては、補強板27a,27bを設置しない場合におけるフランジ部26の変形の様子を、2点鎖線で示している。また、図7においては、補強板27a,27bを設置した場合に発生した熱応力を、実線で示すと共に、補強板27a,27bを設置しない場合に発生した熱応力を、2点鎖線で示している。そして、図7に示した熱応力は、図5に示した、隣接した2辺間におけるフランジ長さ方向中央部M,Nを、フランジ部26における角部24に対応した角部を含むように結んだ範囲のものとしている。
2 to 5, the two-dot chain line shows how the
図2乃至図5において2点鎖線で示すように、縦壁21、傾斜壁22、角部24、補強リブ25、及び、フランジ部26に温度差が生じると、フランジ部26の4辺全てにおいて、長さ方向中央部から両端部に向かう熱変形が、発生する。つまり、フランジ部26の熱変形は、4つの角部24の上流側部位24aに対して、両側から挟み込むように発生するため、各上流側部位24aは、押し下げられるように変形する。
As shown by a chain double-dashed line in FIGS. 2 to 5, when a temperature difference occurs between the
これにより、図7において2点鎖線で示すように、上流側部位24aには、熱応力が集中して発生してしまう。そして、その集中発生した熱応力が許容応力を超えてしまうと、ダクト本体20の破損や、ダクト本体20と消音器12との間におけるシール性の低下を、招くおそれがある。
As a result, as shown by the chain double-dashed line in FIG. 7, thermal stress concentrates and occurs at the
これに対して、図2乃至図5において実線で示すように、ダクト本体20においては、角部24の上流側部位24aを、補強板27a,27bによって補強することにより、その上流側部位24aの剛性を、下流側部位24bの剛性よりも向上させている。これにより、上流側部位24aに集中する熱変形を、その上流側部位24aが有する剛性よりも低い剛性を有する下流側部位24bに向けて逃がすことができるため、上流側部位24aの下方への熱変形を抑制することができる。
On the other hand, as shown by the solid line in FIGS. 2 to 5, in the
つまり、下流側部位24bは、その長さが上流側部位24aの長さよりも長くなる分、上流側部位24aが吸収できる熱変形量よりも、より多くの熱変形量を吸収することができる。これにより、上流側部位24aの熱変形を補強板27a,27bによって抑制しつつ、その抑制した分の熱変形を下流側部位24bで吸収するようにしている。このとき、補強板27a,27bの厚さを、下流側部位24bに向かうに従って、漸次薄くしているため、フランジ部26において発生した熱変形を、上流側部位24aから下流側部位24bに向けて、容易に移動させることができる。
That is, the
この結果、図7において実線で示すように、フランジ部26から伝達された熱変形を、上流側部位24aと下流側部位24bとに分散させて吸収することにより、上流側部位24aに発生する熱応力を低減させることができる。
As a result, as shown by the solid line in FIG. 7, the heat deformation transmitted from the
従って、ダクト本体20に、角部24の上流側部位24aを補強する補強板27a,27bを設けることにより、高温の排気ガスGの急激な通過に伴って角部24に局所的に発生する熱応力を、低減させることができる。これにより、ダクト本体20の破損や、ダクト本体20と消音器12との間におけるシール性の低下を、防止することができる。
Therefore, by providing the duct
なお、上述した実施形態においては、縦壁21に取り付けた補強板27aと、傾斜壁22に取り付けた補強板27bとによって、上流側部位24aのみを補強するようにしているが、角部24における上流側部位24aの剛性が、当該角部24の剛性の中で、最も高くなれば、どのような構成を採用しても良い。
In the above-described embodiment, only the
例えば、上述したように、2つの補強板27a,27bを用いるのでなく、上流側部位24aにダクト本体20の外側から合致するような、屈曲した1つの補強板を用いても構わない。また、補強板27a,27bを設置する替わりに、上流側部位24aの左右両側部に、当該上流側部位24aのみを補強するための補強リブ(補強部材)等を設置しても構わない。
For example, as described above, instead of using the two reinforcing
そして、接続用ダクト13の流路13a内を通過する排気ガスGの流れ方向が、逆方向であっても、補強部材を設けていれば、上述した効果を同様に得ることができる。
Even if the flow direction of the exhaust gas G passing through the inside of the
次に、実施例2に係るダクトについて、図8及び図9を用いて説明する。 Next, the duct according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
図8に示すように、消音器12の流路12aには、吸音性(消音性)の向上を図ることを目的として、吸音材41が、貼り付けられている。この吸音材41は、ロックウール材やグラスウール材等の材質で形成されており、微細な繊維の隙間に空気層を含んでいるため、優れた吸音性能を有するだけでなく、優れた断熱性能も有している。つまり、吸音材41は、断熱材としても有効なものとなっている。
As shown in FIG. 8, a
そこで、優れた断熱性能も有する吸音材41を、断熱材42として、接続用ダクト13の流路13aにも貼り付けるようにする。これにより、断熱材42によって形成された流路13aの断面は、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向けて、矩形から円形に変化している。
Therefore, the
このように、消音器12内に貼り付けられた吸音材41を、断熱材42として、接続用ダクト13内に貼り付けることにより、高温の排気ガスGが流路13a内を通過しても、接続用ダクト13における全体の温度上昇を抑えることができる。従って、高温の排気ガスGの急激な通過に伴ってダクト本体20に局所的に発生する熱応力を、低減させることができるので、ダクト本体20の破損や、ダクト本体20と消音器12との間におけるシール性の低下を、防止することができる。
In this way, by adhering the
更に、断熱材42は、上述したように、ロックウール材やグラスウール材等の材質で形成されており、軽量で、且つ、柔軟性に富んでいるため、加工性に優れている。そこで、図9に示すように、接続用ダクト13の流路13aを、断熱材42によって、その表面に段差や角部が無いように形成することが容易となる。これにより、排気ガスGの整流化を図ることができる。
Further, as described above, the
次に、参考例に係るダクトについて、図10乃至図12を用いて説明する。 Next, the duct according to the reference example will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
図10乃至図12に示すように、接続用ダクト15は、筒状をなすダクト本体50を備えており、このダクト本体50の内面には、上記断熱材42が貼り付けられている。
As shown in FIGS. 10 to 12, the connecting
ダクト本体50の上流側端部には、流路50aの入口50bが形成されている。この入口50bは、消音器12における流路12aの出口と連通するものであって、楕円形をなしている。即ち、入口50bの形状と、流路12aの出口形状とは、一致していない。一方、ダクト本体50の下流側端部には、流路50aの出口50cが形成されている。この出口50cは、煙突14における流路14aの入口と連通するものであって、その入口形状と同じ円形をなしている。
An
つまり、断熱材42によって形成された流路50aの断面は、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向けて、楕円形から円形に変化している。なお、楕円形をなす入口50bの短径と、円形をなす出口50cの径は、同じ長さとなっている。
That is, the cross section of the
そして、ダクト本体50の上流側端部には、フランジ部26が設けられている。一方、ダクト本体の下流側端部には、フランジ部32が設けられている。
A
従って、ダクト本体50は、排気ガス流れ方向上流側から下流側に向かうに従って楕円形から円形に漸次変化する外周面を、有することになるため、その外周面には、上記角部24に相当するものが、形成されていない。これにより、高温の排気ガスGの急激な通過に伴ってダクト本体50に局所的に発生する熱応力を、低減させることができるので、ダクト本体50の破損や、ダクト本体50と消音器12との間におけるシール性の低下を、防止することができる。
Therefore, the
1 ガスタービン設備
11 ガスタービン
12 消音器
13 接続用ダクト
14 煙突
15 接続用ダクト
20 ダクト本体
21 縦壁
22 傾斜壁
23 天板
24 角部
24a 上流側部位
24b 下流側部位
25 補強リブ
26 フランジ部
27a,27b 補強板
31 ダクト部材
32 フランジ部
41 吸音材
42 断熱材(吸音材)
50 ダクト本体
G 排気ガス
1 Gas Turbine Equipment 11
50 duct body G exhaust gas
Claims (7)
前記ダクト本体の上流側端部に矩形をなして開口し、高温流体が通過する矩形開口部と、
前記矩形開口部の隅部に対応して、前記ダクト本体の外周面に形成され、上流側部位と下流側部位に区画される角部と、
前記ダクト本体の上流側端部に設けられるフランジ部と、
前記フランジ部と接すると共に、前記角部における前記フランジ部と接続する前記上流側部位のみを補強する補強部材とを備えることを特徴とするダクト。 A duct body through which high-temperature fluid flows,
A rectangular opening is formed in the upstream end of the duct body in a rectangular shape, and a high-temperature fluid passes through the opening.
Corresponding to the corner of the rectangular opening, a corner formed on the outer peripheral surface of the duct body, and divided into an upstream side portion and a downstream side portion,
A flange portion provided at the upstream end of the duct body,
A duct comprising: a reinforcing member that is in contact with the flange portion and that reinforces only the upstream side portion of the corner portion that is connected to the flange portion.
前記補強部材は、前記上流側部位に対して、前記ダクト本体の外側から重ねられることを特徴とするダクト。 In the duct according to claim 1,
The duct is characterized in that the reinforcing member is superposed on the upstream side portion from the outside of the duct body.
前記上流側部位と前記補強部材とが重なり合った部分の厚さは、前記角部の前記下流側部位の厚さよりも厚いことを特徴とするダクト。 In the duct according to claim 2,
A duct characterized in that a thickness of a portion where the upstream side portion and the reinforcing member overlap each other is thicker than a thickness of the downstream side portion of the corner portion.
前記補強部材の厚さは、前記ダクト本体の下流側端部側に向かうに従って漸次薄くなることを特徴とするダクト。 The duct according to any one of claims 1 to 3,
The thickness of the reinforcing member is gradually reduced toward the downstream end of the duct body.
前記ガスタービンの流体流れ方向下流側で、且つ、前記ダクトの流体流れ方向上流側に配置され、前記ガスタービンから排出された排気ガスの流動音を打ち消す消音器と、
前記ダクトの流体流れ方向下流側に配置され、前記ダクト本体から排出された排気ガスを大気中に放出する下流側ダクトとを備え、
前記ダクト本体の前記矩形開口部は、当該ダクト本体の上流側端部に矩形をなして開口するダクト入口であって、前記消音器の下流側端部に矩形をなして開口する出口と連通し、
前記ダクト本体の下流側端部に円形をなして開口するダクト出口は、前記下流側ダクトの上流側端部に円形をなして開口する入口と連通することを特徴とするガスタービン設備。 A gas turbine facility for discharging exhaust gas, which becomes a high-temperature fluid discharged from a gas turbine, into the atmosphere through the duct according to any one of claims 1 to 4,
A silencer that is arranged on the downstream side in the fluid flow direction of the gas turbine and on the upstream side in the fluid flow direction of the duct, and that cancels the flow noise of the exhaust gas discharged from the gas turbine,
A downstream duct that is disposed on the downstream side in the fluid flow direction of the duct and discharges the exhaust gas discharged from the duct body into the atmosphere,
The rectangular opening portion of the duct body is a duct inlet opening in a rectangular shape at the upstream end portion of the duct body, and communicates with an outlet opening in a rectangular shape at the downstream end portion of the silencer. ,
A gas turbine facility, wherein a duct outlet that is circular and opens at a downstream end of the duct body communicates with an inlet that is circular and opens at an upstream end of the downstream duct.
前記ダクト本体の流路に設けられ、前記消音器の流路に設けられた吸音材の材質と同じ材質で形成される断熱材とを備え、
前記ダクト本体の外周面は、流体流れ方向上流側から下流側に向けて、断面形状が一定の矩形であり、
前記ダクト本体内における前記断熱材によって形成された流路の断面は、流体流れ方向上流側から下流側に向けて、矩形から円形に漸次変化することを特徴とするダクト。 A duct body through which the high temperature fluid passes through the silencer,
A heat insulating material provided in the flow path of the duct body, and made of the same material as the sound absorbing material provided in the flow path of the silencer,
The outer peripheral surface of the duct body, from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction, is a rectangle having a constant cross-sectional shape,
The duct, wherein the cross section of the flow path formed by the heat insulating material in the duct body gradually changes from a rectangular shape to a circular shape from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction.
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