(57)【要約】【目的】サイレンサパネルの多孔板と吸音材（断熱材）に囲まれたフレームとの熱伸び差により発生する応力の低減が図れるスプリッタ形のガスタービン用サイレンサを提供する。【構成】ガスタービンの吸排気用ダクト内に設けられるスプリッタ形のサイレンサであって、多孔板１０がフレーム１１に対して摺動可能とされ、かつフレーム１０に固着される複数個のスタッド２２により一括して保持される長さを持つ溝形状の押さえ金物２３で多孔板１０を摺動可能に挟持されるとともに、その各多孔板１０はスタッド挿着部にスタッド遊挿用の孔２５を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部を設定される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの吸排気用ダクト内に設けられるスプリッタ形のサイレンサであって、格子状に形成したフレームと、このフレームに充填された吸音材と、前記フレームに添装された吸音材のカバーとなる多孔板とによりサイレンサパネルを構成したものにおいて、前記多孔板を前記フレームに対して摺動可能とし、かつ前記フレームに固着される複数個のスタッドにより一括して保持される長さを持つ溝形状の押さえ金物で前記多孔板を摺動可能に挟持するとともに、その各多孔板は前記スタッド挿着部にスタッド遊挿用の孔を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部を設定してなることを特徴とするガスタービン用サイレンサ。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明はガスタービンの吸排気部に設けられるガスタービン用サイレンサに関する。
【従来の技術】
近年、ガスタービンは高効率のコンバインドサイクル発電プラントの進展とともに大型化し、その吸排気風量が増大している。また、高効率化を図るためにガスタービンの入口温度を高温化することに伴い、排気温度の上昇も進み、ガスタービン出口のガス温度は６００℃以上にもなる。
ガスタービンの大容量化とともにガスタービン出口の騒音やエネルギレベルが大きな問題となり（ガスタービン出口で１３０ｄＢに達する）、ガスタービンの出口には大きい減音量の排気サイレンサが取り付けられるようになってきた。しかし、温度上昇および大形化に対する信頼性の低下が指摘され、さらに耐久性の向上が要求されてきている。
また、従来のガスタービンは非常電源設備としての役割の比重が高かったが、蒸気タービンとガスタービンとを組合せた高効率のコンバインドサイクル発電プラントは、従来の火力発電プラントや原子力発電プラントに比べて高効率で、しかも起動特性に優れている関係から、負荷追従形のＤＳＳ（毎日の起動停止）運用に供される傾向にある。
図５はコンバインドサイクル発電プラントの構成を例示したものである。ガスタービン１の排ガスはサイレンサ２を通って排熱回収ボイラ３に導入され、この排熱回収ボイラ３で発生した蒸気により蒸気タービン４が駆動される。ガスタービン１および蒸気タービン４には発電機５，６がそれぞれ連結されており、各タービン１，４の出力により発電が行なわれる。３ａは廃ガス放出用の煙突である。このようなガスタービン１の排気サイレンサ２については、毎日の起動停止に伴う熱伸縮や、大きな流速分布を持つ排気ガス流等に絶え得る構造が求められている。
従来のサイレンサの構成を図６〜図１４に例示している。このサイレンサ２はスプリッタ形サイレンサで、図６および図７に概略的に示すように、排気ダクトの一部を構成するサイレンサダクト７に複数の平板状のサイレンサパネル８をガス流と直交する方向に並設して構成されている。
サイレンサパネル８は図８に示すように、平板状本体部８Ａの前端に流線形のブルノーズ８Ｂを設けた構成とされている。このサイレンサパネル８は図９〜図１１に示すように、耐熱性の鋼板に多数の透孔９を穿設した多孔板１０を格子状のフレーム１１にタイル状に取付けた組立て構造を有し、フレーム１１内には吸音材ブロック１２が充填されている。
吸音材ブロック１２は図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、吸音材１３をクロス１４およびマット１５で保護したブロック構造とし、これを飛散防止用の金網１６で被包しステンレスワイヤ１６ａで縫着して構成されている。
なお、従来技術に関する文献としては、「新訂・公害防止対策要説［騒音・振動編］社団法人　産業公害防止協会　発行」あるいは「騒音対策ハンドブック日本音響材料協会編　技報堂　発行」等がある。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガスタービンの大型化や環境問題上での騒音低減の目的のため、近年ではサイレンサパネル８のガス流方向の長さを拡大する要請が強くなる一方、製作上や輸送上の大きさの制約によりサイレンサパネル８およびサイレンサダクト７をガス流方向に複数個に分割する必要が生じている。
図１３および図１４は、このような要請に対応するためのスプリッタ型のサイレンサ構造を示している。ガス流方向に分割された上流側サイレンサパネル８ａと下流側サイレンサパネル８ｂとが、上流側サイレンサダクト７ａと下流側サイレンサダクト７ｂとに、それぞれずれ止め用の止め金具１７を介して止着されている。
ところが、この場合、上流側サイレンサパネル８ａと下流側サイレンサパネル８ｂとの間に隙間Ｚが生じる。
この隙間Ｚによって図１５に示すように、サイレンサ内のガス流れに渦が生じ、圧力損失を上昇させる要因となっている。
また、従来の技術によるスプリッタ形サイレンサにガスタービンの排ガスが流入したときの各部の温度変化を図１６に示す。図１６において、ａはガスタービン出口のガス温度、即ち、サイレンサパネル８に流入して来る排ガス温度の変化を示す。ｂはサイレンサパネル８の表面に溶接固定されている多孔板１０の温度の変化を示す。ｃはサイレンサパネル８を構成しているフレーム１１の温度の変化を示す。ｄは多孔板１０とフレーム１１との温度差を示す。
ガスタービンが起動されると、ガスタービン出口の排ガス温度は急速に上昇し、短時間で６５０℃まで上昇する。多孔板１０の温度は、ガス通路部の中に設置されている各種部材や多孔板自体の熱容量があるため、ガスタービン出口の排ガス温度より若干遅れて温度が上昇していく。
また、サイレンサパネル８のフレーム１１は吸音材ブロック１２の充填、およびガスとの接触面積が小さいことなどにより、多孔板１０よりさらに遅れて温度が上昇していく。このことにより、多孔板１０とフレーム１１との間には温度上昇速度の差により温度差が生じる。そして、多孔板１０とフレーム１１とは溶接固定されているため、この温度差による熱伸び差を逃がすことができず、多孔板１０の表面に亀裂が入ったり、多孔板１０が変形して皺が生じる等の問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなさたれたもので、サイレンサパネルの多孔板と吸音材（断熱材）に囲まれたフレームとの熱伸び差により発生する応力の低減が図れるスプリッタ形のガスタービン用サイレンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ガスタービンの吸排気用ダクト内に設けられるスプリッタ形のサイレンサであって、格子状に形成したフレームと、このフレームに充填された吸音材と、前記フレームに添装された吸音材のカバーとなる多孔板とによりサイレンサパネルを構成したものにおいて、前記多孔板を前記フレームに対して摺動可能とし、かつ前記フレームに固着される複数個のスタッドにより一括して保持される長さを持つ溝形状の押さえ金物で前記多孔板を摺動可能に挟持するとともに、その各多孔板は前記スタッド挿着部にスタッド遊挿用の孔を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部を設定してなることを特徴とする。
【作用】
本発明によれば、サイレンサパネルを構成するフレームに対して多孔板を摺動できるようにしたので、運転時の加熱による熱伸びを吸収して応力低減が図れる。
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図１〜図４を参照して説明する。なお、従来の構成と同一の部分については図５〜図１５も参照する。
本実施例のガスタービン用サイレンサ２は、概述すると、ガスタービンの吸排気用ダクト内に設けられるスプリッタ形のサイレンサであって、格子状に形成したフレーム１１と、このフレーム１１に充填された吸音材からなる吸音材ブロック１２と、フレーム１１に添装された吸音材のカバーとなる多孔板１０とによりサイレンサパネルを構成している。
このものにおいて、多孔板１０がフレーム１１に対して摺動可能とされ、かつフレーム１０に固着される複数個のスタッド２２により一括して保持される長さを持つ溝形状の押さえ金物２３で多孔板１０を摺動可能に挟持されるとともに、その各多孔板１０はスタッド挿着部にスタッド遊挿用の孔２５を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部を設定される。
詳述すると、本実施例のサイレンサ２は、ガスタービンの排気ダクトとなる上流側サイレンサタクトおよび下流側サイレンサダクトと、その内部にガス流れ方向に沿って直列に配置される上流側サイレンサパネル８ａおよびこれに接続される下流側サイレンサパネル８ｂを有している（図１３および図１４参照）。各サイレンサパネル８ａ，８ｂはサイレンサパネル止め金具を介して各サイレンサダクト７に固定されている（図６および図７参照）。
そして、１つのサイレンサパネルの構成につき、構成材の熱膨張差による応力の低減が図られている。
すなわち、図１および図２は上流側サイレンサパネル８ａの構成を示している。このサイレンサパネル８ａは、格子状に形成したフレーム１１に吸音材ブロック１２を充填し、上下および前後に複数枚の多孔板１０を添装して固定して構成したものである（図９参照）。このものにおいて、図２に示すように、多孔板１０はフレーム１１に対して摺動部１１ａで接して摺動可能とされている。そして、各多孔板１０は図３に示すように、フレーム１１に固着される複数個のスタッド２２により一括して保持される長さを持つ溝形鋼からなる横長な押さえ金物２３によって、フレーム１１との間にワッシャ２４を介して挟持されている。そして、各多孔板１０はスタッド挿着部に対スタッド遊動用の余裕がある長孔または大孔としての孔２５を有するものとして、ガスタービン運転時における熱膨張吸収部が設定されている。なお、押さえ金物２３にも同様に熱膨張吸収用の孔２６が形成されている。
また、図４に示すように、多孔板１０同士の上下または横方向での合せ部である端部においても、熱伸び吸収用の孔２７が形成され、重合状態での摺動が可能となっている。これにより、多孔板１０のフレーム１１への接触面が座屈せずに熱変形による摺動が許容できるようになっている。なお、スタッド２２はフレーム１１およびワッシャ２４に溶接固着されている。
このような構成によれば、排ガスに直接晒される多孔板１０が、ガスタービンの起動，停止過程で排ガス温度に追従して伸縮することができる。即ち、吸音材ブロック１２に囲まれたフレーム１１は、多孔板１０を拘束しないことになり、多孔板１０はフレーム１１との接触面で摺動し、多孔板１０とフレーム１１との間に生じる熱膨張差による熱応力が低減することができる。
【発明の効果】
以上のように、本の発明によれば、サイレンサパネルを構成するフレームとして多孔板とを摺動できるようにしたので、運転時の加熱による熱伸びを吸収して応力低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すパネル全体の側面図。
【図２】図１のＣ−Ｃ線断面図。
【図３】図１のＤ−Ｄ線拡大断面図。
【図４】図１のＥ−Ｅ線拡大断面図。
【図５】コンバインドサイクルにおけるサイレンサ付きのガスタービンの構成を示す図。
【図６】サイレンサの従来例を図５のＦ−Ｆ線断面で示す図。
【図７】図６のＧ−Ｇ線断面図。
【図８】従来のサイレンサパネルを示す斜視図。
【図９】従来のサイレンサパネルを示す分解斜視図。
【図１０】従来のサイレンサパネルを示す拡大側面図。
【図１１】図１０のＨ−Ｈ線断面図。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は従来例における吸音材ブロックを示す斜視図。
【図１３】従来例におけるサイレンサパネルの配置構成を示す平面図。
【図１４】図１３の側面図。
【図１５】従来例の作用説明図（平面図）。
【図１６】従来例の特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１　ガスタービン
２　サイレンサ
３　排熱回収ボイラ
３ａ　煙突
４　蒸気タービン
５，６　発電機
７　サイレンサダクト
７ａ　上流側サイレンサダクト
７ｂ　下流側サイレンサダクト
８　サイレンサパネル
８Ａ　平板状本体部
８Ｂ　ブルノーズ
９　透孔
１０　多孔板
１１　フレーム
１２　吸音材ブロック
１３　吸音材
１４　クロス
１５　マット
１６　金網
１６ａ　ステンレスワイヤ
１７　止め金具
２２　スタッド
２３　押さえ金物
２４　ワッシャ
２５，２６，２７　孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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