در اين نوآوري، سيستم يكپارچه مجموعه فن تهويه عمودي اتاق توربين گاز با سيستم فيلتراسيون هواي ورودي توربوكمپرسور فراساحلي ارائه شده است. وجود محدوديت هاي بالا در شرايط فراساحلي و دريايي منجر مي گردد تا مقدار وزن و فوت پرينت پكيج تا حد قابل قبولي پايين باشد. همچنين الزامات شرايط فراساحلي ايجاب مي كند تا دسترس‌پذيري اجزاء نيز از مقدار بالايي برخوردار باشد. اختراع حاضر براي حل اين مسأله ابداع شده و مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين روش ورودي هواي تهويه اتاق توربين از ورودي جداگانه اي برخوردار نيست و به اتاق فيلتر متصل شده است. با توجه به طراحي هاي انجام گرفته اتاق فيلتر از چهار مرحله فيلتر به ترتيب لوور، پيش فيلتر با گريدG4، فيلتر استاتيكي با گريدF8 و فيلتر استاتيكي با گريدE12 استفاده شده است. به منظور دستيابي به هواي تميز براي فن تهويه اتاق توربين، داكت جانبي متصل به اتاق فيلتر پس از مراحل ابتدايي اتاق فيلتر وصل شده است. از آنجايي كه براي هواي تهويه اتاق فيلتر همانند هواي ورودي موتور به كيفيت بسيار بالايي نياز ندارد، مسير جريان هواي تهويه از فيلتر استاتيكي مرحله آخر با گريدE12 عبور نمي كند. براي تعيين تعداد فيلترها نيز در مراحل پيش فيلتر با گريدG4 و فيلتر استاتيكي با گريدF8 كه قبل از داكت انتقال جانبي به فن تهويه قرار دارند از مجموع دبي موتور و تهويه استفاده شده و براي مرحله فيلتر استاتيكي با گريدE12 تنها از دبي موتور استفاده گرديده است.

سيستم خنك‌كاري داخلي براي پره‌‌‌ي متحرك توربين گاز به‌ گونه‌اي است كه فناوري به كار رفته در هر قسمت، متناسب با بار حرارتي اعمال شده از گازهاي داغ بر آن قسمت مي‌باشد. بدين ترتيب در نواحي كه داراي حساسيت پايين‌تري هستند، ميزان كمتري از سرمايش هواي خنك‌كاري صرف مي‌شود و همچنين در نواحي بحراني كه حساسيت بالاتري دارند، خنك‌كاري با شار بالاتري اعمال مي‌شود. با افزايش ميزان كارايي و بازده سيستم خنك‌كاري، مقدار دبي مصرفي سيال خنك‌كن كاهش مي‌يابد كه راندمان توربين را افزايش مي‌دهد. همچنين ماكزيمم دماي پره كاهش و توزيع يكنواخت‌تري براي دماي پره حاصل ميشود كه موجب افزايش عمر پره در دما‌هاي بالا مي‌شود. در روش‌هاي خنك‌كاري پيشين، خنك‌كاري پره بسيار غيريكنواخت بوده و باعث به وجود آمدن نقاط داغ در پره و كاهش عمر آن مي‌شود. چون لبه‌ي حمله در معرض بيشترين بار حرارتي از سمت گازهاي داغ است و حساسيت بالايي دارد، براي خنك‌كاري اين ناحيه از كانال مارپيچ جداگانه‌اي شامل ريب‌هاي V شكل به منظور افزايش ضريب انتقال حرارت استفاده مي‌شود. هواي عبوري از اين كانال مارپيچ ناحيه‌ي بالاي پره را خنك كرده و از قسمت بالايي لبه‌ي فرار خارج مي‌شود. به جز اين كانال مارپيچ، سيستم خنك‌كاري پره، شامل دو كانال مارپيچ ديگر نيز مي‌باشد كه وظيفه‌ي خنك‌كاري ناحيه‌ي مياني و لبه‌ي فرار پره را بر عهده دارند. در اين دو كانال مارپيچ براي خنك‌كاري ناحيه‌ي مياني پره، سطح مقطع بزرگ بوده و از تكنولوژي ريب با تراكم پايين و سطوح گسترده استفاده شده است تا از افت فشار زياد در اين نواحي جلوگيري شود. جريان اين دو كانال مارپيچ نيز در نهايت خنك‌كاري لبه‌ي فرار را تامين كرده و از مجراي انتهايي لبه‌ي فرار به جريان اصلي تخليه مي‌شود. خنك‌كاري لبه‌ي فرار نيز معمولاً از اهميت بالا برخوردار مي‌باشد زيرا به‌ دليل نازك بودن پره در اين ناحيه، احتمال آسيب حرارتي بالا مي‌باشد. بدين جهت براي خنك‌كاري لبه‌ي فرار از تركيب ريب‌ها و آرايه‌اي از پين-فين‌ها با تراكم نسبتاً بالا استفاده شده است. نازك بودن پره در انتهاي لبه‌ي فرار استفاده از ريب‌ها را مشكل مي‌كند. اما پين-فين‌ها هم ضريب انتقال حرارت را به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌دهند و هم نازك بودن پره مانعي براي ساخت آن‌ها نمي‌باشد.

در اين طرح يك سيستم موقعيت‌دهي و انتقال هواي خنك¬كاري جديد، بهينه و قابل تنظيم ارائه شده است كه در استاتور طبقه اول توربين گازي ارتقا يافته مورد استفاده قرار مي¬گيرد. سيستم ارائه شده متشكل از يك رينگ تكيه¬گاهي بيروني با هندسه متفاوت از طرح اوليه، دو عدد بوش انتقال هواي خنك¬كاري پلتفرم بيروني به ازاي هر وين، دو ورق پوششي براي ذخيره و جت هواي خنك¬كاري به ناحيه پلتفرم بيروني به ازاي هر وين، دو پيچ اوريفيس قابل تنظيم براي انتقال هواي خنك¬كاري ناحيه تاج هر يك از وين¬ها و آب-بندي فضاي بين دو وين مجاور، يك رينگ ناقص قفل¬كننده براي مهار بوش انتقال هواي پلتفرم بيروني، يك رينگ تكيه‌گاهي در ناحيه پلتفرم دروني، يك بوش پله‌دار براي انتقال هواي خنك‌كاري پلتفرم دروني به ازاي هر وين و يك ورق پوششي براي پلتفرم دروني به ازاي هر وين مي¬باشد. سيستم جديد علاوه بر موقعيت‌دهي صحيح ايجاد امكان خنك¬كاري وين¬هاي طبقه اول در طرح توربين ارتقا يافته، با ايجاد امكان تنظيم هواي خنك¬كاري و كاهش هزينه¬هاي توليدي رينگ‌هاي تكيه¬گاهي، تاثير مضاعفي بر افزايش بازده و توان توربين گازي ارتقا يافته دارد.

در طراحي حاضر، خنك‌كاري داخلي پيشرفته‌اي بر اساس تكنولوژي‌هاي جت برخوردي و پين-فين براي پره‌‌‌‌هاي ثابت توربين گاز صنعتي افشا شده است. تكنولوژي‌هاي استفاده شده در اين اختراع به‌ گونه‌اي تعبيه شده است كه فناوري به كار رفته در هر قسمت از پره، متناسب با بار حرارتي اعمال شده از طرف گازهاي داغ بر آن قسمت مي‌باشد. در نتيجه با افزايش ميزان كارايي و بازده سيستم خنك‌كاري، مقدار دبي مصرفي سيال خنك‌كن كاهش يافته است كه موجب افزايش راندمان توربين نيز شده است. در عين حال ماكزيمم دماي پره كاهش يافته و توزيع يكنواخت‌تري براي دماي پره حاصل شده است كه اين عوامل نيز موجب افزايش عمر پره در برابر دما‌هاي بالا مي‌گردند. در حالي كه در روش‌هاي خنك‌كاري مرسوم پيشين، خنك‌كاري پره به شدت غيريكنواخت بوده و باعث به وجود آمدن نقاط داغ در پره و در نهايت كاهش عمر آن مي‌شود. بدين ترتيب براي خنك‌كاري لبه‌ي حمله كه در معرض بيشترين بار حرارتي از سمت گازهاي داغ مي‌باشد و در پي آن از حساسيت بالايي برخوردار است، از جت برخوردي با قطري بزرگتر از ساير نواحي استفاده شده است. در ادامه هواي عبوري از دو سمت جانبي اينزرت عبور كرده و خنك‌كاري سطح مكش و سطح فشار پره را انجام مي‌دهد. براي دستيابي به انتقال حرارت با نرخ بالاتر، در مسير عبور جريان از سطح مكش و فشار پين-فين‌هايي به صورت مماس به اينزرت جانمايي شده‌اند. خنك‌كاري لبه‌ي فرار نيز معمولاً از اهميت بالا برخوردار مي‌باشد زيرا به‌ دليل نازك بودن پره در اين ناحيه، احتمال آسيب حرارتي بالا مي‌باشد. بدين جهت براي خنك‌كاري لبه‌ي فرار از آرايه‌اي از پين-فين‌هاي سرتاسري استفاده شده است. كم بودن ضخامت پره در لبه‌ي فرار، استفاده از جت براي خنك‌كاري اين ناحيه را غير عملي مي‌سازد. در عين حال پين-فين‌ با وجود اجرايي بودن در لبه‌ي فرار، داراي ضريب انتقال حرارت قابل توجه مي‌باشد. در نهايت انتظار مي‌رود كه طرح حاضر قادر به ايجاد خنك‌كاري بهينه در وين‌هاي طبقات اول توربين‌هاي نيروگاهي بوده و نيازمندي‌هاي عمر قطعه در شرايط كاري موتور را برآورده سازد.

در اين طرح اصلاح يك ديفيوزر جهت بهبود رفتار تغيير شكل خزشي ادعا شده است. ديفيوزر بخش توان توربين گاز مورد ادعا در اين اختراع از منظر تغيير شكل خزشي سه بخش اصلي مخروط داخلي، مخروط خارجي و استراتهاي متصل كننده اين دو مخروط را شامل مي‌شود. براي بهبود رفتار خزشي ديفيوزر اين سه مولفه بهبود داده شد. براي اين منظور طول استرات در جهت مسير گاز داغ و ضخامت يك ورق مخروطي در ميانه مخروط داخلي ديفيوزر افزايش داده شد. به علاوه براي بهبود مخروط خارجي تعدادي تقويت كننده به مخروط خارجي اضافه شد كه شامل افزودن پنج ورق در راستاي طولي، دو رينگ و چهار ورق كوتاه در راستاي محيطي به سطح خارجي مخروط بيروني ديفيوزر در محل اتصال استراتها است