JP2019020071A5 - - Google Patents
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Description
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、燃焼器は、周方向に間隔をあけて複数配置されたメインバーナーを備える。前記メインバーナーは、それぞれ混合気を生成する第一メインバーナーと第二メインバーナーとを含む。第二メインバーナーは、前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する。前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、前記第二メインバーナーは、前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を備え、前記第一燃料吐出孔と前記第二燃料吐出孔とは、燃焼器軸線を中心とした径方向で内側と外側とに分かれるように配置されている。
このように構成することで、第一メインバーナーによる火炎と、第二メインバーナーによる火炎とを僅かに異なるものとすることができる。そのため、メインバーナーの配置される周方向で、燃料濃度分布が一様になることを抑制できる。その一方で、燃焼器全体で燃料濃度分布が過度にバラつくことを抑制できる。
したがって、窒素酸化物の増加、及び燃焼振動の発生をそれぞれ抑制することができる。
The following configuration is adopted to solve the above problem.
According to the first aspect of the present invention, the combustor includes a plurality of main burners arranged at intervals in the circumferential direction. The main burner includes a first main burner and a second main burner that respectively generate an air-fuel mixture. The second main burner generates an air-fuel mixture having a more uniform fuel concentration than the first main burner. The first main burner and the second main burner are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in a circumferential direction, and the second main burner determines a fuel concentration of the air-fuel mixture by a main nozzle. In the circumferential direction around the center, the first main burner is made more uneven than the first main burner, and the second main burner is arranged on the first side in the circumferential direction around the main nozzle and discharges fuel at the first side. A second fuel discharge hole that is disposed on a second circumferential side around the main nozzle opposite to the first side and discharges the fuel; The hole and the second fuel discharge hole are arranged so as to be divided into an inner side and an outer side in a radial direction about the combustor axis .
With this configuration, the flame by the first main burner and the flame by the second main burner can be made slightly different. Therefore, it is possible to suppress the fuel concentration distribution from becoming uniform in the circumferential direction in which the main burners are arranged. On the other hand, it is possible to suppress the fuel concentration distribution from being excessively varied in the entire combustor.
Therefore, it is possible to suppress the increase of the nitrogen oxides and the generation of the combustion oscillation.
さらに、第一メインバーナーと第二メインバーナーとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。 Furthermore , since the first main burner and the second main burner are not arranged rotationally symmetrically, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.
また、メインノズルの周方向で、第二メインバーナーによる火炎の形状を第一メインバーナーによる火炎に対して僅かに変化させることができる。
この発明の第二態様によれば、燃焼器は、周方向に間隔をあけて複数配置されたメインバーナーを備え、前記メインバーナーは、混合気を生成する第一メインバーナーと、前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する第二メインバーナーと、を備え、前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、前記第二メインバーナーは、前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を備え、前記第一燃料吐出孔と前記第二燃料吐出孔とは、燃焼器軸線を中心とした周方向に分かれて配置されている。
この発明の第三態様によれば、燃焼器は、周方向に間隔をあけて複数配置されたメインバーナーを備え、前記メインバーナーは、混合気を生成する第一メインバーナーと、前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する複数の第二メインバーナーと、を備え、前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、前記第二メインバーナーは、前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を備え、前記第一燃料吐出孔と前記第二燃料吐出孔とは、燃焼器軸線を中心とした径方向で内側と外側とに分かれるように配置され、前記メインバーナーは、複数の前記第二メインバーナーとして、前記第一燃料吐出孔が燃焼器軸線を中心とした径方向の内側に配置された第二メインバーナーと、前記第一燃料吐出孔が燃焼器軸線を中心とした径方向の外側に配置された第二メインバーナーと、の両方を含む。
この発明の第四態様によれば、燃焼器は、周方向に間隔をあけて複数配置されたメインバーナーを備え、前記メインバーナーは、混合気を生成する第一メインバーナーと、前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する複数の第二メインバーナーと、を備え、前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、前記メインバーナーは、複数の前記第二メインバーナーとして、前記メインノズルを中心とした径方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記メインノズルを中心とした径方向の第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした径方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を有する第二メインバーナーと、前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記メインノズルを中心とした周方向の第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を有する第二メインバーナーと、を含む。
Further, in the circumferential direction of the main nozzle, the shape of the flame by the second main burner can be slightly changed with respect to the flame by the first main burner.
According to a second aspect of the present invention, a combustor includes a plurality of main burners arranged at intervals in a circumferential direction, wherein the main burner includes a first main burner that generates an air-fuel mixture, and a first main burner that generates an air-fuel mixture. A second main burner that generates an air-fuel mixture in which the fuel concentration is more uneven than the burner, wherein the first main burner and the second main burner are arranged non-periodically over the entire circumference in the circumferential direction. The second main burner is arranged in a pattern, the second main burner makes the fuel concentration of the air-fuel mixture more non-uniform than the first main burner in a circumferential direction around a main nozzle, and the second main burner A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in the circumferential direction around the nozzle and discharges fuel, and a second side in the circumferential direction around the main nozzle opposite to the first side. Placed Wherein and a second fuel discharge hole for discharging fuel, said the first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole are arranged divided into around the combustor axis circumferential direction.
According to a third aspect of the present invention, a combustor includes a plurality of main burners arranged at intervals in a circumferential direction, wherein the main burner includes a first main burner that generates an air-fuel mixture, and a first main burner that generates an air-fuel mixture. A plurality of second main burners that generate an air-fuel mixture having a more non-uniform fuel concentration than the burners, wherein the first main burner and the second main burner are aperiodic over the entire circumference in the circumferential direction. Arranged in a suitable arrangement pattern, the second main burner, the fuel concentration of the air-fuel mixture in the circumferential direction around the main nozzle, and more uneven than the first main burner, the second main burner, A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in a circumferential direction around the main nozzle and discharges fuel, and a second circumferential direction around the main nozzle opposite to the first side. Arranged on the side And a second fuel discharge hole for discharging the fuel, wherein the first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole are divided into an inner side and an outer side in a radial direction about a combustor axis. Wherein the main burner comprises a plurality of second main burners, wherein the first fuel discharge holes are disposed radially inward with respect to a combustor axis as the center, and the first fuel burner comprises: The discharge hole includes both a second main burner disposed radially outward with respect to the combustor axis.
According to a fourth aspect of the present invention, a combustor includes a plurality of main burners arranged at intervals in a circumferential direction, wherein the main burners include a first main burner that generates an air-fuel mixture and a first main burner that generates an air-fuel mixture. A plurality of second main burners that generate an air-fuel mixture having a more non-uniform fuel concentration than the burners, wherein the first main burner and the second main burner are aperiodic over the entire circumference in the circumferential direction. Arranged in a simple arrangement pattern, the second main burner makes the fuel concentration of the air-fuel mixture more uneven than the first main burner in a circumferential direction around a main nozzle, and the main burner includes a plurality of main burners. As the second main burner, a first fuel discharge hole that is disposed on a first side in a radial direction about the main nozzle and discharges fuel, and a first fuel discharge hole in the radial direction about the main nozzle. A second main burner having a second fuel discharge hole that is disposed on the second side in the radial direction about the main nozzle opposite to the main nozzle and that discharges the fuel, A first fuel discharge hole that is disposed on the first side in the circumferential direction and discharges fuel, and a first fuel discharge hole that is opposite to the first side in the circumferential direction centering on the main nozzle and has a circumferential direction centered on the main nozzle. A second fuel burner having a second fuel discharge hole disposed on the second side for discharging the fuel.
この発明の第五態様によれば、第一から第四態様の何れか一つの態様に係る燃焼器は、第二燃料吐出孔は、前記第一燃料吐出孔よりも大きい孔径を有するようにしてもよい。
このように構成することで、第一燃料吐出孔よりも第二燃料吐出孔から噴射される燃料量を増加させることができる。したがって、第二メインバーナーにおいて容易にメインノズル周りの燃料濃度を不均一にすることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the combustor according to any one of the first to fourth aspects , the second fuel discharge hole has a larger hole diameter than the first fuel discharge hole. Is also good.
With this configuration, it is possible to increase the amount of fuel injected from the second fuel discharge hole than from the first fuel discharge hole. Therefore, the fuel concentration around the main nozzle in the second main burner can be easily made non-uniform.
この発明の第六態様によれば、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る燃焼器は、前記第一燃料吐出孔に前記燃料を供給する第一燃料供給系統と、前記第一燃料供給系統とは異なる圧力で前記第二燃料吐出孔に前記燃料を供給する第二燃料供給系統と、を更に備えていてもよい。
このように構成することで、第一燃料吐出孔と第二燃料吐出孔との孔径を変えることなく、第一燃料吐出孔と第二燃料吐出孔とから噴射される燃料量を異ならせることができる。したがって、第二メインバーナーにおいて、容易にメインノズル周りの燃料濃度を不均一にすることができる。
According to a sixth aspect of the invention, engagement Ru combustor to any one of aspects from the first fifth aspect, said supplying the fuel to the first fuel discharge hole first fuel supply system, wherein A second fuel supply system that supplies the fuel to the second fuel discharge hole at a pressure different from that of the first fuel supply system.
With this configuration, it is possible to vary the amount of fuel injected from the first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole without changing the diameter of the first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole. it can. Therefore, in the second main burner, the fuel concentration around the main nozzle can be easily made non-uniform.
この発明の第七態様によれば、ガスタービンは、第一から第六態様の何れか一つの態様に係る燃焼器を備えている。
このように構成することで、燃焼振動により運転状態が不安定になることを低減できるとともに、窒素酸化物の発生を抑制することができる。したがって、商品性を向上することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, a gas turbine includes the combustor according to any one of the first to sixth aspects.
With this configuration, it is possible to reduce the unstable operation state due to the combustion vibration and to suppress the generation of nitrogen oxides. Therefore, the merchantability can be improved.
Claims (7)
前記メインバーナーは、
混合気を生成する第一メインバーナーと、
前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する第二メインバーナーと、を備え、
前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、
前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、
前記第二メインバーナーは、
前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、
前記第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を備え、
前記第一燃料吐出孔と前記第二燃料吐出孔とは、燃焼器軸線を中心とした径方向で内側と外側とに分かれるように配置されている燃焼器。 Equipped with multiple main burners arranged at intervals in the circumferential direction,
The main burner is
A first main burner for generating an air-fuel mixture;
A second main burner that generates an air-fuel mixture having a non-uniform fuel concentration than the first main burner ,
The first main burner and the second main burner are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction,
The second main burner, the fuel concentration of the air-fuel mixture, in the circumferential direction around the main nozzle, the non-uniform than the first main burner,
The second main burner includes:
A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in a circumferential direction around the main nozzle and discharges fuel,
A second fuel discharge hole that is disposed on a second side in the circumferential direction around the main nozzle opposite to the first side and discharges the fuel,
A combustor, wherein the first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole are arranged so as to be divided into an inner side and an outer side in a radial direction about a combustor axis .
前記メインバーナーは、
混合気を生成する第一メインバーナーと、
前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する第二メインバーナーと、を備え、
前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、
前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、
前記第二メインバーナーは、
前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、
前記第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を備え、
前記第一燃料吐出孔と前記第二燃料吐出孔とは、燃焼器軸線を中心とした周方向に分かれて配置されている燃焼器。 Equipped with multiple main burners arranged at intervals in the circumferential direction,
The main burner is
A first main burner for generating an air-fuel mixture;
A second main burner that generates an air-fuel mixture having a non-uniform fuel concentration than the first main burner,
The first main burner and the second main burner are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction ,
The second main burner, the fuel concentration of the air-fuel mixture, in the circumferential direction around the main nozzle, the non-uniform than the first main burner,
The second main burner includes:
A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in a circumferential direction around the main nozzle and discharges fuel,
A second fuel discharge hole that is disposed on a second side in the circumferential direction around the main nozzle opposite to the first side and discharges the fuel,
The combustor, wherein the first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole are arranged separately in a circumferential direction about a combustor axis .
前記メインバーナーは、
混合気を生成する第一メインバーナーと、
前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する複数の第二メインバーナーと、を備え、
前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、
前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、
前記第二メインバーナーは、
前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、
前記第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を備え、
前記第一燃料吐出孔と前記第二燃料吐出孔とは、燃焼器軸線を中心とした径方向で内側と外側とに分かれるように配置され、
前記メインバーナーは、複数の前記第二メインバーナーとして、
前記第一燃料吐出孔が燃焼器軸線を中心とした径方向の内側に配置された第二メインバーナーと、
前記第一燃料吐出孔が燃焼器軸線を中心とした径方向の外側に配置された第二メインバーナーと、の両方を含む燃焼器。 Equipped with multiple main burners arranged at intervals in the circumferential direction,
The main burner is
A first main burner for generating an air-fuel mixture;
A plurality of second main burners that generate an air-fuel mixture having a more non-uniform fuel concentration than the first main burner,
The first main burner and the second main burner are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction,
The second main burner, the fuel concentration of the air-fuel mixture, in the circumferential direction around the main nozzle, the non-uniform than the first main burner,
The second main burner includes:
A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in a circumferential direction around the main nozzle and discharges fuel,
A second fuel discharge hole that is disposed on a second side in the circumferential direction around the main nozzle opposite to the first side and discharges the fuel,
The first fuel discharge hole and the second fuel discharge hole are arranged so as to be divided into an inner side and an outer side in a radial direction around the combustor axis,
The main burner includes a plurality of the second main burners,
A second main burner in which the first fuel discharge hole is disposed radially inward with respect to a combustor axis;
A combustor including both the first fuel discharge hole and a second main burner disposed radially outward with respect to a combustor axis .
前記メインバーナーは、
混合気を生成する第一メインバーナーと、
前記第一メインバーナーよりも燃料濃度が不均一な混合気を生成する複数の第二メインバーナーと、を備え、
前記第一メインバーナーと前記第二メインバーナーとは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置され、
前記第二メインバーナーは、前記混合気の燃料濃度を、メインノズルを中心とした周方向で、前記第一メインバーナーよりも不均一とし、
前記メインバーナーは、複数の前記第二メインバーナーとして、
前記メインノズルを中心とした径方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記メインノズルを中心とした径方向の第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした径方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を有する第二メインバーナーと、
前記メインノズルを中心とした周方向の第一側に配置されて燃料を吐出する第一燃料吐出孔と、前記メインノズルを中心とした周方向の第一側とは反対側となる前記メインノズルを中心とした周方向の第二側に配置されて前記燃料を吐出する第二燃料吐出孔と、を有する第二メインバーナーと、を含む燃焼器。 Equipped with multiple main burners arranged at intervals in the circumferential direction,
The main burner is
A first main burner for generating an air-fuel mixture;
A plurality of second main burners that generate an air-fuel mixture having a more non-uniform fuel concentration than the first main burner,
The first main burner and the second main burner are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction,
The second main burner, the fuel concentration of the air-fuel mixture, in the circumferential direction around the main nozzle, the non-uniform than the first main burner,
The main burner includes a plurality of the second main burners,
A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in a radial direction with the main nozzle as a center and discharges fuel, and the main nozzle that is opposite to a first side in a radial direction with the main nozzle as a center; A second main burner having a second fuel discharge hole that is disposed on the second side in the radial direction with the center as the center and discharges the fuel,
A first fuel discharge hole that is disposed on a first side in the circumferential direction around the main nozzle and discharges fuel, and the main nozzle that is opposite to the first side in the circumferential direction around the main nozzle; And a second fuel burner having a second fuel discharge hole that is disposed on a second side in the circumferential direction around the center and that discharges the fuel .
前記第一燃料供給系統とは異なる圧力で前記第二燃料吐出孔に前記燃料を供給する第二燃料供給系統と、を備える請求項1から5の何れか一項に記載の燃焼器。 A first fuel supply system that supplies the fuel to the first fuel discharge hole,
The combustor according to any one of claims 1 to 5 , further comprising: a second fuel supply system that supplies the fuel to the second fuel discharge hole at a pressure different from that of the first fuel supply system.
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