JP2020063902A - ガスタービンの燃焼室、ガスタービン及びガスタービンの運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2 主要旋回体
3 噴霧装置
4 長手中心軸
5 予燃焼室
6 噴霧ランス
7 噴霧ノズル
9 過流室
10 径方向の渦発生器
11 軸方向の渦発生器
12 燃料導管
13 燃料導管
14 燃料弁
15 燃料弁
16 噴霧円錐
17 点火用電極
18 フード様部分
19 バイパス
20 径方向の渦発生器
21 排出開口部
22 部分円
23 炎管
24 燃料導管
25 曲線
26 曲線
27 チャンバ
28 ノズル開口部
29 噴霧円錐
30 燃料弁
Claims (15)
- 燃料を燃焼空気の存在下で燃焼させるためのガスタービンの燃焼室(1)であって、前記燃焼室(1)は二元燃料燃焼室として構成されており、
前記二元燃料燃焼室には、ガス燃料動作モードにおいて、ガス燃料と燃焼空気とから成る混合気が主要旋回体(2)を通じて供給可能であり、液体燃料動作モードにおいて、液体燃料が噴霧装置(3)を通じて、燃焼空気が前記主要旋回体(2)を通じて供給可能であり、
前記噴霧装置(3)は、前記燃焼室(1)の長手中心軸(4)に関して、又は前記燃焼室(1)の予燃焼室(5)の長手中心軸(4)に関して、中央の噴霧ノズル(7)を備えた噴霧ランス(6)を有しており、
中央の前記噴霧ランス(6)の前記噴霧ノズル(7)は、過流室(9)を有しており、前記過流室(9)の下流においてノズル開口部(28)を有しており、
前記過流室(9)には、液体燃料が、径方向の渦発生器(10)及び軸方向の渦発生器(11)を通じて供給可能である燃焼室(1)。 - 前記液体燃料が、前記径方向の渦発生器(10)に、第1の燃料導管(12)を通じて供給可能であり、前記軸方向の渦発生器(11)には、別個の第2の燃料導管(13)を通じて供給可能であることを特徴とする、請求項1に記載の燃焼室。
- 前記第1の燃料導管(12)には第1の燃料弁(15)が、前記第2の燃料導管(13)には別個の第2の燃料弁(14)が、配設されていることを特徴とする、請求項2に記載の燃焼室。
- 前記第1の燃料弁(15)が開かれ、前記第2の燃料弁(14)が閉じられており、前記液体燃料が前記過流室(9)に、専ら前記径方向の渦発生器(10)を通じて供給される場合に、中央の前記噴霧ランス(6)の前記噴霧ノズル(7)が、60°より大きく100°より小さい噴霧角度(β)を有する噴霧円錐(16)をもたらし、
前記第1及び前記第2の燃料弁(14、15)の両方が開かれており、前記液体燃料が前記過流室(9)に、前記軸方向及び径方向の渦発生器(10、11)を通じて供給される場合に、中央の前記噴霧ランス(6)の前記噴霧ノズル(7)は、40°より大きく60°より小さい噴霧角度(β)を有する噴霧円錐(16)をもたらすことを特徴とする、請求項3に記載の燃焼室。 - 中央の前記噴霧ランス(6)が、フード様の部分(18)を有しており、前記部分は、中央の前記噴霧ランス(6)の前記噴霧ノズル(7)の前記ノズル開口部(28)の下流と、中央の前記噴霧ランス(6)の排出開口部(21)の上流と、において、チャンバ(27)を画定しており、前記チャンバには、前記ノズル開口部(28)を通じて、前記液体燃料が、前記過流室(9)及び燃焼空気から、前記主要旋回体(2)を迂回して、径方向の渦発生器(20)を通じて供給可能であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の燃焼室。
- 前記主要旋回体(2)を迂回し、前記噴霧ノズル(7)の前記ノズル開口部(28)と前記フード様の部分(18)との間の前記チャンバ(27)を通って、前記燃焼室(1)に供給可能である燃焼空気流が、前記主要旋回体(2)を通じて前記燃焼室(1)に供給され得る燃焼空気流の1%から10%の間であることを特徴とする、請求項5に記載の燃焼室。
- 前記噴霧装置(3)が、前記燃焼室(1)の長手中心軸(4)に関して、又は前記燃焼室(1)の前記予燃焼室(5)の長手中心軸(4)に関して、複数の分散した噴霧ノズル(8)を有していることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の燃焼室。
- 前記分散した噴霧ノズル(8)が、前記燃焼室(1)の前記長手中心軸(4)の周りに、又は前記予燃焼室(5)の前記長手中心軸(4)の周りに延在する円軌道又は部分円軌道(22)上に配置されていることを特徴とする、請求項7に記載の燃焼室。
- 前記分散した噴霧ノズル(8)が配置された前記円軌道又は前記部分円軌道(22)の中心点が、前記燃焼室(1)又は前記燃焼室(1)の前記予燃焼室(5)の前記長手中心軸(4)上に位置しており、前記分散した噴霧ノズル(8)が配置されている前記円軌道又は前記部分円軌道(22)の半径は、前記主要旋回体(2)の内側半径の0.4倍から1.1倍の間であることを特徴とする、請求項8に記載の燃焼室。
- 前記分散した噴霧ノズル(8)がそれぞれ、25°より大きく90°より小さい噴霧角度(Ψ)を有する噴霧円錐をもたらすことを特徴とする、請求項7から9のいずれか一項に記載の燃焼室。
- 前記分散した噴霧ノズル(8)が、自励式の、振動する流体ジェットを供給するノズルとして構成されていることを特徴とする、請求項7から10のいずれか一項に記載の燃焼室。
- 燃焼空気の存在下で燃料を燃焼させるための、請求項1から11のいずれか一項に記載の燃焼室(1)と、
燃焼の際に発生する排ガスを膨張させるためのタービンと、
を有するガスタービン。 - ガス燃料動作モードにおいて、燃焼室(1)に、ガス燃料と燃焼空気とから成る混合気が、主要旋回体(2)を通じて供給され、
液体燃料動作モードにおいて、前記燃焼室(1)に、噴霧装置(3)を通じて液体燃料が供給され、少なくとも前記主要旋回体(2)を通じて燃焼空気が供給されることを特徴とする、請求項12に記載のガスタービンを運転するための方法。 - 液体燃料動作モードにおいて、中央の噴霧ランス(6)も、分散した噴霧ノズル(8)も、アイドリングと全負荷との間の動作領域全体において、前記燃焼室(1)に前記液体燃料を供給するために用いられることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 液体燃料動作モードにおいて、ガスタービンに点火するために、中央の前記噴霧ランス(6)の過流室(9)に、前記液体燃料が、専ら径方向の渦発生器(10)を通じて供給されること、及び前記ガスタービンの点火の後で、中央の前記噴霧ランス(6)の前記過流室(9)に、前記液体燃料が、付加的に軸方向の渦発生器(10)を通じて供給されること、を特徴とする、請求項13又は14に記載の方法。
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