JP2021046951A - Gas turbine combustor - Google Patents

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恭大 穐山
Yasuhiro Akiyama
恭大 穐山
智広 浅井
Tomohiro Asai
智広 浅井
吉田 正平
Shohei Yoshida
正平 吉田
平田 義隆
Yoshitaka Hirata
義隆 平田
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Abstract

To provide a gas turbine combustor capable of damping pressure fluctuation due to combustion vibration and suppressing an increase in NOx emissions due to reduction of combustion air.SOLUTION: A gas turbine combustor includes: a combustor liner 12; an air hole plate having a plurality of air holes 21 concentrically arranged in multiple rows; a plurality of fuel nozzles 22 arranged coaxially with the air holes; a spring seal 26 disposed between an outer peripheral surface of a plate lip covering the outer periphery of the air hole plate and an inner peripheral surface 12a of the combustor liner; a slot 27 disposed on the inner peripheral surface of the combustor liner at the downstream position of the spring seal so as to have an approximately L-shaped cross sectional shape and extend in the peripheral direction of the combustor liner and forming an acoustic space 92; an annular band-shaped partition plate 28 disposed in the acoustic space and on an axial side wall part of the slot; and a plurality of pressure wave introduction holes 90 provided in the slot and connecting a combustion chamber with the acoustic space. The slot is disposed to cover the air holes in the outermost peripheral row of the air hole plate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスタービン燃焼器の構造に係り、特に、マルチクラスタバーナー構造のガスタービン燃焼器に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to the structure of a gas turbine combustor, and more particularly to a technique effective when applied to a gas turbine combustor having a multi-cluster burner structure.

火力発電プラントでは、地球温暖化の原因となる二酸化炭素(CO2)の排出量を削減する手段として、発電効率の向上や化石燃料以外の水素などの燃料を積極的に利用することが検討されている。発電効率の向上には、ガスタービン発電設備のタービン入口温度の高温化が有効である。 Thermal power plants are considering improving power generation efficiency and actively using fuels such as hydrogen other than fossil fuels as a means of reducing carbon dioxide (CO 2 ) emissions, which cause global warming. ing. Increasing the turbine inlet temperature of gas turbine power generation equipment is effective for improving power generation efficiency.

しかし、ガスタービンの高温化に伴い、環境汚染物質である窒素酸化物(NOx)の排出量が増加するため、発電効率の向上と共にNOx排出量の低減が重要な技術課題となっており、高温化や水素含有燃料に対応したガスタービンの低NOx燃焼方式が求められている。 However, as the temperature of gas turbines rises, the emission of nitrogen oxides (NOx), which is an environmental pollutant, increases. Therefore, improving power generation efficiency and reducing NOx emissions have become important technical issues, and high temperatures. There is a demand for a low NOx combustion method for gas turbines that is compatible with carbon and hydrogen-containing fuels.

ガスタービン燃焼器の燃焼方式として、一般に拡散燃焼方式と予混合燃焼方式がある。拡散燃焼方式は、燃料を燃焼室に直接噴射して燃焼室内で燃料と空気を混合する形式であり、燃焼室内で燃料が完全燃焼するのに必要な空気の割合(量論混合比)に混合された領域から火炎が形成される。このため、燃焼室上流への火炎の逆流や燃料供給系統内での自着火の可能性が無く、燃焼安定性を確保できる。 As a combustion method of a gas turbine combustor, there are generally a diffusion combustion method and a premixed combustion method. The diffusion combustion method is a form in which fuel is directly injected into the combustion chamber and the fuel and air are mixed in the combustion chamber, and the fuel is mixed to the ratio of air required for complete combustion in the combustion chamber (quantitative mixing ratio). A flame is formed from the created area. Therefore, there is no possibility of backflow of flame to the upstream of the combustion chamber and self-ignition in the fuel supply system, and combustion stability can be ensured.

しかし、燃焼室内で燃料と空気が量論混合比に混合された領域に火炎が形成されるため、局所的に高温の火炎が形成される。この局所高温領域ではNOx排出量が多く、窒素や水や蒸気などの不活性媒体を噴射しNOx排出量を削減する必要があるため、不活性媒体を供給する補機の動力が必要となり発電効率が低下する可能性がある。 However, since a flame is formed in a region where fuel and air are mixed in a stoichiometric mixture ratio in the combustion chamber, a high-temperature flame is locally formed. In this locally high temperature region, NOx emissions are large, and it is necessary to inject an inert medium such as nitrogen, water, or steam to reduce NOx emissions. Therefore, the power of an auxiliary machine that supplies the inert medium is required, and power generation efficiency is increased. May decrease.

一方、予混合燃焼方式は、燃料と空気を予め混合して燃焼室に供給する燃焼方式であり、燃料を希薄に燃焼させることができるため低NOx化が可能である。しかし、ガスタービンの高温化に伴い燃焼用空気温度が上昇すると共に、燃料と空気を混合する予混合器内での燃料濃度が高まるため、火炎の逆流により構造物を焼損する可能性があり、信頼性の低下が懸念される。 On the other hand, the premixed combustion method is a combustion method in which fuel and air are mixed in advance and supplied to the combustion chamber, and the fuel can be burned leanly, so that NOx can be reduced. However, as the temperature of the combustion air rises as the temperature of the gas turbine rises, the fuel concentration in the premixer that mixes fuel and air increases, so there is a possibility that the structure will be burned due to the backflow of flame. There is concern that reliability will decline.

上記のような水素含有燃料を用いるガスタービンの場合、水素は天然ガスと比較して量論混合比における断熱火炎温度が高いため、拡散燃焼方式でのNOx排出量は増加する。一方、予混合燃焼方式に水素含有燃料を用いると、水素は着火エネルギが小さく、燃焼速度が速いため、予混合器に火炎が逆流したり、予混合器内で自着火したりする可能性が高くなる。 In the case of a gas turbine using a hydrogen-containing fuel as described above, hydrogen has a higher adiabatic flame temperature in a stoichiometric mixing ratio than natural gas, so that NOx emissions in the diffusion combustion method increase. On the other hand, when hydrogen-containing fuel is used for the premixed combustion method, the ignition energy of hydrogen is small and the combustion speed is high, so there is a possibility that the flame will flow back into the premixer or self-ignite in the premixer. It gets higher.

このような課題を解決するため、燃焼室上流に配置された複数の燃料ノズルと複数の空気孔を同軸上に配置し、燃料と空気を同軸流として燃焼室に供給する燃焼器がある。このタイプの燃焼器では、燃料と空気を分散して同軸流として供給することで混合が急速に促進され、NOx排出量を低減することが可能となる。また、混合距離を短くでき、火炎の逆流を防止できる。 In order to solve such a problem, there is a combustor in which a plurality of fuel nozzles and a plurality of air holes arranged upstream of the combustion chamber are arranged coaxially, and fuel and air are supplied to the combustion chamber as a coaxial flow. In this type of combustor, by dispersing fuel and air and supplying them as a coaxial flow, mixing is rapidly promoted and NOx emissions can be reduced. In addition, the mixing distance can be shortened and the backflow of flame can be prevented.

しかし、この燃焼器に高水素濃度の燃料を適用すると、燃焼振動の発生による圧力変動の振幅が増加し、燃焼器構造物の信頼性が低下する場合がある。このような場合は燃焼室を形成するライナの外周面に燃焼振動による圧力変動を減衰させる音響空間を形成した音響ライナを設置することが有効である。 However, when a fuel having a high hydrogen concentration is applied to this combustor, the amplitude of pressure fluctuation due to the generation of combustion vibration increases, and the reliability of the combustor structure may decrease. In such a case, it is effective to install an acoustic liner having an acoustic space formed on the outer peripheral surface of the liner forming the combustion chamber to attenuate the pressure fluctuation due to the combustion vibration.

音響ライナはライナ内壁面に設けた複数の圧力波導入孔により圧力波を音響空間へ導き、音響空間の径方向高さに応じた特定周波数帯の燃焼振動で生じる圧力変動を減衰すると共に、音響空間への火炎の侵入を防止するためのパージ空気を音響空間内部へ導くパージ空気孔で構成されている。 The acoustic liner guides the pressure wave to the acoustic space by a plurality of pressure wave introduction holes provided on the inner wall surface of the liner, attenuates the pressure fluctuation caused by the combustion vibration of a specific frequency band according to the radial height of the acoustic space, and at the same time, acoustically. It is composed of purge air holes that guide purge air into the acoustic space to prevent flames from entering the space.

特許文献1には、その一例として燃焼室を形成している円筒部材(燃焼筒)の外周面に音響空間を設けた構造が開示されている。 Patent Document 1 discloses, as an example, a structure in which an acoustic space is provided on the outer peripheral surface of a cylindrical member (combustion cylinder) forming a combustion chamber.

国際公開第2013/077394号International Publication No. 2013/077394

しかしながら、特許文献1に開示された音響ライナにおいて、音響空間への火炎の逆流を防止するためには、圧力波導入孔(貫通孔群16)から特定量のパージ空気が必要であり、燃焼用の空気が減少してNOx排出量が増加する可能性がある。 However, in the acoustic liner disclosed in Patent Document 1, in order to prevent the backflow of flame into the acoustic space, a specific amount of purge air is required from the pressure wave introduction hole (through hole group 16), and it is used for combustion. Air may decrease and NOx emissions may increase.

そこで、本発明の目的は、燃焼振動による圧力変動を減衰すると共に、燃焼用空気の低減によるNOx排出量の増加を抑制可能なガスタービン燃焼器を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas turbine combustor capable of attenuating pressure fluctuations due to combustion vibration and suppressing an increase in NOx emissions due to a reduction in combustion air.

上記課題を解決するために、本発明は、燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室を形成する燃焼器ライナと、前記燃焼室の上流側に位置し、同心円状に複数列配置された空気孔を複数備えた空気孔プレートと、前記空気孔と同軸に配置された複数の燃料ノズルと、前記空気孔プレートの外周を覆うプレートリップと、前記プレートリップと前記燃焼器ライナとの嵌合部において前記プレートリップの外周面と前記燃焼器ライナの内周面との間に配置されたスプリングシールと、前記スプリングシールの下流位置の前記燃焼器ライナの内周面に、略L字型の断面形状を有し、かつ、前記燃焼器ライナの周方向に延在するように配置され、音響空間を形成するスロットと、前記音響空間内で、かつ、前記スロットの軸方向側壁部に配置された環帯状の仕切板と、前記スロットに設けられ、前記音響空間と前記燃焼室とを連結する複数の圧力波導入孔と、を備え、前記スロットは、前記空気孔プレートの最外周列の空気孔を覆うように配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is located concentrically with a combustion chamber that burns a mixture of fuel and air, a combustor liner that forms the combustion chamber, and an upstream side of the combustion chamber. An air hole plate having a plurality of air holes arranged in a plurality of rows, a plurality of fuel nozzles arranged coaxially with the air holes, a plate lip covering the outer periphery of the air hole plate, the plate lip and the combustion chamber. A spring seal arranged between the outer peripheral surface of the plate lip and the inner peripheral surface of the combustion chamber liner at the fitting portion with the liner, and the inner peripheral surface of the combustion chamber liner at a position downstream of the spring seal. A slot having a substantially L-shaped cross section and being arranged so as to extend in the circumferential direction of the combustion chamber liner to form an acoustic space, and a slot in the acoustic space and in the axial direction of the slot. A ring-shaped partition plate arranged on a side wall portion and a plurality of pressure wave introduction holes provided in the slot and connecting the acoustic space and the combustion chamber are provided, and the slot is provided in the air hole plate. It is characterized in that it is arranged so as to cover the air holes in the outermost row.

本発明によれば、燃焼振動による圧力変動を減衰すると共に、燃焼用空気の低減によるNOx排出量の増加を抑制可能なガスタービン燃焼器を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a gas turbine combustor capable of attenuating pressure fluctuations due to combustion vibration and suppressing an increase in NOx emissions due to a reduction in combustion air.

これにより、ガスタービン燃焼器の信頼性向上および低NOx化の両立が可能となり、火力発電プラントの発電効率の向上とNOx排出量の低減に寄与できる。 This makes it possible to improve the reliability of the gas turbine combustor and reduce NOx at the same time, which contributes to the improvement of power generation efficiency of the thermal power plant and the reduction of NOx emissions.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.

本発明の実施例1に係る燃焼器バーナ部の断面図である。It is sectional drawing of the combustor burner part which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るガスタービン燃焼器を備えたガスタービンプラントの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas turbine plant provided with the gas turbine combustor which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る空気孔プレートの正面図である。It is a front view of the air hole plate which concerns on Example 1 of this invention. 従来例における燃焼器バーナ部の断面図である。It is sectional drawing of the combustor burner part in the conventional example. 本発明の実施例2に係る燃焼器バーナ部の断面図である。It is sectional drawing of the combustor burner part which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る燃焼器バーナ部の断面図である。It is sectional drawing of the combustor burner part which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係る空気孔プレートの正面図である。It is a front view of the air hole plate which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る空気孔プレートおよびライナの正面図である。It is a front view of the air hole plate and liner which concerns on Example 4 of this invention.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components are designated by the same reference numerals, and the detailed description of overlapping portions will be omitted.

図1から図4を参照して、本発明の実施例1のガスタービン燃焼器について説明する。なお、図4は本発明を分かり易くするために比較例として示す従来のガスタービン燃焼器の燃焼器バーナ部の断面図である。 The gas turbine combustor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 4 is a cross-sectional view of a combustor burner portion of a conventional gas turbine combustor shown as a comparative example in order to make the present invention easy to understand.

図2は、本実施例のガスタービン燃焼器を備えたガスタービンプラント1の概略構成図である。ガスタービンプラント1では、圧縮機2で圧縮された圧縮空気102がディフューザ9を通過後、車室13へ流入する。車室13へ流入した圧縮空気102は、フロースリーブ14を通過し、外筒10とライナ12の間へ流れる。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a gas turbine plant 1 provided with the gas turbine combustor of the present embodiment. In the gas turbine plant 1, the compressed air 102 compressed by the compressor 2 passes through the diffuser 9 and then flows into the vehicle interior 13. The compressed air 102 that has flowed into the passenger compartment 13 passes through the flow sleeve 14 and flows between the outer cylinder 10 and the liner 12.

圧縮空気102の一部はライナ12の冷却空気103として燃焼室5に流入する。外筒10とライナ12の間を通過した圧縮空気102は、スプリングシール26を通過し、プレートリップ25の外周側を流れるリップ冷却空気(リーク空気)105と空気孔プレート20に設けられた空気孔21に流入し燃焼室5に噴出する燃焼用空気104に分配される。燃焼用空気104は燃料ノズル22から噴出する燃料100と混合され、燃焼室5に火炎83が形成される。 A part of the compressed air 102 flows into the combustion chamber 5 as the cooling air 103 of the liner 12. The compressed air 102 that has passed between the outer cylinder 10 and the liner 12 passes through the spring seal 26 and flows through the outer peripheral side of the plate lip 25. The lip cooling air (leak air) 105 and the air holes provided in the air hole plate 20. It is distributed to the combustion air 104 that flows into 21 and is ejected into the combustion chamber 5. The combustion air 104 is mixed with the fuel 100 ejected from the fuel nozzle 22, and a flame 83 is formed in the combustion chamber 5.

本ガスタービンプラント1は燃焼器3で燃料100を燃焼させ、発生した高温高圧の燃焼ガス110をタービン4に流入させて駆動し、タービン4の回転動力を電力として取り出す。 The gas turbine plant 1 burns the fuel 100 in the combustor 3, causes the generated high-temperature and high-pressure combustion gas 110 to flow into the turbine 4 to drive the turbine 4, and extracts the rotational power of the turbine 4 as electric power.

燃料ノズル22へ燃料100を供給する燃料供給系統201および燃料供給系統202は燃料遮断弁60を備えた燃料供給系統200から分岐されている。また、燃料供給系統201,202はそれぞれ燃料圧力調整弁61a,62aを備えており、供給する燃料100の供給圧力を個別に制御できる。また、その下流には燃料流量調整弁61b、62bをそれぞれ備えている。 The fuel supply system 201 and the fuel supply system 202 that supply the fuel 100 to the fuel nozzle 22 are branched from the fuel supply system 200 provided with the fuel shutoff valve 60. Further, the fuel supply systems 201 and 202 are provided with fuel pressure adjusting valves 61a and 62a, respectively, and the supply pressure of the fuel 100 to be supplied can be individually controlled. Further, fuel flow rate adjusting valves 61b and 62b are provided downstream thereof, respectively.

本実施例の燃焼器3は複数本の燃料ノズル22を備えており、燃料ノズル22の各々は燃料100を分配する燃料ヘッダー23に接続される。燃料ヘッダー23はエンドカバー7内部に設けられており、燃料ヘッダー23には燃料供給系統201,202から燃料が供給される。なお、本実施例では、燃料100を2系統に分配しているが、それ以上の数の系統に分配してもよい。 The combustor 3 of this embodiment includes a plurality of fuel nozzles 22, and each of the fuel nozzles 22 is connected to a fuel header 23 that distributes the fuel 100. The fuel header 23 is provided inside the end cover 7, and fuel is supplied to the fuel header 23 from the fuel supply systems 201 and 202. In this embodiment, the fuel 100 is distributed to two systems, but it may be distributed to a larger number of systems.

このように燃料供給系統を複数に分配すれば、系統数の増加により運転(燃焼制御)の自由度を拡大できる。本実施例の燃焼器3では燃料として、コークス炉ガスや製油所オフガス、石炭ガス化ガスなどの水素含有燃料を使用でき、液化天然ガス(Liquefied Natural Gas: LNG)をはじめとする多くのガス燃料にも適用できる。 By distributing the fuel supply system to a plurality of systems in this way, the degree of freedom of operation (combustion control) can be expanded by increasing the number of systems. In the combustor 3 of this embodiment, hydrogen-containing fuels such as coke oven gas, refinery off-gas, and coal gasification gas can be used as fuel, and many gas fuels such as liquefied natural gas (LNG) can be used. Can also be applied to.

図3に空気孔プレート20の正面図を示す。複数の空気孔21が、空気孔プレート20の中心軸まわりに同心円状に配置され、図3では1列目空気孔51,2列目空気孔52,3列目空気孔53の3列となっている。空気孔21の中心軸は、各列のピッチ円周方向に傾斜しており、噴出する燃焼用空気104に空気孔プレート20の中心軸周りに旋回がかかるよう旋回角を付与している。 FIG. 3 shows a front view of the air hole plate 20. A plurality of air holes 21 are arranged concentrically around the central axis of the air hole plate 20, and in FIG. 3, the first row air holes 51, 2nd row air holes 52, and the 3rd row air holes 53 are formed in three rows. ing. The central axis of the air hole 21 is inclined in the pitch circumferential direction of each row, and a turning angle is given to the ejected combustion air 104 so as to swirl around the central axis of the air hole plate 20.

また、図2に示すように、空気孔プレート20はライナ12と同軸となっているため、燃焼用空気104に旋回を与えて燃焼室5に導入することで、燃焼室5の中心軸周りに旋回が作用し、循環流(循環渦)80を形成でき、火炎を安定化することができる。 Further, as shown in FIG. 2, since the air hole plate 20 is coaxial with the liner 12, the combustion air 104 is swirled and introduced into the combustion chamber 5 so as to be around the central axis of the combustion chamber 5. The swirl acts, a circulating flow (circulating vortex) 80 can be formed, and the flame can be stabilized.

図1に本実施例の燃焼器バーナ部の断面図を示す。本実施例の特徴は、スプリングシール26の下流側のライナ12の内周面12aに、断面が略L字型のスロット27を周方向に延長(延在)するように配置すると共に、スロット27の径方向高さが空気孔21の最外周列を覆うように配置することで音響空間92を形成し、スロット27の軸方向側壁部に環帯状の仕切板28を設け、スロット27に複数の圧力波導入孔90を設けたことである。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of the combustor burner portion of this embodiment. The feature of this embodiment is that a slot 27 having a substantially L-shaped cross section is arranged on the inner peripheral surface 12a of the liner 12 on the downstream side of the spring seal 26 so as to extend (extend) in the circumferential direction, and the slot 27 is provided. The acoustic space 92 is formed by arranging so that the radial height of the air holes 21 covers the outermost peripheral row of the air holes 21, an annular partition plate 28 is provided on the axial side wall portion of the slot 27, and a plurality of slot 27s are provided. The pressure wave introduction hole 90 is provided.

図4に従来例の燃焼器上流側の断面図を示す。本実施例の作用効果を、従来例の燃焼器上流側の断面構造と比較して説明する。従来例の燃焼器上流側の断面構造は、図4に示すように、ライナ12の外周面12bに音響空間92を形成するよう断面が略コ字型の矩形環状蓋29を設置し、音響空間92を形成したライナ12に複数の圧力波導入孔90を設け、矩形環状蓋29の外周側壁に複数のパージ空気孔91を設けている。従来例の燃焼器構造ならびに燃料系統は上記の特徴以外は本実施例と同様である。 FIG. 4 shows a cross-sectional view of the upstream side of the combustor of the conventional example. The operation and effect of this embodiment will be described in comparison with the cross-sectional structure on the upstream side of the combustor of the conventional example. In the cross-sectional structure on the upstream side of the combustor of the conventional example, as shown in FIG. 4, a rectangular annular lid 29 having a substantially U-shaped cross section is installed so as to form an acoustic space 92 on the outer peripheral surface 12b of the liner 12, and the acoustic space is provided. A plurality of pressure wave introduction holes 90 are provided in the liner 12 forming the 92, and a plurality of purge air holes 91 are provided in the outer peripheral side wall of the rectangular annular lid 29. The combustor structure and fuel system of the conventional example are the same as those of the present embodiment except for the above features.

本実施例および従来例の何れの燃焼器も水素含有燃料の適用などで燃焼振動の発生による圧力変動の振幅が増加した場合に圧力波導入孔90から燃焼振動で生じた圧力波を音響空間92へ導き、音響空間92の径方向高さLに応じた特定周波数帯の圧力変動を減衰することができる。 In both the combustors of this embodiment and the conventional example, when the amplitude of the pressure fluctuation due to the generation of combustion vibration increases due to the application of hydrogen-containing fuel or the like, the pressure wave generated by the combustion vibration from the pressure wave introduction hole 90 is generated in the acoustic space 92. It is possible to attenuate the pressure fluctuation in a specific frequency band according to the radial height L of the acoustic space 92.

図4の従来例では、矩形環状蓋29にパージ空気孔91を設け、音響空間92へ燃焼用空気104の一部をパージ空気106として導き、圧力波導入孔90を通じて燃焼室5へパージ空気106を流すことで音響空間92への火炎の侵入を防止している。 In the conventional example of FIG. 4, a purge air hole 91 is provided in the rectangular annular lid 29, a part of the combustion air 104 is guided to the acoustic space 92 as the purge air 106, and the purge air 106 is sent to the combustion chamber 5 through the pressure wave introduction hole 90. The invasion of the flame into the acoustic space 92 is prevented by flowing the air.

音響空間92への火炎の侵入を防止するためには、パージ空気106は常に一定流速以上で流す必要がある。そのため空気孔21を流れる燃焼用空気104が減少し、燃料濃度が相対的に増加するため、局所高温領域を形成しやすく、NOx排出量が増加する可能性がある。 In order to prevent the flame from entering the acoustic space 92, the purge air 106 must always flow at a constant flow velocity or higher. Therefore, the combustion air 104 flowing through the air holes 21 decreases, and the fuel concentration relatively increases, so that a local high temperature region is likely to be formed, and NOx emissions may increase.

さらに、音響空間92の圧力変動の減衰効果は圧力波導入孔90の孔数が多いほど高まるため、より大きな圧力変動に対処する場合にNOx排出量を低減することが困難になることが考えられる。 Further, since the damping effect of the pressure fluctuation in the acoustic space 92 increases as the number of the pressure wave introduction holes 90 increases, it may be difficult to reduce the NOx emission amount when dealing with a larger pressure fluctuation. ..

一方で図1の本実施例では、スプリングシール26の下流でライナ12の内周面12aに設置したスロット27とバーナ8で音響空間92を形成し、スプリングシール26を通過するリップ冷却空気(リーク空気)105と、バーナ8に同心円状に複数設けた空気孔21のうち最外周列に位置する空気孔21から流れる燃料100と燃焼用空気104をパージ空気106として利用することで、スロット27に設けた圧力波導入孔90からパージ空気106を流し、音響空間92への火炎の侵入を防止することができる。 On the other hand, in the present embodiment of FIG. 1, the acoustic space 92 is formed by the slot 27 and the burner 8 installed on the inner peripheral surface 12a of the liner 12 downstream of the spring seal 26, and the lip cooling air (leak) passing through the spring seal 26 is formed. By using the air) 105, the fuel 100 flowing from the air holes 21 located in the outermost outermost row of the air holes 21 provided concentrically in the burner 8, and the combustion air 104 as the purge air 106, the slot 27 is filled. Purge air 106 can be flowed from the provided pressure wave introduction hole 90 to prevent the flame from entering the acoustic space 92.

そのため、図4の従来例のようにパージ空気孔91の設置によって燃焼用空気104を減じることなく、燃焼振動による圧力変動を音響空間92で減衰することができ、NOx排出量を低減することが可能となる。 Therefore, the pressure fluctuation due to the combustion vibration can be attenuated in the acoustic space 92 without reducing the combustion air 104 by installing the purge air hole 91 as in the conventional example of FIG. 4, and the NOx emission amount can be reduced. It will be possible.

さらに、最外周列の空気孔21から音響空間92へ噴射した燃料100と燃焼用空気104は、スプリングシール26を通過したリップ冷却空気(リーク空気)105と混合し、パージ空気106として圧力波導入孔90から燃焼室5へ噴出するため、他の空気孔21から噴出する燃料100と燃焼用空気104との混合気に比べ燃料濃度が低くなり、燃焼室5で燃焼する際に相対的に低い温度領域を形成することでNOx排出量を低減できる。 Further, the fuel 100 and the combustion air 104 injected from the air holes 21 in the outermost peripheral row into the acoustic space 92 are mixed with the lip cooling air (leak air) 105 that has passed through the spring seal 26, and a pressure wave is introduced as purge air 106. Since the air is ejected from the hole 90 into the combustion chamber 5, the fuel concentration is lower than that of the air-fuel mixture of the fuel 100 ejected from the other air holes 21 and the combustion air 104, which is relatively low when burning in the combustion chamber 5. NOx emissions can be reduced by forming a temperature range.

また、ガスタービンプラント1の運用上、音響空間92へ流入する燃焼用空気104とリップ冷却空気(リーク空気)105の総流量が音響空間92への火炎の侵入を防止するために必要なパージ空気106の流量未満となる場合においても音響空間92へ流れる燃料100の流量を増加するよう燃料流量調整弁61b,62bを制御することで音響空間92への火炎の侵入を防止するために必要なパージ空気106の流量以上とすることが可能となる。 Further, in the operation of the gas turbine plant 1, the total flow rate of the combustion air 104 and the lip cooling air (leak air) 105 flowing into the acoustic space 92 is the purge air required to prevent the flame from entering the acoustic space 92. Purge required to prevent flames from entering the acoustic space 92 by controlling the fuel flow control valves 61b and 62b so as to increase the flow rate of the fuel 100 flowing into the acoustic space 92 even when the flow rate is less than 106. It is possible to increase the flow rate of air 106 or more.

さらに、本実施例では、スロット27の軸方向側壁部に環帯状の仕切板28を設置することで、音響空間92の径方向高さLをスロット27の圧力波導入孔90を設けた壁面から仕切板28までの距離に規定することができ、音響空間90で減衰する圧力変動の周波数帯を任意に調整することが可能となる。 Further, in this embodiment, by installing the annular partition plate 28 on the axial side wall portion of the slot 27, the radial height L of the acoustic space 92 is set from the wall surface provided with the pressure wave introduction hole 90 of the slot 27. The distance to the partition plate 28 can be specified, and the frequency band of the pressure fluctuation attenuated in the acoustic space 90 can be arbitrarily adjusted.

なお、仕切板28の軸方向長さは他の構造物と接触しない範囲で長い方が好ましく、仕切板28の設置位置で調整可能な音響空間92で減衰する圧力変動の最低周波数帯は、スロット27の圧力波導入孔90の位置からプレートリップ25の内周壁面の距離で規定される周波数帯までとなる。 The axial length of the partition plate 28 is preferably long as long as it does not come into contact with other structures, and the lowest frequency band of pressure fluctuation attenuated in the acoustic space 92 that can be adjusted at the installation position of the partition plate 28 is a slot. It is from the position of the pressure wave introduction hole 90 of 27 to the frequency band defined by the distance of the inner peripheral wall surface of the plate lip 25.

以上説明したように、本実施例のガスタービン燃焼器は、燃料100と空気(燃焼用空気104)との混合気を燃焼させる燃焼室5と、燃焼室5を形成する燃焼器ライナ(ライナ12)と、燃焼室5の上流側に位置し、同心円状に複数列配置された空気孔21を複数備えた空気孔プレート20と、空気孔21と同軸に配置された複数の燃料ノズル22と、空気孔プレート20の外周を覆うプレートリップ25と、プレートリップ25と燃焼器ライナ(ライナ12)との嵌合部においてプレートリップ25の外周面と燃焼器ライナ(ライナ12)の内周面12aとの間に配置されたスプリングシール26と、スプリングシール26の下流位置の燃焼器ライナ(ライナ12)の内周面12aに、略L字型の断面形状を有し、かつ、燃焼器ライナ(ライナ12)の周方向に延在するように配置され、音響空間92を形成するスロット27と、音響空間92内で、かつ、スロット27の軸方向側壁部に配置された環帯状の仕切板28と、スロット27に設けられ、音響空間92と燃焼室5とを連結する複数の圧力波導入孔90と、を備えており、スロット27は、空気孔プレート20の最外周列の空気孔21を覆うように配置されている。 As described above, the gas turbine combustor of the present embodiment has a combustion chamber 5 that burns a mixture of fuel 100 and air (combustor air 104), and a combustor liner (liner 12) that forms the combustion chamber 5. ), An air hole plate 20 located on the upstream side of the combustion chamber 5 and having a plurality of air holes 21 arranged in a plurality of concentric rows, and a plurality of fuel nozzles 22 arranged coaxially with the air holes 21. The plate lip 25 that covers the outer periphery of the air hole plate 20, and the outer peripheral surface of the plate lip 25 and the inner peripheral surface 12a of the combustor liner (liner 12) at the fitting portion between the plate lip 25 and the combustor liner (liner 12). The spring seal 26 arranged between the two and the inner peripheral surface 12a of the combustor liner (liner 12) located downstream of the spring seal 26 has a substantially L-shaped cross-sectional shape and has a combustor liner (liner 12). A slot 27 that is arranged so as to extend in the circumferential direction of 12) and forms an acoustic space 92, and a ring-shaped partition plate 28 that is arranged in the acoustic space 92 and on the axial side wall portion of the slot 27. , A plurality of pressure wave introduction holes 90 provided in the slot 27 and connecting the acoustic space 92 and the combustion chamber 5, and the slot 27 covers the air holes 21 in the outermost row of the air hole plate 20. It is arranged like this.

このように、本発明は音響空間92で燃焼振動の発生による圧力変動を減衰できると共に、燃焼用空気104を減じることなく、音響空間92への火炎の侵入を防止できるため、NOx排出量を同時に低減することができる。 As described above, the present invention can attenuate the pressure fluctuation due to the generation of combustion vibration in the acoustic space 92 and can prevent the invasion of the flame into the acoustic space 92 without reducing the combustion air 104, so that the NOx emissions can be simultaneously increased. Can be reduced.

図5を参照して、本発明の実施例2のガスタービン燃焼器について説明する。図5は、本実施例の燃焼器バーナ部を示す断面図である。本実施例のガスタービン燃焼器を有するガスタービンプラントの構成および運用方法は、基本的に実施例1と同様である。 The gas turbine combustor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a combustor burner portion of this embodiment. The configuration and operation method of the gas turbine plant having the gas turbine combustor of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment.

但し、燃料圧力調整弁63aと燃料流量調節弁63bを設置し、音響空間92へ流れる燃料100を個別に制御するパージ用燃料系統207を設けた点が実施例1と異なる。本実施例のガスタービン燃焼器は、スロット27で覆われた空気孔21に供給する燃料を個別に制御する燃料流量調整機構(パージ用燃料系統207)を有している。 However, the difference from the first embodiment is that the fuel pressure adjusting valve 63a and the fuel flow rate adjusting valve 63b are installed, and the purging fuel system 207 for individually controlling the fuel 100 flowing into the acoustic space 92 is provided. The gas turbine combustor of this embodiment has a fuel flow rate adjusting mechanism (purge fuel system 207) that individually controls the fuel supplied to the air holes 21 covered with the slots 27.

このようにパージ用燃料系統207を設置することで、実施例1と同様の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。 By installing the purging fuel system 207 in this way, in addition to the same effects as in Example 1, the following effects can be obtained.

本実施例では、パージ用燃料系統207で音響空間92へ流れる燃料100の圧力と流量を個別に制御することで、他の燃料供給系統201,202を流れる燃料100の流量の変化量が少ない状態で、音響空間92へ流れる燃料100の流量を制御することが可能となる。特に、バーナ8に設置した空気孔21の全数に対し、音響空間92へ燃料100と燃焼用空気104を導く空気孔21の数が少ない場合に、燃焼室5の火炎83の特性を変化させずにパージ空気106を増加できるため、効果が高い。 In this embodiment, the pressure and flow rate of the fuel 100 flowing into the acoustic space 92 are individually controlled by the purging fuel system 207, so that the amount of change in the flow rate of the fuel 100 flowing through the other fuel supply systems 201 and 202 is small. Therefore, it is possible to control the flow rate of the fuel 100 flowing into the acoustic space 92. In particular, when the number of air holes 21 for guiding the fuel 100 and the combustion air 104 to the acoustic space 92 is smaller than the total number of air holes 21 installed in the burner 8, the characteristics of the flame 83 of the combustion chamber 5 are not changed. Since the purge air 106 can be increased, the effect is high.

図6および図7を参照して、本発明の実施例3のガスタービン燃焼器について説明する。図6は、本実施例の燃焼器バーナ部を示す断面図である。また、図7は、本実施例の空気孔プレートの正面図である。本実施例のガスタービン燃焼器を有するガスタービンプラントの構成および運用方法は、基本的に実施例1と同様である。 The gas turbine combustor according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a combustor burner portion of this embodiment. Further, FIG. 7 is a front view of the air hole plate of this embodiment. The configuration and operation method of the gas turbine plant having the gas turbine combustor of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment.

但し、より大きな発電出力と多様な運用形態に対応するため、実施例1に示す概略同軸に配置された3列の空気孔21と燃料ノズル22から成るバーナ8を中央に1つ、その周囲に6つ配置した構造としている。また、本実施例に示す燃焼器では、中央に設けたバーナ8の中心部に起動用燃料ノズル24を設置する点と、燃料(供給)系統をバーナ8ごとに分割することで、ガスタービンの運転状態に応じてバーナ8ごとの燃料配分を制御できる点が実施例1と異なる。 However, in order to support a larger power generation output and various operation modes, one burner 8 composed of three rows of air holes 21 and a fuel nozzle 22 arranged substantially coaxially shown in the first embodiment is provided in the center and around the burner 8. It has a structure in which six are arranged. Further, in the combustor shown in this embodiment, the starting fuel nozzle 24 is installed in the center of the burner 8 provided in the center, and the fuel (supply) system is divided for each burner 8 to form a gas turbine. The difference from the first embodiment is that the fuel distribution for each burner 8 can be controlled according to the operating state.

本実施例では、図7に空気孔プレート20を燃焼室5側からみた正面図で示すように、実施例1の空気孔プレート20を複数個配置して1つの空気孔プレート20を構成している。すなわち、本実施例の燃焼器は、燃焼器3の中心に位置する1個の中央バーナ32と中央バーナ32の外側に位置する6個の外周バーナ33を備える。 In this embodiment, as shown in the front view of the air hole plate 20 seen from the combustion chamber 5 side in FIG. 7, a plurality of the air hole plates 20 of the first embodiment are arranged to form one air hole plate 20. There is. That is, the combustor of this embodiment includes one central burner 32 located at the center of the combustor 3 and six outer peripheral burners 33 located outside the central burner 32.

各空気孔21の中心軸は各列のピッチ円周方向に傾斜し、空気孔21を通過した流れは空気孔21の下流で螺旋状に旋回し、旋回流が形成される。また、図6に示すように、中央バーナ32および外周バーナ33は、3つの燃料系統203,204,205に接続されており、それぞれ独立に燃料流量を制御できるようになっている。本実施例では外周バーナ33の個数が6個であるが、中央バーナ32に対して同心円状に外周バーナ33が3個以上であることが望ましい。 The central axis of each air hole 21 is inclined in the pitch circumferential direction of each row, and the flow passing through the air hole 21 spirally swirls downstream of the air hole 21 to form a swirling flow. Further, as shown in FIG. 6, the central burner 32 and the outer peripheral burner 33 are connected to the three fuel systems 203, 204, and 205, and the fuel flow rate can be controlled independently of each other. In this embodiment, the number of outer peripheral burners 33 is 6, but it is desirable that the number of outer peripheral burners 33 is 3 or more concentrically with respect to the central burner 32.

中央バーナ32に対しては中央バーナ燃料系統203とガスタービン起動用燃料系統206が接続されており、主にガスタービンの起動運転に使用すると共に、負荷運転の際には燃焼器全体の燃焼安定性を確保するための運用をする。なお、本実施例ではガスタービン起動用燃料系統206に供給する燃料は軽油、重油をはじめとする液体燃料である。 The central burner fuel system 203 and the gas turbine starting fuel system 206 are connected to the central burner 32, and are mainly used for starting operation of the gas turbine and stable combustion of the entire combustor during load operation. Operate to ensure sex. In this embodiment, the fuel supplied to the gas turbine starting fuel system 206 is a liquid fuel such as light oil and heavy oil.

一方、外周バーナ33には、外周バーナ内周燃料系統204と外周バーナ外周燃料系統205が接続されている。外周バーナ33の1列目同心円上に配置された同軸噴流群は、火炎の起点を形成するので、特に燃焼安定性に関係する。そこで本実施例のように、外周バーナ33の1列目(内周)に供給する燃料流量を独立に制御することで、火炎の起点を強固にし、より広い負荷範囲に対して安定な燃焼を維持することができる。 On the other hand, the outer peripheral burner 33 is connected to the outer peripheral burner inner peripheral fuel system 204 and the outer peripheral burner outer peripheral fuel system 205. The coaxial jet group arranged on the concentric circles in the first row of the outer burner 33 forms the starting point of the flame, and is particularly related to the combustion stability. Therefore, as in this embodiment, by independently controlling the fuel flow rate supplied to the first row (inner circumference) of the outer peripheral burner 33, the starting point of the flame is strengthened and stable combustion is performed over a wider load range. Can be maintained.

本実施例の特徴は、1つの中央バーナ32と複数の外周バーナ33を備える空気孔プレート20に対し、スプリングシール26の下流のライナ12の内周面12aに、断面が略L字型のスロット27を周方向に延長(延在)するように配置すると共に、スロット27の径方向高さがプレートリップ25付近の外周バーナ33の空気孔21を覆うように配置することで音響空間92を形成するのに加え、スロット27の軸方向側壁部に環帯状の仕切板28を設け、スロット27に複数の圧力波導入孔90を設けたことである。 The feature of this embodiment is that the air hole plate 20 having one central burner 32 and a plurality of outer peripheral burners 33 has a slot having a substantially L-shaped cross section on the inner peripheral surface 12a of the liner 12 downstream of the spring seal 26. The acoustic space 92 is formed by arranging the 27 so as to extend (extend) in the circumferential direction and arranging the slot 27 so that the radial height of the slot 27 covers the air hole 21 of the outer peripheral burner 33 near the plate lip 25. In addition to this, a band-shaped partition plate 28 is provided on the axial side wall portion of the slot 27, and a plurality of pressure wave introduction holes 90 are provided in the slot 27.

つまり、本実施例のガスタービン燃焼器は、同心円状に複数列配置された空気孔21と空気孔21と同軸に複数の燃料ノズル22が配置されたバーナが空気孔プレート20の中心軸上に中央バーナ32として1つ配置され、中央バーナ32の周囲に同心円状に複数の外周バーナ33,112が配置されて1つの燃焼器を構成するマルチクラスタバーナーである。 That is, in the gas turbine combustor of the present embodiment, the air holes 21 arranged in a plurality of concentric rows and the burners in which a plurality of fuel nozzles 22 are arranged coaxially with the air holes 21 are placed on the central axis of the air hole plate 20. This is a multi-cluster burner in which one is arranged as a central burner 32, and a plurality of outer peripheral burners 33 and 112 are concentrically arranged around the central burner 32 to form one combustor.

また、中央バーナ32に液体燃料を供給する燃料ノズル(起動用燃料ノズル24)を有する。 Further, it has a fuel nozzle (starting fuel nozzle 24) for supplying liquid fuel to the central burner 32.

このようにプレートリップ25付近の外周バーナ33の空気孔21をスロット27で覆うように配置することで、実施例1と同様の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。 By arranging the air holes 21 of the outer peripheral burner 33 near the plate lip 25 so as to be covered with the slots 27, the following effects can be obtained in addition to the same effects as in the first embodiment.

本実施例の燃焼器3では、音響空間92への火炎の侵入を防止するためのパージ空気106として、音響空間92に連通した空気孔21から燃料100を供給する場合に中央バーナ燃料系統203を独立に制御することができるため、燃焼器全体の燃焼安定性を確保した状態で負荷運転をすることが可能となる。 In the combustor 3 of the present embodiment, the central burner fuel system 203 is used as the purge air 106 for preventing the flame from entering the acoustic space 92 when the fuel 100 is supplied from the air holes 21 communicating with the acoustic space 92. Since it can be controlled independently, it is possible to perform load operation while ensuring the combustion stability of the entire combustor.

さらに、プレートリップ25付近の空気孔21から噴出する燃料100と燃焼用空気104は、スプリングシール26を通過するリップ冷却空気(リーク空気)105と混合しスロット27の圧力波導入孔90から噴出するため、プレートリップ25付近の空気孔21下流で火炎83が形成されることが無くなり、プレートリップ25の加熱要因を除去できることから、燃焼器の信頼性を向上できる。 Further, the fuel 100 and the combustion air 104 ejected from the air hole 21 near the plate lip 25 are mixed with the lip cooling air (leak air) 105 passing through the spring seal 26 and ejected from the pressure wave introduction hole 90 of the slot 27. Therefore, the flame 83 is not formed downstream of the air hole 21 near the plate lip 25, and the heating factor of the plate lip 25 can be removed, so that the reliability of the combustor can be improved.

また、本実施例では実施例2のように外周バーナ外周燃料系統205を分割し、音響空間92へ流れる燃料100をパージ用燃料系統207とした場合、外周バーナ33の火炎の起点となる外周バーナ内周燃料系統204を独立に制御しつつ、外周バーナ外周燃料系統205の流量の変化量が少ない状態で、音響空間92へ流れる燃料100の流量を制御することが可能となる。 Further, in this embodiment, when the outer peripheral burner outer peripheral fuel system 205 is divided as in the second embodiment and the fuel 100 flowing to the acoustic space 92 is used as the purging fuel system 207, the outer peripheral burner which is the starting point of the flame of the outer burner 33 While independently controlling the inner peripheral fuel system 204, it is possible to control the flow rate of the fuel 100 flowing into the acoustic space 92 while the amount of change in the flow rate of the outer peripheral burner outer peripheral fuel system 205 is small.

図8を参照して、本発明の実施例4のガスタービン燃焼器について説明する。図8は、本実施例の空気孔プレートおよびライナの燃焼室5側からみた正面図である。本実施例に示す燃焼器の構成は、基本的に実施例3と同様の構成であるが、ライナ12の内周面12aに設置するスロット27を周方向で分割した点が実施例3と異なる。 The gas turbine combustor according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a front view of the air hole plate and liner of this embodiment as viewed from the combustion chamber 5 side. The configuration of the combustor shown in this embodiment is basically the same as that of the third embodiment, but differs from the third embodiment in that the slot 27 installed on the inner peripheral surface 12a of the liner 12 is divided in the circumferential direction. ..

本実施例のガスタービン燃焼器では、スロット27は、燃焼器ライナ(ライナ12)の周方向において、外周バーナ33,112の近傍にのみ配置されるよう複数に分割して配置されている。 In the gas turbine combustor of the present embodiment, the slot 27 is divided into a plurality of slots 27 so as to be arranged only in the vicinity of the outer peripheral burners 33 and 112 in the circumferential direction of the combustor liner (liner 12).

図8に示すように、スロット27を周方向に分割することで、実施例3と同様の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。 As shown in FIG. 8, by dividing the slot 27 in the circumferential direction, the following effects can be obtained in addition to the same effects as in the third embodiment.

本実施例の燃焼器3では、スロット27を周方向に分割した構造とすることで、スロット27の軸方向側壁に設けた仕切板28と圧力波導入孔90の設置位置との距離Lを各々のスロット27で個別に設定できるため、個々の音響空間92で減衰できる圧力変動の周波数帯を変えることができ、広帯域の燃焼振動に対応することが出来る。 In the combustor 3 of the present embodiment, the slot 27 is divided in the circumferential direction, so that the distance L between the partition plate 28 provided on the axial side wall of the slot 27 and the installation position of the pressure wave introduction hole 90 is set. Since it can be set individually in the slot 27 of the above, the frequency band of the pressure fluctuation that can be attenuated in each acoustic space 92 can be changed, and it is possible to correspond to the combustion vibration in a wide band.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

1…ガスタービンプラント、2…圧縮機、3…燃焼器、4…タービン、5…燃焼室、6…トランジションピース、7…エンドカバー、8…バーナ、9…ディフューザ、10…外筒、12…ライナ、12a…(ライナの)内周面、12b…外周面、13…車室、14…フロースリーブ、20…空気孔プレート、21…空気孔、22…燃料ノズル、23…燃料ヘッダー、24…起動用燃料ノズル、25…プレートリップ、26…スプリングシール、27…スロット、28…仕切板、29…矩形環状蓋、32…中央バーナ、33,112…外周バーナ、51…1列目空気孔、52…2列目空気孔、53…3列目空気孔、60…燃料遮断弁、61a,62a,63a…燃料圧力調整弁、61b,62b,63b…燃料流量調整弁、80…循環流(循環渦)、83…火炎、90…圧力波導入孔、91…パージ空気孔、92…音響空間、100…燃料、102…圧縮空気、103…冷却空気、104…燃焼用空気、105…リップ冷却空気(リーク空気)、106…パージ空気、110…燃焼ガス、200,201,202…燃料供給系統、203…中央バーナ燃料系統、204…外周バーナ内周燃料系統、205…外周バーナ外周燃料系統、206…ガスタービン起動用燃料系統、207…パージ用燃料系統。 1 ... Gas turbine plant, 2 ... Compressor, 3 ... Combustor, 4 ... Turbine, 5 ... Combustion chamber, 6 ... Transition piece, 7 ... End cover, 8 ... Burner, 9 ... Diffuser, 10 ... Outer cylinder, 12 ... Liner, 12a ... (liner's) inner peripheral surface, 12b ... outer peripheral surface, 13 ... cabin, 14 ... flow sleeve, 20 ... air hole plate, 21 ... air hole, 22 ... fuel nozzle, 23 ... fuel header, 24 ... Starting fuel nozzle, 25 ... Plate lip, 26 ... Spring seal, 27 ... Slot, 28 ... Partition plate, 29 ... Rectangular annular lid, 32 ... Central burner, 33, 112 ... Outer burner, 51 ... First row air holes, 52 ... 2nd row air hole, 53 ... 3rd row air hole, 60 ... Fuel shutoff valve, 61a, 62a, 63a ... Fuel pressure regulating valve, 61b, 62b, 63b ... Fuel flow rate regulating valve, 80 ... Circulation flow (circulation) Vortex), 83 ... Flame, 90 ... Pressure wave introduction hole, 91 ... Purge air hole, 92 ... Acoustic space, 100 ... Fuel, 102 ... Compressed air, 103 ... Cooling air, 104 ... Combustion air, 105 ... Lip cooling air (Leak air), 106 ... Purge air, 110 ... Combustion gas, 200, 201, 202 ... Fuel supply system, 203 ... Central burner fuel system, 204 ... Outer burner inner peripheral fuel system, 205 ... Outer burner outer peripheral fuel system, 206 … Fuel system for starting gas turbine, 207… Fuel system for purging.

Claims (6)

燃料と空気との混合気を燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室を形成する燃焼器ライナと、
前記燃焼室の上流側に位置し、同心円状に複数列配置された空気孔を複数備えた空気孔プレートと、
前記空気孔と同軸に配置された複数の燃料ノズルと、
前記空気孔プレートの外周を覆うプレートリップと、
前記プレートリップと前記燃焼器ライナとの嵌合部において前記プレートリップの外周面と前記燃焼器ライナの内周面との間に配置されたスプリングシールと、
前記スプリングシールの下流位置の前記燃焼器ライナの内周面に、略L字型の断面形状を有し、かつ、前記燃焼器ライナの周方向に延在するように配置され、音響空間を形成するスロットと、
前記音響空間内で、かつ、前記スロットの軸方向側壁部に配置された環帯状の仕切板と、
前記スロットに設けられ、前記音響空間と前記燃焼室とを連結する複数の圧力波導入孔と、を備え、
前記スロットは、前記空気孔プレートの最外周列の空気孔を覆うように配置されているガスタービン燃焼器。
A combustion chamber that burns a mixture of fuel and air,
With the combustor liner forming the combustion chamber,
An air hole plate located on the upstream side of the combustion chamber and provided with a plurality of air holes arranged in a plurality of concentric rows.
A plurality of fuel nozzles arranged coaxially with the air holes,
A plate lip that covers the outer circumference of the air hole plate and
A spring seal arranged between the outer peripheral surface of the plate lip and the inner peripheral surface of the combustor liner at the fitting portion between the plate lip and the combustor liner.
It has a substantially L-shaped cross-sectional shape on the inner peripheral surface of the combustor liner at a position downstream of the spring seal, and is arranged so as to extend in the circumferential direction of the combustor liner to form an acoustic space. Slots and
An annular partition plate arranged in the acoustic space and on the axial side wall portion of the slot, and
A plurality of pressure wave introduction holes provided in the slot and connecting the acoustic space and the combustion chamber are provided.
The slot is a gas turbine combustor arranged so as to cover the air holes in the outermost row of the air hole plates.
請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記スロットで覆われた前記空気孔に供給する燃料を個別に制御する燃料流量調整機構を有するガスタービン燃焼器。
The gas turbine combustor according to claim 1.
A gas turbine combustor having a fuel flow rate adjusting mechanism that individually controls the fuel supplied to the air holes covered with the slots.
請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって、
同心円状に複数列配置された空気孔と前記空気孔と同軸に複数の燃料ノズルが配置されたバーナが前記空気孔プレートの中心軸上に中央バーナとして1つ配置され、
前記中央バーナの周囲に同心円状に複数の外周バーナが配置されて1つの燃焼器を構成するマルチクラスタバーナーであるガスタービン燃焼器。
The gas turbine combustor according to claim 1.
A plurality of concentrically arranged air holes and a burner in which a plurality of fuel nozzles are arranged coaxially with the air holes are arranged as a central burner on the central axis of the air hole plate.
A gas turbine combustor which is a multi-cluster burner in which a plurality of outer peripheral burners are concentrically arranged around the central burner to form one combustor.
請求項3に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記中央バーナに液体燃料を供給する燃料ノズルを有するガスタービン燃焼器。
The gas turbine combustor according to claim 3.
A gas turbine combustor having a fuel nozzle that supplies liquid fuel to the central burner.
請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって、
燃料組成に水素を含む燃料を燃焼させるガスタービン燃焼器。
The gas turbine combustor according to claim 1.
A gas turbine combustor that burns fuel containing hydrogen in its fuel composition.
請求項3に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記スロットは、前記燃焼器ライナの周方向において、前記外周バーナの近傍にのみ配置されるよう複数に分割して配置されているガスタービン燃焼器。
The gas turbine combustor according to claim 3.
A gas turbine combustor in which the slots are divided into a plurality of slots so as to be arranged only in the vicinity of the outer peripheral burner in the circumferential direction of the combustor liner.
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WO2023145627A1 (en) * 2022-01-28 2023-08-03 三菱重工業株式会社 Gas turbine combustor and gas turbine

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