JP3202636B2 - 蒸気冷却燃焼器の冷却壁構造 - Google Patents
蒸気冷却燃焼器の冷却壁構造Info
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- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/005—Combined with pressure or heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
される燃焼器の壁面を蒸気冷却するガスタービン燃焼器
に関する。
ガスタービン入口温度を上昇させるのが有効であり、そ
れに伴い燃焼器からのNOx排出の増加抑制やタービン
の耐熱性能の向上、冷却性能の向上が望まれる。
ガスに晒されるので、この部位は適切に冷却され、壁面
温度が許容値内でありまた応力も低いことが必要であ
る。
冷却は、燃焼器内面に燃焼に供する前の空気を流すとと
もに燃焼器の壁内にも空気を流して燃焼器の金属部分の
温度をガス温度より低く冷却する方法が行なわれてい
る。
は、冷却に供せられた空気及び冷却空気通路から洩れた
空気は主流ガス中に放出されるので、この空気のために
ガスタービンの性能向上とNOxの低減化が阻害される
ことになる。
替えて蒸気を採用するものが提案されるに至っている。
ービン燃焼器の冷却媒体として、空気に替えて蒸気を採
用することが提案されるに至ったが、これは冷却媒体と
して蒸気を用いるという発想のレベルであり、実用化に
至ったものはない。
面に蒸気の通過する溝を形成することは、従来の一般的
な加工技術であるレーザ、放電加工等では実際上困難で
あった。また、冷却媒体たる蒸気は高圧の蒸気を使用す
ることになるため、冷却通路の形成に当たっては十分な
強度を持たせる必要から、このような要求を満たすもの
を具体的に得るには至っていなかった。
を設けること、およびその場合において系外への洩れを
許さないことが重要であり、この要求も満たさねばなら
ず、実現性は困難を極めるものであった。
器の構成及び概念等がそのままではこの要求を満すこと
は出来ないことは勿論である。
の更なる進展のニーズに応えて、蒸気冷却を実現可能に
した好ましいものを提供することを課題とするものであ
る。
すべくなされたもので、蒸気冷却式ガスタービン燃焼器
において、燃焼ガスに晒される壁面を、複数条の冷却用
蒸気の流路溝を設けた一枚の板の溝設置面に高温強度の
ある薄板をロー付けして形成し、各流路溝の端部は冷却
蒸気の供給マニホールド又は回収マニホールドに連通し
て密封構造とした蒸気冷却燃焼器の冷却壁構造を提供
し、一枚の板面に冷却用蒸気の流路溝を複数条設けこの
溝設置面に高温強度のある薄板をロー付けし、更に各流
路溝の端部は冷却蒸気の供給マニホールド又は回収マニ
ホールドに連通させることにより各流路溝を密封構造と
して、供給マニホールド、流路溝、そして回収マニホー
ルドと流れる冷却蒸気により燃焼器壁面を冷却するよう
にしたものである。
は通常の板として取り扱えるため、燃焼器の複雑な形状
をプレス等で自由に形成できると共に、高温強度のある
板をロー付けすることにより同壁面は十分な強度を有
し、かつ、内部に密封構造の流路溝を有して高圧蒸気の
使用を可能としたものである。
し図4に基づいて説明する。図1は冷却壁構造の断面を
示し、図2は蒸気マニホールドの設置要領を示し、図3
は冷却壁全体の構成概要を斜視図として示し、そして図
4は冷却用蒸気の供給マニホールド部を更に詳細に示す
ものである。
平行に複数条設けられていて、その流路溝2を設置した
面に高温強度を有する別の薄板3がロー付けされてい
る。そして流路溝2の両端部は、その一方が冷却蒸気の
供給マニホールド4にまた他方が回収マニホールド5に
それぞれ連通している。
うに、板面1上にチャンネル状の部材を固着して形成さ
れ、図示省略の冷却蒸気供給源から白抜きの矢印Xのよ
うに供給される冷却蒸気を、板面1上に設けられた孔6
を通して板面1と薄板3との間に形成される各流路溝2
に、実線矢印Yのように供給するものである。
に詳細説明はしないが、前記した供給マニホールド4に
おける蒸気の流れと逆方向に蒸気が流れればよいことは
容易に理解されよう。
1と薄板3は高温強度に優れたハステロイX、トミロイ
(共に登録商標)を採用するのが好ましく、それぞれの
厚さは、板面1については3.0 〜5.0mm の厚さとし、こ
れにロー付けする薄板3については0.8 〜1.6mm の厚さ
とするとよい。
密封構造の流路溝2を有する二重板(板面1と薄板3)
となっており、この流路溝2は蒸気の供給マニホールド
4及び回収マニホールド5と連通しているので、供給マ
ニホールド4から蒸気を供給すれば蒸気は壁面の流路の
溝2を通って壁面を冷却し、回収マニホールド5から回
収される。
合の必須の要項である蒸気の供給と回収が完璧に出来る
ようになること及び蒸気を系外へ僅少なりとも洩さない
ことが可能になり冷却媒体として蒸気を採用した場合の
必須要項はクリアされる。
xの低減化が可能となったものである。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
質的に板として取り扱えるので、複雑な燃焼器の形状に
適用でき、また高温強度がよいことにより高圧の冷却媒
体として蒸気の採用が可能となり、然も蒸気を採用する
際の必要事項を全てクリアしてこの採用を可能としたこ
とでガスタービンの性能向上、低NOx化及びそれに伴
うプラントの効率向上に寄与する効果は非常に大きいも
のである。
図。
ニホールドの設置要領を示す説明図。
の全貌を示す斜視図。
を示す斜視図。
Claims (1)
- 【請求項1】 蒸気冷却式ガスタービン燃焼器におい
て、燃焼ガスに晒される壁面を、複数条の冷却用蒸気の
流路溝を設けた一枚の板の溝設置面に高温強度のある薄
板をロー付けして形成し、各流路溝の端部は冷却蒸気の
供給マニホールド又は回収マニホールドに連通して密封
構造としたことを特徴とする蒸気冷却燃焼器の冷却壁構
造。
Priority Applications (6)
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