JP5908379B2 - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
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Description
図3は発電用ガスタービンプラントの全体構成を表すシステム図である。
第2の実施例を図14に示す。図14に示すようにバネ状シール部材を通過した空気44は、空気供給孔38を通過して燃焼室5に流入するとともに、一部はそのままバネ状シール部材を再度通過し、漏れ空気45として燃焼室5に流入する。本実施例では、第1の実施例に対し、ライナ10と円筒ガイド36との間であって空気導入孔38の下流にリブ39を配置しており、バーナ軸方向への流れを阻害している。これにより空気供給孔38の入口で静圧が回復し、より多くの空気が空気供給孔38から燃焼室5に流入する。
第3の実施例を図15、図16に示す。図15に示すように外側バーナ近傍領域49の空気供給孔38と外側バーナ77の距離が近いことから、空気噴流46の予混合気噴流17への流れ影響が他の空気供給孔からの空気噴流に対して相対的に大きい。そこで本実施例では、予混合気噴流17の流れに対する空気噴流46の影響を最小限にするため、図16に示すように第1の実施例と同様に隣り合う空気供給孔38の間隔D1および空気供給孔とバーナ出口端面30との間隔D2をバーナ最外周空気孔から噴出される予混合気の消炎距離よりも狭くするとともに、外側バーナ近傍領域49の空気供給孔38の直径をそれ以外の領域の空気供給孔の直径に比べて小さくしている。
第4の実施例を図17に示す。本実施例は、第1の実施例に対し、空気供給孔38がバーナ周方向に長穴になっており、空気供給孔38の全開口面積を広くすることができる。また、第1の実施例と同様に隣り合う空気供給孔38の間隔D1および空気供給孔38とバーナ出口端面30の間隔D2はバーナ最外周空気孔から噴出される予混合気の消炎距離より狭くなっている。
第5の実施例の燃焼器を図18、図19に示す。本実施例の燃焼器は、液体燃料と気体燃料のどちらも焚くことのできる燃焼器であり、ライナ10の上流の軸中心位置には拡散バーナ72が設けられ、その周囲には低NOx化に有効な予混合バーナ73を複数配置している。拡散バーナ72と予混合バーナ73の外周には、各バーナを堅持するためのバーナ本体75を配置している。また、各バーナの軸中心上流位置には液体燃料56、57を噴射するための液体燃料ノズル70、71を配置している。
2 燃焼器
3 タービン
4 ケーシング
5 燃焼室
6 マルチバーナ
7 シャフト
8 発電機
9 ガスタービンプラント
10 燃焼器ライナ
11 フロースリーブ
12 尾筒内筒
13 尾筒外筒
15 吸い込み空気
16 高圧空気
17 予混合気
18 高温燃焼ガス
19 排気ガス
20、21 燃料ノズル
23 燃料ヘッダ
24 気体燃料噴出孔
28、29 リブ
30 バーナ出口端面
31 空気孔プレート
32、33、34 空気孔
35 バーナ外周デッドスペース
36 円筒ガイド
37 バネ状シール部材
38 空気供給孔
40 旋回流
41、42 循環流
43 火炎
44、45、46 空気
47 バーナ出口周囲
49 外側バーナ近傍領域
50〜53 気体燃料系統
56、57 液体燃料
60 燃料遮断弁
61〜63 燃料流量調節弁
64 制御装置
70、71 液体燃料ノズル
72 拡散バーナ
73 予混合バーナ
74 混合室
75 バーナ本体
76 中央バーナ
77 外側バーナ
Claims (9)
- 気体燃料と空気を予め混合して燃焼室に混合ガスを噴出する予混合バーナを一つ以上備えたガスタービン燃焼器であって、
前記予混合バーナの前記燃焼室側の端面であるバーナ出口端面に接続され、かつ、前記予混合バーナの外周に配置されて前記予混合バーナを囲う円筒を備え、
前記円筒に複数の空気供給孔を有し、隣り合う前記空気供給孔同士の間隔及び前記空気供給孔と前記バーナの出口端面との間隔が、1cmよりも狭いことを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記予混合バーナとして、複数の空気孔を有する空気孔プレートと、前記空気孔プレートの空気孔に気体燃料を噴射する燃料ノズルとを備え、前記空気孔の一つと前記燃料ノズルの一つとが対となり、対となった複数の前記燃料ノズル及び前記空気孔をひとまとめにして配置して構成されるバーナを一つ以上備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項1又は2に記載のガスタービン燃焼器であって、
複数の前記予混合バーナで構成されるマルチバーナを備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載のガスタービン燃焼器であって、
燃焼室を囲うライナと、
前記ライナと前記ライナに挿入された前記円筒との間に設置されて前記円筒と前記ライナを固定し、前記ライナと前記円筒との間の空気の流れを阻害するシール部材とを備え、
前記円筒に設けられた前記空気供給孔が、前記ライナと前記円筒との間を流下する空気の流れ方向について、前記シール部材の上流端から下流端までの範囲に配置されていることを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記空気供給孔は前記バーナ出口端面に平行、または前記バーナ出口端面に向かって開口していることを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項4に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記空気供給孔が前記円筒の周方向に長い長穴形状であることを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項4に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記ライナと前記円筒ガイドとの間の前記空気供給孔よりも下流に、空気の流れを阻害するリブを備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項4に記載のガスタービン燃焼器であって、前記空気供給孔のうち、バーナに近接する前記空気供給孔の径がバーナから距離が離れている空気供給孔の径よりも小さいことを特徴とするガスタービン燃焼器。
- 請求項2に記載のガスタービン燃焼器であって、前記燃焼器は複数の燃料系統を備え、各バーナは空気孔および燃料ノズルが複数列の円周上に配置され、前記燃料ノズルのうち内周側燃料ノズルと外周側燃料ノズルで別々の燃料系統に接続され、前記内周燃料ノズルよりも前記外周燃料ノズルに供給する1本当たりの燃料流量が少ないことを特徴とするガスタービン燃焼器。
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