JP6092047B2 - ガスタービンのシーケンシャル燃焼式システムにおいて希釈空気を混合するための方法 - Google Patents
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Description
1.ガスタービンは、メイン渦フローの方向とは逆方向に希釈空気が注入される、直列の二つの燃焼器を備えている。
2.ガスタービンは、メイン渦フローの方向に希釈空気が注入される、直列の二つの燃焼器を備えている。
1.希釈空気と第1のバーナに由来する高温ガスの混合の向上。
2.メイン渦フロー方向とは逆方向における希釈空気の注入によるメインフローの渦の積分の抑制、又は部分的な抑制。
3.メイン渦フローの方向における希釈空気の注入によるメインフローの渦の拡大。
−第1の燃焼器に由来する高温ガスと希釈空気のより良好でより高速な混合。
−再熱燃焼器の吸気プロフィールと関連させたメインフローの渦の制御。
−メインフローに対する特徴的な渦の発生、及び、第1のバーナの下流側への空気の注入を含む、あらゆるコンセプトのガスタービンへの実行可能な適用。
−燃焼器圧力の総損失の低下。従って、熱力学的効率が向上する。
−希釈空気の注入部の簡潔な設計。
−再熱バーナ入口における画一的な温度分布。従って、均一な燃焼プロセスは燃焼器内の脈動に影響を及ぼすことができ、また、再熱バーナのCO生成の過比例的な増加に影響を及ぼすことができる。
−局所的な逆流又は過熱が生じない、信頼性の高い運転。
−少なくとも一つの燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、筒形構造として形成されている。
−第1の燃焼器及び第2の燃焼器の両燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、シーケンシャルな筒−筒形構造として形成されている。
−第1の燃焼器が環状燃焼室として形成されており、また第2の燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、筒形構造として形成されている。
−第1の燃焼器が筒形構造として形成されており、第2の燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、環状燃焼室として形成されている。
−第1の燃焼器及び第2の燃焼器の両燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、環状燃焼室として形成されている。
−第1の燃焼器及び第2の燃焼器の両燃焼器が、運転している中間タービンを有する、環状燃焼室として形成されている。
COエミッションが特に比較的低い部分負荷条件において削減される。従って、ガスタービンをそのような期間中に比較的低い値に維持することができる。
−これによって、発電所のオペレータは燃料を節約し、従って、全体的な電気コストを削減することができる。
−削減されたCOエミッション、より低い待機点(従って、より少ない燃料消費量及びCO2生成)、又は、それら両利点の組み合わせによる環境的な利点が得られる。
−高価なCO触媒を不要にすることができる。従って、原価が下がる。
−第1の燃焼器内の種を用いるCO酸化に関して増大した体積に起因する、上述の全ての利点を伴う、COの更なる削減。
−種々の筒形燃焼器間の周囲温度勾配の低下。従って、タービン入口プロフィールは改善され、またタービン部品の寿命も改善される。
−振動気体燃料が、クロスフロー構成の意味において、酸化体のフローに垂直に注入される。
−振動気体燃料が、インライン構成の意味において、酸化体のフローに平行に注入される。
−振動気体燃料が、酸化体のフローに対して0°から90°の間の角度で斜め注入される。
少なくとも一つの燃焼器は、運転している少なくとも一つのタービンを有する、筒形構造として形成されている。
−第1の燃焼器及び第2の燃焼器の両燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、シーケンシャルな筒−筒形構造として構成されている。
−第1の燃焼器が環状燃焼室として形成されており、また第2の燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、筒形構造として形成されている。
−第1の燃焼器が筒形構造として形成されており、第2の燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、環状燃焼室として形成されている。
−第1の燃焼器及び第2の燃焼器の両燃焼器が、運転している少なくとも一つのタービンを有する、環状燃焼室として形成されている。
−第1の燃焼器及び第2の燃焼器の両燃焼器が、運転している中間タービンを有する、環状燃焼室として形成されている。
Claims (13)
- ガスタービンのシーケンシャル燃焼式システムにおいて、高温ガスのメインフローと希釈空気とを混合するための方法において、
前記ガスタービンは、少なくとも一つの圧縮機と、該圧縮機の下流側に接続されている第1の燃焼器とを含み、
前記第1の燃焼器の高温ガスを少なくとも一つの中間タービンに流入させるか、又は、直接的若しくは間接的に少なくとも一つの第2の燃焼器に流入させ、
前記第2の燃焼器の高温ガスを別のタービンに流入させるか、又は、直接的若しくは間接的にエネルギ回復部に流入させ、
少なくとも一つの燃焼器を、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転させ、
希釈空気を少なくとも1回前記第1の燃焼器に注入し、
前記希釈空気の注入により生じる渦フローを、前記第1の燃焼器内の高温ガスの本来の渦フローの方向とは逆方向に方向付けるか、又は同じ方向に方向付けることを特徴とする、方法。 - 前記第1の燃焼器及び前記第2の燃焼器を、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転させる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の燃焼器を、環状構造を有する熱燃焼経路の下で運転させ、且つ、前記第2の燃焼器を、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転させる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の燃焼器を、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転させ、且つ、前記第2の燃焼器を、環状構造を有する熱燃焼経路の下で運転させる、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも一つの燃焼器を、環状構造を有する熱燃焼経路の下で運転させる、請求項1に記載の方法。
- ガスタービンのシーケンシャル燃焼式システムにおいて、高温ガスのメインフローと希釈用空気とを混合するための方法を実施する希釈空気インジェクタにおいて、
前記ガスタービンは、少なくとも一つの圧縮機と、該圧縮機の下流側に接続されている第1の燃焼器とを含み、
前記第1の燃焼器の高温ガスは少なくとも一つの中間タービンに流入されるか、又は、直接的若しくは間接的に少なくとも一つの第2の燃焼器に流入され、
前記第2の燃焼器の高温ガスは別のタービンに流入されるか、又は、直接的若しくは間接的にエネルギ回復部に流入され、
少なくとも一つの燃焼器が、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転され、
前記第1の燃焼器は、該第1の燃焼器内の高温ガスの本来の渦フローの方向とは逆方向に方向付けられているか、又は同じ方向に方向付けられている渦フローを形成する、接線方向における空気入口スロットを含む、ことを特徴とする、希釈空気インジェクタ。 - 前記第1の燃焼器は、環状構造を有する熱燃焼経路の下で運転され、且つ、前記第2の燃焼器は、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転される、請求項6に記載の希釈空気インジェクタ。
- 前記第1の燃焼器は、筒形構造を有する熱燃焼経路の下で運転され、且つ、前記第2の燃焼器は、環状構造を有する熱燃焼経路の下で運転される、請求項6に記載の希釈空気インジェクタ。
- 少なくとも一つの燃焼器は、環状構造を有する熱燃焼経路の下で運転される、請求項6に記載の希釈空気インジェクタ。
- 前記第1の燃焼器は少なくとも一つのインジェクタを含み、第1の燃焼室に沿って注入される空気の方向及び/又は強さが制御される、請求項6乃至9のいずれか一項に記載の希釈空気インジェクタ。
- 前記インジェクタは、選択された希釈空気注入の強さを制御する手段か、又は、希釈空気を付加的に支援する手段を含む、請求項6乃至10のいずれか一項に記載の希釈空気インジェクタ。
- 請求項6乃至11のいずれか一項に記載の希釈空気インジェクタを有する燃焼器であって、
少なくとも一つの燃焼器が、接線方向の空気入口スロット並びに気体及び液体の燃料用の供給チャネルを有する、完全なボディの一部を成す中空の部分円錐体から構成されているバーナを含み、
前記中空の部分円錐体の中心軸は、フローの方向において大きくなる円錐角を有し、且つ、縦方向において相互にずらされて延びており、
燃料注入部が前記部分円錐体の相互にずらされた中心軸の接続線の中間に位置している燃料ノズルは、前記部分円錐体によって形成される円錐内部においてバーナヘッドに配置されている、燃焼器。 - 請求項6乃至11のいずれか一項に記載の希釈空気インジェクタを有する燃焼器であって、
少なくとも一つの燃焼器が、燃焼空気フローのためのバーナと、渦発生器を有する燃料注入手段と含み、前記バーナは、接線方向の空気入口スロット並びに気体及び液体の燃料用の供給チャネルを有する、完全なボディの一部を成す中空の部分円錐体を備えており、
前記中空の部分円錐体の中心軸は、フローの方向において大きくなる円錐角を有し、且つ、縦方向において相互にずらされて延びており、
燃料注入部が前記部分円錐体の相互にずらされた中心軸の接続線の中間に位置している燃料ノズルは、前記部分円錐体によって形成される円錐内部においてバーナヘッドに配置されており、
前記燃焼器は、更に、前記渦発生器の下流側に設けられている混合経路を含み、該混合経路は移行管を含み、該移行管は、前記渦発生器において形成されたフローを、前記移行管の下流側に接続される前記混合経路のフローのクロスセクションへと伝達するために、フロー方向において経路の第1の部分内に延在している、燃焼器。
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