JP6506503B2 - 燃焼器に燃料を供給するためのシステム - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
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- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
Description
LLI噴射装置を通じて送られ、燃料と混合して希薄燃料空気混合気を生成する。次いで、希薄燃料空気混合気は、2次燃焼ゾーンでの追加燃焼のために燃焼室に噴射され、燃焼器の燃焼ガス温度及び熱力学効率を向上させることができる。遅延希薄噴射装置は、窒素酸化物(NOx)のような望ましくないエミッション生成の対応する増加をもたらすことなく、高い燃焼ガス温度に効果的である。遅延希薄噴射装置は、ガスタービンのベース負荷及び/又はターンダウン作動中のNOx低減に特に有利である。
12 入口セクション
14 作動流体
16 圧縮機
18 加圧作動流体
20 燃料
22 燃料供給部
24 燃焼器
26 燃焼ガス
28 タービン
30 シャフト
32 発電機/モータ
34 排気ガス
36 排気セクション
38 排気スタック
50 外側ケーシング
52 ケーシング
54 高圧プレナム
56 端部カバー
58 燃料ノズル
60 キャップ組立体
62 開口
64 アーム経路
66 固定タービンノズル
68 入口
70 内側ケーシング
72 タービンロータブレード
74 内側支持リング
100 システム
102 上流側/前方端部
104 下流側/後方端部
106 中心線
108 燃焼モジュール
110 燃料分配マニホルド
112 燃料噴射組立体
114 流体導管
116 燃料噴射装置
118 燃料接続ポート
120 フランジ
122 上流側端部
124 燃料分配キャップ
126 外側表面
128 支持スリーブ/リング
130 下流側端部
132 内側表面
134 外側表面
136 圧縮バネシール
138 主燃料プレナム
140 ボルト孔
142 オリフィス
144 入口
146 出口
148 内側表面
152 第1のオリフィス
154 第2のオリフィス
156 オリフィスインサート
158 リブ
160 断熱ギャップ
162 燃料分配プレナム
164 入口ポート
166 フロア部分
167 出口
168 断熱ギャップ
200 単一構造ライナ
202 本体
204 前方端部
206 後方端部
208 中心線
210 円錐部分
212 遅延希薄噴射部分/LLI噴射部分
214 移行部分
216 支持部分
218 主燃焼ゾーン
220 遅延希薄燃焼ゾーン
222 燃料噴射装置開口
224 高温ガス経路
226 軸方向流れ長さ
228 交点
230 交点
232 断面流れ面積
250 後方フレーム
252 内側部分
254 外側部分
256 対向する側部
258 側部
260 側部シールスロット
262 下流側/後方壁部
264 上流側/前方壁部
266 内側表面
268 第1のセグメント
270 第2のセグメント
272 交点
274 第1の外側表面
276 第2の外側表面
278 第3の外側表面
280 第1の外向きの距離
282 第2の外向きの距離
284 第3の外向きの距離
286 ステップ部
288 キー溝又はサイドシール案内特徴要素
290 サイドシール
292 底部
294 上部
296 半径方向クリアランス
300 グラフ
304 線
306 線
308 線
310 線
312 線
314 線
316 第1の部分
318 第2の部分
400 グラフ
402 流速
404 線
406 線
408 線
410 線
412 線
414 線
416 第1の部分
418 第2の部分
500 流れスリーブ
502 前方端部
504 外側部分
506 後方端部
508 外側係合面
510 冷却流れ通路
512 冷却/インピンジメント孔
514 半環状流れスリー部
516 締結具
518 半径方向距離
520 第1の半径方向距離
522 第2の半径方向距離
524 圧縮/バネシール
600 外側空気シールド
602 半環状外側空気シールドセクション
604 噴射空気プレナム
606 入口通路
608 流路
610 列
612 流量調節スリーブ
614 外側表面
616 リンク機構
618 軸方向
620 円周方向
622 開口
624 第1の位置
626 第2の位置
Claims (20)
- ガスタービンの燃焼器に燃料を提供するシステムであって、
(a)燃料プレナムを少なくとも部分的に定め、後方端部から軸方向に分離された前方端部と、該前方端部の周りに半径方向外向き及び円周方向に延びるフランジと、該フランジから下流側に延びる環状支持リングとを有する環状燃料分配マニホルドと、
(b)前記燃料分配マニホルドから下流側に延び、一次燃焼ゾーン及び二次燃焼ゾーンを少なくとも部分的に定めた単一構造ライナと、該単一構造ライナを通って実質的に半径方向に延び且つ前記単一構造ライナを通って前記燃焼器の二次燃焼ゾーンに流体連通を提供する遅延希薄(LLI)噴射装置と、を有する遅延希薄(LLI)噴噴射組立体と、
(c)前記LLI噴射装置と前記燃料分配マニホルドとの間に延び、前記燃料プレナムと流体連通している流体導管と、
を備え、
(d)前記LLI噴射組立体は更に、前記単一構造ライナの少なくとも一部を円周方向に囲む流れスリーブを含み、該流れスリーブが、前記単一構造ライナから半径方向に分離されて、これらの間に環状の冷却流れ通路を少なくとも部分的に定め、前記LLI噴射装置が前記流れスリーブを通って延び、
前記フランジが、
(a)前記フランジ内で円周方向に延びる燃料プレナム及び前記フランジの周りを円周方向に延びる外側表面と、
(b)前記フランジの外側表面を通って前記燃料プレナムに流体連通を提供する第1のオリフィス及び第2のオリフィスと、
(c)前記フランジの外側表面にわたって部分的に延び且つ前記第1のオリフィス及び第2のオリフィスを囲む燃料分配キャップと、
(d)前記燃料分配キャップ内に少なくとも部分的に定められ、前記第1のオリフィス及び第2のオリフィスと流体連通した燃料分配プレナムと、
を備える、システム。 - 前記流体導管が、蛇行形状にされている、請求項1に記載のシステム。
- 前記フランジが、該フランジを通って軸方向に延びる複数のボルト孔を含み、前記第1のオリフィスが、前記複数のボルト孔のうちの少なくとも1つにより前記第2のオリフィスから円周方向に分離される、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記燃料分配キャップが、前記燃料分配プレナムを部分的に定めるフロア部分を含み、前記燃料分配キャップが、前記第1のオリフィスと同軸に整列した第1の出口と、前記第2のオリフィスと同軸に整列した第2の出口と、を有する、請求項1乃至3のいずれかに記載のシステム。
- 前記燃料分配キャップのフロア部分と前記フランジの外側表面との間に定められるギャップを更に備える、請求項1乃至4のいずれかに記載のシステム。
- 前記第1のオリフィス内に配置された第1のオリフィスインサートと、前記第2のオリフィス内に配置された第2のオリフィスインサートと、を更に備え、
前記第1のオリフィスインサートと前記第1のオリフィスとの間及び前記第2のオリフィスインサートと前記第2のオリフィスとの間に断熱ギャップが定められる、請求項1乃至5のいずれかに記載のシステム。 - 前記流体導管が、蛇行形状にされており、
前記単一構造ライナが、円錐部を定める本体と、前記円錐部から下流側に延びるLLI噴射部と、前記LLI噴射部から下流側に延びる移行部と、を含む、請求項1乃至6のいずれかに記載のシステム。 - 前記移行部が、ほぼ非円形断面を有し、
前記単一構造ライナの本体が、単一の構成要素である、請求項7に記載のシステム。 - 前記単一構造ライナが、
(a)前方端部と後方端部とを有し、断面流れ面積と前記前方端部及び後方端部間に定められる軸方向流れ長さとを定め、前記前方端部から下流側で且つ前記後方端部から上流側に配置されるLLI噴射部を更に定める本体を更に備え、前記LLI噴射装置が前記LLI噴射部にて前記本体を通って延びており、
(b)前記断面流れ面積が、前記前方端部と前記LLI噴射部との間で前記軸方向流れ長さに沿って減少し、前記LLI噴射部から下流側の前記軸方向流れ長さの少なくとも一部に沿って減少する、請求項1乃至8のいずれかに記載のシステム。 - 前記断面流れ面積が、前記LLI噴射部から下流側に定められる前記軸方向流れ長さの第1の部分に沿って増大し、前記第1の部分から下流側に定められる前記軸方向流れ長さの第2の部分に沿って減少する、請求項9に記載のシステム。
- 前記断面流れ面積が、前記LLI噴射部にわたり前記軸方向流れ長さに沿って下流側方向で増大または減少する、請求項9に記載のシステム。
- 前記前方端部と前記LLI噴射部との間に延びる円錐部と、前記LLI噴射部から下流側に延びて前記後方端部にて終端する移行部とを更に備える、請求項9に記載のシステム。
- 前記単一構造ライナが、後方フレームによって円周方向に囲まれる下流側端部を含み、前記後方フレームが、
(a)外側部分から半径方向に分離された内側部分、及び前記内側部分と前記外側部分との間に延びる対向する側部のペアと、
(b)前記後方フレームの前記内側部分と前記外側部分との間で前記対向する側部の一方の側部に沿って延び、下流側端部と上流側端部との間に少なくとも部分的に定められるサイドシールスロットと、
を含む、請求項1乃至12のいずれかに記載のシステム。 - 前記第1の外向きの距離が、前記第2の外向きの距離よりも大きく、
前記第1のセグメントの外側表面と前記第2のセグメントの外側表面との間に定められるステップ部を更に備え、
前記ステップ部が、軸方向及び半径方向で前記サイドシールの底部を前記サイドシールスロットに案内するよう構成される、請求項13に記載のシステム。 - 前記ガスタービンが、外側ケーシングと第2の外側ケーシングとを含み、前記フランジが、前記外側ケーシングの一部に接続され、前記後方フレームが、前記外側ケーシングの別の部分に接続される、請求項13に記載のシステム。
- 前記燃料分配マニホルドが更に、前記燃料分配マニホルドの下流側端部を少なくとも部分的に定め、外側側部から半径方向に分離される内側側部を有する環状支持リングを含む、請求項1乃至15のいずれかに記載のシステム。
- 前記流れスリーブが、前記冷却流れ通路に流体連通を提供する複数の冷却孔を含み、2つ又はそれ以上の半環状流れスリーブセクションから構成される、請求項1乃至16のいずれかに記載のシステム。
- 前記流れスリーブが、前記燃料分配マニホルドの後方端部と、前記LLI噴射組立体の後方端部との間に単一の構成要素をとして連続的に延び、
前記流れスリーブが、前記単一構造ライナにわたって変化する半径方向距離にて前記単一構造ライナから半径方向に分離される、請求項1乃至16のいずれかに記載のシステム。 - 流れスリーブを更に備え、前記支持リングが内側表面を含み、前記流れスリーブの前方部分が、前記支持リング内に同心状に位置付けられ、前記前方部分が、前記支持リングの内側表面と滑動可能に係合され、
前記支持リングと前記流れスリーブの前方部分との間に半径方向に延びるバネシールを更に備える、請求項15に記載のシステム。 - 前記単一構造ライナ及び前記LLI噴射装置の少なくとも一部を円周方向に囲む外側空気シールドを更に備え、前記外側空気シールドが、前記LLI噴射装置と流体連通した噴射空気プレナムと、前記噴射器空気プレナム内に流路を定める入口通路とを少なくとも部分的に定め、
前記外側空気シールドと滑動可能に係合される流量調節スリーブを更に備え、前記流量調節スリーブが、前記入口通路を通る流れを制限する第1の位置と、前記入口通路を通る流れを増大させる第2の位置とを有し、
前記流量調節スリーブが、前記燃焼器の軸方向中心線に対して前記外側空気シールドにわたって軸方向に、又は前記外側空気シールドの周りで円周方向に滑動し、
前記流量調節スリーブの第1の位置が、完全に閉じた入口通路に対応し、前記流量調節スリーブの第2の位置が、完全に開いた入口通路に対応する、請求項1乃至19のいずれかに記載のシステム。
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