JPH08261463A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
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- JPH08261463A JPH08261463A JP7069598A JP6959895A JPH08261463A JP H08261463 A JPH08261463 A JP H08261463A JP 7069598 A JP7069598 A JP 7069598A JP 6959895 A JP6959895 A JP 6959895A JP H08261463 A JPH08261463 A JP H08261463A
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- water
- turbine combustor
- cooling
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ガスタービンの排気中に含まれるＮＯｘ濃度の
低減を図るガスタービン燃焼器を提供することにある。 【構成】ガスタービン燃焼器５の内筒２０および尾筒の
少なくとも一方の壁部を水冷却構造としたものである。
この水冷却構造は多数の冷却水パイプ２，２の集合より
なる水冷却装置２５で構成したものである。
低減を図るガスタービン燃焼器を提供することにある。 【構成】ガスタービン燃焼器５の内筒２０および尾筒の
少なくとも一方の壁部を水冷却構造としたものである。
この水冷却構造は多数の冷却水パイプ２，２の集合より
なる水冷却装置２５で構成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービン発電プ
ラントやコンバインドサイクル発電プラントにおいて用
いられるガスタービン燃焼器に係り、特にガスタービン
の排気中に含まれるＮＯｘ濃度の低減を図ることができ
るガスタービン燃焼器に関する。
ラントやコンバインドサイクル発電プラントにおいて用
いられるガスタービン燃焼器に係り、特にガスタービン
の排気中に含まれるＮＯｘ濃度の低減を図ることができ
るガスタービン燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン発電プラントやコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて使用されるガスタービ
ンは、高効率化のためその作動条件が高温、高圧力とな
っており、そのためＮＯｘ（窒素酸化物）を増大させる
傾向にある。
ドサイクル発電プラントにおいて使用されるガスタービ
ンは、高効率化のためその作動条件が高温、高圧力とな
っており、そのためＮＯｘ（窒素酸化物）を増大させる
傾向にある。
【０００３】ＮＯｘの発生要因は種々存在するが、主と
して火炎温度が支配的であり、ＮＯｘを低減させるため
には火炎温度を如何に低く抑えるかにかかってくる。そ
のため従来から最も簡単なＮＯｘ低減法として、ガスタ
ービン燃焼器内の高温燃焼領域に蒸気噴射や水噴射を行
い、燃焼時における燃焼火炎の温度を低下させるように
することが多く採用されていた。
して火炎温度が支配的であり、ＮＯｘを低減させるため
には火炎温度を如何に低く抑えるかにかかってくる。そ
のため従来から最も簡単なＮＯｘ低減法として、ガスタ
ービン燃焼器内の高温燃焼領域に蒸気噴射や水噴射を行
い、燃焼時における燃焼火炎の温度を低下させるように
することが多く採用されていた。
【０００４】しかしてこの燃焼火炎温度低下の方法は、
適用が簡単で優れた面を有しているが、蒸気や水を多量
に使用すること、蒸気や水の使用は結果としてプラント
効率を低下させ高効率化を指向する目的に反すること、
ガスタービン燃焼器内の多量の蒸気や水の噴射は燃焼振
動等を増大させ、ガスタービン燃焼器の寿命を低下させ
ること、などの種々の欠点があった。
適用が簡単で優れた面を有しているが、蒸気や水を多量
に使用すること、蒸気や水の使用は結果としてプラント
効率を低下させ高効率化を指向する目的に反すること、
ガスタービン燃焼器内の多量の蒸気や水の噴射は燃焼振
動等を増大させ、ガスタービン燃焼器の寿命を低下させ
ること、などの種々の欠点があった。
【０００５】このようなことから、蒸気噴射や水噴射に
よる手法を用いずに火炎温度を低下させる手段として、
燃料と燃焼用空気とを燃料稀薄条件に予混合して燃焼さ
せる、いわゆる予混合多段稀薄燃焼法が採用され、従来
の蒸気噴射や水噴射により達成していたＮＯｘ低減レベ
ルを実現することが可能となっている。
よる手法を用いずに火炎温度を低下させる手段として、
燃料と燃焼用空気とを燃料稀薄条件に予混合して燃焼さ
せる、いわゆる予混合多段稀薄燃焼法が採用され、従来
の蒸気噴射や水噴射により達成していたＮＯｘ低減レベ
ルを実現することが可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら予混合多
段稀薄燃焼法を採用したガスタービン燃焼器は、現在ま
でに低ＮＯｘ化に対し大きな成果を達成しているが、近
年ではガスタービンの入口温度がさらに高温化して１５
００℃級に達するものがあり、この１５００℃級のガス
タービンであると予混合多段稀薄燃焼法を採用したガス
タービン燃焼器においても下記の問題点が存在する。
段稀薄燃焼法を採用したガスタービン燃焼器は、現在ま
でに低ＮＯｘ化に対し大きな成果を達成しているが、近
年ではガスタービンの入口温度がさらに高温化して１５
００℃級に達するものがあり、この１５００℃級のガス
タービンであると予混合多段稀薄燃焼法を採用したガス
タービン燃焼器においても下記の問題点が存在する。
【０００７】すなわち図１２にガスタービンの高温化
（燃焼器出口温度の高温化）に伴い燃焼器側面用のフィ
ルム冷却空気割合は減少傾向を示しているが、これは基
本的に高温化、低ＮＯｘ化に伴いガスタービン燃焼器に
供給されるコンプレッサからの空気の中で燃焼用として
使用される空気の割合が増加し、フィルム冷却空気割合
が減少することを意味する。
（燃焼器出口温度の高温化）に伴い燃焼器側面用のフィ
ルム冷却空気割合は減少傾向を示しているが、これは基
本的に高温化、低ＮＯｘ化に伴いガスタービン燃焼器に
供給されるコンプレッサからの空気の中で燃焼用として
使用される空気の割合が増加し、フィルム冷却空気割合
が減少することを意味する。
【０００８】例えば１５００℃級以上のガスタービンの
場合は、図１２に横軸に示す燃焼器出口当量比はほぼ
０．６になり、縦軸で示すフィルム冷却空気割合は零に
なる。すなわち高温化、低ＮＯｘ化に伴い１５００℃級
のガスタービン燃焼器では燃焼器壁面の冷却が困難にな
るという基本的な問題があった。なお、図１３はフィル
ム冷却空気の流れを示し、ガスタービン燃焼器の内筒ａ
の外面を流れる空気が穴ｂから内側の燃焼室ｃに入り、
ｄ，ｄで示すフィルム冷却域を冷却する。
場合は、図１２に横軸に示す燃焼器出口当量比はほぼ
０．６になり、縦軸で示すフィルム冷却空気割合は零に
なる。すなわち高温化、低ＮＯｘ化に伴い１５００℃級
のガスタービン燃焼器では燃焼器壁面の冷却が困難にな
るという基本的な問題があった。なお、図１３はフィル
ム冷却空気の流れを示し、ガスタービン燃焼器の内筒ａ
の外面を流れる空気が穴ｂから内側の燃焼室ｃに入り、
ｄ，ｄで示すフィルム冷却域を冷却する。
【０００９】この発明は、１５００℃級以上のガスター
ビン用ドライ低ＮＯｘガスタービン燃焼器における高温
化や低ＮＯｘ化を実現する際の基本的な冷却構造を備え
たガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
ビン用ドライ低ＮＯｘガスタービン燃焼器における高温
化や低ＮＯｘ化を実現する際の基本的な冷却構造を備え
たガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、ガスタービン燃焼器の内筒および尾
筒の少なくとも一方の壁部を水冷却構造としたもので、
好ましくは上記水冷却構造を多数の冷却水パイプの集合
よりなる水冷却装置で構成し、この水冷却構造に用いる
冷却水を、コンパインドサイクル発電プラントの蒸気タ
ービンプラントで得られる復水とし、昇温した冷却水を
蒸気タービンプラントに戻すようにし、さらに水冷却装
置は冷却水を冷却水パイプに供給分配する供給用マニホ
ールドおよび排水用マニホールドを設けたことにある。
そして水冷却構造を施した内筒または尾筒の高温ガス側
の面に遮熱板を設けたことにある。
め、この発明では、ガスタービン燃焼器の内筒および尾
筒の少なくとも一方の壁部を水冷却構造としたもので、
好ましくは上記水冷却構造を多数の冷却水パイプの集合
よりなる水冷却装置で構成し、この水冷却構造に用いる
冷却水を、コンパインドサイクル発電プラントの蒸気タ
ービンプラントで得られる復水とし、昇温した冷却水を
蒸気タービンプラントに戻すようにし、さらに水冷却装
置は冷却水を冷却水パイプに供給分配する供給用マニホ
ールドおよび排水用マニホールドを設けたことにある。
そして水冷却構造を施した内筒または尾筒の高温ガス側
の面に遮熱板を設けたことにある。
【００１１】
【作用】ガスタービン燃焼器の内筒および尾筒の少なく
とも一方の壁部を水冷却構造に構成し、この水冷却構造
を流れる冷却水によりフィルム冷却空気を用いることな
く内筒または尾筒が冷却される。この内筒または尾筒を
冷却した水は熱交換して昇温するが、昇温した冷却水の
熱は回収されるためプラントの熱効率が向上する。
とも一方の壁部を水冷却構造に構成し、この水冷却構造
を流れる冷却水によりフィルム冷却空気を用いることな
く内筒または尾筒が冷却される。この内筒または尾筒を
冷却した水は熱交換して昇温するが、昇温した冷却水の
熱は回収されるためプラントの熱効率が向上する。
【００１２】また水冷却構造として冷却水パイプの集合
体からなる水冷却装置とすれば、高圧水を供給すること
ができ、入熱による沸騰現象を避けることができる。冷
却水の供給側、排出側にそれぞれマニホールドを使用す
れば、各冷却水パイプに均一な水量を供給することがで
き、均等な冷却がなされる。さらに冷却水パイプにより
冷却される内筒または尾筒の高温ガス側に遮熱板を設け
れば、遮熱板の温度が上昇（許容温度以下）し、燃焼器
出口の温度分布の半径方向の均一化がなされる。これら
により１５００℃級以上のガスタービンに適用しても、
ガスタービン燃焼器の高温化と低ＮＯｘ化を図ることが
できる。
体からなる水冷却装置とすれば、高圧水を供給すること
ができ、入熱による沸騰現象を避けることができる。冷
却水の供給側、排出側にそれぞれマニホールドを使用す
れば、各冷却水パイプに均一な水量を供給することがで
き、均等な冷却がなされる。さらに冷却水パイプにより
冷却される内筒または尾筒の高温ガス側に遮熱板を設け
れば、遮熱板の温度が上昇（許容温度以下）し、燃焼器
出口の温度分布の半径方向の均一化がなされる。これら
により１５００℃級以上のガスタービンに適用しても、
ガスタービン燃焼器の高温化と低ＮＯｘ化を図ることが
できる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明に係るガスタービン燃焼器の
一実施例について添付図面を参照して説明する。
一実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１４】図１はこの発明に係るガスタービン燃焼器
を多軸型コンバインドサクイル発電プラントに適用した
例を示す。一軸型コンバインドサイクル発電プラントに
適用してもよい。
を多軸型コンバインドサクイル発電プラントに適用した
例を示す。一軸型コンバインドサイクル発電プラントに
適用してもよい。
【００１５】コンバインドサイクル発電プラント１はガ
スタービンプラント２と蒸気タービンプラント３とを組
み合わせたものであり、ガスタービン燃焼器５は例えば
１５００℃級以上のドライ低ＮＯｘ型のガスタービン用
燃焼器であり、ガスタービンプラント２のコンプレッサ
６とガスタービン７との間に配設される。コンプレッサ
６で圧縮された吐出空気は、ガスタービン燃焼器５に送
られ、この燃焼器５内で燃料供給ライン８から供給され
る燃料と混合して燃焼せしめられる。
スタービンプラント２と蒸気タービンプラント３とを組
み合わせたものであり、ガスタービン燃焼器５は例えば
１５００℃級以上のドライ低ＮＯｘ型のガスタービン用
燃焼器であり、ガスタービンプラント２のコンプレッサ
６とガスタービン７との間に配設される。コンプレッサ
６で圧縮された吐出空気は、ガスタービン燃焼器５に送
られ、この燃焼器５内で燃料供給ライン８から供給され
る燃料と混合して燃焼せしめられる。
【００１６】ガスタービン燃焼器５で燃焼せしめられた
燃焼ガスはガスタービン７に送られ、このガスタービン
７で仕事をして発電機９を回転駆動させ、発電させる。
ガスタービン７で仕事をした燃焼ガスは、続いて排熱回
収ボイラ１０に送られ、ここで蒸気タービンプラント３
の給水と熱交換して温度降下し、排気となって煙突１１
から大気中に放出される。
燃焼ガスはガスタービン７に送られ、このガスタービン
７で仕事をして発電機９を回転駆動させ、発電させる。
ガスタービン７で仕事をした燃焼ガスは、続いて排熱回
収ボイラ１０に送られ、ここで蒸気タービンプラント３
の給水と熱交換して温度降下し、排気となって煙突１１
から大気中に放出される。
【００１７】一方、排熱回収ボイラ１０で熱交換作用を
受けて発生した蒸気は蒸気タービンプラント３の蒸気タ
ービン１３に送られてここで仕事をし、発電機１４を駆
動して発電が行なわれる。蒸気タービン１３で仕事をし
た蒸気は続いてコンデンサ１５に送られ、ここで冷却さ
れて凝縮され、復水となる。この復水はポンプ１６によ
り復水・給水ライン１７を通って排熱回収ボイラ１０に
送られ、再び加熱されて蒸気となる。
受けて発生した蒸気は蒸気タービンプラント３の蒸気タ
ービン１３に送られてここで仕事をし、発電機１４を駆
動して発電が行なわれる。蒸気タービン１３で仕事をし
た蒸気は続いてコンデンサ１５に送られ、ここで冷却さ
れて凝縮され、復水となる。この復水はポンプ１６によ
り復水・給水ライン１７を通って排熱回収ボイラ１０に
送られ、再び加熱されて蒸気となる。
【００１８】また、ガスタービン燃焼器５は、図示しな
い外筒と内筒２０とから二重筒構造に構成され、図２に
示すように、燃焼器ライナーを構成する内筒２０に水冷
却構造が設けられる。符号２１ａはガスタービン燃焼器
５の内筒上流側を、符号２１ｂは内筒下流側をそれぞれ
示す。内筒２０内に燃焼室（図示せず）が形成される。
この燃焼室には上流側に拡散燃焼域が、その下流側に予
混合燃焼域がそれぞれ形成されて多段燃焼構造に構成さ
れる。
い外筒と内筒２０とから二重筒構造に構成され、図２に
示すように、燃焼器ライナーを構成する内筒２０に水冷
却構造が設けられる。符号２１ａはガスタービン燃焼器
５の内筒上流側を、符号２１ｂは内筒下流側をそれぞれ
示す。内筒２０内に燃焼室（図示せず）が形成される。
この燃焼室には上流側に拡散燃焼域が、その下流側に予
混合燃焼域がそれぞれ形成されて多段燃焼構造に構成さ
れる。
【００１９】この拡散燃焼域に図示しない拡散燃料ノズ
ルから燃料が図示しないスワラからの空気と撹拌されつ
つ供給され、拡散燃焼せしめられる。拡散燃料ノズルお
よびスワラは内管２０の端板２０ａの中央開口を臨むよ
うに配設される。また、予混合燃焼域に予混合ダクト２
２から燃料と空気とが予混合された予混合燃料が供給さ
れるようになっている。予混合ダクト２２は内筒２０の
上流側外周で図示しない外筒との間に複数個、例えば７
個、周方向に間隔をおいて配設される。予混合ダクト２
２内でダクト入口２２ａ側から供給される燃料と空気が
予混合されて均一化される。
ルから燃料が図示しないスワラからの空気と撹拌されつ
つ供給され、拡散燃焼せしめられる。拡散燃料ノズルお
よびスワラは内管２０の端板２０ａの中央開口を臨むよ
うに配設される。また、予混合燃焼域に予混合ダクト２
２から燃料と空気とが予混合された予混合燃料が供給さ
れるようになっている。予混合ダクト２２は内筒２０の
上流側外周で図示しない外筒との間に複数個、例えば７
個、周方向に間隔をおいて配設される。予混合ダクト２
２内でダクト入口２２ａ側から供給される燃料と空気が
予混合されて均一化される。
【００２０】ガスタービン燃焼器５の内筒２０の外周部
には、水冷却装置２５が設けられ、水冷却構造とされ
る。水冷却装置２５は、内筒２０の外周部にその軸方向
の一部を覆うように配設された冷却水パイプ２６，２６
群から構成される。冷却水パイプ群は予混合ダクト２２
と内筒２０の軸方向に対向して配置される。
には、水冷却装置２５が設けられ、水冷却構造とされ
る。水冷却装置２５は、内筒２０の外周部にその軸方向
の一部を覆うように配設された冷却水パイプ２６，２６
群から構成される。冷却水パイプ群は予混合ダクト２２
と内筒２０の軸方向に対向して配置される。
【００２１】冷却パイプ２６，２６群の一端は、内筒２
０を囲繞するように配置された供給用マニホールド２７
に接続され、同他端は同じく内筒２０を囲繞するように
設けられた排水用マニホールド２８に接続されており、
冷却水は矢印の方向に流れるようになっている。符号２
９は冷却水供給配管、符号３０は冷却水排水配管であ
る。
０を囲繞するように配置された供給用マニホールド２７
に接続され、同他端は同じく内筒２０を囲繞するように
設けられた排水用マニホールド２８に接続されており、
冷却水は矢印の方向に流れるようになっている。符号２
９は冷却水供給配管、符号３０は冷却水排水配管であ
る。
【００２２】ガスタービン燃焼器５の水冷却装置２５に
は、コンデンサ１５により凝縮された復水が、ポンプ３
１およびバルブ３２を経由して、あるいは復水・給水ラ
イン１７を通る復水の一部がポンプ１６およびバルブ３
３を経由して供給されるように、冷却水供給配管２９が
接続されている。
は、コンデンサ１５により凝縮された復水が、ポンプ３
１およびバルブ３２を経由して、あるいは復水・給水ラ
イン１７を通る復水の一部がポンプ１６およびバルブ３
３を経由して供給されるように、冷却水供給配管２９が
接続されている。
【００２３】また、供給用マニホールド２７から水冷却
装置２５に供給された冷却水は、冷却水パイプ２６，２
６群を通る際に内筒２０をフィルム冷却して排出用マニ
ホールド２８に案内され、冷却水排出配管である冷却水
戻り配管３０を経由して排熱回収ボイラ１０の入口配管
（復水・給水ライン）１７に戻されるように接続されて
いる。
装置２５に供給された冷却水は、冷却水パイプ２６，２
６群を通る際に内筒２０をフィルム冷却して排出用マニ
ホールド２８に案内され、冷却水排出配管である冷却水
戻り配管３０を経由して排熱回収ボイラ１０の入口配管
（復水・給水ライン）１７に戻されるように接続されて
いる。
【００２４】水冷却装置２５の冷却水パイプ２６，２６
群は、図３および図４に示すように、内筒２０の壁板３
５の外周面に所定の間隔ピッチＰをおいて溶接３６によ
り固着される。冷却水パイプ２６の縦断面例は、図５に
示すように構成され、冷却水パイプ２６は円筒２０の壁
板３５の外表面に接して配置され、内筒２０内に燃焼室
３７が形成されるようになっている。実線矢印は冷却水
の流れを表わす。
群は、図３および図４に示すように、内筒２０の壁板３
５の外周面に所定の間隔ピッチＰをおいて溶接３６によ
り固着される。冷却水パイプ２６の縦断面例は、図５に
示すように構成され、冷却水パイプ２６は円筒２０の壁
板３５の外表面に接して配置され、内筒２０内に燃焼室
３７が形成されるようになっている。実線矢印は冷却水
の流れを表わす。
【００２５】図６は、ガスタービン燃焼器５の内筒２０
内に遮熱板３９を設けた場合の構成例を示す。冷却パイ
プ２６が溶接により固着される内筒２０の壁板３５の燃
焼室３７側に多数の遮熱板３９を内張りしたものであ
る。遮熱板３９は内筒２０の壁板３５に直接全面接触し
ないように、間にスペーサ４０を介在させてクリアラン
スを持たせている。遮熱板３９は図７に示すように、例
えば矩形状に形成される。遮熱板３９は種々の形状が考
えられ、遮熱板３９を組み合わせて内筒２０の内周面を
カバーするようになっている。
内に遮熱板３９を設けた場合の構成例を示す。冷却パイ
プ２６が溶接により固着される内筒２０の壁板３５の燃
焼室３７側に多数の遮熱板３９を内張りしたものであ
る。遮熱板３９は内筒２０の壁板３５に直接全面接触し
ないように、間にスペーサ４０を介在させてクリアラン
スを持たせている。遮熱板３９は図７に示すように、例
えば矩形状に形成される。遮熱板３９は種々の形状が考
えられ、遮熱板３９を組み合わせて内筒２０の内周面を
カバーするようになっている。
【００２６】次にコンバインドサイクル発電プラントの
例に基づいてガスタービン燃焼器５の冷却作用を説明す
る。
例に基づいてガスタービン燃焼器５の冷却作用を説明す
る。
【００２７】蒸気タービンプラント３の蒸気タービン１
３で仕事をした蒸気は、コンデンサにより凝縮して復水
（純水）となり、このほぼ常温の純水はポンプ１６によ
り昇圧されたのちバルブ３３により流量が制御され、冷
却水供給配管２９を経て供給用マニホールド２７へ供給
される。供給用マニホールド２７に供給された冷却水は
水冷却装置２５の冷却水パイプ２６群を通り、内筒２０
の壁板３５を冷却して排出用マニホールド２８へ案内さ
れる。排出用マニホールド２８に流入した冷却水は冷却
水戻り配管３０を経由して排熱回収ボイラ１０へ流れ、
冷却による入熱が蒸気タービンプラント３１に回収され
てコンバインドサイクル発電プラント１の熱効率の向上
に寄与する。
３で仕事をした蒸気は、コンデンサにより凝縮して復水
（純水）となり、このほぼ常温の純水はポンプ１６によ
り昇圧されたのちバルブ３３により流量が制御され、冷
却水供給配管２９を経て供給用マニホールド２７へ供給
される。供給用マニホールド２７に供給された冷却水は
水冷却装置２５の冷却水パイプ２６群を通り、内筒２０
の壁板３５を冷却して排出用マニホールド２８へ案内さ
れる。排出用マニホールド２８に流入した冷却水は冷却
水戻り配管３０を経由して排熱回収ボイラ１０へ流れ、
冷却による入熱が蒸気タービンプラント３１に回収され
てコンバインドサイクル発電プラント１の熱効率の向上
に寄与する。
【００２８】図８は、内筒２０の内周面に遮熱板３９を
設けたガスタービン燃焼器の内筒２０内の温度分布状況
を示すもので、内筒２０の壁板３５が冷却されすぎると
壁板３５上の高温燃焼ガスが冷却されてガスタービン燃
焼器５の半径方向の温度分布変化が発生するが、内筒２
０内に遮熱板３９を設けていることによりこの遮熱板３
９の温度が上昇することによって温度分布を内筒２０内
の半径方向にわたって均一化することができる。この遮
熱板３９は若干高温にはなるが、水冷却装置２５により
十分冷却されている壁板３５との輻射冷却によりメタル
許容温度以下に保たれる。またスペーサ４０は遮熱板３
９に接触して温度分布に不均一が生じ熱応力により変形
することがないようクリアランスを保っている。
設けたガスタービン燃焼器の内筒２０内の温度分布状況
を示すもので、内筒２０の壁板３５が冷却されすぎると
壁板３５上の高温燃焼ガスが冷却されてガスタービン燃
焼器５の半径方向の温度分布変化が発生するが、内筒２
０内に遮熱板３９を設けていることによりこの遮熱板３
９の温度が上昇することによって温度分布を内筒２０内
の半径方向にわたって均一化することができる。この遮
熱板３９は若干高温にはなるが、水冷却装置２５により
十分冷却されている壁板３５との輻射冷却によりメタル
許容温度以下に保たれる。またスペーサ４０は遮熱板３
９に接触して温度分布に不均一が生じ熱応力により変形
することがないようクリアランスを保っている。
【００２９】図９は水冷却装置の変形例を示すもので、
この水冷却装置２５Ａは内筒２０Ａを外壁板４３と内壁
板４４とから２重筒構造に構成し、２重筒構造の外壁板
４３と内壁板４４との間を仕切壁４５，４５で仕切るこ
とにより冷却水パイプ（通路）２６Ａを形成したもので
ある。この場合、冷却水の流れ方向は図９のように一方
向から流す場合と、図１０に示すように供給と排出とが
交互になるように使用するかは任意である。さらに図１
１は内筒２０の壁板を水冷却装置２５の冷却水パイプ２
６，２６に合わせて波形状に形成し、冷却水パイプ２６
との熱交換面積を大きくとった場合の例を示す。
この水冷却装置２５Ａは内筒２０Ａを外壁板４３と内壁
板４４とから２重筒構造に構成し、２重筒構造の外壁板
４３と内壁板４４との間を仕切壁４５，４５で仕切るこ
とにより冷却水パイプ（通路）２６Ａを形成したもので
ある。この場合、冷却水の流れ方向は図９のように一方
向から流す場合と、図１０に示すように供給と排出とが
交互になるように使用するかは任意である。さらに図１
１は内筒２０の壁板を水冷却装置２５の冷却水パイプ２
６，２６に合わせて波形状に形成し、冷却水パイプ２６
との熱交換面積を大きくとった場合の例を示す。
【００３０】また、この発明の実施例では、ガスタービ
ン燃焼器の内筒に水冷却装置を設けた例を示したが、こ
の水冷却装置は内筒から尾筒（トランジションピース）
にわたって設けても、また尾筒に設け、内筒または尾筒
を水冷却構造としてもよい。
ン燃焼器の内筒に水冷却装置を設けた例を示したが、こ
の水冷却装置は内筒から尾筒（トランジションピース）
にわたって設けても、また尾筒に設け、内筒または尾筒
を水冷却構造としてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、冷却水
により間接的に冷却する構造としたので、１５００℃級
以上のガスタービン用ドライ低ＮＯｘガスタービン燃焼
器において対応し得なかった高温化と低ＮＯｘ化とを同
時に達成することが可能となり、コンバインドサイクル
発電プラントのプランド効率の向上や地球環境のクリー
ン化に寄与するためのＮＯｘの低減を達成することがで
きる。
により間接的に冷却する構造としたので、１５００℃級
以上のガスタービン用ドライ低ＮＯｘガスタービン燃焼
器において対応し得なかった高温化と低ＮＯｘ化とを同
時に達成することが可能となり、コンバインドサイクル
発電プラントのプランド効率の向上や地球環境のクリー
ン化に寄与するためのＮＯｘの低減を達成することがで
きる。
【図１】この発明に係るガスタービン燃焼器を多軸型コ
ンバインドサイクル発電プラントに適用した例を示す系
統図。
ンバインドサイクル発電プラントに適用した例を示す系
統図。
【図２】この発明に係るガスタービン燃焼器の一実施例
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図３】冷却水装置の構造例を示す一部の斜視図。
【図４】冷却水装置の構造例を示す一部の断面図。
【図５】冷却水装置に備えられる冷却水パイプの縦断面
を示す断面図。
を示す断面図。
【図６】ガスタービン燃焼器の内筒内に遮熱板を設ける
場合の断面図。
場合の断面図。
【図７】遮熱板１枚の平面図。
【図８】ガスタービン燃焼器の内筒内での燃焼ガスの半
径方向の温度分布を示す温度分布図。
径方向の温度分布を示す温度分布図。
【図９】冷却水装置の他の構成例を示す一部の斜視図。
【図１０】図９に示された冷却水装置における冷却水の
流れ方向の変形例を示す一部の斜視図。
流れ方向の変形例を示す一部の斜視図。
【図１１】冷却水装置の他の構成例を示す一部の斜視
図。
図。
【図１２】ガスタービン燃焼器の高温化、低ＮＯｘ化に
伴うフィルム冷却空気が減少する状況を示すグラフ。
伴うフィルム冷却空気が減少する状況を示すグラフ。
【図１３】従来のフィルム冷却の例示図。
１ コンバインドサイクル発電プラント ２ ガスタービンプラント ３ 蒸気タービンプラント ５ ガスタービン燃焼器 ６ コンプレッサ ７ ガスタービン １０ 排熱回収ボイラ １３ 蒸気タービン １５ コンデンサ １６，３１ ポンプ １７ 復水・給水ライン ２０ 内筒 ２１ａ 内筒上流側 ２１ｂ 内筒下流側 ２２ 予混合ノズル ２５，２５ａ 水冷却装置 ２６，２６Ａ 冷却水パイプ ２７ 供給用マニホールド ２８ 排水用マニホールド ２９ 冷却水供給配管 ３０ 冷却水排水配管（冷却水戻り配管） ３２，３３ バルブ ３５ 壁板（内壁板） ３７ 燃燃室 ３９ 遮熱板 ４０ スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｒ 3/42 Ｆ２３Ｒ 3/42 Ｄ // Ｆ０１Ｐ 3/12 Ｆ０１Ｐ 3/12
Claims (5)
- 【請求項１】 ガスタービン燃焼器の内筒および尾筒の
少なくとも一方の壁部を水冷却構造としたことを特徴と
するガスタービン燃焼器。 - 【請求項２】 水冷却構造に用いる冷却水を、コンパイ
ンドサイクル発電プラントの蒸気タービンプラントで凝
縮される復水とし、昇温した冷却水を蒸気タービンプラ
ントに戻す配管系を有する請求項１記載のガスタービン
燃焼器。 - 【請求項３】 水冷却構造を多数の冷却水パイプの集合
によりなる水冷却装置で構成した請求項１記載のガスタ
ービン燃焼器。 - 【請求項４】 水冷却装置は冷却水パイプ群に供給分配
する供給用マニホールドおよび排水用マニホールドを有
する請求項３記載のガスタービン燃焼器。 - 【請求項５】 前記水冷却構造を施した内筒または尾筒
の高温燃焼ガス側の面に遮熱板を設けた請求項１記載の
ガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7069598A JPH08261463A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7069598A JPH08261463A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261463A true JPH08261463A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13407441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7069598A Pending JPH08261463A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08261463A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998036220A1 (fr) * | 1997-02-12 | 1998-08-20 | Tohoku Electric Power Co., Inc. | Dispositif de combustion de turbine a gas du type a refroidissement par vapeur |
| JP2004003639A (ja) * | 2002-04-29 | 2004-01-08 | Nuovo Pignone Holding Spa | 孔内にパイプを接続するための密封装置 |
| CN102278155A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-12-14 | 马鞍山科达洁能股份有限公司 | 燃气和蒸汽轮机系统 |
| JP4938903B1 (ja) * | 2011-06-28 | 2012-05-23 | 輝男 西原 | 発電システム |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP7069598A patent/JPH08261463A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998036220A1 (fr) * | 1997-02-12 | 1998-08-20 | Tohoku Electric Power Co., Inc. | Dispositif de combustion de turbine a gas du type a refroidissement par vapeur |
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| JP4520707B2 (ja) * | 2002-04-29 | 2010-08-11 | ヌオーヴォ ピニォーネ ホールディング ソシエタ ペル アチオニ | 孔内にパイプを接続するための密封装置 |
| CN102278155A (zh) * | 2011-06-02 | 2011-12-14 | 马鞍山科达洁能股份有限公司 | 燃气和蒸汽轮机系统 |
| JP4938903B1 (ja) * | 2011-06-28 | 2012-05-23 | 輝男 西原 | 発電システム |
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