JPH0882419A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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Publication number
JPH0882419A
JPH0882419A JP21980294A JP21980294A JPH0882419A JP H0882419 A JPH0882419 A JP H0882419A JP 21980294 A JP21980294 A JP 21980294A JP 21980294 A JP21980294 A JP 21980294A JP H0882419 A JPH0882419 A JP H0882419A
Authority
JP
Japan
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combustor
gas turbine
type pilot
premixed
cone
Prior art date
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Pending
Application number
JP21980294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shozo Nakamura
昭三 中村
Kazuhito Koyama
一仁 小山
Hidekazu Fujimura
秀和 藤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0882419A publication Critical patent/JPH0882419A/en
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Abstract

PURPOSE: To ensure low NOx from the starting operation of a gas turbine to a rated load operation by providing a main premixing combustor on an outer periphery of a cone type pilot premixing combustor where its cross section increases from an inlet of the combustor to an outlet thereof. CONSTITUTION: Air 10 compressed by a compressor passes between an outer cylinder 5 of a gas turbine combustor and a liner 6. Part of the air 10 enters from an inlet of a main premixing combustor 3 and mixes with a fuel 11 injected from a fuel nozzle 4 for combustion. Remaining air 10 enters from an inlet of a cone type pilot premixing combustor 2 and mixes with the fuel 11 injected from the fuel nozzle 4 and further flows out from an outlet of the cone type pilot premixing combustor 2 for combustion. Combustion in the cone type pilot premixing combustor 2 is performed in the combustor 2 when the flow rate of air is reduced while it is performed at the outlet of the combustor 2 when the flow rate of air is increased. Hereby, there is reduced the amount of production of NOx in a whole operation region from the time of firing when the speed of the gas turbine is increased to a rated operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガスタービンに適用する
燃焼器に係り、特にガスタービンの起動から全負荷まで
を全予混合燃料のみで燃焼させ、NOx発生量を低減す
るに好適なガスタービン用燃焼器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustor applied to a gas turbine, and more particularly to a gas turbine suitable for reducing the NOx generation amount by burning only the premixed fuel from the start of the gas turbine to the full load. For combustors for automobiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、燃焼器は、低NOx化の観点から
拡散燃焼と予混合燃焼との2つの燃焼方式を併用した2
段燃焼となし、ガスタービンの起動から部分負荷までは
拡散燃焼を行い、部分負荷から定格負荷までは予混合燃
焼を行うようにしているのが普通である。
2. Description of the Related Art Normally, a combustor uses two combustion methods, diffusion combustion and premixed combustion, from the viewpoint of reducing NOx.
Stage combustion is not used, and diffusion combustion is normally performed from the start of the gas turbine to partial load, and premixed combustion is normally performed from partial load to rated load.

【0003】例えば、特開平1−54122号公報には拡散燃
焼と予混合燃焼とを用いた2段燃焼の燃焼器が開示され
ている。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-54122 discloses a two-stage combustion combustor using diffusion combustion and premixed combustion.

【0004】この場合は、2段目の燃焼が予混合燃焼と
なっており、予混合器の内部に設けられている予混合ス
ワラにより、空気と燃料とが混合し予混合気となって燃
焼室の中に供給され、燃焼することになる。低NOx化
に対してはこの予混合燃焼領域を広くし拡散燃焼領域を
狭くあるいは拡散燃焼そのものをなくすことが重要であ
る。
In this case, the second-stage combustion is premixed combustion, and the premixing swirler provided inside the premixer mixes air and fuel to form a premixed mixture for combustion. It is fed into the chamber and burns. To reduce NOx, it is important to widen the premixed combustion region and narrow the diffusion combustion region or eliminate the diffusion combustion itself.

【0005】また、入口から出口までの断面積が順次広
がった燃焼器としては、特開平2−275221号公報,特開
昭59−101551号公報及び、特開昭59−129330号公報に記
載されている。
Further, as a combustor in which the cross-sectional area from the inlet to the outlet is gradually increased, it is described in JP-A-2-275221, JP-A-59-101551 and JP-A-59-129330. ing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ガスタービンの起動か
ら定格負荷まで、特に、ガスタービンの昇速時において
は燃焼用空気流量が大幅に変わるため、燃焼安定性の観
点からガスタービン昇速時の着火時から部分負荷時まで
は拡散燃焼を使わざるを得なかった。このため、ガスタ
ービンの起動から部分負荷までは高いNOx発生量とな
っていた。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the flow rate of combustion air greatly changes from the start of the gas turbine to the rated load, especially when the gas turbine speeds up, from the viewpoint of combustion stability, when the gas turbine speeds up. From ignition to partial load, there was no choice but to use diffusion combustion. Therefore, the amount of NOx generated was high from the start of the gas turbine to the partial load.

【0007】本発明は上記の問題に鑑みなされたもの
で、ガスタービンの昇速時の着火時から定格負荷時まで
全て予混合燃焼を安定に行わせ、ガスタービンの起動か
ら定格負荷までを低NOx化できるガスタービン用燃焼
器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, in which premixed combustion is stably performed from ignition at the time of acceleration of the gas turbine to the rated load, and the start-up to the rated load of the gas turbine is reduced. An object of the present invention is to provide a combustor for a gas turbine capable of converting to NOx.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めには、ガスタービン昇速時から無負荷定格回転数まで
の大幅に空気流量が変わる領域においても予混合燃料を
安定に燃焼させることのできる予混合燃焼器が必要とな
る。
In order to achieve the above object, the premixed fuel should be stably burned even in the region where the air flow rate greatly changes from the gas turbine speed up to the no-load rated speed. A premixed combustor capable of

【0009】ここで、予混合燃料を安定に燃焼させるに
は燃料流量と空気流量との比である燃空比と予混合燃料
の流速とが大きく影響するため、ガスタービン昇速時か
ら無負荷定格回転数までの大幅に空気流量が変わる領域
において使用する予混合燃焼器(以下、パイロット予混
合燃焼器と称す)の構造としては、空気流量が大幅に変
わっても常に安定燃焼範囲内の予混合燃料流速を維持で
きる燃焼器構造とすることが必要となる。
Here, in order to stably burn the premixed fuel, the fuel-air ratio, which is the ratio of the fuel flow rate to the air flow rate, and the flow velocity of the premixed fuel have a great influence, so no load is applied from the time the gas turbine accelerates. The structure of the premixed combustor (hereinafter referred to as the pilot premixed combustor) used in the area where the air flow rate changes significantly up to the rated speed, even if the air flow rate changes drastically It is necessary to have a combustor structure that can maintain the mixed fuel flow rate.

【0010】すなわち、従来の予混合燃焼器のように入
口から出口まで全て同じ断面積を有する燃焼器では、空
気流量の大幅な変化に対して予混合燃焼器の入口から出
口までの予混合燃料流速が大幅に変わるため、ガスター
ビン昇速時から無負荷定格回転数までを安定燃焼範囲内
の予混合燃料流速を維持することは不可能である。
That is, in the combustor having the same cross-sectional area from the inlet to the outlet as in the conventional premixed combustor, the premixed fuel from the inlet to the outlet of the premixed combustor is changed in response to a large change in the air flow rate. Since the flow velocity changes drastically, it is impossible to maintain the premixed fuel flow velocity within the stable combustion range from the acceleration of the gas turbine to the no-load rated speed.

【0011】これを解決するためには、空気流量の大幅
な変化に対しても常に安定燃焼範囲内の予混合燃料流速
が得られるように予混合燃焼器の入口から出口までの断
面積を変えることが必要となる。したがって、パイロッ
ト予混合燃焼器においては、予混合燃焼器の入口から出
口までの断面積を次第に広げたパイロット予混合燃焼器
を少なくとも1本有し、その他に、無負荷定格回転数か
ら定格負荷までの空気流量がほとんど変わらない領域に
おいて予混合燃料を安定に燃焼させることのできる予混
合燃焼器(以下、メイン予混合燃焼器と称す)を少なく
とも1本有し、ガスタービンの昇速時の着火から定格負
荷までを全て予混合燃焼させ、低NOx化が図れるよう
にしたガスタービン燃焼器としたものである。
In order to solve this, the cross-sectional area from the inlet to the outlet of the premixing combustor is changed so that the premixing fuel flow velocity within the stable combustion range can always be obtained even if the air flow rate changes greatly. Will be required. Therefore, the pilot premixed combustor has at least one pilot premixed combustor in which the cross-sectional area from the inlet to the outlet of the premixed combustor is gradually widened, and in addition, from the no-load rated speed to the rated load. Has at least one premix combustor (hereinafter referred to as the main premix combustor) capable of stably burning the premix fuel in the region where the air flow rate of the gas hardly changes, and ignition during acceleration of the gas turbine The gas turbine combustor is designed so that NOx can be reduced by premixing combustion from the load to the rated load.

【0012】[0012]

【作用】予混合燃焼器の入口から出口まで断面積を次第
に広げたパイロット予混合燃焼器とメイン予混合燃焼器
とを有することにより、ガスタービンの昇速時の着火か
ら無負荷定格回転数までの大幅に空気流量が変わる領域
に対してはパイロット予混合燃焼器により予混合燃焼さ
せ、無負荷定格回転数から定格負荷までの空気流量があ
まり変わらない領域に対してはパイロット予混合燃焼器
に加えてメイン予混合燃焼器により予混合燃焼させ、ガ
スタービンの昇速時の着火から定格負荷までを全て予混
合燃焼させることができる。
[Operation] By having the pilot premixing combustor and the main premixing combustor whose cross-sectional area is gradually expanded from the inlet to the outlet of the premixing combustor, the ignition from the acceleration of the gas turbine to the no-load rated speed is achieved. In the region where the air flow rate changes drastically, premixed combustion is performed by the pilot premix combustor, and in the region where the air flow rate from the no-load rated speed to the rated load does not change significantly, the pilot premix combustor is used. In addition, premixed combustion is performed by the main premixed combustor, and premixed combustion can be performed from ignition at the time of acceleration of the gas turbine to rated load.

【0013】これにより、ガスタービンの昇速時の着火
から定格負荷までの全運転領域において低NOx化がは
かれる。
As a result, NOx can be reduced in the entire operating region from ignition to rated load when the gas turbine accelerates.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。図1は本発明によるガスタービン用燃焼器1を示し
たものである。本実施例に示されるガスタービン用燃焼
器は、本発明の特徴である燃焼器の入口から出口にかけ
てその断面積が拡大しているコーン型パイロット予混合
燃焼器2,メイン予混合燃焼器3及び燃料ノズル4を有
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows a combustor 1 for a gas turbine according to the present invention. The gas turbine combustor shown in the present embodiment is a cone type pilot premix combustor 2, a main premix combustor 3 and a main premix combustor 3 whose cross-sectional area increases from the inlet to the outlet of the combustor, which is a feature of the present invention. It has a fuel nozzle 4.

【0015】コンプレッサで圧縮された空気10はガス
タービン燃焼器の外筒5とガスタービン燃焼器のライナ
6との間を通り、その一部の空気10はメイン予混合燃
焼器3の入口より入り、燃料ノズル4から噴出される燃
料11と混合し、その後、メイン予混合燃焼器3の出口
より流出し、燃焼する。また、残りの空気10はコーン
型パイロット予混合燃焼器2の入口より入り、燃料ノズ
ル4から噴出される燃料11と混合し、その後、コーン
型パイロット予混合燃焼器2の出口より流出し、燃焼す
る。このコーン型パイロット予混合燃焼器2における燃
焼位置は、ガスタービンの昇速時の着火から無負荷定格
回転数までの空気流量によって異なり、空気流量が少な
い場合にはコーン型パイロット予混合燃焼器2の内部で
燃焼し、空気流量が多い場合にはコーン型パイロット予
混合燃焼器2の出口部で燃焼する。この点については図
4において詳しく記述する。なお、空気10の一部はこ
のコーン型パイロット予混合燃焼器2のライナ7の冷却
にも使用される。
The air 10 compressed by the compressor passes between the outer casing 5 of the gas turbine combustor and the liner 6 of the gas turbine combustor, and a part of the air 10 enters from the inlet of the main premix combustor 3. , Mixes with the fuel 11 ejected from the fuel nozzle 4, and then flows out from the outlet of the main premixing combustor 3 and burns. The remaining air 10 enters from the inlet of the cone-type pilot premix combustor 2 and mixes with the fuel 11 ejected from the fuel nozzle 4, and then flows out from the outlet of the cone-type pilot premix combustor 2 for combustion. To do. The combustion position in the cone-type pilot premix combustor 2 depends on the air flow rate from ignition at the time of acceleration of the gas turbine to the no-load rated rotation speed. When the air flow rate is low, the cone-type pilot premix combustor 2 Of the cone type pilot premix combustor 2 when the air flow rate is large. This point will be described in detail in FIG. A part of the air 10 is also used for cooling the liner 7 of the cone type pilot premix combustor 2.

【0016】図2は図1のA−A断面の一例を示したも
のであり、コーン型パイロット予混合燃焼器2の周囲の
リング状のメイン予混合燃焼器3を設けたものである。
このリング状に形成されたメイン予混合燃焼器3は図2
に示すようにスペーサ8を設置し、いくつかのセクター
に分割されることが好ましい。なお、本実施例において
は、スペーサ8を保炎器としても使用できるため、火炎
の安定性が図れる。リング状のメイン予混合燃焼器3を
2重のリング状の予混合燃焼器に分割してもよい。この
ように構成することにより、低NOx化が図れる。
FIG. 2 shows an example of the AA cross section of FIG. 1, in which a ring-shaped main premix combustor 3 is provided around the cone type pilot premix combustor 2.
The ring-shaped main premixing combustor 3 is shown in FIG.
It is preferable to install a spacer 8 as shown in FIG. 2 and divide it into several sectors. In this embodiment, since the spacer 8 can be used as a flame stabilizer, flame stability can be achieved. The ring-shaped main premix combustor 3 may be divided into double ring-shaped premix combustors. With this configuration, NOx reduction can be achieved.

【0017】図3は図1のA−A断面の別の一例を示し
たものであり、コーン型パイロット予混合燃焼器2の周
囲に複数個の円筒状のメイン予混合燃焼器3を設けたも
のである。なお、この円筒状のメイン予混合燃焼器3を
二重に配置してもよい。
FIG. 3 shows another example of the AA cross section of FIG. 1, in which a plurality of cylindrical main premix combustors 3 are provided around the cone type pilot premix combustor 2. It is a thing. The cylindrical main premixing combustor 3 may be doubled.

【0018】図4は本発明によるコーン型パイロット予
混合燃焼器2の特性を示したものである。すなわち、空
気流量が少ない時(ライン41)には、コーン型パイロ
ット予混合燃焼器2の入口部から、軸流速度Vが安定燃
焼範囲にあるA点までが、安定燃焼範囲内にあるため、
燃焼はA点よりも上流側のコーン型パイロット予混合燃
焼器2の内部で起こる。これに対して、空気流量が多い
時(ライン42)には、軸流速度Vが安定燃焼範囲に入
るB点から、コーン型パイロット予混合燃焼器2の出口
部までが、安定燃焼範囲内にあるため、燃焼はB点より
下流側、すなわち、コーン型パイロット予混合燃焼器2
の出口部で起こる。なお、軸流速度の変化は、コンプレ
ッサの起動から、定常回転までの間いわゆる、ガスター
ビンの昇速時において変化し、コンプレッサが吸込む空
気量を調整する弁(IGV)を調整した場合も生じる。
FIG. 4 shows the characteristics of the cone type pilot premix combustor 2 according to the present invention. That is, when the air flow rate is small (line 41), the area from the inlet of the cone-type pilot premix combustor 2 to the point A where the axial flow velocity V is within the stable combustion range is within the stable combustion range.
Combustion occurs inside the cone-type pilot premix combustor 2 upstream of point A. On the other hand, when the air flow rate is high (line 42), from the point B where the axial velocity V enters the stable combustion range to the outlet of the cone type pilot premix combustor 2 is within the stable combustion range. Therefore, the combustion is downstream from the point B, that is, the cone type pilot premix combustor 2
Happens at the exit of. The change in the axial flow speed changes during the so-called speedup of the gas turbine from the start of the compressor to the steady rotation, and also occurs when the valve (IGV) for adjusting the amount of air taken in by the compressor is adjusted.

【0019】図5はコーン型パイロット予混合燃焼器2
の保炎機構の一例を示したものである。すなわち、コー
ン型パイロット予混合燃焼器2の入口部には流入する空
気10に旋回を与えるための旋回器9が取り付けられて
おり、この旋回器9の出口部に燃料11を噴出させるよ
うに燃料ノズル4が取り付けられている。このように、
コーン型パイロット予混合燃焼器2の内部に旋回流を与
えるとコーン型パイロット予混合燃焼器2の内部の中心
部分では、入口側の圧力が出口側の圧力よりも低くな
り、中心部分の流れに逆流が生じ、これに伴ってパイロ
ット予混合燃焼器2の内部に図示したように循環流12
が発生し、この循環流12が保炎の役割をはたす。
FIG. 5 shows a cone type pilot premix combustor 2
FIG. 3 shows an example of the flame holding mechanism of FIG. That is, a swirler 9 for swirling the inflowing air 10 is attached to the inlet of the cone-type pilot premix combustor 2, and the fuel 11 is ejected at the outlet of the swirler 9. The nozzle 4 is attached. in this way,
When a swirl flow is given to the inside of the cone type pilot premix combustor 2, the pressure on the inlet side becomes lower than the pressure on the outlet side in the central portion of the inside of the cone type pilot premix combustor 2 and the flow in the central portion is reduced. A backflow occurs, and as a result, a circulation flow 12 is generated inside the pilot premixing combustor 2 as shown in the figure.
Occurs, and the circulating flow 12 plays a role of flame holding.

【0020】更に、コーン型パイロット予混合燃焼器2
の入口部(旋回器9より上流側)に予混合室を設置し、
空気10と燃料11とを予混合室に導入した後、予混合
室内で空気10と燃料11とを予め混合した後、この混
合燃料を旋回器9に流入させ、混合燃料に旋回を与えて
コーン型パイロット予混合燃焼器2の内部へ流出させ
る。このように、予め混合された混合燃料を旋回させ、
コーン型パイロット予混合燃焼器2の内部に旋回流を与
えても、循環流12が発生し、この循環流12が保炎の
役割をはたす。
Further, the cone type pilot premix combustor 2
Install a premixing chamber at the inlet of the
After the air 10 and the fuel 11 are introduced into the premix chamber, the air 10 and the fuel 11 are premixed in the premix chamber, and then the mixed fuel is caused to flow into the swirler 9 to swirl the mixed fuel to produce a cone. It is made to flow into the type pilot premix combustor 2. In this way, swirling the premixed fuel mixture,
Even if a swirl flow is given to the inside of the cone-type pilot premixed combustor 2, a circulating flow 12 is generated, and this circulating flow 12 plays a role of flame holding.

【0021】図6はコーン型パイロット予混合燃焼器2
のライナ7の冷却方法の一実施例を示したものであり、
冷却能力を向上させるために、ライナ7の外壁にフィン
21を設置したものである。ライナ7の外壁にフィン2
1を設置することにより、空気10による対流冷却能力
が向上するためライナ7を冷却する能力が向上しライナ
7の温度を低くできる。尚、フィンは、主室に使用され
る材料と同様のもので形成され、0.5〜1cm 程度のも
のを本実施例では16本形成されている。
FIG. 6 shows a cone type pilot premix combustor 2
1 shows an example of a method for cooling the liner 7 of
Fins 21 are provided on the outer wall of the liner 7 in order to improve the cooling capacity. Fins 2 on the outer wall of the liner 7
By installing 1, the convection cooling capacity by the air 10 is improved, so that the capacity of cooling the liner 7 is improved and the temperature of the liner 7 can be lowered. The fins are made of the same material as that used for the main chamber, and 16 fins of about 0.5 to 1 cm are formed in this embodiment.

【0022】図7はコーン型パイロット予混合燃焼器2
のライナ7の冷却方法の一実施例を示したものであり、
冷却能力を向上させるために、ライナ7の外壁にタービ
ュレンスプロモータ22を設置したものである。こうす
ることにより、空気10による対流熱伝達率が向上する
ためライナ7を冷却する能力が向上しライナ7の温度を
低くできる。タービュレンスプロモータは、このライナ
の外壁を流れる空気に乱流を生じさせる。いわゆる乱流
促進体であり、渦流を生じさせて、冷却効果を高めるも
のである。
FIG. 7 shows a cone type pilot premix combustor 2
1 shows an example of a method for cooling the liner 7 of
A turbulence promoter 22 is installed on the outer wall of the liner 7 in order to improve the cooling capacity. By doing so, the convective heat transfer coefficient by the air 10 is improved, so that the ability to cool the liner 7 is improved and the temperature of the liner 7 can be lowered. The turbulence promoter causes turbulence in the air flowing through the outer wall of this liner. It is a so-called turbulent flow promoting body, which produces a vortex and enhances the cooling effect.

【0023】図8はコーン型パイロット予混合燃焼器2
のライナ7の冷却方法の一実施例を示したものであり、
冷却能力の向上とライナ7への入熱量の減少を図るため
に、ライナ7に多数の冷却用空気孔23をあけたもので
ある。ライナ7に冷却用空気孔23を多数あけることに
より、空気10の一部がコーン型予混合燃焼器2の外部
から内部へ流入し、ライナ7を冷却するとともにライナ
7の内壁に添って空気10が流れるためフィルム冷却効
果を有し、ライナ7への入熱量を低減するためライナ7
の温度を低くできる。外側より内側に注入した空気は、
ライナの内壁に添って流れ燃焼ガスからライナを保護す
ると共に、ライナの外壁は空気流によって冷却される。
FIG. 8 shows a cone type pilot premix combustor 2
1 shows an example of a method for cooling the liner 7 of
In order to improve the cooling capacity and reduce the amount of heat input to the liner 7, the liner 7 is provided with a large number of cooling air holes 23. By forming a large number of cooling air holes 23 in the liner 7, a part of the air 10 flows from the outside to the inside of the cone-type premix combustor 2 to cool the liner 7 and to move the air 10 along the inner wall of the liner 7. Has a film cooling effect, and the liner 7 reduces the heat input to the liner 7.
The temperature can be lowered. The air injected from the outside to the inside is
The outer wall of the liner is cooled by the air stream while flowing along the inner wall of the liner to protect the liner from combustion gases.

【0024】図9はコーン型パイロット予混合燃焼器2
のライナ7への入熱量の減少を図る一実施例を示したも
のであり、ライナ7の内壁にサーマルバリアコーティン
グ(TBC)24をほどこしたものである。ライナ7の
内壁にサーマルバリアコーティング24をほどこすこと
により、熱抵抗が大きくなるため、燃焼ガスからライナ
7への入熱量が減少しライナ7の温度を低くできる。特
に、Ni系や、Co系のセラミック材料を用いることが
好ましい。
FIG. 9 shows a cone type pilot premix combustor 2
1 shows an embodiment for reducing the amount of heat input to the liner 7, in which the inner wall of the liner 7 is provided with a thermal barrier coating (TBC) 24. By providing the thermal barrier coating 24 on the inner wall of the liner 7, the thermal resistance increases, so that the heat input amount from the combustion gas to the liner 7 decreases and the temperature of the liner 7 can be lowered. In particular, it is preferable to use a Ni-based or Co-based ceramic material.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、ガスタービンの昇速時
から無負荷定格回転数までの大幅に空気流量が変わる領
域においても、コーン型パイロット予混合燃焼器によっ
て予混合燃料を安定して燃焼させることができる。ま
た、無負荷定格回転数から定格負荷までは、このコーン
型パイロット予混合燃焼器の燃焼に加えて、コーン型パ
イロット予混合燃焼器の周囲に配置されたメイン予混合
燃焼器へ燃料を供給し燃焼させるとともに燃料を増加さ
せることにより、ガスタービンの昇速時から定格負荷ま
での全領域を予混合燃焼のみで対応することができる。
このため、ガスタービンの昇速時の着火から定格負荷ま
での全運転領域において、NOx発生量が非常に少ない
ガスタービン用燃焼器が実現できる。
According to the present invention, the cone-type pilot premixing combustor stabilizes the premixed fuel even in the region where the air flow rate greatly changes from the acceleration of the gas turbine to the unloaded rated speed. Can be burned. From the unloaded rated speed to the rated load, in addition to the combustion of this cone pilot premix combustor, fuel is also supplied to the main premix combustor arranged around the cone pilot premix combustor. By burning and increasing the fuel, it is possible to deal with the entire region from the acceleration of the gas turbine to the rated load by only the premixed combustion.
Therefore, it is possible to realize a gas turbine combustor in which the amount of NOx generated is extremely small in the entire operating range from ignition during acceleration of the gas turbine to rated load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示したガスタービン用燃焼
器の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a gas turbine combustor showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明によるリング状ガスタービン用燃焼器の
断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a ring-shaped gas turbine combustor according to the present invention.

【図3】本発明による円筒状ガスタービン用燃焼器の断
面図。
FIG. 3 is a sectional view of a cylindrical gas turbine combustor according to the present invention.

【図4】本発明によるコーン型パイロット予混合燃焼器
の特性説明図。
FIG. 4 is a characteristic explanatory view of a cone type pilot premix combustor according to the present invention.

【図5】本発明によるコーン型パイロット予混合燃焼器
の保炎機構の説明図。
FIG. 5 is an explanatory view of a flame holding mechanism of a cone type pilot premixed combustor according to the present invention.

【図6】本発明によるフィン冷却によるコーンパイロッ
ト予混合燃焼器の構成図。
FIG. 6 is a block diagram of a cone pilot premixed combustor with fin cooling according to the present invention.

【図7】本発明によるタービュレンスプロモータ冷却に
よるコーン型パイロット予混合燃焼器の構成図。
FIG. 7 is a schematic diagram of a cone type pilot premix combustor with turbulence promoter cooling according to the present invention.

【図8】本発明による冷却用空気孔を有するコーン型パ
イロット予混合燃焼器の構成図。
FIG. 8 is a schematic diagram of a cone-type pilot premix combustor having cooling air holes according to the present invention.

【図9】本発明によるサーマルバリアコーティングを有
するコーン型パイロット予混合燃焼器の構成図。
FIG. 9 is a block diagram of a cone type pilot premix combustor having a thermal barrier coating according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガスタービン用燃焼器、2…コーン型パイロット予
混合燃焼器、3…メイン予混合燃焼器、4…燃料ノズ
ル、5…ガスタービン用燃焼器の外筒、6…ガスタービ
ン用燃焼器のライナ、7…コーン型パイロット予混合燃
焼器のライナ、8…スペーサ、9…旋回器、10…空
気、11…燃料、12…循環流、21…フィン、22…
タービュレンスプロモータ、23…冷却用空気孔、24
…サーマルバリアコーティング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Combustor for gas turbine, 2 ... Cone type pilot premix combustor, 3 ... Main premix combustor, 4 ... Fuel nozzle, 5 ... Outer cylinder of combustor for gas turbine, 6 ... Combustor for gas turbine Liner, 7 ... Cone type pilot premixed combustor liner, 8 ... Spacer, 9 ... Swirler, 10 ... Air, 11 ... Fuel, 12 ... Circulating flow, 21 ... Fin, 22 ...
Turbulence promoter, 23 ... Cooling air holes, 24
… Thermal barrier coating.

───────────────────────────────────────────────────── 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 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location F23R 3/42 A

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼器の入口から出口までの断面積が順次
広がった第1の予混合燃焼器の周囲に第2の予混合燃焼
器を有することを特徴とするガスタービン用燃焼器。
1. A combustor for a gas turbine, comprising a second premixed combustor around a first premixed combustor in which a cross-sectional area from an inlet to an outlet of the combustor is gradually increased.
【請求項2】燃焼器の入口から出口までの断面積が順次
広がったパイロット予混合燃焼器と、前記パイロット予
混合燃焼器の周囲にメイン予混合燃焼器を設置したこと
を特徴とするガスタービン用燃焼器。
2. A gas turbine characterized in that a pilot premixing combustor having a cross-sectional area gradually increasing from an inlet to an outlet of the combustor, and a main premixing combustor is installed around the pilot premixing combustor. Combustor.
【請求項3】請求項1記載の前記第1の予混合燃焼器
は、その断面が円筒形をしたコーン型パイロット予混合
燃焼器であることを特徴とするガスタービン用燃焼器。
3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the first premixed combustor is a cone type pilot premixed combustor having a cylindrical cross section.
【請求項4】請求項3記載の前記コーン型パイロット予
混合燃焼器は、内部を流れる予混合燃料に旋回を与える
手段を有することを特徴とするガスタービン用燃焼器。
4. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the cone-type pilot premixed combustor includes means for imparting swirl to the premixed fuel flowing therein.
【請求項5】請求項3記載の前記コーン型パイロット予
混合燃焼器は、そのライナ外壁にフィンを有することを
特徴とするガスタービン用燃焼器。
5. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the cone-type pilot premixing combustor has fins on the outer wall of the liner.
【請求項6】請求項3記載の前記コーン型パイロット予
混合燃焼器は、そのライナ外壁にタービュレンスプロモ
ータを有することを特徴とするガスタービン用燃焼器。
6. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the cone type pilot premix combustor has a turbulence promoter on an outer wall of the liner.
【請求項7】請求項3記載の前記コーン型パイロット予
混合燃焼器は、そのライナに冷却用の空気孔を有するこ
とを特徴とするガスタービン用燃焼器。
7. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the cone-type pilot premix combustor has cooling air holes in its liner.
【請求項8】請求項3記載の前記コーン型パイロット予
混合燃焼器は、そのライナ内壁にサーマルバリアコーテ
ィングを有することを特徴とするガスタービン用燃焼
器。
8. The combustor for a gas turbine according to claim 3, wherein the cone-type pilot premix combustor has a thermal barrier coating on the inner wall of the liner.
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