JPS60185025A - 再生サイクルガスタ−ビン用燃焼器ライナ - Google Patents

再生サイクルガスタ−ビン用燃焼器ライナ

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Publication number
JPS60185025A
JPS60185025A JP3857784A JP3857784A JPS60185025A JP S60185025 A JPS60185025 A JP S60185025A JP 3857784 A JP3857784 A JP 3857784A JP 3857784 A JP3857784 A JP 3857784A JP S60185025 A JPS60185025 A JP S60185025A
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JP
Japan
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combustor
liner
combustor liner
air
compressor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3857784A
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English (en)
Inventor
Masatsugu Kunihiro
国広 昌嗣
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/16Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/08Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/06Arrangement of apertures along the flame tube

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、再生ザイクルガスタービンに使用される燃焼
器ライナに係り、特に燃焼器ライナの冷却に再生器を通
過しない圧縮機吐出空気を利用する再生サイクルガスタ
ービン用燃焼器ライナに関する。
〔発明の背景〕
第1図に再生サイクルガスタービンの系統図を示す。大
気中より吸入された圧縮機入口空気1は圧縮機2により
圧縮され、高圧・高温の圧縮機吐出空気3となって圧縮
機2より流出する。この圧縮機吐出空気3は、燃焼器6
に流入する前に再生器4に流れ込み、この再生器4にお
いてタービン9よりの排気ガス10と熱交換を行い、更
に高温の燃焼用空気(再生器戻り空気)5となって燃焼
器6に供給される。燃焼器6においては、燃焼用空気(
再生器戻り空気)5中へ、燃料7が噴射され、燃焼させ
られることにより、更に一層、高温・高圧の燃焼ガス8
が生成され、この燃焼ガス8がタービン9を駆動し、圧
縮機2および負荷11を駆動する動力を発生する。ター
ビン9を駆動した後の燃焼ガス8は、低圧の排気ガス1
0となるものの、その温度は比較的高温のため前述の如
く再生器4において、そのエネルギーの一部を圧縮機吐
出空気3に与え、自身はより低温の再生器出′ 口排気
ガス12となって大気中に放出される。
以上の説明にて明らかなごとく、再生サイクルガスター
ビンにおいては、排気ガス10のエネルギの一部が圧縮
機吐出空気に回収されるため、その分、燃料7が少なく
なり、換言すれば熱効率が高くなる。このため、省、エ
ネルギが必須課題となっている現代において、省エネル
ギ達成のための有効手段として、今後大きな需要が見込
まれる。
上記のような再生サイクルガスタービンにおける燃焼器
6部分の断面図を第2図に示す。燃焼器6は、燃焼器ラ
イナ13とトランジションピース14とから成る。燃焼
器ライナ13においては燃料ノズル16より燃料7が噴
射され、燃焼させられることにより、高温・高圧の燃焼
ガス8が生成される。燃料7の燃焼に必要な燃焼用空気
(再生器戻り空気)5は、燃焼器う才す13に設けられ
た燃焼空気孔17および希釈孔18により、燃焼器ライ
ナ13内へ供給される。また先に説明したように、この
燃焼用空気5は、圧縮機吐出空気3が、再生器4におい
て排気ガス10によって加熱されたものである。従って
、通常、圧縮機吐出空気3の温度は約300℃程度であ
るのに対して、燃焼用空気5の温度は約500℃程度と
かなり高温となる。従って、圧縮機吐出空気3と燃焼用
空気5とが混合しないように配慮する必要があり、トラ
ンジションピース14と燃焼器外筒15との間にセパレ
ータ20及びシールリング22をa2置して洩れの防止
を図っている。一方、燃焼器ライナ13内で発生する燃
焼ガス8を完全にタービン9へ導くためにトランジショ
ンピース14が使用され、燃焼器ライナ13とi−ラン
ジションピース14の熱膨張を無理なく吸収、かつ両者
の間のシールを行うために燃焼器ライナ13の端部にス
プリングシール23が設けられ、トランジションピース
14の先端部と嵌合することにより、上述の目的を達し
ている。
上述の如く、燃焼器ライナ13内で1よ、高温・高圧の
燃焼ガス8が生成され、この温度は平均で約1000℃
、局部的には1500℃程度まで達するために、燃焼器
ライナ13の金属表面を冷却することが必要となる。こ
の冷却のために、第2図および第3図に示すように、燃
焼器ライナ13には、ルーバ19と呼ばれる裂は目を多
数設け、燃焼器ライナ13の金属表面に膜冷却が行われ
るような構造としている。すなわち、多数のルーバ19
を通して、燃焼用空気5の一部を燃焼器ライナ13の壁
面に沿うように流すことによって金属表面の冷却を図っ
ている。
しかしながら、再生サイクルガスタービンにおいて燃焼
用空気5の温度は約500℃となり、単純サイクルガス
タービンの約300℃と比較し、200℃程度高くなる
。このことは、上述のような金属表面に対する冷却を施
しても、再生サイクルガスタービンにおける燃焼器ライ
ナ13の金属従って、再生サイクルガスタービンレ−お
し)て番よ燃焼器ライナ13の運転による経年劣化力罵
激しく、信頼性を損じるばかりか、保守費の高騰を招き
熱効率が高いとい、う再生サイクルガスタービンの特徴
を殺してしまうこととなる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前述の再生サイクルガスタービンの燃
焼器ライナに伴なう欠点を除去し、再り已サイクルガス
タービンにおいてもシンプルサイクルガスタービンにお
けると同等の金属表面温度を有し、従って経年劣化の少
なく、信頼性の高b)再生サイクルガスタービン用燃焼
器ライナを提供するにある。
〔発明の概要〕 本発明は、圧縮機、燃焼器、タービンおよび前記圧縮機
よりの吐出空気と前記タービンよりのlli気ガスとの
熱交換を行わしめる再生器とを有する再生サイクルガス
タービンにおいて、燃料をその明 細 書 発明の名称 再生サイクルガスタービン用燃焼器うイチ 特許請求の範囲 1、圧縮機、燃焼器、タービンおよび前記圧縮機よりの
吐出空気と前記タービンよりの排気ガスとの熱交換を行
わしめる再生器とを有する再生サイクルガスタービンに
おいて、燃料をその中で燃焼させる燃焼器ライナの外側
に環状のリングを設け、かつ前記燃焼器ライナ内に燃焼
用空気を供給できるように、前記リングと前記燃焼器ラ
イナの両者を貫通する燃焼用空気筒を設け、一方、前記
燃焼器ライナ内にて生成された燃焼ガスを前記タービン
へ導くためのトランジションピースと前記燃焼器ライナ
とは、底台状態となるように、かつ、前記リングの1〜
ランジシヨンピ一ス側端部は前記圧縮機よりの吐出空気
と前記再生器よりの燃焼用空気とを分離するセパレータ
と互にシールする構造としたことを特徴とする再生す、
イクルガスタービン用燃焼器ライナ。
3、発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は、再生サイクルガスタービンに使用される燃焼
器ライナに係り、特に燃焼器ライナの冷却に再生器を通
過しない圧縮機吐出空気を利用する再生サイクルガスタ
ービン用燃焼器ライナに関する。
〔発明の背景〕
第1図に再生サイクルガスタービンの系統図を示す。大
気中より吸入された圧縮機入口空気1は圧縮fi2によ
り圧縮され、高圧・高温の圧縮機吐出空気3となって圧
縮機2より流出する。この圧縮機吐出空気3は、燃焼器
6に流入する前に再生器4に流れ込み、この再生器4に
おいてタービン9よりの排気ガス10と熱交換を行い、
更に高温の燃焼用空気(再生器戻り空気)5となって燃
焼器6に供給される。燃焼器6においては、燃焼用空気
(再生器戻り空気)5中へ、燃料7が噴射され、燃焼さ
せられることにより、更に一層、高温・高圧の燃焼ガス
8が生成され、この燃焼ガス8おいて、燃焼器ライナ1
3の基本的構造は、前述の実施例と同様である。但し、
前述の実施例においては、燃焼器ライナ13とリング2
4の1〜ランジシヨンピ一ス側端部は環状の開口部を形
成するように構成されていたが、本実施例においては、
密閉板26により、燃料ノズル側端部と同様に密閉構造
とする。またシールリング22を挿入する溝はトランジ
ションピース14の外周に設け、トランジションピース
14の端部において、セパレータ20とのシールを行な
う。更にリング24にフレキシブルチューブ等よりなる
凍結防止用空気導入管30を接続し、燃焼器ライナ13
とリング24とから構成される環状空間に凍結防止用空
気を導入し、燃焼器ライナ13の冷却空気として使用す
る。すなわち、この場合には、燃焼器ライナ13の冷却
空気として圧縮機吐出空気3より更に低温の凍結防止用
空気29を使用するため、一層信頼性の向上が図られる
こととなる。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかな如く、本発明により再生サイ
クルガスタービン用燃焼器ライナの金属材料の経年劣化
を抑えることが可能となり、(i頼性の向上に大きく寄
与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は再生サイクルガスタービンの系統図。 第2図は従来の再生サイクルガスタービン燃焼器の断面
図、第3図は従来の燃焼器ライナのルーバおよび希釈孔
詳細図、第4図は本発明になる再生サイクルガスタービ
ン用燃焼器ライナの一実施例の断面図、第5図は本発明
になる燃焼器ライナのルーバおよび希釈孔まわりの詳細
図、第6図は本発明になる燃焼器ライナのトランジショ
ンピースとの取合部の詳細図、第7図は凍結防止装置付
再生サイクルガスタービンに本発明を適用した場合の系
統図、第8図は凍結防止装置付再生サイクルガスタービ
ンに本発明を適用した場合の燃焼器の断面図である。 6・・・燃焼器、7・・・燃料、8・・・燃焼ガス、9
・・タービン、10・・排気ガス、11・・・負荷、2
0・・セパレータ、21・・・フロースリーブ、22・
・・シールリング、23・・・スプリングシール、24
・・・リング、25・・・燃焼用空気筒、26・・・密
閉板、27・・・凍結防止装置、28・・・制御弁。 代理人 弁理士 高橋明夫 茅l 固 ( 中で燃焼させる燃焼器ライナの外側に環状のリングを設
け、かつ前記燃焼器ライナ内に燃焼用空気を供給できる
ように、前記リングと前記燃焼器ライナの両者を貫通す
る燃焼用空気筒を設け、一方、前記燃焼器ライナ内にて
生成された燃焼ガすを前記タービンへ導くためのトラン
ジションピースと1)「記燃焼器ライナとは、底台状態
となるように、かつ、前記リングのトランジションピー
ス側端部は前記圧縮機よりの吐出空気と前記再生器より
の燃焼用空気とを分離するセパレータと互にシールする
構造としたことを特徴とするものである。 〔発明の実施例〕 第4図に本発明になる再生サイクルガスタービン用燃焼
器ライナーの一実施例を示す。また、第5図には第4図
におけるB部の詳細図、第6図には第4図における0部
の詳細図を示す。 これらの図より明らかなごとく1本発明においては、燃
焼器ライナ13の外側にリング24を設け、この燃焼器
ライナ13とリング24の両者に貫通する燃焼用空気筒
25を、燃焼空気孔17および希釈孔18に直角に設け
る。これらの燃焼器ライナ13、リング24および燃焼
用空気筒25は燃接又はロー付等の手段により相互に接
合され一体として組み立てられる。また、燃焼器ライナ
13とリング24との燃焼ノズル側の端部は密閉板26
により、相互に接合され、この部分において燃焼器ライ
ナ13とリング24の間の環状通路は閉塞される。一方
、トランジションピース側の端部においては、燃焼器ラ
イナ13とリング24とは相互に接合することなく、環
状の開放端となるように構成する。また燃焼器ライナ1
3の端にはスプリングシール23を設け、トランジショ
ンピース14と嵌合できるようにする。更にリングの外
周側にはセパレータ20と共に圧縮機吐出空気3をシー
ルするためのシールリング22を挿入できるような溝を
設ける。 上記のような構成にすることにより、圧縮機2より吐出
された圧縮機吐出空気3の大部分はセパレータ20によ
り再生器4へ供給され、排気ガス10によって加熱され
た後、燃焼器空気5となって、燃焼用空気筒25の中を
通過し、燃焼空気孔17および希釈孔18より、燃焼器
ライナ13内に入り、燃料7の燃焼用として使用される
。一方、圧縮機吐出空気3の一部は、燃焼器ライナ13
とリング24どにより構成されるトランジションピース
14側の環状開口部より流入し、燃焼器ライナ13の外
壁に沿って流れると共に、ルーバ19より燃焼器ライナ
13内に流入し、その金属表面を冷却する。すなわち、
燃焼器ライナ13は圧縮機吐出空気3により冷却される
ため、その金属材料の経年劣化はシンプルサイクルガス
タービンにおけるものと全く同等となり、信頼性の向上
が図れると共に、メインテナンス費の低減が実現できる
。なお、リング24については、その周囲の流体が圧縮
機吐出空気3および燃焼用空気5であり、燃焼ガス8に
は全く触れぬため、本発明になる再生サイクル用ガスタ
ービンの信頼性を低下させるような要因にはならないこ
とは明白である。 本発明の他の実施例の系統図を第7図に示す。 この場合においては、凍結防止装置29付サイクルガス
タービンに本発明になる燃焼器ライナを適用したもので
ある。凍結防止装置とは、寒冷地にて使用されるガスタ
ービンに必須のものであり、圧縮機入口空気(大気)■
の水分により、圧縮機2の入口部が氷結し閉塞されるの
を防止するためのものである。すなわち、圧縮機吐出空
気3の一部を抽気し、制御弁28により流量を制御した
凍結防止用空気29と圧縮機入口空気1との間で熱交換
を行わせる。このようにして、凍結防止用空気29によ
り十分加熱された圧縮機入口空気1の温度は、圧縮機2
の入口部における圧力降下を考慮しても、露点以下に降
下することがないため、圧縮機2の入口部における氷結
による閉塞を防止できる。このような凍結防止装置29
付の再生サイクルガスタービンにおいて、凍結防止装置
29を通過した凍結防止用空気29を、第7図の系統図
に示す如く、燃焼器6に導入し、燃焼器ライナ13の冷
却空気として使用することを試みたものが、本発明の他
の実施例である。本実施例における燃焼器6の構造図を
第8図に示す。本実施例に第75口 (ト〕) 口止り度 N Vg圀

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、圧縮機、燃焼器、タービンおよび前記圧縮機よりの
    吐出空気と前記タービンよりの排気ガスとの熱交換を行
    わしめる再生器とを有する再生サイクルガスタービンに
    おいて、燃料をその中で燃焼させる燃焼器ライナの外側
    に環状のリングを設け、かつ前記燃焼器ライナ内に燃焼
    用空気を供給できるように、前記リングと前記燃焼器ラ
    イナの両者を貫通する燃焼用空気筒を設け、一方、前記
    燃焼器ライナ内にて生成された燃焼ガスを前記タービン
    へ導くためのトランジションピースと前記燃焼器ライナ
    とは、嵌合状態となるように、かつ、前記リングの1ヘ
    ランジシヨンピ一ス側端部は前記圧縮機よりの吐出空気
    と前記再生器よりの燃焼用空気とを分離するセパレータ
    と互にシールする構造としたことを特徴とする再生サイ
    クルガスタービン用燃焼器ライナ。
JP3857784A 1984-03-02 1984-03-02 再生サイクルガスタ−ビン用燃焼器ライナ Pending JPS60185025A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0590338A1 (de) * 1992-09-28 1994-04-06 Asea Brown Boveri Ag Gasturbinenbrennkammer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0590338A1 (de) * 1992-09-28 1994-04-06 Asea Brown Boveri Ag Gasturbinenbrennkammer

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