KR101133487B1

KR101133487B1 - 가스 터빈 연소기

Info

Publication number: KR101133487B1
Application number: KR1020097021998A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 마와타리; 다츠오 이시구로; 소스케 나카무라; 가츠노리 다나카
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2012-04-10
Also published as: JP2009079484A; EP2187021A4; US20100170260A1; EP2187021A1; CN101675228B; JP4823186B2; KR20090128508A; EP2187021B1; WO2009041436A1; CN101675228A

Abstract

가스 터빈 연소기는 연료 공급부와, 연소통을 구비한다. 연료 공급부는, 연료를 연소통 내측의 연소 영역에 공급한다. 연소통은, 연료가 연소되어 생성되는 연소 가스를 터빈에 공급한다. 연소통은 냉각 공기가 흐르는 공기 통로가 형성된 제 1 영역과, 냉각 증기가 흐르는 증기 통로가 형성된 제 2 영역을 구비한다. 제 2 영역은 제 1 영역보다 연소 가스의 주류 방향 하류측에 위치한다.

가스 터빈 연소기

Description

가스 터빈 연소기{GAS TURBINE COMBUSTOR}

본 발명은 가스 터빈의 연소기에 관한 것으로, 특히 가스 터빈 콤바인드 사이클 플랜트의 일부를 구성하는 가스 터빈의 연소기에 관한 것이다.

상이한 냉각 매체를 병용하여 가스 터빈 연소기를 냉각시키는 기술이 알려져 있다.

일본 공개특허공보 평9-303777호는 이러한 기술 중 한 가지를 개시하고 있다. 일본 공개특허공보 평9-303777호에 의하면, 가스 터빈 부하가 낮을 때에는 연소기 벽면이 압축기에 의해 가압된 공기에 의해 냉각되고, 가스 터빈 부하가 높아지면 증기와 같은 다른 냉각 매체에 의한 냉각이 추가된다. 다른 냉각 매체는 냉각 후에 회수되어, 연소 가스 중으로 방출되지 않는다.

일본 공개특허공보 평9-303777호가 개시하고 있는 기술은, 열 부하 변동에 따라 연소기를 냉각시키는 것이라고 생각된다.

국제 공개공보 WO98/37311호는, 가스 터빈 연소기의 증기 냉각식 이행부를 공기 냉각식 이행부로 개조하는 방법을 개시하고 있다.

일본 공개특허공보 2002-317933호는, 가스 터빈 연소기의 연소 진동을 저감시키기 위해, 메인 노즐 하류의 내측면을 따라 필름 공기를 공급하는 가스 터빈 연 소기를 개시하고 있다.

일본 공개특허공보 2000-145480호는, 가스 터빈 연소기 파일럿 콘의 냉각 구조를 개시하고 있다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 가스 터빈 연소기를 열 부하 분포에 따라 효율적으로 냉각시키는 것이다.

본 발명의 가스 터빈 연소기는 연료 공급부와, 연소통을 구비한다. 연료 공급부는, 연료를 연소통 내측의 연소 영역에 공급한다. 연소통은, 연료가 연소되어 생성되는 연소 가스를 터빈에 공급한다. 연소통은 냉각 공기가 흐르는 공기 통로가 형성된 제 1 영역과, 냉각 증기가 흐르는 증기 통로가 형성된 제 2 영역을 구비한다. 제 2 영역은, 제 1 영역보다 연소 가스의 주류 (主流) 방향 하류측에 위치한다.

공기 통로는 공기 통로 제 1 부분과, 공기 통로 제 1 부분으로부터 연소 가스의 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 공기 통로 제 2 부분과, 공기 통로 제 1 부분으로부터 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 공기 통로 제 3 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 냉각 공기는 공기 통로 제 2 부분, 공기 통로 제 1 부분 및 공기 통로 제 3 부분을 순서대로 통과하여 연소 영역으로 유입된다.

공기 통로 제 1 부분은, 안내판이 형성된 만곡 부분을 포함하는 것이 바람직하다.

공기 통로는 복수 캐비티와, 복수 캐비티 각각으로부터 연소 가스의 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 공기 통로 제 2 부분 및 공기 통로 제 3 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 냉각 공기는 공기 통로 제 2 부분에 공급되며, 공기 통로 제 3 부분을 통과하여 연소 영역으로 유입된다. 복수 캐비티는 연소통의 둘레 방향을 따라 배치된다. 복수 캐비티는 서로 분리되어 있다.

공기 통로를 통과한 냉각 공기를 연소통의 내주면을 따라 필름 형상으로 분출시키는 분출구가 연소통에 형성되는 것이 바람직하다.

증기 통로는, 연소 가스의 주류 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 냉각 증기는, 증기 통로를 제 1 영역을 향하여 흐르는 것이 바람직하다.

가스 터빈 연소기는, 제 1 영역에 형성된 음향 박스를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 공기 통로는, 냉각 공기를 음향 박스 내측의 음향 박스내 공간에 공급한다. 제 1 영역에는 음향 박스내 공간과 연소 영역을 연통하는 흡음 구멍이 형성된다.

연료 공급부는, 연소통의 축선을 중심으로 하는 원을 따라 배치된 복수의 연료 노즐을 포함하는 것이 바람직하다. 공기 통로 및 증기 통로 중 적어도 일방은, 연소 가스의 주류 방향으로 연장되는 복수 통로를 포함하는 것이 바람직하다. 복수 통로는, 연료 노즐의 주류 방향 하류측에 배치되는 연료 노즐 대응 통로와, 복수의 연료 노즐이 인접하는 2 개 사이의 주류 방향 하류측에 배치되는 연료 노즐간 대응 통로를 포함하는 것이 바람직하다. 연료 노즐 대응 통로의 등가 직경은, 연료 노즐간 대응 통로의 등가 직경보다 큰 것이 바람직하다.

가스 터빈 연소기는, 제 1 영역에 형성된 음향 박스를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 복수 통로는 공기 통로에 포함되는 것이 바람직하다. 연료 노즐 대응 통로 및 연료 노즐간 대응 통로 각각은, 제 1 영역에 형성된 개구로부터 냉각 공기를 음향 박스 내측의 음향 박스내 공간으로 공급하는 것이 바람직하다. 제 1 영역에는 음향 박스내 공간과 연소 영역을 연통하는 흡음 구멍이 형성되는 것이 바람직하다. 연료 노즐 대응 통로는, 등가 직경이 개구에 가까워짐에 따라서 단조 (單調) 감소되는 등가 직경 단조 감소부를 포함하는 것이 바람직하다.

연료 공급부는, 연소통의 축선을 중심으로 하는 원을 따라 배치된 복수의 연료 노즐을 포함하는 것이 바람직하다. 공기 통로는, 연소 가스의 주류 방향으로 연장되는 복수 통로를 포함하는 것이 바람직하다. 복수 통로는 연료 노즐의 주류 방향 하류측에 배치되는 연료 노즐 대응 통로와, 복수의 연료 노즐이 인접하는 2 개 사이의 주류 방향 하류측에 배치되는 연료 노즐간 대응 통로를 포함한다. 연료 노즐 대응 통로는, 등가 직경이 국소적으로 큰 통로 확대부를 포함한다. 연료 노즐간 대응 통로는, 등가 직경이 국소적으로 큰 통로 확대부를 포함하지 않는다.

연료 노즐 대응 통로 및 연료 노즐간 대응 통로 각각은, 제 1 영역에 형성된 개구로부터 냉각 공기를 음향 박스내 공간으로 공급하는 것이 바람직하다. 연료 노즐 대응 통로는, 등가 직경이 개구에 가까워짐에 따라서 단조 감소되는 등가 직경 단조 감소부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 가스 터빈 연소기의 냉각 방법은, 연소통 내측의 연소 공간에 연료를 공급하는 단계와, 연료를 연소시켜서 연소 가스를 생성하는 단계와, 연소 가스를 터빈에 공급하는 단계와, 연소통에 형성된 공기 통로에 냉각 공기를 공급하는 단계와, 터빈을 통과한 연소 가스를 사용하여 증기를 생성하는 단계와, 연소통에 형성된 증기 통로에 증기를 공급하는 단계와, 증기 통로를 통과한 증기를 증기 터빈에 공급하는 단계를 구비한다. 연소통은 공기 통로가 형성된 제 1 영역과, 증기 통로가 형성된 제 2 영역을 구비한다. 제 2 영역은 제 1 영역보다 연소 가스의 주류 방향 하류측에 위치한다.

본 발명에 의한 가스 터빈 연소기의 제조 방법은, 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 제 1 판재의 제 1 영역에 공기홈을 형성하는 단계와, 제 2 영역에 증기홈을 형성하는 단계와, 제 1 판재에 제 2 판재를 중첩하여 결합시켜서 공기홈에 대응하는 공기 통로와 증기홈에 대응하는 증기 통로를 형성하는 단계와, 제 1 판재 및 제 2 판재를 구부려서 가스 터빈 연소기의 연소통을 형성하는 단계를 구비한다. 제 1 영역은, 연소통 내측의 연소 영역을 흐르는 연소 가스의 주류 방향에 관하여 제 2 영역보다 상류측에 위치한다. 공기 통로를 냉각 공기가 흐른다. 증기 통로를 증기가 흐른다. 공기홈을 형성하는 단계는, 안내판이 형성된 만곡홈을 형성하는 단계와, 만곡홈의 일 단부 (端部) 로부터 제 2 영역에서 멀어지는 방향으로 연장되는 제 1 홈을 형성하는 단계와, 만곡홈의 타 단부로부터 제 2 영역에서 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 홈을 형성하는 단계를 포함한다. 만곡홈을 형성하는 단계는, 대략 U 자 형상의 제 1 궤적을 따라 엔드밀을 이동시켜서 제 1 판재에 제 1 U 자 홈을 형성하는 단계와, 대략 U 자 형상의 제 2 궤적을 따라 엔드밀을 이동시켜서 제 1 판재에 제 2 U 자 홈을 형성하는 단계를 포함한다. 안내판은 제 1 U 자 홈 및 제 2 U 자 홈 사이에 형성된다.

본 발명에 의하면, 가스 터빈 연소기가 열 부하 분포에 따라 효율적으로 냉각된다.

도 1 은 가스 터빈의 연소기를 도시한다.

도 2 는 연소통의 종단면도를 도시한다.

도 3 은 연소통에 형성된 통로를 도시한다.

도 4 는 연소통에 형성된 통로를 도시한다.

도 5 는 연소통에 형성된 통로를 도시한다.

도 6 은 연소통에 형성된 통로를 도시한다.

도 7 은 연소통에 형성된 통로를 도시한다.

도 8A 는 연소통의 통로가 될 홈이 형성된 판재를 도시한다.

도 8B 는 홈이 형성된 판재와 다른 판재를 중첩시킨 상태를 도시한다.

도 8C 는 중첩된 판재를 통 형상으로 구부린 상태를 도시한다.

도 9A 는 연소통의 횡단면도를 도시한다.

도 9B 는 도 9A 의 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다.

도 10 은 연소통에 형성된 통로를 나타낸다.

도 11A 는 통로 확대 부분이 없는 통로에 있어서의 열전달률과 냉각 매체의 흐름 방향 거리의 관계를 도시한다.

도 11B 는 통로 확대 부분을 구비한 통로에 있어서의 열전달률과 냉각 매체의 흐름 방향 거리의 관계를 도시한다.

도 12A 는 연소통에 형성된 통로의 형상을 도시한다.

도 12B 는 연소통에 형성된 통로의 형상을 도시한다.

도 12C 는 연소통에 형성된 통로의 형상을 도시한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관련된 가스 터빈 연소기, 가스 터빈 연소기의 냉각 방법 및 가스 터빈 연소기의 제조 방법을 이하에 설명한다.

(제 1 실시형태)

본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 가스 터빈은, 가스 터빈 콤바인드 사이클 플랜트의 일부를 구성한다. 가스 터빈 콤바인드 사이클 플랜트는, 가스 터빈에 추가하여 증기 터빈 시스템을 구비한다.

가스 터빈은 도 1 에 도시된 연소기 (1) 와, 압축기 (도시 생략) 와, 터빈 (도시 생략) 을 구비한다. 압축기는 가압 공기를 생성한다. 가압 공기의 일부는 연소 공기로서 연소기 (1) 에 공급된다. 가압 공기의 다른 일부는 냉각 공기로서 연소기 (1) 에 공급된다. 연소기 (1) 는 연소 공기를 사용하여 연료를 연소시켜서 연소 가스를 생성한다. 냉각 공기는 연소기 (1) 를 냉각시킨 후, 연소 가스에 섞인다. 연소기 (1) 는 냉각 공기가 섞인 연소 가스를 터빈에 공급한다. 터빈은 연소 가스로부터 에너지를 받아서 압축기 및 발전기를 구동 시키고, 연소 가스를 배기 가스로서 배출한다. 수증기 터빈 시스템은, 배기 가스를 사용하여 수증기를 생성시키고, 수증기를 사용하여 증기 터빈을 구동시킨다. 수증기 터빈 시스템으로부터 수증기가 발출되어 연소기 (1) 의 냉각에 사용된다. 연소기 (1) 를 냉각시킨 수증기는, 수증기 터빈 시스템으로 되돌려져서 증기 터빈에 공급된다.

도 1 에 도시되는 바와 같이, 연소기 (1) 는 차실 (4) 내부에 설치되어 있다. 연소기 (1) 는 연소통 (2) 과, 연료 공급부 (9) 와, 미통 (尾筒; 3) 을 구비한다. 연소통 (2) 의 내측 공간을 연소 가스 주류가 흐르는 방향을 주류 방향이라고 한다. 연료 공급부 (9) 는, 연소통 (2) 의 주류 방향 상류측에 접속되어 있다. 미통 (3) 은, 연소통 (2) 의 주류 방향 하류측에 접속되어 있다. 연소통 (2) 의 외측면에는 음향 박스 (5), 증기 재킷 (6) 및 증기 재킷 (7) 이 형성되어 있다. 음향 박스 (5), 증기 재킷 (6) 및 증기 재킷 (7) 각각은, 연소통 (2) 을 둘레 방향으로 전체 둘레를 둘러싸는 띠 형상을 하고 있다. 음향 박스 (5), 증기 재킷 (6) 및 증기 재킷 (7) 각각은, 고리 형상의 내부 공간을 형성하고 있다. 증기 재킷 (6) 은 음향 박스 (5) 의 주류 방향 하류측에 배치되고, 증기 재킷 (7) 은 증기 재킷 (6) 의 주류 방향 하류측에 배치된다.

도 2 는 연료 공급부 (9) 및 연소통 (2) 의 종단면도를 도시한다. 연료 공급부 (9) 및 연소통 (2) 은, 중심축 (S) 을 축으로 한 대략 회전 대칭인 형상을 하고 있다. 연료 공급부 (9) 는, 연소통 (2) 의 주류 방향 상류측의 단부 (2a) 에 접합된다. 연소통 (2) 의 주류 방향 하류측의 단부 (2b) 는 단부 (2a) 의 반대측에 배치되며, 미통 (3) 에 접합된다. 연료 공급부 (9) 는, 중심축 (S) 상에 배치된 파일럿 노즐 (12) 과, 파일럿 노즐 (12) 을 둘러싸도록 배치된 복수의 메인 노즐 (14) 을 구비한다. 복수의 메인 노즐 (14) 은, 중심축 (S) 을 중심으로 하는 원주 상에 배치되어 있다. 파일럿 노즐 (12) 및 각 메인 노즐 (14) 은, 연소통 (2) 의 내측 공간으로서의 연소 영역 (8) 을 향하여 연료를 분출시킨다. 각 메인 노즐 (14) 은, 연료와 연소 공기의 사전에 혼합된 화염을 형성한다. 각 메인 노즐 (14) 의 주류 방향 하류측에는, 연료와 연소 공기의 흐름을 일단 좁히기 위한 연장관 (15) 이 형성된다. 연장관 (15) 은, 연료와 연소 공기의 혼합을 촉진시킨다.

연소 영역 (8) 에서 연료가 연소되어서 연소 가스가 생성된다. 연소 가스 주류는, 중심축 (S) 에 대략 평행하게 도 2 의 좌측으로부터 우측을 향하여 흐르며, 미통 (3) 을 통과하여 터빈으로 유입된다. 연소 가스는 하류로 갈수록 연소 반응이 진행되어 온도가 상승된다. 따라서, 연소통 (2) 은 주류 방향 하류측일수록 큰 열 부하를 받는다.

도 3 을 참조하여 연소통 (2) 을 냉각시키기 위한 구조를 설명한다.

연소통 (2) 의 연장관 (15) 의 주류 방향 하류단에 대응하는 위치에는, 외측 링 (18) 이 연소통 (2) 의 전체 내주에 걸쳐서 연속해서 형성되어 있다. 외측 링 (18) 은, 중심축 (S) 을 중심으로 한 회전 대칭 형태를 하고 있다. 중심축 (S) 을 Z 축으로 하는 원주 좌표계를 생각해 보자. 동경 (動徑) 길이를 R, 편각을 θ 로 표시한다. 외측 링 (18) 은, Z 좌표에서 연장관 (15) 의 주류 방향 하류단과 일치한다. 외측 링 (18) 이 연장관 (15) 의 주류 방향 하류단의 외측에 배치되기 때문에, 외측 링 (18) 의 R 좌표는 연장관 (15) 의 주류 방향 하류단의 R 좌표보다 크다. 외측 링 (18) 의 내측단이 주류 방향 하류측으로 연장되어 고리 형상의 가이드 (23) 를 형성하고 있다. 가이드 (23) 도 연소통 (2) 의 전체 내주에 걸쳐서 연속해서 형성되어 있다. 가이드 (23) 는, 중심축 (S) 을 중심으로 한 회전 대칭 형태를 하고 있다. 가이드 (23) 와 연소통 (2) 의 내벽면 사이에 끼워진 가이드 스페이스 (28) 는, 중심축 (S) 을 중심으로 하는 고리형 공간이다. 연소통 (2) 에는 압축기로부터 공급된 냉각 공기를 가이드 스페이스 (28) 에 도입하기 위한 흡기 구멍 (27) 이 형성되어 있다. 가이드 스페이스 (28) 에 도입된 냉각 공기는, 가이드 스페이스 (28) 의 주류 방향 하류측 부분으로서의 분출구 (28a) 로부터 연소통 (2) 의 내주면을 따라 주류 방향 하류측에 필름 형상으로 분출된다. 분출구 (28a) 는, Z 좌표에서 연장관 (15) 의 주류 방향 하류단과 일치한다. 필름 공기는 연소통 (2) 의 내주면 근방 영역에 있어서의 사전에 혼합된 화염의 연공비를 낮게 함과 동시에 연소 부하율을 낮게 하여 진동 연소를 억제한다.

연소통 (2) 에는 둘레 방향으로 연장되는 둘레 방향 캐비티 (30) 가 음향 박스 (5) 보다 주류 방향 하류측에 형성되어 있다. 둘레 방향 캐비티 (30) 로부터 복수의 공기 통로 (31) 와 복수의 공기 통로 (32) 가 주류 방향 상류측을 향하여 연장되어 있다. 복수의 공기 통로 (31) 는, 연소통 (2) 의 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 복수의 공기 통로 (32) 는, 연소통 (2) 의 둘레 방향을 따 라 배치되어 있다. 각 공기 통로 (31) 의 주류 방향 상류단은, 음향 박스 (5) 보다 주류 방향 하류측에 위치하는 개구 (41) 에서 연소통 (2) 의 외주면에 개구되어 있다. 각 공기 통로 (32) 의 주류 방향 상류단은, 음향 박스 (5) 보다 주류 방향 상류측 그리고 흡기 구멍 (27) 보다 주류 방향 하류측에 위치하는 개구 (43) 에서 연소통 (2) 의 외주면에 개구되어 있다. 각 공기 통로 (32) 의 중간 부분은, 개구 (42) 에 의해 음향 박스 (5) 의 내부 공간과 연통되어 있다. 공기 통로 (32) 의 개구 (42) 와 둘레 방향 캐비티 (30) 사이의 부분은 공기 통로 부분 (32a) 이라고 한다. 공기 통로 (32) 의 개구 (43) 와 개구 (42) 사이의 부분은 공기 통로 부분 (32b) 이라고 한다. 연소통 (2) 에는 음향 박스 (5) 의 내부 공간과 연소 영역 (8) 을 연통하는 복수의 흡음 구멍 (16) 이 형성되어 있다.

연소통 (2) 의 둘레 방향 캐비티 (30) 보다 주류 방향 하류측 부분에 증기 재킷 (6) 의 내부 공간과 증기 재킷 (7) 의 내부 공간을 접속시키는 복수의 증기 통로 (51) 가 형성되어 있다. 각 증기 통로 (51) 는 주류 방향을 따라 연장되어 있다. 복수의 증기 통로 (51) 는 연소통 (2) 의 둘레 방향을 따라 배치되어 있다.

공기 통로 (31), 공기 통로 (32), 둘레 방향 캐비티 (30), 음향 박스 (5), 흡음 구멍 (16), 외측 링 (18) 및 흡기 구멍 (27) 은, 상류측 영역 (2c) 에 형성되어 있다. 증기 통로 (51) 는, 상류측 영역 (2c) 보다 주류 방향 하류측의 하류측 영역 (2d) 에 형성되어 있다. 상류측 영역 (2c) 에는 증기 통로가 형성되어 있지 않다. 하류측 영역 (2d) 에는 공기 통로가 형성되어 있지 않다.

증기 재킷 (7) 의 내부 공간에 증기 터빈 시스템으로부터 증기가 공급된다. 증기는 증기 통로 (51) 를 주류 방향 상류측을 향하여 흘러서 증기 재킷 (6) 의 내부 공간으로 유입된다. 증기는 증기 재킷 (6) 의 내부 공간으로부터 증기 터빈 시스템으로 되돌아간다. 증기 통로 (51) 를 흐르는 증기에 의해 하류측 영역 (2d) 이 냉각된다.

개구 (43) 로부터 공기 통로 부분 (32b) 으로 유입되는 냉각 공기는, 공기 통로 부분 (32b) 을 주류 방향 하류측을 향하여 흐르고 개구 (42) 를 통과하여 음향 박스 (5) 의 내부 공간으로 유입된다. 개구 (41) 로부터 공기 통로 (31) 로 유입되는 냉각 공기는, 공기 통로 (31) 를 주류 방향 하류측을 향하여 흘러서 둘레 방향 캐비티 (30) 로 유입된다. 냉각 공기는 둘레 방향 캐비티 (30) 로부터 공기 통로 부분 (32a) 을 주류 방향 상류측을 향하여 흐르고 개구 (42) 를 통과하여 음향 박스 (5) 의 내부 공간으로 유입된다. 음향 박스 (5) 의 내부 공간의 냉각 공기는, 흡음 구멍 (16) 을 통과하여 연소 영역 (8) 으로 유입된다.

본 실시형태에서는, 열 부하가 큰 하류측 영역 (2d) 이 비열이 큰 증기에 의해 강력하게 냉각되기 때문에, 연소통 (2) 의 피로 강도가 향상된다. 또한, 열 부하가 작은 상류측 영역 (2c) 을 공기에 의해 냉각시키기 때문에, 연소통 (2) 의 냉각에 사용하는 증기의 유량이 적어도 된다. 냉각에 사용하는 증기의 유량이 적어도 되기 때문에, 가스 터빈 콤바인드 사이클 플랜트 전체의 열효율이 향상된다.

본 실시형태에서는, 상류측 영역 (2c) 을 냉각시킨 냉각 공기가 음향 박스 (5) 내부 공간의 퍼지에 사용된다. 이 때문에, 상류측 영역 (2c) 의 냉각과 퍼지를 각각의 가압 공기로 실시하는 경우와 비교하여 연소 공기의 유량을 늘릴 수 있다. 그 결과, 연소 진동이 억제되어, 배기 가스 중의 질소 산화물 농도가 저하된다.

본 실시형태에서는, 공기 통로 (31) 로부터 둘레 방향 캐비티 (30) 로 유입된 냉각 공기가 방향을 바꾸어 공기 통로 부분 (32a) 으로 유입되기 때문에, 충돌 효과로 인하여 둘레 방향 캐비티 (30) 에 있어서의 열전달률이 향상된다. 그 결과, 상류측 영역 (2c) 과 하류측 영역 (2d) 의 경계 부분에서도 충분한 냉각이 이루어진다. 둘레 방향 캐비티 (30) 와 증기 재킷 (6) 의 Z 좌표가 일치한 경우, 경계 부분에서 더욱 충분한 냉각이 이루어진다.

본 실시형태에서는, 증기가 증기 통로 (51) 를 상류측 영역 (2c) 을 향하여 흐르기 때문에, 상류측 영역 (2c) 과 하류측 영역 (2d) 의 경계 부분에 있어서의 온도 갭이 작아진다. 그 결과, 연소통 (2) 의 피로 강도가 향상된다.

(제 2 실시형태)

본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 연소기 (1) 는, 제 1 실시형태에 관련된 연소기 (1) 에서 상류측 영역 (2c) 의 구조가 변경된 것이다.

도 4 는 제 2 실시형태에 있어서의 연소통 (2) 을 냉각시키기 위한 구조를 도시한다. 본 실시형태에서는, 흡기 구멍 (27) 은 형성되어 있지 않다. 각 공기 통로 (32) 는, 개구 (43) 로부터 개구 (44) 까지 주류 방향 상류측으로 연장되는 공기 통로 부분 (32c) 을 추가로 구비한다. 개구 (43) 로부터 공기 통로 (32) 로 유입되는 냉각 공기의 일부는, 공기 통로 부분 (32b) 을 주류 방향 하류측을 향하여 흐르고 개구 (42) 를 통과하여 음향 박스 (5) 의 내부 공간으로 유입된다. 개구 (43) 로부터 공기 통로 (32) 로 유입되는 냉각 공기의 다른 일부는, 공기 통로 부분 (32c) 을 주류 방향 상류측을 향하여 흘러 개구 (44) 로부터 가이드 스페이스 (28) 로 유입되어 필름 공기를 형성한다.

본 실시형태에서는, 상류측 영역 (2c) 을 냉각시킨 냉각 공기를 사용하여 필름 공기가 형성된다. 이 때문에, 상류측 영역 (2c) 의 냉각과 필름 공기의 형성을 각각의 가압 공기로 실시하는 경우와 비교하여 연소 공기의 유량을 늘릴 수 있다. 그 결과, 연소 진동이 더욱 억제되어, 배기 가스 중의 질소 산화물 농도가 더욱 저하된다.

도 5 는 제 2 실시형태에 관련된 연소통 (2) 의 변형예를 도시한다. 본 변형예에서는, 개구 (43) 는 형성되어 있지 않다. 개구 (41) 로부터 공기 통로 (31) 로 유입되는 냉각 공기는, 공기 통로 (31) 를 주류 방향 하류측을 향하여 흘러서 둘레 방향 캐비티 (30) 로 유입된다. 냉각 공기는, 둘레 방향 캐비티 (30) 로부터 공기 통로 부분 (32a) 을 주류 방향 상류측을 향하여 흐른다. 공기 통로 부분 (32a) 을 흐른 냉각 공기의 일부는, 개구 (42) 를 통과하여 음향 박스 (5) 의 내부 공간으로 유입되고, 흡음 구멍 (16) 을 통과하여 연소 영역 (8) 으로 유입된다. 냉각 공기의 다른 일부는, 공기 통로 부분 (32b) 및 공기 통로 부분 (32c) 을 주류 방향 상류측을 향하여 흘러 개구 (44) 로부터 가이드 스페이스 (28) 로 유입되어 필름 공기를 형성한다.

(제 3 실시형태)

본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 연소기 (1) 는, 제 1 또는 제 2 실시형태에 관련된 연소기 (1) 에서 상류측 영역 (2c) 의 구조가 변경된 것이다.

도 6 은 제 3 실시형태에 있어서의 연소통 (2) 을 냉각시키기 위한 구조를 도시한다. 본 실시형태에서는, 복수의 독립 통로가 연소통 (2) 의 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 둘레 방향 캐비티 (30) 가 복수의 격벽 (35) 에 의해 복수의 캐비티 (30a) 로 분리되어 있다. 복수의 캐비티 (30a) 는, 연소통 (2) 의 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 각 독립 통로는 1 개의 캐비티 (30a) 와, 캐비티 (30a) 로부터 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 1 개의 공기 통로 (31) 와, 캐비티 (30a) 로부터 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 1 개의 공기 통로 (32) 를 구비한다. 1 개의 독립 통로는, 다른 독립 통로와 연소통 (2) 내에서 연통되지 않는다.

둘레 방향으로 연통되어 있는 둘레 방향 캐비티 (30) 에 복수의 공기 통로 (31) 및 복수의 공기 통로 (32) 가 접속되어 있는 경우에는, 둘레 방향 캐비티 (30) 의 내부 압력의 둘레 방향 분포에 따라 공기 통로 (31) 나 공기 통로 (32) 를 흐르는 냉각 공기의 유량에 둘레 방향 분포가 생기는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 공기 통로 (31) 나 공기 통로 (32) 를 흐르는 냉각 공기의 유량에 둘레 방향 분포가 생기는 것이 방지된다.

도 7 은 제 3 실시형태에 관련된 연소통 (2) 의 변형예를 도시한다. 본 변형예에서는, 캐비티 (30a) 가 U 자형 만곡부 (30b) 에 의해 바뀌어져 있다. 만곡부 (30b) 에는 안내판이 형성되는 것이 바람직하다. 안내판은, 냉각 공기가 만곡부 (30b) 를 흐를 때의 흐름의 박리를 억제하여 만곡부 (30b) 에 있어서의 압력 손실을 저감시킨다. 그 결과, 적은 냉각 공기의 유량으로 원하는 냉각 효과를 얻을 수 있다.

안내판의 형상은 초승달형이 바람직하다. 초승달형 안내판은 제작이 용이하기 때문에, 연소통 (2) 의 제작 시간이 단축되어 비용이 삭감된다.

도 8A 내지 도 8C 를 참조하여 초승달형 안내판이 형성된 연소통 (2) 의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 상류측 영역 (2c) 이 될 제 1 영역과 하류측 영역 (2d) 이 될 제 2 영역을 포함하는 판재 (61) 를 준비한다. 제 1 영역에 공기 통로 (31) 가 될 제 1 홈, 공기 통로 (32) 가 될 제 2 홈 및 만곡부 (30b) 가 될 만곡홈을 형성한다. 제 1 홈은 만곡홈의 일 단부로부터, 제 2 영역에서 멀어지는 방향으로 연장된다. 제 2 홈은 만곡홈의 타 단부로부터, 제 2 영역에서 멀어지는 방향으로 연장된다. 제 2 영역에 증기 통로 (51) 가 될 증기홈을 형성한다.

도 8A 는 만곡홈이 형성되는 판재 (61) 부분을 도시한다. U 자 형상의 궤적 (38) 을 따라 볼 엔드밀과 같은 엔드밀을 이동시켜서 판재 (61) 에 U 자 홈 (36) 을 형성하고, U 자 형상의 궤적 (39) 을 따라 엔드밀을 이동시켜서 판재 (61) 에 U 자 홈 (37) 을 형성한다. 이 때, U 자 홈 (36) 과 U 자 홈 (37) 사이에 초승달형 안내판 (30c) 이 형성된다. 만곡홈은 U 자 홈 (36) 과, U 자 홈 (37) 과, 안내판 (30c) 을 구비한다. U 자 홈 (36) 을 절삭하는 엔드밀과 U 자 홈 (37) 을 절삭하는 엔드밀은 동일하거나 상이해도 된다.

도 8B 에 도시하는 바와 같이, 공기 통로 (31), 공기 통로 (32), 만곡부 (30b) 및 증기 통로 (51) 가 형성되도록 판재 (61) 에 판재 (62) 를 중첩하여 결합시킨다.

도 8C 에 도시하는 바와 같이, 판재 (61) 및 판재 (62) 를 구부려서 연소통 (2) 을 형성한다.

이하, 둘레 방향의 열 부하 분포에 대응하여 연소통 (2) 을 냉각시키기 위한 기술을 설명한다.

도 9A 를 참조하여 연소통 (2) 은, 메인 노즐 (14) 의 주류 방향 하류측에 배치되는 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 과, 인접하는 2 개의 메인 노즐 (14) 사이의 주류 방향 하류측에 배치되는 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 을 구비한다. 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 과 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 은, 연소통 (2) 의 둘레 방향을 따라 교대로 배치되어 있다. 중심축 (S) 을 Z 축으로 하는 원주 좌표계에 있어서, 메인 노즐 (14) 과 이것에 대응하는 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 은 좌표 θ 가 일치한다. 인접하는 2 개의 메인 노즐 (14) 사이와 이것에 대응하는 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 은 좌표 θ 가 일치한다.

연소통 (2) 에서는, 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 에서 열 부하가 크고 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 에서 열 부하가 작은 둘레 방향의 열 부하 분포가 존재한다. 연소 영역 (8) 의 주류 방향 상류측 영역에서는 연소 반응이 진행 중으로, 연소 가스의 혼합도 불충분하다. 연소 영역 (8) 의 주류 방향 하류측 영역에서 는 연소 반응이 거의 완료되었으며, 연소 가스가 충분히 혼합되어 있다. 따라서, 둘레 방향의 열 부하 분포는, 상류측 영역 (2c) 에서 비교적 현저하며, 하류측 영역 (2d) 에서 비교적 현저하지 않다.

(제 4 실시형태)

도 9A 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 연소통 (2) 의 횡단면도를 도시한다. 도 9B 는 도 9A 의 원 A 에 의해 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 9B 에 도시하는 바와 같이, 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 에 배치된 공기 통로 (32) 로서의 공기 통로 (321) 의 등가 직경은, 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 에 배치된 공기 통로 (32) 로서의 공기 통로 (322) 의 등가 직경보다 크다. 따라서, 공기 통로 (321) 를 흐르는 냉각 공기의 유량은 공기 통로 (322) 를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많다. 도 9B 에서 공기 통로 (32) 의 등가 직경은 2 종류인데, 3 종류 이상이어도 된다.

본 실시형태에서는, 열 부하가 큰 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 이 강력하게 냉각되어, 열 부하가 작은 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 을 냉각시키기 위한 냉각 공기가 삭감된다.

본 실시형태에서는, 연소통 (2) 에 둘레 방향의 온도 분포가 발생되는 것이 방지된다. 그 결과, 둘레 방향의 온도 분포가 일으키는 열응력이 작아져서 연소통 (2) 의 피로 강도가 향상된다.

공기 통로 (321) 의 둘레 방향 피치 (P1) 를 공기 통로 (322) 의 둘레 방향 피치 (P2) 보다 작게 하면, 상기 서술한 효과가 더욱 높아진다.

상기 서술한 등가 직경의 둘레 방향 분포는 공기 통로 (31) 에 적용해도 되고, 증기 통로 (51) 에 적용해도 된다. 그러나, 상기 서술한 등가 직경의 둘레 방향 분포를 상류측 영역 (2c) 에 배치된 공기 통로 (31) 및 공기 통로 (32) 에만 적용하고, 하류측 영역 (2d) 에 배치된 증기 통로 (51) 에 적용하지 않는 것은 비용 대 효과면에서 우수하다.

본 실시형태에 관련된 등가 직경의 둘레 방향 분포는, 제 1 내지 제 3 실시형태 모두에 적용할 수 있다.

(제 5 실시형태)

도 10 은 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 연소통 (2) 에서 음향 박스 (5) 의 근방을 도시한다. 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 에 형성된 공기 통로 (32) 로서의 공기 통로 (321) 는, 공기 통로 부분 (32a) 으로서의 공기 통로 부분 (321a) 과, 공기 통로 부분 (32b) 으로서의 공기 통로 부분 (321b) 을 구비한다. 각 공기 통로 (321) 에는 공기 통로 (321) 의 길이 방향 (주류 방향) 을 따라 복수의 통로 확대부 (321w) 가 형성되어 있다. 각 공기 통로 (321) 는, 통로 확대부 (321w) 에서 등가 직경 (통로의 통로 단면적) 이 국소적으로 확대되어 있다. 통로 확대부 (321w) 는, 공기 통로 부분 (321a) 과 공기 통로 부분 (321b) 양쪽에 형성되어 있다. 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 에 형성된 공기 통로 (32) 로서의 공기 통로 (322) 에는, 통로 확대부 (321w) 와 같은 통로 확대부는 형성되어 있지 않다.

도 11A 는 공기 통로 (322) 에 있어서의 열전달률과 흐름 방향 거리의 관계 를 나타내는 그래프이다. 공기 통로 (322) 는 등가 직경이 흐름 방향 거리에 관계없이 값 d1 로 일정하다. 공기 통로 (322) 에서는 열전달률이 흐름 방향 거리에 관계없이 값 X 로 일정하다.

도 11B 는 공기 통로 (321) 에 있어서의 열전달률과 흐름 방향 거리의 관계를 나타내는 그래프이다. 공기 통로 (321) 의 통로 확대부 (321w) 이외 부분의 등가 직경은 값 d2 이다. 여기에서, 값 d1 은 값 d2 와 동일하다. 통로 확대부 (321w) 에서 공기 통로 (321) 의 벽면 근방을 흐르는 냉각 공기의 흐름이 절단되어, 공기 통로 (321) 를 기점으로 하여 경계층이 발달되기 시작한다. 이 때문에, 공기 통로 (321) 에서는 열전달률이 값 X 보다 큰 범위에서 흐름 방향 거리를 따라 변동된다.

통로 확대부 (321w) 의 공기 통로 (321) 의 길이 방향의 피치 (P) 는, 값 d2 의 10 배 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 경계층이 발달되지 않은 채로 흐름이 절단되기 때문에, 열전달률을 증가시키는 데에 있어서 유리하다.

통로 확대부 (321w) 의 길이 방향 거리 (L) 는, 통로 확대부 (321w) 의 확대 깊이 (H) 의 5 ～ 10 배인 것이 바람직하다. 이 경우, 통로 확대부 (321w) 에 있어서의 냉각 공기 흐름의 박리 및 재부착이 보다 확실하게 얻어지기 때문에, 열전달률을 증가시키는 데에 있어서 유리하다. 확대 깊이의 방향은, 공기 통로 (321) 의 길이 방향에 수직이다. 공기 통로 (321) 는, 통로 확대부 (321w) 에서 연소통 (2) 의 둘레 방향 및 반경 방향 중 어느 일방 또는 양방으로 확대되는 경우가 있다.

값 d2 를 값 d1 보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이 때, 통로 확대부 (321w) 에 있어서의 등가 직경 및 공기 통로 (321) 의 통로 확대부 (321w) 이외의 부분 등가 직경은, 모두 공기 통로 (322) 의 등가 직경보다 크다.

도 10 을 참조하여, 공기 통로 (321) 의 둘레 방향 피치 (P1) 를 공기 통로 (322) 의 둘레 방향 피치 (P2) 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 에 있어서의 흡음 구멍 (16) 의 둘레 방향 피치 (P3) 도 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 에 있어서의 흡음 구멍 (16) 의 둘레 방향 피치 (P4) 보다 작아진다.

본 실시형태에 관련된 공기 통로 (32) 및 흡음 구멍 (16) 은, 제 1 내지 제 3 실시형태 모두에 적용할 수 있다.

(제 6 실시형태)

본 발명의 제 6 실시형태에서는, 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 에 배치된 공기 통로 부분 (32a) 으로서의 공기 통로 부분 (321a) 의 등가 직경 (통로 단면적) 이 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 단조 감소된다.

도 12A 는 연소통 (2) 의 반경 방향의 통로폭이 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 단계적 (불연속) 으로 단조 감소되는 공기 통로 (321) 를 도시한다.

도 12B 는 연소통 (2) 의 반경 방향의 통로폭이 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 연속적 (매끄럽게) 으로 단조 감소되는 공기 통로 부분 (321a) 을 도시한다.

도 12C 는 연소통 (2) 의 둘레 방향의 통로폭이 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 단계적 (불연속) 으로 단조 감소되는 공기 통로 부분 (321a) 을 도시한다.

공기 통로 부분 (321a) 은, 연소통 (2) 의 둘레 방향의 통로폭이 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 연속적 (매끄럽게) 으로 감소되어도 된다.

본 실시형태에서는, 냉각 공기의 출구로서의 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 공기 통로 부분 (321a) 의 등가 직경이 감소되기 때문에, 출구로서의 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 냉각 공기의 유속이 높아진다. 따라서, 공기 통로 부분 (321a) 에 있어서의 열전달률은, 출구로서의 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 증가된다. 한편, 냉각 공기의 온도는 출구로서의 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 상승된다. 공기 통로 부분 (321a) 의 개구 (42) 로부터 먼 부분에서는, 냉각 공기와 통로 벽면의 큰 온도차를 이용하여 냉각이 행해져서 압력 손실이 작다. 공기 통로 부분 (321a) 의 개구 (42) 에 가까운 부분에서는, 냉각 공기와 통로 벽면의 온도차가 작지만, 열전달률이 크기 때문에 필요한 열 교환이 확보된다. 이와 같이, 연소통 (2) 이 효율적으로 냉각된다.

냉각 공기의 출구로서의 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 공기 통로 부분 (321a) 의 등가 직경이 단계적 (불연속) 으로 감소되는 경우, 불연속성 부분에서 냉각 공기의 박리 및 재부착이 발생된다. 이것은 열전달률의 증가와 압력 손실의 증가를 일으킨다. 한편, 냉각 공기의 출구로서의 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 공기 통로 부분 (321a) 의 등가 직경이 연속적으로 감소되는 경우, 이와 같은 열전달률의 증가 및 압력 손실의 증가는 없다. 개구 (42) 에 가까워짐에 따라서 공기 통로 부분 (321a) 의 등가 직경을 단계적 (불연속) 또는 연속적으로 감소시킬지는 설계 조건에 따라 선택할 수 있다.

상기 서술한 통로 형상은, 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 에 배치된 공기 통로 부분 (32b) 에도, 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 에 배치된 공기 통로 부분 (32a) 및 공기 통로 부분 (32b) 에도 적용할 수 있다. 상기 서술한 통로 형상은, 메인 노즐 하류측 영역 (2e) 의 통로에 적용하는 편이 메인 노즐간 하류측 영역 (2f) 의 통로에 적용하는 것보다도 효과적이다.

본 실시형태에 관련된 통로 형상은, 제 4 및 제 5 실시형태에 적용할 수 있다.

상기 실시형태의 조합은 구체적으로 기재되어 있지 않은 조합을 포함하여 가능하다.

이 출원은 2007년 9월 25일에 출원된 일본 특허출원 2007-247226호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시 모두를 여기에 도입한다.

Claims

연료 공급부와 상기 연료 공급부에 접속된 연소통과, 상기 연소통에 접속된 미통을 구비하고,

상기 연료 공급부는, 연료를 상기 연소통 내측의 연소 영역에 공급하고,

상기 연소통은, 상기 연료가 연소되어 생성되는 연소 가스를 상기 미통을 통하여 터빈에 공급하고,

상기 연소통은, 냉각 공기가 흐르는 공기 통로가 형성된 제 1 영역과, 냉각 증기가 흐르는 증기 통로가 형성된 제 2 영역을 구비하며,

상기 제 2 영역은, 상기 제 1 영역보다 상기 연소 가스의 주류 방향 하류측에 위치하고,

상기 공기 통로는,

상기 연소통의 상기 제 1 영역 내의 상기 제 2 영역측에 형성된 공기 통로 제 1 부분과,

상기 연소통의 상기 공기 통로 제 1 부분으로부터, 상기 연소통의 외주면에 형성된 개구까지, 상기 연소 가스의 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 공기 통로 제 2 부분과,

상기 연소통의 상기 공기 통로 제 1 부분으로부터, 상기 연소통의 내주면에 형성된 개구까지, 상기 주류 방향 상류층을 향하여 연장되는 공기 통로 제 3 부분을 포함하고,

상기 냉각 공기는, 상기 연소통의 외주면에 형성된 개구로부터 상기 공기 통로 제 2 부분에 공급되고, 상기 공기 통로 제 1 부분을 통하여 상기 공기 통로 제 3 부분을 통과하여 상기 연소 영역에 유입되는 가스 터빈 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기 공기 통로 제 1 부분과, 상기 공기 통로 제 2 부분과, 상기 공기 통로 제 3 부분의 세트는, 상기 연소통의 둘레 방향을 따라 복수개 배치되고,

상기 공기 통로 제 1 부분은, 캐비티를 포함하고,

상기 캐비티는, 상기 둘레 방향을 따라 연장되어 상기 복수의 세트에 공통으로 형성되는 가스 터빈 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기 공기 통로 제 1 부분은, 안내판이 형성된 만곡 부분을 포함하는 가스 터빈 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기 공기 통로 제 1 부분과, 상기 공기 통로 제 2 부분과, 상기 공기 통로 제 3 부분의 세트는, 상기 연소통의 둘레 방향을 따라 복수개 배치되고,

상기 공기 통로 제 1 부분은, 캐비티를 포함하고,

상기 캐비티는 서로 분리되어 있는 가스 터빈 연소기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공기 통로를 통과한 상기 냉각 공기를 상기 연소통의 내주면을 따라 필름 형상으로 분출시키는 분출구가 상기 연소통에 형성되는 가스 터빈 연소기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 증기 통로는 상기 연소 가스의 주류 방향으로 연장되고,

상기 냉각 증기는, 상기 증기 통로를 상기 제 1 영역을 향하여 흐르는 가스 터빈 연소기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 영역에 형성된 음향 박스를 추가로 구비하고,

상기 공기 통로는, 상기 냉각 공기를 상기 음향 박스 내측의 음향 박스내 공간에 공급하고,

상기 제 1 영역에는, 상기 음향 박스내 공간과 상기 연소 영역을 연통하는 흡음 구멍이 형성되는 가스 터빈 연소기.
제 1 항에 있어서,

상기 연료 공급부는, 상기 연소통의 축선을 중심으로 하는 원을 따라 배치된 복수의 연료 노즐을 포함하고,

상기 공기 통로 및 상기 증기 통로 중 적어도 일방은, 상기 연료 노즐에 대응하여 배치되는 연료 노즐 대응 통로와, 상기 복수 연료 노즐 중 인접하는 2 개의 간극에 대응하여 배치되는 연료 노즐간 대응 통로를 포함하며,

상기 연료 노즐 대응 통로의 등가 직경은, 상기 연료 노즐간 대응 통로의 등가 직경보다 큰 가스 터빈 연소기,
제 8 항에 있어서,

상기 제 1 영역에 형성된 음향 박스를 추가로 구비하고,

상기 공기 통로로서의 상기 연료 노즐 대응 통로 및 상기 연료 노즐간 대응 통로 각각은, 상기 연소통의 외주면에 형성된 개구로부터 상기 냉각 공기를 상기 음향 박스 내측의 음향 박스내 공간으로 공급하고,

상기 제 1 영역에는, 상기 음향 박스내 공간과 상기 연소 영역을 연통하는 흡음 구멍이 형성되며,

상기 연료 노즐 대응 통로는, 등가 직경이 상기 개구에 가까워짐에 따라서 단조 감소되는 등가 직경 단조 감소부를 포함하는 가스 터빈 연소기.
제 7 항에 있어서,

상기 연료 공급부는, 상기 연소통의 축선을 중심으로 하는 원을 따라 배치된 복수의 연료 노즐을 포함하고,

상기 공기 통로는, 상기 연료 노즐에 대응하여 배치되는 연료 노즐 대응 통로와, 상기 복수의 연료 노즐 중 인접하는 2 개의 간극에 대응하여 배치되는 연료 노즐 간 대응 통로를 포함하고,

상기 연료 노즐 대응 통로 및 상기 연료 노즐간 대응 통로 각각은, 상기 제 1 영역에 형성된 개구로부터 상기 냉각 공기를 상기 음향 박스내 공간으로 공급하고,

상기 연료 노즐 간 대응 통로는, 등가 직경이 국소적으로 큰 통로 확대부를 포함하지 않고, 상기 연료 노즐 대응 통로는, 등가 직경이 국소적으로 큰 통로 확대부를 포함하는 가스 터빈 연소기.
제 10 항에 있어서,

상기 연료 노즐 대응 통로는, 등가 직경이 상기 개구에 가까워짐에 따라서 단조 감소되는 등가 직경 단조 감소부를 포함하는 가스 터빈 연소기.
연소통 내측의 연소 공간에 연료를 공급하는 단계와,

상기 연료를 연소시켜서 연소 가스를 생성하는 단계와,

상기 연소 가스를 터빈에 공급하는 단계와,

상기 연소통에 형성된 공기 통로에 냉각 공기를 공급하는 단계와,

상기 터빈을 통과한 상기 연소 가스를 사용하여 증기를 생성하는 단계와,

상기 연소통에 형성된 증기 통로에 상기 증기를 공급하는 단계와,

상기 증기 통로를 통과한 상기 증기를 증기 터빈에 공급하는 단계

를 구비하고,

상기 연소통은 상기 공기 통로가 형성된 제 1 영역과, 상기 증기 통로가 형성된 제 2 영역을 구비하고,

상기 제 2 영역은, 상기 제 1 영역보다 상기 연소 가스의 주류 방향 하류측에 위치하고,

상기 공기 통로는,

상기 연소통의 상기 제 1 영역 내의 상기 제 2 영역측에 형성된 공기 통로 제 1 부분과,

상기 연소통의 상기 공기 통로 제 1 부분으로부터, 상기 연소통의 외주면에 형성된 개구까지, 상기 연소 가스의 주류 방향 상류측을 향하여 연장되는 공기 통로 제 2 부분과,

상기 연소통의 상기 공기 통로 제 1 부분으로부터, 상기 연소통의 내주면에 형성된 개구까지, 상기 주류 방향 상류층을 향하여 연장되는 공기 통로 제 3 부분을 포함하고,

상기 냉각 공기를 공급하는 단계는,

상기 연소통의 외주면에 형성된 개구로부터 유입된 상기 냉각 공기를, 상기 공기 통로 제 2 부분과 상기 공기 통로 제 1 부분을 통하여 상기 공기 통로 제 3 부분을 통과하여 상기 연소 영역에 공급하는 단계를 구비하는 가스 터빈 연소기의 냉각 방법.
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