KR101546219B1 - 재가열 버너 및 재가열 버너 내에서 연료/이송 공기 흐름을 혼합하는 방법 - Google Patents

재가열 버너 및 재가열 버너 내에서 연료/이송 공기 흐름을 혼합하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흐름 채널을 따라 배열되고, 채널 길이방향 축에 직각인 주입 평면 위에 연료를 주입하기 위해 상기 흐름 채널로 돌출된, 랜스를 갖는 고온 가스 흐름을 위한 흐름 채널을 포함한 재가열 버너에 관한 것으로서, 상기 채널 및 랜스는 상기 고온 가스 흐름 방향에서 상기 주입 평면의 상류에 있는 와류 발생 구역 및 상기 주입 평면의 하류에 있는 혼합 구역을 형성한다.
상기 혼합 구역은 연속적으로 변화하는 형태를 가진 그것의 길이방향 축을 따라 상이한 단면적들을 갖거나, 또는 상기 길이방향 축 주위로의 연속적인 회전에 의해 그것의 길이방향 축을 따라 위치를 변경하는 비원형 단면적들을 갖는 적어도 하나의 축 방향 영역을 제공한다.

Description

재가열 버너 및 재가열 버너 내에서 연료/이송 공기 흐름을 혼합하는 방법{REHEAT BURNER AND METHOD OF MIXING FUEL/CARRIER AIR FLOW WITHIN A REHEAT BURNER}
본 발명은 연속 연소를 사용한 고정 가스 터빈들의 분야에 관한 것이다. 연속 연소와 관련하여, 재가열 버너의 형태는 연료 및 부가적인 이송 공기의 혼합이 자동-점화가능한 연료/이송 공기 혼합물을 생성하기 위해 일어나는 중요한 중심이다.
연속 연소 가스 터빈들은 제 1 버너를 포함하는 것으로 알려져 있으며, 여기에서 연료는 연소될 압축 공기 스트림으로 주입되어, 부분적으로 고압 터빈에서 팽창되는 고온 가스들을 생성한다.
여전히 산소가 풍부한, 상기 고압 터빈으로부터 발생한 상기 고온 가스들은 그 후 흔히 제 2 단계 연소라 명명되는 재가열 버너로 공급되며, 여기에서 추가 연료는 상기 재가열 버너의 연소실 하류에서 혼합 및 연소되도록 주입되며; 상기 생성된 고온 가스들은 그 후 저압 터빈에서 팽창된다.
상기 연속 연소 가스 터빈의 재가열 버너는 종종 형태가 정사각형, 사각형 또는 사다리꼴인 덕트(duct)를 가지며, 이것은 통상적으로 상기 덕트의 상류 영역에서의 벽들에 연결된 사면체 요소들로 이루어진 정적 와류 발생기들을 둘러싸며, 부분적으로 상기 덕트로 확장된다.
상기 와류 발생기들의 하류에서, 상기 재가열 버너는 상기 고온 가스들 흐름의 방향에 직각으로 위치된 직선형 관형 요소로 이루어지고 상기 고온 가스들의 흐름의 방향에 평행하는 종말부(terminal portion)로 제공된 랜스(lance)를 가진다. 상기 종말부는 보통 상기 연료를 주입하는 하나 이상의 노즐을 가진다.
동작 동안, 상기 고온 가스들 흐름은 그것의 와류들을 증가시킴으로써, 난류 발생기들, 예를 들면, 와류 발생기들, 플루트 VG 랜스(flute VG lance), 플루트 로브 랜스(flute lobes lance)를 통과하며; 나중에 상기 연료는 그것이 고온 가스들 흐름과 혼합하도록 상기 랜스를 통해 주입된다.
현재, 상기 랜스 혼합의 하류는 기본적으로 상기 버너의 유효 지름 대 길이 비를 감소시키는, 상기 버너 덕트의 단면적의 감소에 의해 강화된다. 연소기 압력 손실을 최소화하기 위해, 단면적은 상기 혼합 구역의 단부를 향해 다시 증가된다. 이러한 재가열 버너는 예를 들면 EP 2 420 730 A2에서 개시된다. 상기 버너 덕트의 하류 단부 영역에서의 이러한 단면적 증가는 상기 혼합 구역 내에서의 상기 덕트들의 벽들로부터의 흐름의 잠재적인 분리에 의해 제한된다. 그러므로, 달성가능한 혼합 품질 및 압력 손실 사이에서의 충돌이 존재한다.
와류들을 증가시키기 위해 상기 혼합 구역을 따라 큰 스케일 및/또는 작은 스케일 구조들을 제공하는 것은 재순환 구역들의 위험 및 그에 따른 상기 혼합 구역 내부에서의 화염 유지로 인한 문제점들에 대처하기 위한 방법이 아니다. 와류 발생기들 및/또는 랜스들에 의해 생성된 난류들이 흐름 방향으로 상기 혼합 구역 내부에서 끊임없이 감소한다는 것이 또한 심각하게 된다. 그러므로, 혼합은 상기 주입에 가까운 것만큼 상기 혼합 구역의 단부를 향해 효과적으로 일어나지 않는다.
더욱이, 가스 터빈 효율성 및 성능들을 증가시키기 위해, 상기 재가열 버너를 통해 순환하는 고온 가스들의 온도는 증가되어야 한다. 이러한 온도 증가는 상기 모든 파라미터들 중에서 정밀한 평형을 잃게 하며, 따라서 설계 온도보다 더 높은 온도를 가진 고온 가스들로 동작하는 재가열 버너는 플래시백(flashback), NOx, CO 배출들, 물 소비 및 압력 저하 문제점들을 가질 수 있다.
이들 제약들과 부분적으로 마주하기 위해, 고온 가스 흐름 방향으로 분기 측벽들의 단면을 가진 혼합 구역을 갖는, 재가열 버너가 제안되며(EP 2 420 730 A2 참조), 여기에서 상기 분기 측벽들은 일정한 반경을 가진 고온 가스 흐름 방향으로 곡선 표면들을 형성한다.
서술적 문제점들을 감소시키기 위한 또 다른 제안은 상기 혼합 구역을 따라 일정한 단면을 고속 영역에 제공하는 재가열 버너를 개시하는 EP 2 420 731 A1에 개시된다. 고속 영역으로의 고온 가스 흐름 방향에서의 하류에서, 확산 면적은 나팔 모양의 단면과 경계를 형성한다.
상기 혼합 구역 및 상기 연소실 사이에서의 혼합 구역의 하류 단부에서, 단면에서의 단차는 화염 유지기의 효과를 가진다는 것이 알려져 있다.
본 발명의 목적은 흐름 채널을 따라 배열되고, 채널 길이방향 축에 직각인 주입 평면 위에 연료를 주입하기 위해 상기 흐름 채널로 돌출된, 랜스를 갖는 고온 가스 흐름을 위한 흐름 채널을 포함한 재가열 버너를 제공하는 것으로, 상기 채널 및 랜스는 상기 고온 가스 흐름 방향으로 상기 주입 평면의 상류에 있는 난류 발생 구역 및 상기 주입 평면의 하류에 있는 혼합 구역을 형성하며, 상기 혼합 구역의 상기 하류 단부 및 상기 연소기 사이에서의 상기 고온 가스 채널의 단면에서의 단차는 고온들에서의 동작을 가능하게 하며 동시에 NOx, CO 배출물들의 감소를 달성하고 압력 저하 문제점들 및 플래시백들의 위험을 줄이는 화염 유지기(flame holder)로서 예측된다. 이들 목표들을 달성하기 위해, 추가 목적은 제 2 연소의 화염 온도를 증가시키고 상기 연료/이송 공기 흐름의 혼합의 정도를 강화하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징들의 총계에 의해 달성된다. 청구항 13의 주제는 재가열 버너 내에서 연료 및 이송 공기 흐름을 독창적으로 혼합하기 위한 방법이다. 본 발명은 종속 청구항들에서뿐만 아니라 특히 바람직한 실시예들을 참조하는 다음의 설명에 개시된 특징들에 의해 유리하게 수정될 수 있다.
가스 혼합물의 강화된 혼합을 달성하기 위해, 다음의 단지 상기 재가열 버너의 혼합 구역을 통과하는 흐름에서, 상기 혼합 구역을 지나가면서 상기 흐름에 부가적인 전단 응력을 도입하고, 그에 의해 대규모 흐름 구조들 및 강화된 난류들이 혼합 구역을 따라 생성된다는 것이 독창적으로 제안된다. 이것은 상기 화염 내부에서의 보다 많은 동질의 온도 분포 및 그에 따라 감소된 CO 및 NOx 배출물들, 및 또한 상기 재가열 버너의 하류에 배열되는 터빈 스테이지로의 주입구에서의 감소된 전체 온도 분포 인자를 초래하는 혼합 성능을 개선한다.
상기 재가열 버너의 혼합 구역을 통과하면서 상기 흐름으로 전단 응력을 향하게 하기 위해, 상기 혼합 구역의 대응하는 흐름 채널은 연속적으로 변화하는 형태를 흐름 방향으로의 상이한 단면적들에 제공하고 및/또는 상기 흐름 채널의 길이방향 축 주위로의 연속적인 회전에 의해 흐름 방향에서의 위치를 변경하는 비원형 단면적들을 제공한다.
상기 혼합 구역을 통해 흐름 채널을 형성하기 위한 제 1 제안된 건설적 동작은 그것의 길이방향 축을 따라 상기 흐름 채널의 단면적의 형태를 매끄럽게 변경하는 것이다. 상기 단면적의 형태를 변경하는 것은 예를 들면 단지 상기 흐름 채널의 길이방향 축을 따라 원형 단면적을 스케일링하기 위해 주어진 단면적 형태를 확장시키거나 또는 감소시키는 것만을 의미하지 않으며, 오히려 독창적으로 그것은 연속적으로 기하학적 형태를 변경하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 혼합 구역은 상류 면적에서 상기 혼합 구역의 확장을 따라 흐름 방향으로 원형 형상의 단면적으로 이전될 정사각형 형태의 단면적을 가진다. 물론, 본 발명의 사상의 범위는 전체 축 확장을 따라 또는 적어도 상기 혼합 구역의 하나의 제한된 축 방향 영역에서 서로 매끄럽게 수정될 수 있는 단면적들의 모든 상상할 수 있는 형태들을 아우른다.
상기 혼합 구역을 통해 향해진 흐름으로 부가적인 전단 응력을 향하게 하기 위한 또 다른 본 발명의 동작은 상기 길이방향 축 주위로의 연속적인 회전에 의해 그것의 길이방향 축을 따라 위치를 변경하는 비원형 단면적들을 가진 적어도 하나의 축 방향 영역을 상기 혼합 구역을 따라 흐름 채널에 제공하는 것이다. 그에 의해 상기 혼합 구역의 주어진 단면적 형태는 상기 혼합 구역의 축 좌표를 따라 변경되지 않은 채로 유지되지만, 그것은 상기 길이방향 축 주위를 회전하게 된다. 회전은 상기 혼합 구역을 통해 흐름 방향으로 이동할 때 시계 방향 또는 반-시계 방향으로 실현될 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 상기 단면적의 재성형의 동작 또는 상기 혼합 구역을 따르는 주어진 단면적 형태의 회전 각각은 바람직하게는 상기 혼합 구역의 전체 확장을 따라 그러나 또한 단지 상기 혼합 구역을 따라 제한된 축 방향 영역에 적용될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예는 두 개의 독창적으로 제안된 동작들의 조합을 제공하며, 따라서 상기 혼합 구역은 직접 또는 간접적으로 연결되는 적어도 두 개의 축 방향의, 제 1 및 제 2 영역들로 세분된다. 간접적 축 조합의 경우에, 예를 들면, 그것의 축 방향 확장을 따라 일정한 단면적의 부가적인 중간 구역은 상기 적어도 두 개의 축 방향 영역들을 연결한다. 제 1 축 영역에서, 대응하는 흐름 채널은 연속적으로 변화하는 형태를 가진 그것의 길이방향 축을 따라 상이한 단면적들을 가진다. 제 2 축 방향 영역에서, 상기 흐름 채널은 상기 길이방향 축 주위를 연속적으로 회전함으로써 그것의 길이방향 축을 따라 위치를 변경하는 비원형 단면적 형태를 제공한다. 동일한 것이 반대로 적용될 수 있다.
추가 실시예에서, 상기 혼합 구역의 흐름 채널은 모두가 상기 길이방향 축 주위를 연속적으로 회전하는 동일한 기하학적 형태를 가지지만 그것들 중 적어도 몇몇은 크기가 상이한 비원형 단면적들을 그것의 전체 축 방향 확장을 따라 제공한다. 예를 들면, 상기 혼합 구역의 상류 단부에서의 상기 단면적은 상기 길이방향 축에 대해 제 1 배향으로 삼각형 단면적 형태를 가진다. 상기 혼합 구역의 흐름 채널의 하류 단부는 또한 그러나 예를 들면 흐름 방향에서 시계 방향으로 길이방향 축 주위를 약 90°로 회전되는 삼각형 단면적 형태를 가진다. 또한 상기 혼합 구역의 하류 단부에서의 삼각형 단면적은 상기 혼합 구역의 상류 단부의 단면적에 비교하여 크기가 감소된다. 따라서, 상기 혼합 구역의 상류 및 하류 단부 사이에서의 상기 흐름 채널의 중간 부분은 양쪽 모두 상이하게 배향되고 크기설정된 단면적들을 서로 매끄럽게 이전한다.
본 발명의 모든 실시예들은 플래시백들의 위험을 회피하기 위해 내부 벽 표면을 넘어 확장하는 임의의 국소적인 돌출부들 없이 매끄러운 내부 채널 벽을 가진 상기 혼합 구역을 방사상으로 에워싸는 흐름 채널을 제공한다. 재성형에 의해 또는 상기 단면적들의 회전에 의해 실현된 상기 재가열 버너의 혼합 구역 내에서의 상기 흐름 채널의 발명적 수정은 상기 흐름 채널 아래쪽의 재가열 버너에 이어 터빈 스테이지로 주입구 속도 프로파일을 개선하는 재가열 버너를 떠나는 고온 가스 혼합물의 보다 큰 확산을 초래한다.
상기 혼합 구역 내에서의 상기 단면적의 매끄러운 재성형은 또한 상기 혼합 구역 내부에서의 화염 앵커링(flame anchoring)의 위험을 초래하는, 상기 내부 채널 벽으로부터의 흐름의 분리를 회피하기 위해 흐름 방향에서 상기 단면적의 감소와 결합되는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 혼합 구역의 하류 단부 영역에서의 단면적들이 흐름 방향으로 점점 더 커진다는 것을 의미하는, 상기 혼합 구역의 단부를 향하는 상기 단면적의 개구는 상기 재가열 버너의 확장에 걸쳐 최소 압력 손실을 달성하기 위해 지원한다.
본 발명에 따르면, 화염 내부에서의 보다 많은 동질의 온도 분포 및 그에 따라 감소된 CO 및 NOx 배출물들, 및 또한 상기 재가열 버너의 하류에 배열되는 터빈 스테이지로의 주입구에서의 감소된 전체 온도 분포 인자를 초래하는 혼합 성능을 개선한다.
본 발명은 나중에 도면과 함께 대표적인 실시예들에 기초하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 재가열 버너를 통해 종단면을 개략적으로 도시한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c는 재가열 버너의 외부 형상 또는 혼합 구역의 투시도들이다.
도 3a 내지 도 3g는 혼합 구역의 단면적의 가능한 재성형 변형들이다.
도 4는 정사각형 단면 형태를 가진 혼합 구역을 따라 상기 단면적의 회전을 도시한다.
도 1은 흐름 채널(1)을 따라 배열되고, 채널 길이방향 축(6)에 직각인 주입 평면(5) 위에 연료(4), 예를 들면 연료 가스 및/또는 연료 오일, 및 이송 공기를 주입하기 위해 흐름 채널(2)로 돌출된 랜스(3)를 갖는 고온 가스 흐름(2)을 위한 흐름 채널(1)을 포함한 재가열 버너의 종단면을 개략적으로 도시한다. 플루트 VG 또는 로브들 버전이 바람직하다.
상기 흐름 채널(1) 및 상기 랜스(3)는 상기 주입 평면(5)의 상류에 있는 와류 발생 구역(7)을 형성한다. 상기 와류 발생 구역(7) 내에서, 와류 발생기(8)는 재가열 버너에 들어가는 고온 가스 흐름(2)에 소용돌이를 도입하기 위해 상기 흐름 채널(1)의 내부 벽에 배열된다. 상기 주입 평면(5)의 흐름 방향에서의 하류에서(도 1에서 화살표 2 참조), 혼합 구역(9)이 연결되며, 상기 혼합 구역을 따라서 상기 고온 가스 흐름 안으로의 상기 주입된 연료(4)가 가능한 한 완전히 혼합될 수 있다. 상기 혼합 공정을 강화하기 위해, 상기 혼합 구역(9)의 영역에서 상기 흐름 채널(2)의 내부 벽의 형태는 독창적으로 수정된다. 상기 흐름 채널(1)의 단면에서의 단차(11)는 상기 혼합 구역(9) 및 연소기(10) 사이에서의 혼합 구역(9)의 하류 단부에 배열된다. 상기 단차(11)는 화염(12)(연소 구역(12))에 대한 화염 유지기이다. 본 발명에 따르면, 상기 연료 주입(4) 및 상기 화염(12) 사이에서 고온 가스 채널(1)의 일부를 의미하는 혼합 구역(9)의 재성형이 존재한다.
제 1 발명적 방식에서, 상기 혼합 구역(9) 내에서의 흐름 채널(1)은 연속적으로 변화하는 형태를 가진 그것의 길이방향 축(6)을 따라 상이한 단면적들을 가진다. 본 발명의 동작의 보다 양호한 이해를 위해, 도 1은 주입 평면(5)에 있거나 그것에 가까운 혼합 구역(9)의 흐름 입구에서의 원형 단면적 형태(CSASfirst)를 도시한다. 상기 원형 형태는 임의의 단면적 형태를 가진 상기 혼합 구역(9)의 하류 단부에서의 단면적 형태(CSASlast)에 도달할 때 전체 혼합 구역(9)을 따라 하류로 매끄럽게 변화한다.
상기 혼합 구역의 단면적들의 매끄러운 재성형으로 인해, 대규모 흐름 구조들을 생성하고 상기 혼합 구역 내에 난류들을 강화하는 상기 혼합 구역을 지나가는 흐름(2)에 대한 부가적인 전단 응력이 도입된다. 이것은 혼합 성능을 개선하며, 이것은 상기 혼합 구역(9)의 하류에서의 자동 점화에 의해 형성하는 화염(도시되지 않음) 내부에서의 보다 많은, 동종의 온도 분포를 초래한다.
상기 흐름(2)에 부가적인 전단 응력을 도입하는 동일한 효과가 또한 상기 혼합 구역의 길이방향 축을 따라 회전하는 주어진 단면 형태를 가진 혼합 구역과 함께 달성된다. 이러한 동작은 도 2a에 예시된다. 도 2a는 그것의 와류 발생 구역(7)을 따라 직사각형 단면을 가진 재가열 버너의 외부를 도시하며, 이것은 대략적으로 예시된다. 상기 혼합 구역(9)의 흐름 입구에서의 단면적 형태(CSASfirst)는 상기 재가열 버너 배열의 길이방향 축(6)에 대해 직각으로 세운 위치에서 직사각형이다. 상기 혼합 구역(7)의 흐름 채널의 단면적 형태는 그것의 전체 확장을 따라 직사각형인 채로 있지만 상기 단면 형태의 배향은 길이방향 축(6) 주변을, 예로서, 90°만큼 회전한다. 따라서 상기 혼합 구역(9)의 하류 단부에서의 단면적 형태(CSASlast)는 상기 혼합 구역(9)의 상류 단부에서의 단면적(CSASfirst)에 대해 십자형 배향을 가진다.
도 2b는 그것의 와류 발생 구역(7)을 따라 원형 단면을 갖는 재가열 버너의 외부를 도시한다. 상기 혼합 구역(9)의 흐름 입구에서 단면적 형태(CSASfirst)는 원형이다. 상기 혼합 구역(7)의 흐름 채널의 단면적 형태는 정사각형에서 우선되는 버전인 원형으로의 흐름(2)의 방향에서 매끄럽게 변화한다. 따라서 상기 혼합 구역(9)의 하류 단부에서의 단면적 형태(CSASlast)는 원형 형태를 가지며 부가적으로 상기 면적 크기는 CSASfirst의 표면 크기에 비교하여 더욱 감소된다.
도 2c는 그것의 와류 발생 구역(7)을 따라 원형 단면을 갖는 재가열 버너의 외부를 도시한다. 상기 혼합 구역(9)의 흐름 입구에서 단면적 형태(CSASfirst)는 원형이다. 상기 혼합 구역(7)의 흐름 채널의 단면적 형태는 원형에서 정사각형으로 상기 흐름(2)의 방향에서 매끄럽게 변화한다. 따라서, 상기 혼합 구역(9)의 제 1 축 방향 영역(9")의 하류 단부에서 단면적 형태(CSASmiddle)는 정사각형 형태를 가지며 부가적으로 상기 면적 크기는 CSASfirst의 표면 크기에 비교하여 더욱 감소된다. 직접적인 관계에서, 제 2 축 방향 영역(9')은 상기 길이방향 축(6) 주위로의 연속적인 회전에 의해 그것의 길이방향 축(6)을 따라 위치를 변경하는 일정한 정사각형 단면적 형태를 가진 제 1 축 방향 영역(9")에 가깝다. 예시된 경우에서, 마지막 단면적 형태(CSASlast)는 중간 단면적 형태(CSASmiddle)에 대해 길이방향 축(6) 주변을 45°만큼 회전된다.
도 3a 내지 도 3g는 제 1 및 마지막 단면 형태들(CSASfirst, CSASlast)의 상이한 조합들을 가진 혼합 구역의 흐름 채널 설계의 (비-제한적인) 가능한 변형들을 예시한다. 도 3에서의 각각의 스케치는 길이방향 축(6)을 따르는 개략적인 축방향 투시이다.
여기에서, 이들 모두는 회전되는 대신에 재성형된다. 물론 회전은 또한 여기에서 옵션일 것이다.
도 3a 내지 도 3g에 도시된 실시예는 혼합 구역의 단면적 형태의 재성형을 예시한다. 도 3c는 원형 단면적 형태(CSASfirst)에서 정사각형 단면적 형태(CSASlast)로의 변형을 도시한다. 도 3e는 삼각형 단면적 형태(CSASfirst)에서 원형 단면적 형태(CSASlast)로의 변형을 도시하며 도 3g는 또 다른 임의의 자유 단면적 형태에서의 임의의 자유 단면적 형태를 도시한다.
도 4에 도시된 예시는 제 1 단면적 형태(CSASfirst)로 시작하여 마지막 단면적 형태(CSASlast)가 되는 일련의 다수의 회전된 정사각형 단면적들을 도시하는 혼합 구역(9)을 따라 주어진 단면 형태의 회전의 원리를 명료하게 할 것이다. CSASfirst 및 CSASlast 사이에서의 모든 단면적은 혼합 구역(9)을 따르는 중간 단면적들이다.
1: 흐름 채널 2: 고온 가스 흐름
3: 랜스 4: 연료
5: 주입 평면 6: 채널 길이방향 축
7: 와류 발생 구역 8: 와류 발생기
9: 혼합 구역 10: 연소기
11: 단면에서의 단차 12: 화염, 연소 구역
CSASfirst: 혼합 구역의 상류 단부에서의 단면적 형상
CSASmiddle: 혼합 구역의 중간 섹션에서의 단면적 형상
CSASlast: 혼합 구역의 하류 단부에서의 단면적 형상

Claims (13)

  1. 고온 가스 흐름(2)을 위한 흐름 채널(1)을 포함하고, 랜스(3)가 흐름 채널(1)을 따라 배열되고 채널 길이방향 축(6)에 직각인 주입 평면(5) 위에 연료(4)를 주입하기 위해 상기 흐름 채널(1)로 돌출된 재가열 버너로서, 상기 흐름 채널(1) 및 상기 랜스(3)는 상기 고온 가스 흐름(2) 방향에서 상기 주입 평면(5)의 상류에 있는 와류 발생 구역(7) 및 상기 주입 평면(5)의 하류에 있는 혼합 구역(9)을 형성하며, 상기 혼합 구역(9)의 하류 단부에서, 상기 혼합 구역(9) 및 상기 상류 배열된 연소기 사이에서의 상기 흐름 채널(1)의 단면에 단차(11)가 존재하는, 상기 재가열 버너에 있어서,
    상기 혼합 구역(9)은,
    a) 채널 길이방향 축(6)을 따라 연속적으로 변화하는 형태를 가진 상이한 단면적들을 갖거나, 또는
    b) 채널 길이방향 축(6)을 따라 채널 길이방향 축(6) 주위로의 연속적인 회전에 의해 위치를 변경하는 비원형 단면적들을 갖는, 적어도 하나의 축 방향 영역을 제공하고,
    상기 혼합 구역(9)은,
    a) CSASfirst: 직사각형,
    CSASlast: 직사각형이고 상기 길이방향 축 주위를 0°<α<180°만큼 회전함;
    b) CSASfirst: 원형,
    CSASlast: 직사각형;
    c) CSASfirst: 직사각형,
    CSASlast: 원형;
    d) CSASfirst: 정사각형,
    CSASlast: 정사각형이고 상기 길이방향 축 주위를 0°<α<180°만큼 회전함;
    e) CSASfirst: 타원체,
    CSASlast: 타원체이고 상기 길이방향 축 주위를 0°<α<180°만큼 회전함;
    f) CSASfirst: 원형,
    CSASlast: 타원체;
    g) CSASfirst: 원형,
    CSASlast: 정사각형, 또는 그 반대로;
    h) CSASfirst: 삼각형,
    CSASlast: 원형, 또는 그 반대로;
    i) CSASfirst: 삼각형,
    CSASlast: 삼각형이고 흐름 방향에서 시계 방향으로 상기 길이방향 축 주위를 90°만큼 회전함;
    중 하나의 방식으로, 제 1 단면적 형태(CSASfirst)에서 시작하며 마지막 단면적 형태(CSASlast)에서 종료하는 흐름 방향으로 형태 및/또는 위치를 변경하는 채널 길이방향 축(6)을 따라 변화하는 단면적들을 가진 적어도 하나의 축 방향 영역을 제공하는, 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 축 방향 영역은 전체 혼합 구역(9)에 걸쳐 하나의 관련된 부분으로 확장되는 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 구역(9)은,
    a) 채널 길이방향 축(6)을 따라 연속적으로 변화하는 형태를 가진 상기 상이한 단면적들을 가진 제 1 축 방향 영역(9'), 및
    b) 채널 길이방향 축(6)을 따라 채널 길이방향 축(6) 주위로의 연속적인 회전에 의해 위치를 변경하는 상기 비-원형 단면적을 가진 제 2 축 방향 영역(9")을 갖는, 적어도 두 개의 축 방향 영역들(9', 9")을 제공하는 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 축 방향 영역들(9', 9")은 축 방향으로 직접 또는 간접적으로 관련되는, 재가열 버너.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연속적으로 변화하는 형태를 가진 채널 길이방향 축(6)을 따라 상기 상이한 단면적들을 갖는 상기 축 방향 영역은 단지 스케일링에 의해서만 라인으로 이동될 수 없는 상이한 단면적들을 제공하는 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길이방향 축(6) 주위로의 연속적인 회전에 의해 상기 길이방향 축을 따라 위치를 변경하는 상기 비-원형 단면적들은 형태가 일정한 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길이방향 축(6) 주위로의 연속적인 회전에 의해 채널 길이방향 축을 따라 위치를 변경하는 상기 비-원형 단면적들 중 적어도 두 개는 크기가 상이한 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  8. 삭제
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 구역의 상류 단부의 상기 단면적은 상기 혼합 구역의 상기 하류 단부의 상기 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 구역은 흐름 방향으로 더 커지는 단면적들을 상기 하류 단부 영역에 제공하는 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흐름 채널(1)은 내부 벽 표면을 넘어 확장되는 임의의 돌출부들 없이 매끄러운 내부 채널 벽으로 상기 혼합 구역(9)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 재가열 버너.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 재가열 버너가 설비된 재가열 연소기를 가진 연속 연소를 사용하는 고정 가스 터빈.
  13. 재가열 버너 내에서 연료 및 이송 공기 흐름을 혼합하기 위한 방법으로서, 상기 이송 공기 흐름은 상기 재가열 버너에 들어가고 연료(4)가 상기 이송 공기 흐름에 주입되기 전에 상기 재가열 버너의 내부에서 와류 발생기들(8)에 의해 소용돌이 치며 연료(4)를 상기 소용돌이된 이송 공기 흐름 안으로 주입함으로써 연료/이송 공기 혼합물의 흐름을 생성하는, 상기 연료 및 이송 공기 흐름을 혼합하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 연료 주입에 대해 하류에 있는 흐름 채널(1)을 따라 상기 연료/이송 공기 혼합물의 상기 흐름의 전파 단계;
    - 연속적으로 변화하는 형태를 가진 흐름 방향으로 상이한 단면적들을 갖거나, 또는 상기 흐름 채널의 길이방향 축(6)의 주위로의 연속적인 회전에 의해 흐름 방향으로 위치를 변경하는 비-원형 단면적들을 갖는, 상기 흐름 채널(1)의 혼합 구역을 통해 연료/이송 공기의 상기 흐름(2)을 통과함으로써 연료/이송 공기의 상기 흐름에 전단 응력을 도입하는 단계를 포함하며,
    상기 혼합 구역(9)은,
    a) CSASfirst: 직사각형,
    CSASlast: 직사각형이고 상기 길이방향 축 주위를 0°<α<180°만큼 회전함;
    b) CSASfirst: 원형,
    CSASlast: 직사각형;
    c) CSASfirst: 직사각형,
    CSASlast: 원형;
    d) CSASfirst: 정사각형,
    CSASlast: 정사각형이고 상기 길이방향 축 주위를 0°<α<180°만큼 회전함;
    e) CSASfirst: 타원체,
    CSASlast: 타원체이고 상기 길이방향 축 주위를 0°<α<180°만큼 회전함;
    f) CSASfirst: 원형,
    CSASlast: 타원체;
    g) CSASfirst: 원형,
    CSASlast: 정사각형, 또는 그 반대로;
    h) CSASfirst: 삼각형,
    CSASlast: 원형, 또는 그 반대로;
    i) CSASfirst: 삼각형,
    CSASlast: 삼각형이고 흐름 방향에서 시계 방향으로 상기 길이방향 축 주위를 90°만큼 회전함;
    중 하나의 방식으로, 제 1 단면적 형태(CSASfirst)에서 시작하며 마지막 단면적 형태(CSASlast)에서 종료하는 흐름 방향으로 형태 및/또는 위치를 변경하는 채널 길이방향 축(6)을 따라 변화하는 단면적들을 가진 적어도 하나의 축 방향 영역을 제공하는, 연료 및 이송 공기 흐름을 혼합하기 위한 방법.
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