KR101709004B1 - Combustor device of gas turbine and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐로 형성되는 연료노즐유닛과 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛 및 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛의 개폐를 제어유닛을 통해 제어하여 발전기의 운전상태에 따라 발전기를 최적의 상태로 운전하여 발전기 운전비용을 절감하고, 불필요한 운전을 방지하여 발전기 운전중에 발생할 수 있는 소음과 진동을 저감하여 발전기 효율을 향상시키며, 연료노즐유닛에 연결되는 연료공급배관의 설치를 최소화하여 연소장치의 제조비용 및 제조시간을 절감하고, 연소장치의 변경이나 보수가 용이한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법를 제공하는 것이다.The present invention relates to a fuel supply system comprising a fuel nozzle unit formed by a plurality of main fuel nozzles installed along a circumferential direction of a central fuel nozzle and a connection pipe unit provided between adjacent main fuel nozzles for connecting adjacent main fuel nozzles among the fuel nozzle units And opening and closing of a valve unit installed in a connection pipe of a part of the connection piping unit is controlled through a control unit to reduce the operation cost of the generator by operating the generator in an optimum state according to the operation state of the generator, It is possible to reduce the noise and vibration that may occur during operation to improve the efficiency of the generator and to minimize the installation of the fuel supply pipe connected to the fuel nozzle unit to reduce the manufacturing cost and manufacturing time of the combustion device, And to provide a combustion apparatus of the gas turbine and a control method thereof.

Description

가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법{Combustor device of gas turbine and control method thereof}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a combustion apparatus for a gas turbine,

본 발명은 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐로 형성되는 연료노즐유닛과 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛 및 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛의 개폐를 제어유닛을 통해 제어하여 발전기의 운전상태에 따라 발전기를 최적의 상태로 운전하여 발전기 운전비용을 절감하고, 연료노즐유닛에 연결되는 연료공급배관의 설치를 최소화하여 연소장치를 최소화하여 연소장치의 제조비용 및 제조시간을 절감할 수 있는 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion apparatus for a gas turbine and a control method thereof and, more particularly, to a fuel nozzle unit comprising a plurality of main fuel nozzles installed along a circumferential direction of a central fuel nozzle, The control unit controls the opening and closing of a valve unit installed in a connection pipe unit between adjacent fuel nozzles for connecting the nozzles and a connection pipe of a part of the connection pipe unit to control the generator according to the operation state of the generator, And a fuel supply pipe connected to the fuel nozzle unit is minimized to minimize a combustion device, thereby reducing the manufacturing cost and manufacturing time of the combustion device. And a control method.

일반적으로 발전용 가스터빈은 로터로 연결되어 터빈에 의해 구동되는 압축기를 구비한다.Generally, a power generation gas turbine has a compressor connected to a rotor and driven by a turbine.

압축기 내부로 주위 공기가 유입되어 압축된다.Ambient air flows into the compressor and is compressed.

압축기에서 압축되는 압축공기가 연소장치로 유입되는데, 이러한 연소장치는 1개 또는 다수의 연소기와 연소기 내부에 연료를 분사하는 연료노즐을 구비한다.Compressed air compressed in the compressor is introduced into the combustion apparatus, which includes one or more combustors and a fuel nozzle for injecting fuel into the combustor.

연소기에서 연료노즐을 통해 유입되는 연료와 압축공기가 함께 연소되고, 이에 따라 고온의 압축가스가 생성된다.The fuel and the compressed air which are introduced through the fuel nozzle in the combustor are burnt together, thereby producing a hot compressed gas.

연소기에서 만들어지는 고온의 압축가스는 터빈으로 유입된다.The hot compressed gas produced by the combustor flows into the turbine.

터빈으로 유입된 고온의 압축가스가 팽창하면서 터빈과 연결된 로터를 회전시켜 발전하게 되고, 터빈에서 생선되는 팽창가스는 외부로 방출되거나 열병합 발전시설을 거쳐 외부로 배출되게 된다.As the high temperature compressed gas introduced into the turbine expands, the rotor connected to the turbine rotates to generate electricity. The inflation gas generated from the turbine is discharged to the outside or discharged to the outside through the cogeneration facility.

일반적으로 가스터빈의 연소장치를 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱내에 다수가 배열되고, 각각의 연소기는 연료를 연소시켜 고온의 압축가스를 생성하는 연소부와 연소부에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하는 트랜지션피스(transition piece, 전이피스)로 구성된다.2. Description of the Related Art Generally, a plurality of combustors constituting a combustion apparatus of a gas turbine are arranged in a casing formed in a cell shape. Each combustor includes a combustion section for burning fuel to generate a high-temperature compressed gas, And a transition piece (a transition piece) that directs the gas to the turbine.

연소부는 브라켓 등에 의해 케이싱에 고정 지지되고, 트랜지션피스의 후단부가 터빈의 선단부와 결합된다.The combustion section is fixed to the casing by a bracket or the like, and the rear end portion of the transition piece is engaged with the front end portion of the turbine.

일반적으로, 연소기의 연소기캡에 중앙 연료노즐이 설치되고, 중앙 연료노즐 주변에 복수의 보조 연료노즐이 설치된다. Generally, a central fuel nozzle is installed in the combustor cap of the combustor, and a plurality of auxiliary fuel nozzles are installed around the central fuel nozzle.

종래 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 중앙 연료노즐과 복수의 연료노즐에 각각 연료를 공급하기 위한 연료공급배관을 별도로 설치해야 함에 따라 연소장치의 구조가 복잡하고, 연소장치의 설치비용 및 유지비용이 증가하는 문제점이 있었다.Conventional gas turbine combustion apparatus and control method thereof require that a central fuel nozzle and a fuel supply pipe for supplying fuel to each of a plurality of fuel nozzles are separately installed, so that the structure of the combustion apparatus is complicated and the installation cost and maintenance There is a problem that the cost increases.

또한, 종래 가스터빈의 연소장치는 연료공급배관이 각각의 노즐마다 별도로 설치되어 발전기의 구조변경이 어렵고, 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.Further, in the conventional gas turbine combustion apparatus, the fuel supply pipe is separately provided for each nozzle, so that it is difficult to change the structure of the generator and inconveniences the operator.

더욱이, 종래 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 발전기의 운전상태에 따라 복수의 연료노즐을 통해 연소부로 공급되는 연료의 양을 조절하지 못함에 따라 발전기의 과운전 상태에 따라 연료가 낭비되어 발전기의 유지비용이 증가하는 문제점이 있었다.Further, according to the conventional gas turbine combustion apparatus and the control method thereof, the amount of fuel supplied to the combustion section through the plurality of fuel nozzles can not be adjusted according to the operation state of the generator, the fuel is wasted depending on the over- There is a problem that the maintenance cost of the battery is increased.

게다가, 종래 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 발전기의 운전상태(출력량)에 관계없이 모든 연료노즐로 연료가 공급되고, 이러한 연료가 연소부로 공급됨에 따라 발전기가 과부하 상태로 운점 됨에 따라 진동이나 소음이 발생하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional gas turbine combustion apparatus and the control method thereof can supply the fuel to all the fuel nozzles irrespective of the operation state (output amount) of the generator, and as the fuel is supplied to the combustion section, There is a problem that noise is generated.

또한, 종래 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 과부하 운전에 따른 진동이나 소음에 의한 피로강도가 증가하여 발전기의 구성부품이 손상될 가능성이 있었다.In addition, the conventional gas turbine combustion apparatus and the control method thereof have a possibility that component parts of the generator are damaged due to an increase in fatigue strength due to vibration or noise due to overload operation.

대한민국 특허공개공보 제10-2010-0061538호Korean Patent Publication No. 10-2010-0061538

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐로 형성되는 연료노즐유닛과 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛 및 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛의 개폐를 제어유닛을 통해 제어하여 발전기의 운전상태에 따라 발전기를 최적의 상태로 운전하여 발전기 운전비용을 절감하고, 불필요한 운전을 방지하여 발전기 운전중에 발생할 수 있는 소음과 진동을 저감하여 발전기 효율을 향상시키며, 연료노즐유닛에 연결되는 연료공급배관의 설치를 최소화하여 연소장치의 제조비용 및 제조시간을 절감하고, 연소장치의 변경이나 보수가 용이한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel nozzle unit comprising a plurality of main fuel nozzles disposed along a circumferential direction of a central fuel nozzle, The control unit controls the opening and closing of the valve unit installed in the connection piping unit and the connection piping unit of the connection piping unit between the adjacent main fuel nozzles to connect the generator to the optimum state To reduce the operation cost of the generator and to prevent unnecessary operation so as to reduce the noise and vibration that may occur during operation of the generator to improve the efficiency of the generator and to minimize the installation of the fuel supply pipe connected to the fuel nozzle unit, A combustion apparatus of a gas turbine which can reduce cost and manufacturing time and is easy to change or repair the combustion apparatus And a control method thereof.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치는 케이싱에 고정 지지되고, 연료가 연소되는 연소기; 상기 연소기에 설치되는 연소기캡; 상기 연소기캡의 중앙에 설치되는 중앙 연료노즐; 상기 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐에 의해 형성되는 연료노즐유닛; 상기 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛; 상기 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛; 및 발전기의 출력상태에 따라 상기 밸브유닛의 개폐를 제어하는 제어유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 연결배관유닛은 상기 연료노즐유닛을 형성하는 주 연료노즐의 개수보다 1개 작은 개수로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 제어유닛은 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하기 위한 기준 데이터를 저장하는 기본 데이터 저장부; 발전기의 현재 출력데이터가 입력되는 출력데이터 저장부; 상기 출력데이터 저장부에 저장된 발전기의 현재 출력데이터와 기준 데이터를 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 판단 결과에 따라 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하여 상기 복수의 주 연료노즐 중 연료가 공급되는 주 연료노즐의 개수를 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to accomplish the object of the present invention, a combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention includes: a combustor fixedly supported on a casing, A combustor cap installed in the combustor; A central fuel nozzle installed at the center of the combustor cap; A fuel nozzle unit formed by a plurality of main fuel nozzles installed along a circumferential direction of the central fuel nozzle; A connecting piping unit installed between adjacent main fuel nozzles for connecting adjoining main fuel nozzles among the fuel nozzle units; A valve unit installed in a connection pipe of a part of the connection piping unit; And a control unit for controlling opening and closing of the valve unit according to the output state of the generator.
Further, in an embodiment of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the connection piping unit of the combustion apparatus of the gas turbine may be installed in a number one less than the number of main fuel nozzles forming the fuel nozzle unit.
Further, in an embodiment of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the control unit of the combustion apparatus of the gas turbine includes a basic data storage section for storing reference data for controlling the opening and closing of the first valve or the second valve, ; An output data storage unit for receiving current output data of the generator; A comparison unit comparing the current output data of the generator stored in the output data storage unit with reference data; And a control unit for controlling the opening and closing of the first valve or the second valve according to the determination result of the comparison unit to determine the number of the main fuel nozzles to which fuel is supplied among the plurality of main fuel nozzles.

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 연료노즐유닛은 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐, 즉 6개의 주 연로노즐로 형성될 수 있다.In addition, in an embodiment of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the fuel nozzle unit of the combustion apparatus of the gas turbine includes first, second, third, fourth, fifth and sixth main fuel nozzles, .

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또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 밸브유닛은 상기 제3 주 연료노즐과 상기 제4 주 연료노즐 사이의 연결배관 상에 설치되는 제1 밸브를 포함할 수 있다.Further, in an embodiment of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the valve unit of the combustion apparatus of the gas turbine includes a first valve installed on a connection pipe between the third main fuel nozzle and the fourth main fuel nozzle . ≪ / RTI >

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 밸브유닛은 상기 제2 주 연료노즐과 상기 제3 주 연료노즐 사이의 연결배관 상에 설치되는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.Further, in an embodiment of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the valve unit of the combustion apparatus of the gas turbine includes a second valve installed on a connection pipe between the second main fuel nozzle and the third main fuel nozzle As shown in FIG.

삭제delete

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 제어유닛은 상기 기준 데이터, 발전기의 현재 출력 데이터, 및 제1 밸브 또는 제2 밸브의 개폐 상태를 나타내는 표시부를 더 포함할 수 있다.Further, in an embodiment of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the control unit of the combustion apparatus of the gas turbine may be provided with the reference data, the current output data of the generator, As shown in FIG.

본 발명의 또 따른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 제어방법은 복수의 주 연료노즐을 연결하기 위해 주 연료노즐의 개수보다 1개 작은 개수로 설치되는 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 제1 밸브 또는 제2 밸브의 개폐를 제어하기 위한 기준 데이터를 기본 데이터 저장부에 저장하는 단계; 출력데이터 저장부에서 발전기의 현재 출력데이터를 수신하는 단계; 비교부에서 출력데이터 저장부에 저장된 발전기의 현재 출력데이터와 기준 데이터를 비교하는 단계; 및 상기 비교부의 판단 결과에 따라, 상기 복수의 주 연료노즐 중 연료가 공급되는 주 연료노즐의 개수를 결정할 수 있도록 제어부에서 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. In order to accomplish still another object of the present invention, there is provided a method of controlling a combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, which includes a step of connecting a plurality of main fuel nozzles, Storing reference data for controlling the opening and closing of the first valve or the second valve provided in the connection pipe of the main pipe; Receiving current output data of the generator in an output data storage; Comparing the current output data of the generator stored in the output data storage unit with the reference data in the comparison unit; And controlling the opening and closing of the first valve or the second valve in the control unit so as to determine the number of the main fuel nozzles to which fuel is supplied among the plurality of main fuel nozzles according to the determination result of the comparison unit .

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계는 상기 기준 데이터가 발전기 총 출력의 5% 미만인 경우에 제2 밸브를 폐쇄하여 제1 주 연료노즐 및 제2 주 연료노즐로만 연료를 공급제2 밸브를 폐쇄하여 제1, 2 연소노즐로만 연료를 공급하도록 제어될 수 있다.Further, in one embodiment of the control method of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the step of controlling opening / closing of the first valve or the second valve in the control method of the combustion apparatus of the gas turbine, If less than 5% of the total output, the second valve may be closed to supply fuel only to the first and second main fuel nozzles and to close the second valve to supply fuel only to the first and second combustion nozzles .

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계는 상기 기준 데이터가 발전기 총 출력의 5% 이상 20% 미만인 경우에, 상기 제2 밸브를 개방하고, 상기 제1 밸브를 폐쇄하여 제1 주 연료노즐, 제2 주 연료노즐, 및 제3 주 연로노즐로만 연료를 공급하도록 제어될 수 있다.Further, in one embodiment of the control method of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the step of controlling opening / closing of the first valve or the second valve in the control method of the combustion apparatus of the gas turbine, The second valve is closed and the first valve is closed so as to supply fuel only to the first main fuel nozzle, the second main fuel nozzle, and the third main flow nozzle Lt; / RTI >

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 일 실시예에서, 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계는 상기 기준 데이터가 발전기 총 출력의 20% 이상인 경우에, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 모두 개방하여 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐 모두에 연료를 공급하도록 제어될 수 있다.Further, in one embodiment of the control method of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention, the step of controlling opening / closing of the first valve or the second valve in the control method of the combustion apparatus of the gas turbine, And may be controlled to open both the first valve and the second valve to supply fuel to all of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth main fuel nozzles in the case of 20% or more of the total output.

본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐로 형성되는 연료노즐유닛과 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛 및 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛의 개폐를 발전기의 운전상태에 따라 제어유닛을 통해 3개의 그룹으로 제어하여 최적의 상태로 발전기를 운전하여 발전기의 운전비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a combustion apparatus for a gas turbine and a method of controlling the same, which includes a fuel nozzle unit formed of a plurality of main fuel nozzles disposed along a circumferential direction of a central fuel nozzle, The control unit controls the opening and closing of the valve unit installed in the connection piping unit installed between the main fuel nozzles and the connection piping unit of the connection piping unit through the control unit according to the operation state of the generator, The operation cost of the generator can be reduced.

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 밸브유닛의 개폐를 발전기의 운전상태에 따라 제어유닛을 통해 3개의 그룹으로 제어하여 불필요한 운전이나 과부하 운전에 의해 발생할 수 있는 발전기 운전소음과 진동 발생을 방지하고, 발전기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the gas turbine combustion apparatus and the control method thereof according to the present invention can control opening and closing of the valve unit in three groups through the control unit according to the operation state of the generator, thereby generating generator operation noises that may be caused by unnecessary operation or overload operation And the vibration can be prevented from occurring and the efficiency of the generator can be improved.

더욱이, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 발전기의 구동중에 발생하는 진동이나 소음을 저감하여, 발전기의 구성부품이 피로강도에 의해 파손되는 것을 방지하여 발전기의 안정성과 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. Further, the combustion apparatus for a gas turbine and the control method thereof according to the present invention reduce the vibration and noise generated during the operation of the generator and prevent the components of the generator from being damaged by the fatigue strength, thereby improving the stability and reliability of the generator There is an effect that can be made.

게다가, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 연료노즐유닛으로 연료를 공급하기 위해 설치되는 연료공급배관을 최소로 설치하여 연소기의 소형화를 도모하여 연소장치의 제조비용 및 제조시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the gas turbine combustion apparatus and the control method thereof according to the present invention minimize the size of the combustor by installing the fuel supply pipe installed to supply fuel to the fuel nozzle unit to a minimum, There is an effect that can be saved.

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치 및 이의 제어방법은 연료노즐유닛에 연결되는 연료공급배관을 최소화에 따라 연소장치의 변경이나 보수가 용이하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다. Further, according to the gas turbine combustion apparatus and the control method thereof, the fuel supply pipe connected to the fuel nozzle unit can be minimized, and the combustion apparatus can be easily changed or repaired, and the operator's convenience can be improved .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치가 설치된 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 개략도를 나타낸다.
도 3은 발전기의 제1 운전상태서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 작동상태에 대한 개략도를 나타낸다.
도 4는 발전기의 제2 운전상태서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 작동상태에 대한 개략도를 나타낸다.
도 5는 발전기의 제3 운전상태서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 작동상태에 대한 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예 따른 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 절차도를 나타낸다.1 shows a state in which a combustion apparatus for a gas turbine is installed according to an embodiment of the present invention.
2 shows a schematic view of a combustion apparatus for a gas turbine according to an embodiment of the present invention.
3 shows a schematic diagram of the operating state of the combustion apparatus of the gas turbine according to an embodiment of the present invention in a first operating state of the generator.
4 shows a schematic diagram of the operating state of the combustion apparatus of the gas turbine according to an embodiment of the present invention in a second operating state of the generator.
5 shows a schematic diagram of the operating state of the combustion apparatus of the gas turbine according to an embodiment of the present invention in a third operating state of the generator.
6 shows a flow chart of a method of controlling a combustion apparatus of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals are used to refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치가 설치된 상태를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 개략도를 나타낸다. 도 3은 발전기의 제1 운전상태서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 작동상태에 대한 개략도를 나타내고, 도 4는 발전기의 제2 운전상태서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 작동상태에 대한 개략도를 나타내며, 도 5는 발전기의 제3 운전상태서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 작동상태에 대한 개략도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 일 실시예 따른 가스터빈의 연소장치의 제어방법의 절차도를 나타낸다.FIG. 1 shows a state in which a combustion apparatus for a gas turbine according to an embodiment of the present invention is installed, and FIG. 2 shows a schematic diagram of a combustion apparatus for a gas turbine according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic diagram of the operating state of the combustion apparatus of the gas turbine according to one embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a second operating state of the generator. Fig. 3 is a first operating state of the gas turbine according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 shows a schematic diagram of the operating state of the combustion apparatus of the gas turbine according to an embodiment of the present invention, which is a third operating state of the generator. 6 shows a flow chart of a method of controlling a combustion apparatus of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "원주방향"이라 함은 터빈의 로터와 같은 회전축의 원주방향, 즉 둘레방향을 의미한다.The definitions of terms used below are as follows. The "circumferential direction" means the circumferential direction of the rotating shaft, i.e., the circumferential direction, such as the rotor of the turbine.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 가스터빈의 연소장치를 설명한다. A combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치는 연소기(100), 연소기캡(200), 중앙 연료노즐(300), 연료노즐유닛(400), 연결배관유닛(500), 밸브유닛(600), 및 제어유닛(700)으로 이루어진다.1 and 2, a combustion apparatus for a gas turbine according to an embodiment of the present invention includes a combustor 100, a combustor cap 200, a central fuel nozzle 300, a fuel nozzle unit 400, A piping unit 500, a valve unit 600, and a control unit 700.

연소기(10)는 케이싱(1)에 고정 지지되고, 연소기(10)의 내부 연소실에서 노즐을 통해 유입된 연료와 압축기를 통해 유입된 압축공기가 혼합된 상태에서 연소된다. The combustor 10 is fixedly supported on the casing 1 and is combusted in a state where the fuel introduced through the nozzle and the compressed air introduced through the compressor in the internal combustion chamber of the combustor 10 are mixed.

이러한 연소를 통해 생성된 고온의 가스가 터빈으로 유입되어 터빈의 로터를 회전시키고, 로터에 연결되어 발전기가 가동되게 된다.The high-temperature gas generated through such combustion flows into the turbine to rotate the rotor of the turbine, and the generator is connected to the rotor.

연소기캡(200)이 연소기(100)에 설치된다. 즉, 연소기캡(200)은 연소실에 인접하게 설치된다.A combustor cap (200) is installed in the combustor (100). That is, the combustor cap 200 is installed adjacent to the combustion chamber.

중앙 연료노즐(300)이 연소기캡(200)의 중앙에 설치된다.A central fuel nozzle (300) is installed in the center of the combustor cap (200).

도면에 도시되지는 않았지만, 중앙 연료노즐(300)은 연료저장소와 연료공급배관을 통해 연결된다.Although not shown in the drawing, the central fuel nozzle 300 is connected through a fuel reservoir and a fuel supply line.

연료노즐유닛(400)이 연소기캡(200)의 둘레면에 인접하게 설치된다.A fuel nozzle unit (400) is installed adjacent to the circumferential surface of the combustor cap (200).

즉, 연료노즐유닛(400)은 중앙 연로노즐(300)과 이격되면서 연소기캡(200)의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐로 형성된다.That is, the fuel nozzle unit 400 is formed of a plurality of main fuel nozzles which are arranged along the circumferential direction of the combustor cap 200 while being spaced apart from the center firing nozzle 300.

가스터빈의 연소장치의 연료노즐유닛(400)은 중앙 연료노즐(300)의 외주면과 연소기캡(200)의 내주면 사이에서 중앙 연료노즐(300)의 원주방향을 따라 소정 각도를 갖도록 설치된다.The fuel nozzle unit 400 of the combustion apparatus of the gas turbine is installed at a predetermined angle along the circumferential direction of the central fuel nozzle 300 between the outer peripheral surface of the central fuel nozzle 300 and the inner peripheral surface of the combustor cap 200.

도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 연료노즐유닛(400)은 6개의 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐(410, 420, 430, 440, 450, 460)로 형성된다. As shown in FIGS. 2 to 5, the fuel nozzle unit 400 of the combustion apparatus of the gas turbine according to the preferred embodiment of the present invention includes six first, second, third, fourth, fifth, and sixth main fuel nozzles 410, 420, 430, 440, 450, 460).

즉, 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐은 중앙 연료노즐(300)의 중심을 기준으로 60도의 각도를 갖도록 중앙 연료노즐(300)의 원주방향을 따라 설치된다.That is, the first, second, third, fourth, fifth, and sixth main fuel nozzles are installed along the circumferential direction of the central fuel nozzle 300 so as to have an angle of 60 degrees with respect to the center of the central fuel nozzle 300.

연결배관유닛(500)이 연료노즐유닛(400) 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치된다.A connection piping unit 500 is installed between adjacent main fuel nozzles for connecting adjacent main fuel nozzles among the fuel nozzle units 400. [

도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 연결배관유닛(500)은 연료노즐유닛(400)을 형성하는 주 연료노즐의 개수보다 1개 작은 개수로 설치된다.2 through 5, the connection piping unit 500 of the combustion apparatus of the gas turbine according to the preferred embodiment of the present invention is formed so as to be smaller than the number of the main fuel nozzles forming the fuel nozzle unit 400 by one .

즉, 연료노즐유닛(400)이 6개의 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐(410, 420, 430, 440, 450, 460)로 형성되는 경우에, 연결배관유닛(500)은 5개가 설치된다.That is, when the fuel nozzle unit 400 is formed of six first, second, third, fourth, fifth and sixth main fuel nozzles 410, 420, 430, 440, 450 and 460, ) Are installed.

도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 연결배관유닛(500)은 제1 주 연료노즐(410)과 제2 주 연료노즐(420) 사이, 제2 주 연료노즐(420)과 제3 주 연료노즐(430) 사이, 제3 주 연료노즐(430)과 제4 주 연료노즐(440) 사이, 제4 주 연료노즐(440)과 제5 주 연료노즐(450) 사이, 및 제5 주 연료노즐(450)과 제6 주 연료노즐(460) 사이에 설치되어, 서로 인접하는 주 연료노즐을 각각 연결한다.2 to 5, the connection piping unit 500 is provided between the first main fuel nozzle 410 and the second main fuel nozzle 420, between the second main fuel nozzle 420 and the third main fuel nozzle 420, Between the third main fuel nozzle 430 and the fourth main fuel nozzle 440 and between the fourth main fuel nozzle 440 and the fifth main fuel nozzle 450 and between the third main fuel nozzle 430 and the fourth main fuel nozzle 440, 450 and the sixth main fuel nozzle 460 to connect the main fuel nozzles adjacent to each other.

연결배관유닛(500)은 제6 주 연료노즐(460)과 제1 주 연료노즐(410) 사이에는 설치되지 않아, 연료노즐유닛(600)을 형성하는 주 연료노즐의 개수보다 1개 작은 개수로 설치된다.The connection piping unit 500 is not provided between the sixth main fuel nozzle 460 and the first main fuel nozzle 410 and is connected to the first main fuel nozzle 410 by a number smaller than the number of main fuel nozzles forming the fuel nozzle unit 600 Respectively.

이처럼, 본 발명에 의한 연료노즐유닛(600)을 구성하는 주 연료유닛은 인접하는 주 연료노즐 유닛과 연결배관유닛(500)을 통해 연결됨에 따라, 각각의 주 연료노즐로 연료를 공급하기 위해 각각의 주 연료노즐에 연료공급배관을 설치하지 않아도 된다.As described above, the main fuel unit constituting the fuel nozzle unit 600 according to the present invention is connected to the adjacent main fuel nozzle unit through the connection pipe unit 500, and is connected to each of the main fuel nozzles It is not necessary to provide the fuel supply pipe to the main fuel nozzle of

도며에 도시되지는 않았지만, 제1 주 연료노즐(410)은 연료저장소와 상술한 중앙 연료노즐(300)과 연료저장소를 연결하는 연료공급배관과 다른 연료공급배관을 통해 연결된다.Although not shown in the drawing, the first main fuel nozzle 410 is connected to the fuel reservoir and the fuel supply line connecting the above-described central fuel nozzle 300 and the fuel reservoir through another fuel supply line.

본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치는 연료저장소와 중앙 연료노즐 을 연결하는 연료공급배관과 연료노즐유닛을 형성하는 복수의 주 연료노즐 중에서 1개의 주 연료노즐과 연료저장소를 연결하는 연료공급배관을 구비한다.A combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention includes a fuel supply pipe connecting a fuel reservoir and a central fuel nozzle, and a fuel supply pipe connecting a main fuel nozzle and a fuel reservoir among a plurality of main fuel nozzles forming a fuel nozzle unit Respectively.

즉, 연소실에 연료를 공급하기 위한 연료공급배관을 2개만 구비함에 따라, 연소기의 소형화를 도모하여 연소장치의 제조비용 및 제조시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.That is, since only two fuel supply pipes for supplying fuel to the combustion chamber are provided, it is possible to reduce the manufacturing cost and the manufacturing time of the combustion apparatus by reducing the size of the combustor.

또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치는 연료노즐유닛에 연결되는 연료공급배관을 최소화에 따라 연소장치의 변경이나 보수가 용이하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다. Further, the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention has an effect that it is easy to change or repair the combustion device and minimize the worker's convenience by minimizing the fuel supply pipe connected to the fuel nozzle unit.

더욱이, 발전기의 운전상태나 수요자의 요구에 따라 연소기의 연료노즐유닛의 배치나 구성을 용이하게 변경할 수 있다.Furthermore, the arrangement and configuration of the fuel nozzle unit of the combustor can be easily changed in accordance with the operation state of the generator and the demand of the consumer.

밸브유닛(600)이 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치된다. The valve unit 600 is installed in a connection pipe of a part of the connection pipe unit.

즉, 밸브유닛(600)은 필요에 따라, 제1 주 연료노즐(410)과 제2 주 연료노즐(420) 사이, 제2 주 연료노즐(420)과 제3 주 연료노즐(430) 사이, 제3 주 연료노즐(430)과 제4 주 연료노즐(440) 사이, 제4 주 연료노즐(440)과 제5 주 연료노즐(450) 사이, 및 제5 주 연료노즐(450)과 제6 주 연료노즐(460) 사이에 설치디는 연결배관유닛(500) 중 일부의 연결배관(500)에 설치된다.That is, the valve unit 600 may be disposed between the first main fuel nozzle 410 and the second main fuel nozzle 420, between the second main fuel nozzle 420 and the third main fuel nozzle 430, The fourth main fuel nozzle 440 and the fifth main fuel nozzle 450 and between the fifth main fuel nozzle 450 and the sixth main fuel nozzle 440 between the third main fuel nozzle 430 and the fourth main fuel nozzle 440, And the main fuel nozzles 460 are installed in a connection pipe 500 of a part of the connection pipe unit 500.

도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 밸브유닛(600)은 제1 밸브(610)를 포함한다.2 to 5, a valve unit 600 of a combustion apparatus of a gas turbine according to a preferred embodiment of the present invention includes a first valve 610.

제1 밸브(610)는 제3 주 연료노즐(430)과 제4 주 연료노즐(440) 사이의 연결배관 상에 설치된다.The first valve 610 is installed on the connection pipe between the third main fuel nozzle 430 and the fourth main fuel nozzle 440.

후술하는 제어유닛(700)의 제어부(740)의 제어에 따라 개폐되는 제1 밸브(610)에 의해 발전기가 2개의 운전상태로 운전될 수 있다.The generator can be operated in the two operation states by the first valve 610 which is opened and closed under the control of the control unit 740 of the control unit 700 to be described later.

제1 밸브(610)가 폐쇄된 경우에는, 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2, 3 주 연료노즐(410, 420, 430)로만 연료가 공급되고, 이러한 연료노즐을 통해 연소실에 연료가 공급되는 형태의 발전기의 제2 운전상태가 성립된다.When the first valve 610 is closed, fuel is supplied only to the central fuel nozzle 300 and the first, second and third main fuel nozzles 410, 420 and 430, and fuel is supplied to the combustion chamber through the fuel nozzle A second operating state of the generator of the supplied type is established.

즉, 도 4에 도시된 것처럼, 제2 운전상태란 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2, 3 주 연료노즐(410, 420, 430)을 통해 연료가 공급된 상태에서 발전기가 가동되는 형태를 의미한다.4, the second operation state is a state in which the generator is operated in a state where fuel is supplied through the central fuel nozzle 300 and the first, second and third main fuel nozzles 410, 420, and 430, .

제1 밸브(610)가 개방된 경우에는, 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐(410, 420, 430, 440, 450, 460) 모두를 통해 연료가 공급되고, 이러한 연료노즐을 통해 연소실에 연료가 공급되는 형태의 발전기의 제3 운전상태가 성립된다.When the first valve 610 is opened, the central fuel nozzle 300 and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth main fuel nozzles 410, 420, 430, 440, 450, A third operating state of the generator in which fuel is supplied and fuel is supplied to the combustion chamber through the fuel nozzle is established.

즉, 도 5에 도시된 것처럼, 제3 운전상태란 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐(410, 420, 430, 440, 450, 460) 모두를 통해 연료가 공급된 상태에서 발전기가 가동되는 형태를 의미한다.5, the third operating state is a state in which both the central fuel nozzle 300 and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth main fuel nozzles 410, 420, 430, 440, 450, And the generator is operated in a state in which the fuel is supplied through the generator.

도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 밸브유닛(600)은 제2 밸브(620)를 더 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 5, the valve unit 600 of the combustion apparatus of the gas turbine according to another preferred embodiment of the present invention further includes a second valve 620.

제2 밸브(620)는 제2 주 연료노즐(420)과 제3 주 연료노즐(430) 사이의 연결배관 상에 설치된다.The second valve 620 is installed on the connection pipe between the second main fuel nozzle 420 and the third main fuel nozzle 430.

후술하는 제어유닛(700)의 제어부(740)의 제어에 따라 개폐되는 제1 밸브(610)와 제2 밸브(620)에 의해 발전기가 3개의 운전상태로 운전될 수 있다.The generator can be operated in three operation states by the first valve 610 and the second valve 620 which are opened and closed under the control of the control unit 740 of the control unit 700 to be described later.

제2 밸브(620)와 제1 밸브(610)가 모두 폐쇄된 경우에는, 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2 주 연료노즐(410, 420)로만 연료가 공급되고, 이러한 연료노즐을 통해 연소실에 연료가 공급되는 형태의 발전기의 제1 운전상태가 성립된다.When both the second valve 620 and the first valve 610 are closed, fuel is supplied only to the central fuel nozzle 300 and the first and second main fuel nozzles 410 and 420, A first operating state of the generator in which fuel is supplied to the combustion chamber is established.

즉, 도 3에 도시된 것처럼, 제1 운전상태란 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2 주 연료노즐(410, 420)을 통해 연료가 공급된 상태에서 발전기가 가동되는 형태를 의미한다.That is, as shown in FIG. 3, the first operation state means that the generator is operated in a state where the fuel is supplied through the central fuel nozzle 300 and the first and second main fuel nozzles 410 and 420.

제2 밸브(620)는 개방되고, 제1 밸브(610)가 폐쇄된 경우에는 상술한 제2 운전상태가 된다.The second valve 620 is opened, and when the first valve 610 is closed, the above described second operation state is obtained.

또한, 제2 밸브(620)와 제1 밸브(610)가 모두 개방된 경우에는, 상술한 제3 운전상태가 된다.When both the second valve 620 and the first valve 610 are opened, the above-mentioned third operation state is established.

제어유닛(700)은 발전기의 출력상태에 따라 밸브유닛(600)를 형성하는 제1 밸브(610)와 제2 밸브(620)의 개방(open)과 폐쇄(close)를 제어한다.The control unit 700 controls the opening and closing of the first valve 610 and the second valve 620 that form the valve unit 600 according to the output state of the generator.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 밸브(610)와 제2 밸브(620)은 온/오프 밸브(on/off valve) 또는 솔레노이드 밸브로 형성될 수 있다.The first valve 610 and the second valve 620 may be formed as an on / off valve or a solenoid valve, though not necessarily limited thereto.

이처럼, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치는 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐로 형성되는 연료노즐유닛과 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛 및 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛의 개폐를 발전기의 운전상태에 따라 제어유닛을 통해 3개의 그룹으로 제어하여 최적의 상태로 발전기를 운전하여 발전기의 운전비용을 절감할 수 있다.As described above, the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention includes a fuel nozzle unit formed of a plurality of main fuel nozzles installed along the circumferential direction of a central fuel nozzle, and a fuel nozzle unit connected to an adjacent main fuel nozzle unit The opening and closing of the valve unit installed in the connection piping unit provided between the fuel nozzles and the connection piping unit of some of the connection piping units is controlled in three groups through the control unit according to the operation state of the generator to operate the generator in an optimal state The operation cost of the generator can be reduced.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 가스터빈의 연소장치의 제어유닛(700)은 기본 데이터 저장부(710), 출력데이터 저장부(720), 비교부(730), 제어부(740), 및 표시부(750)로 이루어진다.2, the control unit 700 of the combustion apparatus of the gas turbine of the present invention includes a basic data storage unit 710, an output data storage unit 720, a comparison unit 730, a control unit 740, And a display unit 750.

기본 데이터 저장부(710)는 제1 밸브(610) 및/또는 제2 밸브(620)의 개폐를 제어하기 위한 기준 데이터를 저장한다.The basic data storage unit 710 stores reference data for controlling opening and closing of the first valve 610 and / or the second valve 620.

예를 들어, 제1 밸브(610)의 개방 기준이 발전기 총 출력을 기준으로 20% 이상이고 제2 밸브(620)의 개방 기준이 발전기 총 출력을 기준으로 5% 미만인 경우에 이에 해당하는 데이터가 저장된다.For example, if the opening criterion of the first valve 610 is 20% or more based on the total output of the generator and the opening standard of the second valve 620 is less than 5% based on the total output of the generator, .

기준 데이터는 발전기의 용량, 계절, 상황에 따라 다양하게 변경될 수 있다. The reference data can be variously changed depending on the capacity, season, and situation of the generator.

출력데이터 저장부(720)는 발전기의 현재 출력데이터가 입력된다. The output data storage unit 720 receives the current output data of the generator.

비교부(730)는 기본 데이터 저장부(710)에 저장된 기본 데이터와 출력데이터 저장부(720)에 저장된 발전기의 현재 출력데이터를 비교한다.The comparison unit 730 compares the basic data stored in the basic data storage unit 710 with the current output data of the generator stored in the output data storage unit 720.

제어부(740)는 비교부(730)의 판단 결과에 따라 제1 밸브(610) 및/또는 제2 밸브(620)의 개폐 여부를 제어한다.The control unit 740 controls whether the first valve 610 and / or the second valve 620 is opened or closed according to the determination result of the comparison unit 730.

예를 들어, 출력데이터 저장부(720)에 저장된 발전기의 현재 출력데이터가 12인 경우에, 제어부(740)가 제2 밸브(620)는 개방하고, 제1 밸브(610)는 폐쇄하도록 제1 밸브(610) 및/또는 제22 밸브(620)를 제어한다.For example, when the current output data of the generator stored in the output data storage unit 720 is 12, the control unit 740 controls the first valve 620 to open and the first valve 610 to close the first And controls the valve 610 and / or the twenty-second valve 620.

표시부(740)는 기본 데이터 저장부(710)에 저장된 기준 데이터, 출력데이터 저장부(720)에 저장된 발전기의 현재 출력 데이터, 및 제1 밸브(610)와 제2 밸브(620)의 개폐 상태를 표시한다.The display unit 740 displays the reference data stored in the basic data storage unit 710, the current output data of the generator stored in the output data storage unit 720, and the opening and closing states of the first valve 610 and the second valve 620 Display.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 표시부(750)는 LCD 등의 디스플레이 등으로 형성되어, 발전기 제어실 내부에 설치될 수 있다. Although not limited thereto, the display unit 750 may be formed of a display such as an LCD or the like, and may be installed inside the generator control room.

본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치는 불필요한 운전이나 과부하 운전에 의해 발생할 수 있는 발전기 운전소음과 진동 발생을 방지하고, 발전기의 효율을 향상시킬 수 있다.The combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention can prevent generator operation noise and vibration which may be caused by unnecessary operation or overload operation and improve the efficiency of the generator.

또한, 발전기의 구동중에 발생하는 진동이나 소음을 저감하여, 발전기의 구성부품이 피로강도에 의해 파손되는 것을 방지하여 발전기의 안정성과 신뢰도를 향상시킬 수 있다.Further, the vibration and noise generated during the operation of the generator are reduced to prevent the component parts of the generator from being damaged by the fatigue strength, so that the stability and reliability of the generator can be improved.

도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치의 제어방법은 기준 데이터를 저장하는 단계(S1), 현재 출력 데이터를 수신하는 단계(S2), 현재 출력데이터와 기준 데이터를 비교하는 단계(S3), 및 제1 밸브 또는 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계(S4)로 이루어진다.As shown in FIG. 6, a method of controlling a combustion apparatus of a gas turbine according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step S1 of storing reference data, a step S2 of receiving current output data, Comparing the data (S3), and controlling the opening and closing of the first valve or the second valve (S4).

제1 밸브(610) 또는 제2 밸브(620)의 개폐를 제어하기 위한 기준 데이터가 기본 데이터 저장부(710)에 저장된다.Reference data for controlling the opening and closing of the first valve 610 or the second valve 620 is stored in the basic data storage unit 710.

기준 데이터를 저장하는 단계(S1) 이후에, 출력데이터 저장부(720)에서 발전기의 현재 출력데이터를 수신한다.After the step S1 of storing the reference data, the output data storage unit 720 receives the current output data of the generator.

현재 출력 데이터를 수신하는 단계(S2) 이후에, 비교부(730)에서 출력데이터 저장부(720)에 저장된 발전기의 현재 출력데이터와 기본 데이터 저장부(710)에 저장된 기준 데이터를 비교한다. After the current output data is received (S2), the comparator 730 compares the current output data of the generator stored in the output data storage 720 with the reference data stored in the basic data storage 710.

현재 출력데이터와 기준 데이터를 비교하는 단계(S3) 이후에, 비교부(730)의 판단결과에 따라, 제어부(740)를 통해 제1 밸브(610) 및/또는 제2 밸브(620)의 개폐를 제어한다.After the step S3 of comparing the current output data with the reference data, the control unit 740 controls the opening and closing of the first valve 610 and / or the second valve 620 according to the determination result of the comparing unit 730 .

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치 제어방법의 제어유닛(700)의 기본 데이터 저장부(710)에 제2 밸브(610)를 개방하기 위한 기준 데이터는 발전기 총 출력을 기준으로 5% 미만으로 설정된다.The reference data for opening the second valve 610 to the basic data storage unit 710 of the control unit 700 of the method for controlling the combustion apparatus of the gas turbine according to the preferred embodiment of the present invention, Is set to less than 5% based on the total output of the generator.

제2 밸브(620)의 개방 기준이 발전기의 총 출력 기준으로 5% 이상인 경우에는, 발전기 초기가동 단계에서 낭비되는 연료의 양이 증가하는 문제점이 있다.When the opening standard of the second valve 620 is 5% or more based on the total output power of the generator, there is a problem that the amount of fuel wasted in the initial operation of the generator is increased.

발전기의 현재 총 출력이 5% 미만인 경우에는, 제2 밸브(620)와 제1 밸브(610)가 폐쇄된다.If the current total output of the generator is less than 5%, the second valve 620 and the first valve 610 are closed.

이에 따라, 발전기는 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2 주 연료노즐(410, 420)을 통해 연료가 공급된 상태에서 발전기가 가동되는 제1 운전상태로 가동된다.(도 3 참조)Accordingly, the generator is operated in a first operation state in which the generator is operated in a state where the fuel is supplied through the central fuel nozzle 300 and the first and second main fuel nozzles 410 and 420 (see FIG. 3).

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치 제어방법의 제어유닛(700)의 기본 데이터 저장부(710)에 제2 밸브(620)는 개방하고, 제1 밸브(610)는 폐쇄하기 위한 기준 데이터는 발전기 총 출력을 기준으로 5% 이상 20% 미만으로 설정된다.The second valve 620 is opened in the basic data storage unit 710 of the control unit 700 of the method for controlling the combustion apparatus of the gas turbine according to the preferred embodiment of the present invention, The reference data for closing the valve 610 is set to 5% or more and less than 20% based on the total output of the generator.

제1 밸브(620)의 개방 기준이 발전기의 총 출력 기준으로 20% 이상인 경우에는, 발전기 운전중에 소음과 진동이 증가하여 발전기의 효율이 감소되는 문제점이 있다.When the opening standard of the first valve 620 is 20% or more based on the total output power of the generator, there is a problem that the efficiency of the generator is reduced due to increased noise and vibration during operation of the generator.

발전기의 현재 총 출력이 5% 이상 20% 미만인 경우에는, 제2 밸브(620)는 개방되고, 제1 밸브(610)는 폐쇄된다.If the current total output of the generator is between 5% and less than 20%, the second valve 620 is opened and the first valve 610 is closed.

이에 따라, 발전기는 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2, 3 주 연료노즐(410, 420, 430)을 통해 연료가 공급된 상태에서 발전기가 가동되는 제2 운전상태로 가동된다.(도 4 참조)Accordingly, the generator is operated in the second operating state in which the generator is operated in a state where the fuel is supplied through the central fuel nozzle 300 and the first, second and third main fuel nozzles 410, 420, and 430. 4)

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 연소장치 제어방법의 제어유닛(700)의 기본 데이터 저장부(710)에 제2 밸브(620)와 제1 밸브(610)를 모두 개방하기 위한 기준 데이터는 발전기 총 출력을 기준으로 20% 이상으로 설정된다.A second valve 620 and a first valve 610 are connected to the basic data storage unit 710 of the control unit 700 of the method for controlling a combustion apparatus of a gas turbine according to a preferred embodiment of the present invention, ) Is set to 20% or more based on the total output of the generator.

발전기의 현재 총 출력이 20% 이상인 경우에는, 제2 밸브(620)와 제1 밸브(610)가 모두 개방된다.When the current total output of the generator is 20% or more, both the second valve 620 and the first valve 610 are opened.

이에 따라, 발전기는 중앙 연료노즐(300)과 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐(410, 420, 430, 440, 450, 460) 모두를 통해 연료가 공급된 상태에서 발전기가 가동되는 제3 운전상태로 가동된다.(도 5 참조)Thus, the generator is connected to the generator 300 via the central fuel nozzle 300 and the first, second, third, fourth, fifth and sixth main fuel nozzles 410, 420, 430, 440, 450 and 460, (See Fig. 5).

따라서, 본 발명에 의한 가스터빈의 연소장치 제어방법은 발전기의 구동중에 발생하는 진동이나 소음을 저감하여, 발전기의 구성부품이 피로강도에 의해 파손되는 것을 방지하여 발전기의 안정성과 신뢰도를 향상시킬 수 있다.Therefore, the method of controlling the combustion apparatus of the gas turbine according to the present invention reduces the vibration and noise generated during the operation of the generator to prevent the components of the generator from being damaged by the fatigue strength, thereby improving the stability and reliability of the generator have.

본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.The present invention is not limited to the modifications shown in the drawings and the embodiments described above, but may be extended to other embodiments falling within the scope of the appended claims.

1 : 케이싱, 100 : 연소기,
200 : 연소기캡, 300 : 중앙 연로노즐,
400 : 연료노즐유닛, 410 : 제1 주 연료노즐,
420 : 제2 주 연료노즐, 430 : 제3 주 연료노즐,
440 : 제4 주 연료노즐, 450 : 제5 주 연료노즐,
460 : 제6 주 연료노즐, 500 : 연결배관유닛,
600 ; 밸브유닛, 610 : 제1 밸브,
620 : 제2 밸브, 700 : 제어유닛,
710 : 기본 데이터 저장부, 720 : 출력데이터 저장부,
730 : 비교부, 740 : 제어부,
750 : 표시부.1: casing, 100: combustor,
200: Combustor cap, 300: Centrifugal nozzle,
400: fuel nozzle unit, 410: first main fuel nozzle,
420: second main fuel nozzle, 430: third main fuel nozzle,
440: fourth main fuel nozzle, 450: fifth main fuel nozzle,
460: sixth main fuel nozzle, 500: connecting piping unit,
600; Valve unit, 610: first valve,
620: second valve, 700: control unit,
710: basic data storage unit, 720: output data storage unit,
730: comparison unit, 740: control unit,
750: Display.

Claims (11)

케이싱에 고정 지지되고, 연료가 연소되는 연소기;
상기 연소기에 설치되는 연소기캡;
상기 연소기캡의 중앙에 설치되는 중앙 연료노즐;
상기 중앙 연료노즐의 원주방향을 따라 설치되는 복수의 주 연료노즐에 의해 형성되는 연료노즐유닛;
상기 연료노즐유닛 중에서 인접하는 주 연료노즐을 연결하기 위해 인접하는 주 연료노즐 사이에 설치되는 연결배관유닛;
상기 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 밸브유닛; 및
발전기의 출력상태에 따라 상기 밸브유닛의 개폐를 제어하는 제어유닛;을 포함하며,
상기 연결배관유닛은 상기 연료노즐유닛을 형성하는 주 연료노즐의 개수보다 1개 작은 개수로 설치되고,
상기 제어유닛은,
상기 밸브유닛의 개폐를 제어하기 위한 기준 데이터를 저장하는 기본 데이터 저장부;
발전기의 현재 출력데이터가 입력되는 출력데이터 저장부;
상기 출력데이터 저장부에 저장된 발전기의 현재 출력데이터와 기준 데이터를 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 판단 결과에 따라 상기 밸브유닛의 개폐를 제어하여 상기 복수의 주 연료노즐 중 연료가 공급되는 주 연료노즐의 개수를 결정하는 제어부;를 포함하는 가스터빈의 연소장치.
A combustor fixedly supported on the casing and burning fuel;
A combustor cap installed in the combustor;
A central fuel nozzle installed at the center of the combustor cap;
A fuel nozzle unit formed by a plurality of main fuel nozzles installed along a circumferential direction of the central fuel nozzle;
A connecting piping unit installed between adjacent main fuel nozzles for connecting adjoining main fuel nozzles among the fuel nozzle units;
A valve unit installed in a connection pipe of a part of the connection piping unit; And
And a control unit for controlling opening and closing of the valve unit according to an output state of the generator,
Wherein the connection piping unit is provided in a number that is one less than the number of main fuel nozzles forming the fuel nozzle unit,
The control unit includes:
A basic data storage unit for storing reference data for controlling opening and closing of the valve unit;
An output data storage unit for receiving current output data of the generator;
A comparison unit comparing the current output data of the generator stored in the output data storage unit with reference data; And
And a controller for controlling the opening and closing of the valve unit according to a determination result of the comparison unit to determine the number of main fuel nozzles to which fuel is supplied among the plurality of main fuel nozzles.
제1항에 있어서,
상기 연료노즐유닛은 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fuel nozzle unit is formed of first, second, third, fourth, fifth, and sixth main fuel nozzles.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 밸브유닛은 상기 제3 주 연료노즐과 상기 제4 주 연료노즐 사이의 연결배관 상에 설치되는 제1 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치.
3. The method of claim 2,
And the valve unit includes a first valve installed on a connection pipe between the third main fuel nozzle and the fourth main fuel nozzle.
제4항에 있어서,
상기 밸브유닛은 상기 제2 주 연료노즐과 상기 제3 주 연료노즐 사이의 연결배관 상에 설치되는 제2 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치.
5. The method of claim 4,
And the valve unit further comprises a second valve installed on a connection pipe between the second main fuel nozzle and the third main fuel nozzle.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 기준 데이터, 발전기의 현재 출력 데이터, 및 제1 밸브 또는 제2 밸브의 개폐 상태를 나타내는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치.
6. The method of claim 5,
The control unit includes:
And a display unit for displaying the reference data, the current output data of the generator, and the open / closed state of the first valve or the second valve.
복수의 주 연료노즐을 연결하기 위해 주 연료노즐의 개수보다 1개 작은 개수로 설치되는 연결배관유닛 중 일부의 연결배관에 설치되는 제1 밸브 또는 제2 밸브의 개폐를 제어하기 위한 기준 데이터를 기본 데이터 저장부에 저장하는 단계;
출력데이터 저장부에서 발전기의 현재 출력데이터를 수신하는 단계;
비교부에서 출력데이터 저장부에 저장된 발전기의 현재 출력데이터와 기준 데이터를 비교하는 단계; 및
상기 비교부의 판단 결과에 따라, 상기 복수의 주 연료노즐 중 연료가 공급되는 주 연료노즐의 개수를 결정할 수 있도록 제어부에서 상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치의 제어방법.
The reference data for controlling the opening and closing of the first valve or the second valve installed in a connection pipe of a part of connection pipe units provided in a number smaller than the number of the main fuel nozzles for connecting the plurality of main fuel nozzles, Storing data in a data storage unit;
Receiving current output data of the generator in an output data storage;
Comparing the current output data of the generator stored in the output data storage unit with the reference data in the comparison unit; And
And controlling the opening and closing of the first valve or the second valve in the control unit so that the number of the main fuel nozzles to which fuel is supplied among the plurality of main fuel nozzles can be determined according to the determination result of the comparison unit Wherein the gas turbine is a gas turbine.
제8항에 있어서,
상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계는,
상기 기준 데이터가 발전기 총 출력의 5% 미만인 경우에 상기 제2 밸브를 폐쇄하여 제1 주 연료노즐 및 제2 주 연료노즐로만 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치의 제어방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of controlling opening and closing of the first valve or the second valve comprises:
And closing the second valve to supply fuel only to the first main fuel nozzle and the second main fuel nozzle when the reference data is less than 5% of the total output of the generator.
제9항에 있어서,
상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계는,
상기 기준 데이터가 발전기 총 출력의 5% 이상 20% 미만인 경우에, 상기 제2 밸브를 개방하고, 상기 제1 밸브를 폐쇄하여 제1 주 연료노즐, 제2 주 연료노즐, 및 제3 주 연로노즐로만 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치의 제어방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the step of controlling opening and closing of the first valve or the second valve comprises:
The second valve is closed and the first valve is closed so that the first main fuel nozzle, the second main fuel nozzle, and the third main fuel nozzle, when the reference data is less than 20% of the total output of the generator, And the fuel is supplied to the combustion chamber of the gas turbine.
제10항에 있어서,
상기 제1 밸브 또는 상기 제2 밸브의 개폐를 제어하는 단계는,
상기 기준 데이터가 발전기 총 출력의 20% 이상인 경우에, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 모두 개방하여 제1, 2, 3, 4, 5, 6 주 연료노즐 모두에 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 연소장치의 제어방법.









11. The method of claim 10,
Wherein the step of controlling opening and closing of the first valve or the second valve comprises:
The fuel is supplied to all of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth fuel nozzles by opening both the first valve and the second valve when the reference data is 20% or more of the total output of the generator. Of the gas turbine.









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