KR101867690B1

KR101867690B1 - 가스 터빈 연소기

Info

Publication number: KR101867690B1
Application number: KR1020160113692A
Authority: KR
Inventors: 가즈키 아베; 도모미 고가네자와; 게이스케 미우라
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2018-06-15
Also published as: KR20170031048A; CN106524222B; JP2017053276A; JP6422412B2; CN106524222A; US20170074519A1; EP3141817B1; EP3141817A1

Abstract

각 공기 구멍에 공급되는 공기 유량의 편차를 축소시키는 것이 가능한 가스 터빈 연소기를 제공하는 것이다.
본 발명의 가스 터빈 연소기(2)는, 내통(10)과, 외통(11)과, 내통(10)과 외통(11)의 사이에 형성된 환상 유로(48)와, 외통(11)의 고압 공기(101)의 흐름 방향의 하류측에 설치된 연료 헤더(40)와, 연료 헤더(40)에 지지된 동심원상의 복수의 연료 노즐(91)과, 복수의 연료 노즐(91)의 연료의 흐름 방향의 하류측에 설치되고, 복수의 연료 노즐(91)에 대응하는 복수의 공기 구멍(33)을 갖는 공기 구멍 플레이트(32)와, 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면으로부터 내통(10)보다 외주측까지 돌출되는 벽부(37A)와, 외통(11) 및 연료 헤더(40)를 향하여 볼록 형상으로 형성되고, 공기 구멍 플레이트(32)의 최외주의 공기 구멍(33)에 호상으로 연결되는 곡부를 갖는 가이드부(37)와, 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면과 내통(10)의 사이에 형성된 외주 유로(94)를 구비한다.

Description

가스 터빈 연소기 {GAS TURBINE COMBUSTOR}

본 발명은 가스 터빈 연소기에 관한 것이다.

최근, 환경 보전에 대한 규제나 사회적 요구에 의해, 압축기, 연소기 및 터빈 등을 구비하는 가스 터빈에는 가일층 고효율화, 저 NOx화가 요구되고 있다. 이러한 종류의 가스 터빈에서는, 고효율화를 도모하는 방법으로서, 연소기에서 형성하는 화염의 온도를 상승시켜 터빈 입구의 연소 가스의 온도를 상승시키는 방법이 있지만, 화염 온도의 상승에 수반하여 NOx의 배출량이 증가할 가능성이 있다.

NOx의 배출량을 억제하는 연소기로서, 예혼합 연소를 채용한 연소기가 있다. 예혼합 연소란, 연료와 공기를 미리 혼합한 혼합기체를 연소실에 공급하여 연소 시키는 연소 방식을 말한다. 예혼합 연소에서는, 연료와 공기가 미리 혼합되어 연소실에 공급되기 때문에, 연소실 내에 형성되는 화염의 온도가 균일화되고, 연소기에서의 NOx의 배출량이 억제된다. 그러나, 공기의 온도가 상승하거나 연료에 포함되는 수소 함유량이 증가하면 연소 속도가 증가하고, 연소실 내에 형성된 화염이 예혼합기 내로 역류하는, 소위 역화가 일어날 가능성이 있다. 이에 대해, NOx의 배출량을 억제하면서 내역화성이 우수한 연소기가 제안되어 있다(특허문헌 1 등을 참조).

일본 특허 공개 제2014-55697호 공보

특허문헌 1에서는, 연소기의 엔드 커버의 중심 영역을 공기 구멍 플레이트측으로 돌출시키고, 엔드 커버의 반경 방향 외주측에 우묵한 영역을 형성함으로써, 공기 구멍 플레이트의 입구측의 반경 방향에서의 압력 편차를 축소시키고, 각 공기 구멍에 공급되는 공기 유량의 편차, 나아가 연공비의 반경 방향 편차를 축소시켜, 저 NOx 연소와 연소기의 안정된 운용을 양립시키고 있다.

그러나, 특허문헌 1에서는, 공기의 운동량이 작아지면, 우묵한 영역에 있어서 공기의 흐름이 정체되기 쉬워지므로, 각 공기 구멍에 공급되는 공기 유량의 편차를 축소시키기 어렵고, 연공비의 반경 방향 편차를 축소시키는 것이 곤란하다. 게다가, 특허문헌 1의 상술한 구조는, 제작이 어렵고, 제작 비용도 증가할 수 있다.

본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것이며, 각 공기 구멍에 공급되는 공기 유량의 편차를 축소시키는 것이 가능한 가스 터빈 연소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 가스 터빈 연소기는, 내측에 연소실을 형성하는 내통과, 상기 내통을 덮도록 설치된 외통과, 상기 내통과 상기 외통의 사이에 형성되고, 고압 공기가 흐르는 환상 유로와, 상기 외통의 상기 고압 공기의 흐름 방향의 하류측에 설치된 연료 헤더와, 상기 연료 헤더에 지지된 동심원상의 복수의 연료 노즐과, 상기 복수의 연료 노즐의 연료의 흐름 방향의 하류측에 설치되고, 상기 복수의 연료 노즐에 대응하는 복수의 공기 구멍을 갖는 공기 구멍 플레이트와, 상기 공기 구멍 플레이트의 외주면으로부터 상기 내통보다 외주측까지 돌출되는 벽부와, 상기 외통 및 상기 연료 헤더를 향하여 볼록 형상으로 형성되고, 상기 공기 구멍 플레이트의 최외주의 공기 구멍에 호상으로 연결되는 곡부를 갖는 가이드부와, 상기 공기 구멍 플레이트의 외주면과 상기 내통의 사이에 형성되고, 상기 연소실의 상기 공기 구멍 플레이트측의 부분의 외주부에 상기 고압 공기를 공급하는 외주 유로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 각 공기 구멍에 공급되는 공기 유량의 편차를 축소시키는 것이 가능한 가스 터빈 연소기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 연소기를 적용한 가스 터빈 플랜트의 일 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 연소기의 버너 부근의 구조를 도시하는 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 선회 플레이트를 연소 가스 하류측에서 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 선회 플레이트의 부분 확대도이며, 도 3의 IV-IV선의 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 5는 도 2의 점선으로 둘러싼 영역(A)의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 연소기에서의 연료 스테이징을 도시하는 도면이다.
도 8은 제1열 내지 제8열에 공급되는 공기의 유량 편차를 설명하는 수치 유체 해석 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 연료의 균등도와 NOx의 배출량의 관계를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 도 14의 화살표 XV-XV선에 의한 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 다공판의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 17은 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 연소기의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 연소기의 공기 구멍 플레이트를 연소 가스의 흐름 방향의 하류측에서 본 도면이다.

<제1 실시 형태>

(구성)

1. 가스 터빈 플랜트

도 1은, 본 실시 형태에 관한 가스 터빈 연소기(이하, 연소기)를 적용한 가스 터빈 플랜트의 일 구성예를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 가스 터빈 플랜트(1000)는, 압축기(1), 연소기(2), 터빈(3) 및 발전기(30)를 구비하고 있다.

압축기(1)는, 터빈(3)에 의해 회전 구동되고, 흡기부(도시하지 않음)를 통하여 흡입된 공기(흡입 공기)(100)를 압축하여 고압 공기(연소 공기)(101)를 생성하고, 연소기(2)에 공급한다. 연소기(2)는, 압축기(1)로부터 공급된 고압 공기(101)와 연료 계통(200)(후술함)으로부터 공급된 연료를 혼합하여 연소하고, 고온의 연소 가스(102)를 생성하여 터빈(3)에 공급한다. 터빈(3)은, 연소기(2)로부터 공급된 연소 가스(102)가 팽창함으로써 회전 구동된다. 발전기(30)는, 터빈(3)과 동축에 연결되고, 터빈(3)의 회전 동력을 전력으로 변환한다. 또한, 본 실시 형태에서는 압축기(1), 터빈(3) 및 발전기(30)는 샤프트(31)에 의해 서로 연결되어 있다.

2. 연소기

연소기(2)는, 가스 터빈의 케이싱(4)에 설치되어 있다. 연소기(2)는, 버너(5), 연소기 라이너(이하, 내통)(10), 플로우 슬리브(이하, 외통)(11), 미통(尾筒) 내통(12), 미통 외통(13), 연료 계통(200) 및 연료 헤더(40)를 구비하고 있다.

내통(10)은, 버너(5)의 연소 가스(102)의 흐름 방향의 하류측에 설치되어 있다. 이하, 연소 가스(102)의 흐름 방향의 「상류」「하류」를 「연소 가스 상류」「연소 가스 하류」라고 한다. 내통(10)은 원통상으로 형성되고, 압축기(1)로부터 공급되는 고압 공기(101)와 연소기(2)에서 생성되는 연소 가스(102)를 이격하고 있다. 외통(11)은, 원통상으로 형성되고, 내통(10)의 외주측에, 내통(10)을 덮도록 설치되어 있다. 내통(10)과 외통(11)의 사이에 형성되는 환상의 공간은, 압축기(1)로부터 연소기(2)로 공급되는 고압 공기(101)가 흐르는 환상 유로(제1 환상 유로)(48)를 구성하고 있다. 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)는, 내통(10)의 외벽면측으로부터 내통(10)을 대류 냉각한다. 내통(10)의 벽면에는 다수의 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)의 일부는, 내통(10)의 벽면에 형성된 다수의 구멍으로부터 내통(10)의 내부로 유입되어, 내통(10)의 내주면의 필름 냉각에 사용된다. 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101) 중 내통(10)의 필름 냉각에 사용되지 않은 분은, 제1 환상 유로(48)를 흘러 버너(5)에 도달한다. 버너(5)에 도달한 고압 공기(101)는, 연료 계통(200)으로부터 연료 헤더(40)를 통하여 버너(5)로 공급된 연료와 함께 연소실(50) 내로 분사되어, 연소된다.

내통(10)의 내측에는 연소실(50)이 형성되어 있다. 연소실(50)에서는, 압축기(1)로부터 공급된 고압 공기(101)와 연료 계통(200)으로부터 공급된 연료의 혼합기체가 연소되고, 연소 가스(102)가 생성된다. 내통(10)의 버너(5)로부터 먼 측(연소 가스 하류측)은, 미통 내통(12)의 일단부에 삽입되어 있다. 미통 내통(12)의 타단부는, 연소기(2)와 터빈(3)을 접속하는 관로(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 미통 내통(12)은, 연소실(50)에서 발생한 연소 가스(102)를 터빈(3)으로 유도하는 기능을 갖는다. 미통 내통(12)의 외주측에, 미통 내통(12)을 덮는 원통상의 미통 외통(13)이 설치되어 있다. 외통(11)의 버너(5)로부터 먼 측(연소 가스 하류측)은, 미통 외통(13)의 일단부에 삽입되어 있다. 미통 외통(13)의 타단부는, 케이싱(4) 내에 개구되어 있다. 미통 내통(12)과 미통 외통(13)의 사이에 형성되는 환상의 공간은, 압축기(1)로부터 연소기(2)로 공급되는 고압 공기(101)를 제1 환상 유로(48)로 유도하는 환상 유로(제2 환상 유로)(47)를 구성하고 있다. 제2 환상 유로(47)를 흐르는 고압 공기(101)는, 미통 내통(12)의 외벽면측으로부터 미통 내통(12)을 대류 냉각한다.

연료 계통(200)은, 공통 연료 계통(20)과 제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)을 구비하고 있다. 공통 연료 계통(20)은, 연료 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 공통 연료 계통(20)에는, 연료 차단 밸브(개폐 밸브)(21)가 설치되어 있다. 제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)에는, 각각 제1 내지 제4 연료 유량 조절 밸브(21A 내지 21D)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)은, 공통 연료 계통(20)으로부터 병렬로 분기되어 있다. 또한, 공통 연료 계통(20)으로부터 분기되는 연료 계통의 수는 4개에 한정되지 않는다.

제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)을 흐르는 연료는, 내통(10)의 중심축으로부터의 직경 방향 거리에 의해 구획된 연료 헤더(40)에 공급된다. 연료 헤더(40)는, 외통(11)의 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)의 흐름 방향의 하류측에 설치되어 있다. 이하, 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)의 흐름 방향의 「상류」「하류」를 「공기 상류」「공기 하류」라고 한다. 연료 헤더(40)는, 외통(11)의 일단부(공기 하류측의 단부)를 폐지하고 있다. 본 실시 형태에서는, 연료 헤더(40)는, 내통(10)의 중심축으로부터 직경 방향 외측을 향하여 순서대로 제1 헤더부(40A), 제2 헤더부(40B), 제3 헤더부(40C) 및 제4 헤더부(40D)로 구획되어 있다. 제1 내지 제4 헤더부(40A 내지 40D)에, 제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)이 각각 접속되어 있다. 제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)을 통하여 제1 내지 제4 헤더부(40A 내지 40D)에 공급된 연료는, 연료 노즐(91)(후술함)의 선단으로부터 분사되어 버너(5)로 공급된다. 또한, 연료 헤더(40)의 구획수는 4개에 한정되지 않는다.

제1 연료 계통(20A)을 통하여 제1 헤더부(40A)에 공급되는 연료(이하, F1 연료)의 유량은, 제1 연료 유량 조절 밸브(21A)에 의해 조절된다. 마찬가지로, 제2, 3, 4 연료 계통(20B, 20C, 20D)을 통하여 제2, 3, 4 헤더부(40B, 40C, 40D)에 공급되는 연료(이하, F2, F3, F4 연료)의 유량은, 제2, 3, 4 연료 유량 조절 밸브(21B, 21C, 21D)에 의해 각각 조절된다. 본 실시 형태에서는, 제1 내지 제4 연료 유량 조절 밸브(21A 내지 21D)에 의해 F1 내지 F4 연료의 유량을 개별적으로 조절함으로써, 가스 터빈 플랜트(1000)의 발전량이 제어된다.

3. 버너

도 2는, 본 실시 형태에 관한 연소기의 버너 부근의 구조를 도시하는 부분 단면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 버너(5)는, 내통(10)의 중심축(도시하지 않음)을 중심으로 한 동심원상의 복수(본 실시 형태에서는 8개)의 환상 열로 구분되어 있고, 이들 복수의 환상 열을 내주측으로부터 외주측을 향하여 제1열, 제2열, …, 제8열이라고 적절히 칭한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 복수의 환상 열 중 가장 내측의 영역을 구성하는 4열(제1열 내지 제4열)이 제1 버너부(5A)를 구성하고, 제5열이 제2 버너부(5B)를 구성하고, 제6열이 제3 버너부(5C)를 구성하고, 외주측의 2열(제7, 8열)이 제4 버너부(5D)를 구성하고 있다. 제1 내지 제4 버너부(5A 내지 5D)에, 전술한 제1 내지 제4 헤더부(40A 내지 40D)를 통하여 F1 내지 F4 연료가 공급된다. 제1 내지 제4 버너부(5A 내지 5D)에 공급된 F1 내지 F4 연료는, 연료 노즐(91)로 유입되고, 연소실(50)에 분사된다. 본 실시 형태에서는, 제1 내지 제4 연료 계통(20A 내지 20D)으로부터 제1 내지 제4 버너부(5A 내지 5D)로 공급되는 F1 내지 F4 연료의 유량을 개별적으로 조절함으로써, 후술하는 연료 스테이징이 가능하게 된다. 버너(5)는, 복수의 연료 노즐(91)과, 공기 구멍 플레이트(32)를 구비하고 있다.

3-1. 연료 노즐

도 2에 도시하는 바와 같이, 복수의 연료 노즐(91)은, 연료 헤더(40)에 지지되어 있다. 복수의 연료 노즐(91)은 선단이 원통상으로 형성되어 있고, 연료 계통(200)(도 1을 참조)으로부터 공급된 연료를 공기 구멍 플레이트(32)를 향하여 분사한다. 복수의 연료 노즐(91)은, 동심원상으로 제1열 내지 제8열에 배치되어 있고, 각 열의 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다(환상으로 배치되어 있음).

3-2. 공기 구멍 플레이트

도 2에 도시하는 바와 같이, 공기 구멍 플레이트(32)는, 복수의 연료 노즐(91)의 연료의 흐름 방향의 하류측에 배치되어 있다. 이하, 연료의 흐름 방향의 「상류」「하류」를 「연료 상류」「연료 하류」라고 한다. 공기 구멍 플레이트(32)는, 복수의 연료 노즐(91)에 대응하는 동심원상의 복수의 공기 구멍(33(33A, 33B))을 갖고 있다. 공기 구멍 플레이트(32)는, 서포트(15)를 통하여 연료 헤더(40)에 설치되어 있다. 공기 구멍 플레이트(32)와 연료 헤더(40)의 사이에는 공급 유로(41)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 서포트(15)는 평판을 굽힘 가공하여 형성되어 있다. 서포트(15)를 이러한 형상으로 형성하면, 그 굽힘 구조에 의해 공기 구멍 플레이트(32)의 주위 방향의 열 신장을 흡수할 수 있고, 버너(5)의 신뢰성을 높일 수 있다. 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면과 내통(10)의 사이에 형성되는 환상의 공간은, 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)의 일부를 연소실(50)의 외주부에 공급하는 외주 유로(94)를 구성하고 있다. 공기 구멍 플레이트(32)는, 상술한 바와 같이 서포트(15)를 통하여 연료 헤더(40)에 설치되어 있음과 함께, 스프링 시일(14)을 통하여 내통(10)의 내측에 유지되어 있다. 스프링 시일(14)은, 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면과 내통(10)의 사이에 설치되어 있다. 스프링 시일(14)에는 슬릿(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 신축성을 갖도록 구성되어 있다. 또한, 스프링 시일(14)에는, 외주 유로(94)를 흐르는 고압 공기(101)가 유통 가능한 구멍부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 공기 구멍 플레이트(32)는, 베이스 플레이트(32A), 선회 플레이트(32B) 및 가이드부(37)를 구비하고 있다.

ㆍ베이스 플레이트

베이스 플레이트(32A)는, 내통(10)과 동축의 원반상의 플레이트이며, 복수의 연료 노즐(91)의 연료 하류측에 복수의 연료 노즐(91)의 선단으로부터 이격되어 배치되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 연료 노즐(91)은 베이스 플레이트(32A)에 형성된 공기 구멍(33A)(후술함)에는 삽입되어 있지 않다. 이하, 공기 구멍(33A)의 연료 상류측의 개구부를 「제1 입구」, 연료 하류측의 개구부를 「제1 출구」라고 한다.

베이스 플레이트(32A)에는, 복수의 연료 노즐(91)에 각각 대응하는 복수의 공기 구멍(33A)이 형성되어 있다. 즉, 복수의 공기 구멍(33A)은, 동심원상으로 제1열 내지 제8열에 배치되고, 각 열의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고, 하나의 공기 구멍(33A)이 하나의 연료 노즐(91)의 연료 하류측에 그 연료 노즐(91)에 대응하여 배치되어 있다. 이와 같이 연료 노즐(91)과 공기 구멍(33A)을 대응시켜(대향시켜) 배치함으로써, 도 2의 확대도에 도시하는 바와 같이, 연료 노즐(91)로부터 분사된 연료(이하, 연료 분류)(34)의 주위가 공기 구멍(33A)을 통과하는 공기(이하, 공기 분류)(35)로 덮인 동축 분류로서 베이스 플레이트(32A)를 통과시킬 수 있다. 본 실시 형태에서는, 공기 구멍(33A)은, 제1 입구 및 제1 출구를 구성하는 2개의 원과 모선이 직교하는 직원기둥상으로 형성되고, 대응하는 연료 노즐(91)과 동축 상에 배치되어 있다.

ㆍ선회 플레이트

선회 플레이트(32B)는, 내통(10)과 동축의 원반상의 플레이트이며, 베이스 플레이트(32A)의 연료 하류측에 베이스 플레이트(32A)와 밀착하여 배치되어 있다. 선회 플레이트(32B)는 연장부(93)를 구비하고 있다. 연장부(93)는, 선회 플레이트(32B)의 직경 방향 외주측의 연소실(50)측의 벽면으로부터 연소 가스 하류측으로 연장되어 설치되어 있다. 연장부(93)는, 스프링 시일(14)을 통하여 공기 구멍 플레이트(32)를 내통(10)에 대하여 확실하게 유지하기 위해, 공기 구멍 플레이트(32)의 연료의 흐름 방향의 두께를 확보하는 것이다. 연장부(93)에는 관통 구멍(92)이 형성되어 있다. 관통 구멍(92)은, 연장부(93)를 공기 구멍 플레이트(32)의 직경 방향으로 관통하고 있으며, 외주 유로(94)의 출구로서 기능한다. 즉, 외주 유로(94)를 흐르는 고압 공기(101)는, 관통 구멍(92)을 통하여 연소실(50)로 유입된다.

도 3은, 본 실시 형태에 관한 선회 플레이트를 연소 가스 하류측에서 본 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 선회 플레이트(32B)에는 복수의 공기 구멍(33B)이 형성되어 있다. 복수의 공기 구멍(33B)은, 베이스 플레이트(32A)에 형성된 복수의 공기 구멍(33A)에 각각 대응하고 있으며, 하나의 공기 구멍(33B)이 하나의 공기 구멍(33A)과 연통되어 있다. 즉, 복수의 공기 구멍(33B)은, 동심원상으로 제1열 내지 제8열에 배치되고, 각 열의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 공기 구멍(33B)은 복수의 공기 구멍(33A)과 동일수 형성되어 있다.

도 4는, 본 실시 형태에 관한 선회 플레이트의 부분 확대도이며, 도 3의 IV-IV선의 화살표 방향에서 본 단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 공기 구멍(33B)은, 연료 상류측 및 하류측의 개구부를 구성하는 2개의 타원과 모선이 직교하지 않는 경사 원기둥상으로 형성되어 있다. 이하, 공기 구멍(33B)의 연료 상류측의 개구부를 「제2 입구」, 연료 하류측의 개구부를 「제2 출구」라고 한다. 공기 구멍(33B)은, 선회각을 갖는 선회 공기 구멍이며, 제2 출구가 제2 입구에 대하여 주위 방향으로 어긋나 있다. 구체적으로는, 제2 입구 및 제2 출구의 중심을 연결하여 얻어지는 공기 구멍(33B)의 중심축(Y)이 공기 구멍(33A)의 중심축(X)에 대하여 주위 방향으로 소정의 각도 α°를 이루도록 선회 플레이트(32B)에 대하여 주위 방향으로 경사져 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 소정의 각도 α°는, 제2 출구로부터 분사되는 공기 및 연료의 방향(분사 방향)을 결정짓는 파라미터이며, 환상 열마다 최적의 값으로 설정되어 있다.

버너(5)에 있어서 주위 방향에 인접하는 2개의 공기 구멍간에 형성되는 간극(구멍간 거리)이 소염 거리보다 크게 설정되면, 선회 플레이트(32B)에 화염이 접근함으로써 화염의 안정성이 강화된다. 한편, 구멍간 거리가 소염 거리 이하로 설정되면, 선회 플레이트(32B)로부터 이격되어 화염이 형성된다. 제2 출구 부근에서는, 공기 구멍(33B)으로부터 연소실(50)에 걸쳐 유로가 급확대됨으로써, 연료 분류(34)와 공기 분류(35)의 혼합이 급속하게 진행된다. 그로 인해, 선회 플레이트(32B)로부터 하류로 이격된 위치에 화염을 형성함으로써, 연료와 공기가 충분히 혼합된 예혼합기체가 화염에 도달하여 연소되고, 저 NOx 연소를 실현할 수 있다. 즉, 각 환상 열에서의 구멍간 거리를 각각 최적의 값으로 조정함으로써, 안정 연소와 저 NOx 연소의 양쪽을 실현할 수 있다.

ㆍ가이드부

도 5는, 도 2의 점선으로 둘러싼 영역(A)의 확대도이다. 도 5는, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 가이드부(37)는, 베이스 플레이트(32A)의 외주면의 공기 하류측(후단부측)에, 내통(10)의 공기 하류측의 단부로부터 이격되어 설치되어 있다. 가이드부(37)는, 벽부(37A) 및 곡부(37B)를 구비하고 있다.

벽부(37A)는, 공기 구멍 플레이트(32)의 베이스 플레이트(32A)의 외주면으로부터 내통(10)보다 외주측(외통(11)측)까지 돌출되도록 설치되어 있다. 그로 인해, 버너(5)의 축 방향 단면에 있어서, 가이드부(37)는, 가이드부(37)의 외통(11)에 가장 가까운 부분(이하, 「정상부」라고 기재함)에서의 외경이 내통(10)의 외경보다 크게 되어 있다. 또한, 공기 구멍 플레이트(32)의 직경 방향에서의 가이드부(37)의 정상부의 내통(10)으로부터의 거리는, 외통(11)과 내통(10)의 거리의 약 1/5 이상이면서 약 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다. 가이드부(37)의 정상부의 내통(10)으로부터의 거리를 외통(11)과 내통(10)의 거리의 약 1/5 미만으로 하면, 벽부(37A) 부근에 정체 영역(후술함)을 발생시키기 어려워지기 때문이다. 한편, 가이드부(37)의 정상부의 내통(10)으로부터의 거리가 긴 쪽이 베이스 플레이트(32A)의 공기 구멍(33A)에 공급되는 공기 유량의 편차의 저감 효과가 커지지만, 가이드부(37)의 정상부의 내통(10)으로부터의 거리를 외통(11)과 내통(10)의 거리의 약 1/2보다 크게 하면, 가이드부(37)의 정상부와 외통(11)의 거리가 짧아져 제1 환상 유로(48)가 좁아지기 때문에, 가이드부(37)의 정상부와 외통(11)의 사이를 통과할 때 고압 공기(101)의 유속이 증가되어 전체 압력 손실이 커져, 가스 터빈 효율이 저하되기 때문이다.

곡부(37B)는, 외통(11) 및 연료 헤더(40)를 향하여 볼록 형상으로 형성되고, 공기 구멍 플레이트(32)의 단면에서 보아 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)에 호상으로 연결되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 곡부(37B)는, 벽부(37A)로부터 공기 구멍 플레이트(32)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33)(구체적으로는, 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A))까지를 연결하고 있다. 즉, 곡부(37B)는, 벽부(37A)로부터 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주측의 공기 구멍(33A)까지를 매끄럽게 연결하는 곡률을 갖도록 형성되어 있다. 그로 인해, 가이드부(37)는, 공기 하류측의 단부(가이드부(37)의 연료 헤더(40)에 가장 가까운 부분)가 제1 입구보다 연료 헤더(40)측에 위치하고 있다.

(동작)

도 6은, 본 실시 형태에 관한 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 내통(10)의 필름 공기에 이용되지 않은 고압 공기(101)는, 제1 환상 유로(48)를 연료 헤더(40)를 향하여 흐른다. 이 고압 공기(101)는, 제1 환상 유로(48)로부터 공급 유로(41)로 유입되어, 베이스 플레이트(32A)의 복수의 공기 구멍(33A)에 공기 분류(35)로서 공급된다. 여기서, 제1 환상 유로(48)로부터 공급 유로(41)로 유입되는 고압 공기(101) 중, 곡부(37B)의 표면의 근방을 흐르는 고압 공기(101)(이하, 근방 공기(104))는, 곡부(37B)의 표면을 따라 전향되어, 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 외측, 특히 최외주의 공기 구멍(33A)으로 유도된다. 이때, 제1 환상 유로(48)를 연료 헤더(40)를 향하여 흐르는 고압 공기(101) 중 내통(10)을 따르는 일부의 흐름은, 가이드부(37)의 벽부(37A)에 충돌된다. 이에 의해, 벽부(37A)의 부근에 정체 영역이 발생한다. 제1 환상 유로(48)에 대하여 연소실(50)은 저압(즉, 외주 유로(94)의 입구측에 대하여 출구측은 저압)이므로, 벽부(37A)의 부근에 발생한 정체 영역의 고압 공기(101)는, 제1 환상 유로(48)와 연소실(50)의 압력차에 의해 외주 유로(94)로 유입되고, 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)의 흐름 방향과 역방향(예를 들어, 180°)으로 흐른다. 이하, 외주 유로(94)로 유입된 고압 공기(101)를 보조 공기(105)라고 한다. 보조 공기(105)는, 스프링 시일(14)의 구멍부를 빠져나가, 선회 플레이트(32B)의 연장부(93)에 형성된 관통 구멍(92)을 통하여 연소실(50)에 직경 방향 내측 방향으로 분사된다.

한편, 연료 계통(200)으로부터 연료 헤더(40)를 통하여 연료 노즐(91)로 공급된 연료는, 연료 노즐(91)의 선단의 분사구로부터 분사되고, 연료 분류(34)로서 공기 구멍(33A)으로 유입된다. 공기 구멍(33A)으로 유입된 연료 분류(34)는, 공기 분류(35)와 급속하게 혼합되면서 공기 구멍(33A)을 통과하고, 혼합기체로서 선회 플레이트(32B)에 형성된 공기 구멍(33B)으로 유입된다. 상술한 바와 같이, 공기 구멍(33B)은 공기 구멍(33A)에 대하여 주위 방향으로 소정의 각도 α°로 경사진 관로(경사 원기둥 관로)상으로 형성되어 있기 때문에, 공기 구멍(33B)을 흐르는 혼합기체에는 선회 방향의 힘 성분이 부여되어 순환류를 형성한다. 공기 구멍(33B)은 연소실(50)에 개구되어 있기 때문에 혼합기체의 유로가 급확대되고, 제2 출구 부근에서 혼합이 더 촉진된다. 공기 구멍(33B)으로부터 분출된 연료 분류(34)와 공기 분류(35)의 혼합기체는, 예혼합기체(36)로서 연소실(50)로 분출되어 연소된다.

도 7은, 본 실시 형태에 관한 연소기에서의 연료 스테이징을 도시하는 도면이다. 도 7에 있어서, 횡축은 경과 시간, 종축은 연료 유량을 나타내고 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 가스 터빈 점화 시에는, 연료 계통(200)으로부터 제1 내지 제3 연료 계통(20A 내지 20C)을 통하여 제1 내지 제3 버너부(5A 내지 5C)에 F1 내지 F3 연료가 공급된다. 즉, 버너(5)의 제1열 내지 제6열에 설치된 연료 노즐(91)로부터 연료가 분사된다. 한편, 제4 버너부(5D)에는 F4 연료가 공급되지 않기 때문에, 버너(5)의 제7열 및 제8열에 설치된 연료 노즐(91)로부터 연료는 분사되지 않는다.

가스 터빈 점화 후, 제1 버너부(5A)에만 F1 연료를 공급하는(즉, 제1열 내지 제4열에서만 연료가 분사되는) 단독 연소로 전환되고, 정격 회전수 무부하 상태(FSNL: Full Speed No Load)에 도달할 때까지 터빈(3)이 승속(昇速)된다. 이 사이, 제2 내지 제4 버너부(5B 내지 5D)에는 연료는 공급되지 않는다(즉, 제2열 내지 제4열로부터 연료는 분사되지 않음).

터빈(3)이 정격 회전수까지 승속하면 발전을 개시하고, 가스 터빈 부하를 증가시킨다. 이 가스 터빈 부하의 증가에 따라, 버너(5)의 연공비가 안정 연소 범위로 되도록 제2 버너부(5B), 제3 버너부(5C) 및 제4 버너부(5D)의 순으로 F2 연료, F3 연료 및 F4 연료를 추가 공급해 가, 연료의 공급 범위를 버너(5)의 제5열, 제6열과, 제7열 및 제8열로 단계적으로 확대시켜 간다. 가스 터빈 부하는, 제1 내지 제4 버너부(5A 내지 5D) 모두에 연료가 공급되고, 제1열 내지 제8열 모두로부터 연료가 분사되는 연소 상태에서, 정격 회전수 정격 부하(FSFL: Full Speed Full Load)에 도달한다.

(효과)

(1) 도 8은, 제1열 내지 제8열에 공급되는 공기의 유량 편차를 설명하는 수치 유체 해석 결과를 나타내는 도면이다. 종축은 유량 편차, 횡축은 환상 열(본 실시 형태에서는 제1열 내지 제8열)을 나타내고 있다. 도 8에 있어서, 점선은 종래 구조의 연소기, 실선은 본 실시 형태에 관한 연소기(2)를 나타내고 있다.

본 실시 형태에 관한 연소기(2)에서는, 가이드부(37)의 곡부(37B)를 외통(11) 및 연료 헤더(40)를 향하여 볼록 형상으로 하고, 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)에 호상으로 연결되도록 형성되어 있다. 그로 인해, 곡부(37B)의 표면의 근방을 흐르는 고압 공기(101)(근방 공기(104))가 곡부(37B)의 표면으로부터 박리되는 것을 억제하고, 근방 공기(104)를 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 외측, 특히 최외주의 공기 구멍(33A)에 공급할 수 있다. 따라서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1열 내지 제8열간의 공기 유량의 불균일을 저감시키고, 제1열 내지 제8열의 모든 열에 있어서, 종래 구조의 연소기에 비하여 공기의 유량 편차를 작게 할 수 있다. 게다가, 곡부(37B)를 외통(11)을 향하여 볼록 형상으로 함으로써, 가이드부(37)의 공기 상류측에 있어서 고압 공기(101)를 정압 회복시킬 수 있다. 그로 인해, 베이스 플레이트(32A)의 공기 구멍(33A)에 공급되는 고압 공기(101)의 버너(5)의 주위 방향에서의 유량 편차를 보다 작게 할 수 있다.

도 9는, 연료의 균등도와 NOx의 배출량의 관계를 설명하는 도면이다. 횡축은 연료의 균등도, 종축은 NOx의 배출량을 나타내고 있다. 도 9에 있어서, 점선은 종래 구조의 연소기, 실선은 본 실시 형태에 관한 연소기를 나타내고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「연료의 균등도」란, 연료 노즐 1개당 연료 유량의 각 환상 열(본 실시 형태에서는 제1열 내지 제8열) 사이의 변동의 정도를 나타내는 지표를 말한다. 구체적으로, 연료 노즐 1개당 연료 유량의 각 환상 열 사이에 있어서의 변동이 큰 상태를 균등도가 낮다(불균등), 변동이 작은(예를 들어, 모든 환상 열에서 연료 유량이 동등한) 상태를 균등도가 높다(균등)라고 한다. 일반적으로, 연료의 균등도가 낮으면 안정 연소에 유리하게 되지만, NOx의 배출량이 증가한다. 반대로, 연료의 균등도가 높으면 NOx의 배출량은 감소하지만, 연소가 불안정화된다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 연료의 균등도가 높아짐에 따라 NOx의 배출량은 떨어지지만, 종래 구조의 연소기에서는, 도 9 중의 P점(균등도 A)까지 연료의 균등도가 높아지면 오히려 연소가 불안정화되기 시작한다. 이것은, 제1열 내지 제8열에서의 공기 유량이 거의 균일하게 될 것을 상정하여 각 열에서의 연료 유량을 설정하기는 하였지만, 종래 구조의 연소기에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 안정 연소를 담당하는 제1열 내지 제4열에서 공기 유량이 높아지고, 국소 연공비가 상정한 값보다 낮아지기 때문이다. 따라서, 종래 구조의 연소기에서는, 연료의 균등도를 균등도 A 이상으로 하기가 어렵다. 게다가, 종래 구조의 연소기에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 저 NOx 연소를 담당하는 외주측의 제7열 및 제8열(특히 제8열)에서 공기 유량이 낮아지고, 국소 연공비가 상정한 값보다 높아지기 때문에, NOx의 배출량의 저감을 도모하기 어렵다.

이에 반해, 본 실시 형태에 관한 연소기(2)에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1열 내지 제8열의 모든 열에서 공기의 유량 편차를 종래 구조의 연소기보다 작게 할 수 있다. 그로 인해, 제1열 내지 제8열에서의 공기 유량이 거의 균일하게 될 것을 상정하여 각 열에서의 연료 유량을 설정하고, 연료의 균등도를 균등도 A 이상으로 한 경우라도 안정 연소를 유지할 수 있고, 또한 외주측의 열(제5 내지 제8열)에 있어서 저 NOx 연소를 실현할 수 있기 때문에 종래 구조의 연소기에 비하여 NOx의 배출량을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 벽부(37A)를 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면으로부터 내통(10)보다 외주측까지 돌출되도록 설치하고, 고압 공기(101)의 일부를 벽부(37A)에 충돌시켜 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면과 내통(10)의 사이에 형성된 외주 유로(94)를 통하여 연소실(50)의 공기 구멍 플레이트(32)측의 외주부에 공급하고 있다. 그로 인해, 버너(5)의 안정 연소를 보다 유지할 수 있다. 게다가, 고압 공기(101)는 연소 가스(102)보다 저온이므로, 공기 구멍 플레이트(32)를 외주면측으로부터 냉각할 수 있다.

(2) 제1, 2 환상 유로(48, 47)는 편평형의 원관 유로이기 때문에, 제1 환상 유로(48)로부터 외주 유로(94)로 유입된 고압 공기(101)(보조 공기(105))는, 일반적으로 버너(5)의 주위 방향에 있어서 약간의 유량 편차를 갖고 있다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 고압 공기(101)를 벽부(37A)에 충돌시킴으로써, 고압 공기(101)를 정압 회복시킬 수 있다. 그로 인해, 보조 공기(105)의 버너(5)의 주위 방향에서의 유량을 균일화하고, 보조 공기(105)의 버너(5)의 주위 방향에서의 유량의 편차를 작게 하여 연소실(50)에 공급할 수 있다. 따라서, 버너(5)의 안정 연소를 더 유지할 수 있다.

(3) 본 실시 형태에서는, 공기 구멍 플레이트(32)의 외주면과 내통(10)의 사이에 설치된 스프링 시일(14)에, 보조 공기(105)가 유통 가능한 구멍부를 형성하고 있다. 그로 인해, 공기 구멍 플레이트(32)를 내통(10)의 내측에 유지하면서, 외주 유로(94)를 흐르는 고압 공기(101)를 관통 구멍(92)으로 유도할 수 있다.

(4) 본 실시 형태에서는, 공기 구멍 플레이트(32)의 연소실(50)측의 벽면으로부터 연소 가스(102)의 흐름 방향의 하류측에 연장되는 연장부(93)가 설치되어 있다. 그로 인해, 내통(10)과의 사이에서 스프링 시일(14)을 누르기 위한 스트로크를 확보할 수 있고, 공기 구멍 플레이트(32)를 내통(10)에 대하여 보다 확실하게 유지할 수 있다.

(5) 본 실시 형태에서는, 공기 구멍 플레이트(32)에 형성된 복수의 공기 구멍(33)으로부터 연료 분류(34)와 공기 분류(35)의 동축 분류를 연소실(50)로 분출하기 때문에, 연료와 공기의 계면이 증가하여 연료와 공기의 혼합이 보다 촉진된다. 이에 의해, 연소실(50)에서의 연소 시에 NOx의 배출량을 저감할 수 있다.

(6) 본 실시 형태에서는, 복수의 공기 구멍(33A)을 연료 노즐(91)에 대응하여 형성하고 있다. 그로 인해, 공기 구멍 플레이트(32)와 연료 헤더(40)의 사이에 형성된 공간(공급 유로(41))에 가연 범위의 미연소 혼합기체가 연속하여 형성되기 어렵다. 따라서, 이 공간에 화염이 역류하여 공기 구멍 플레이트(32)가 용손(溶損)되는 것을 피할 수 있고, 연소기(2)의 신뢰성을 높일 수 있다.

(7) 본 실시 형태에서는, 공기 구멍(33B)이 공기 구멍(33A)에 대하여 주위 방향으로 각도 α°로 경사져 있기 때문에, 공기 구멍(33B)을 흐르는 유체는 선회 성분을 수반하여 공기 구멍(33B)으로부터 분사된다. 따라서, 버너(5)의 하류측에 순환류를 형성할 수 있고, 보다 안정된 화염을 형성할 수 있다.

(8) 본 실시 형태에서는, 연료 헤더(40)를 제1 내지 제4 헤더부(40A 내지 40D)로 구획하여, 연료 계통(200)으로부터 제1 내지 제4 버너부(5A 내지 5D)로 공급되는 F1 내지 F4 연료를 각각 개별적으로 제어(조절)할 수 있다. 그로 인해, 연료를 공급하는 연료 노즐(91)의 개수를 가스 터빈의 각 운전 과정에서 요구되는 연료 유량에 따라 단계적으로 변화시키는 연료 스테이징이 가능하게 된다. 따라서, 가스 터빈 부분 부하 운전 시의 안정 연소를 실현함과 함께 NOx의 배출량을 억제할 수 있다.

<제2 실시 형태>

(구성)

도 10은, 본 실시 형태에 관한 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 10은, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다. 도 10에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 관한 연소기는, 제1 환상 유로(48)가 유로 확장부(44)를 구비한다는 점에서 제1 실시 형태에 관한 연소기(2)와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태에 관한 연소기(2)와 마찬가지이다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 외통(11)의 제1 환상 유로(48)를 사이에 두고 공기 구멍 플레이트(32)의 연장부(93)의 연소 가스 하류측의 단부에 대향하는 위치로부터 가이드부(37)의 정상부에 대향하는 위치까지의 부분이, 공기 하류측을 향하여 직경 방향 외측으로 경사져, 유로 확장부(44)를 형성하고 있다. 이하, 외통(11)의 상술한 부분을 경사부(11A)라고 한다. 경사부(11A)는, 공기 구멍 플레이트(32)의 단면에서 보아 구배가 완만한 직선상의 경사면이며, 공기 구멍 플레이트(32)의 중심축으로부터 경사부(11A)까지의 거리가 공기 하류측을 향하여 증가하도록 형성되어 있다. 그로 인해, 유로 확장부(44)에서는, 제1 환상 유로(48)의 유로 면적이 공기 하류측으로 감에 따라 증가하고 있다. 본 실시 형태에서는, 경사부(11A)의 공기 상류측에서의 외통(11)과 내통(10)의 사이의 제1 환상 유로(48)의 유로 면적을 A1, 가이드부(37)의 정상부에서의 제1 환상 유로(48)의 유로 면적을 A2라고 하였을 때, A1≤A2를 만족하도록 유로 확장부(44)가 형성되어 있다. 또한, A1≤A2를 만족하도록 유로 확장부(44)가 형성되는 한도에 있어서는, 경사부(11A)는 상술한 부분에 한정되지 않는다.

(효과)

본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과 외에 이하의 효과가 얻어진다.

제1 실시 형태에서는, 외통(11)을 고압 공기(101)의 흐름 방향으로 연장되는 직원기둥상으로 형성하는 한편, 가이드부(37)의 정상부에서의 외경이 내통(10)의 외경보다 커지기 때문에, A2가 A1보다 작아진다(A2<A1). 따라서, 가이드부(37)의 정상부를 통과할 때 고압 공기(101)의 유속이 증가하고, 전체 압력 손실이 증가할 수 있다.

이에 반해, 본 실시 형태에서는, A2가 A1 이상으로 되도록(A1≤A2) 유로 확장부(44)를 형성하고 있으므로, 가이드부(37)의 정상부를 통과할 때의 고압 공기(101)의 유속의 증가를 억제하여, 전체 압력 손실의 증가를 억제할 수 있다.

<제3 실시 형태>

(구성)

도 11은, 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 11은, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다. 도 11에 있어서, 상기 제2 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 관한 연소기는, 외통(11)이 곡면부(45)를 구비한다는 점에서 제2 실시 형태에 관한 연소기와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제2 실시 형태에 관한 연소기와 마찬가지이다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 곡면부(45)는, 가이드부(37)의 곡부(37B)에 따라 오목상으로 구부러진 곡면이며, 유로 확장부(44)로부터 연료 헤더(40)까지를 호상으로 연결하고 있다. 즉, 곡면부(45)는, 유로 확장부(44)로부터 연료 헤더(40)까지를 매끄럽게 연결하는 곡면으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 외통(11)이 곡면부(45)를 구비하는 구성을 예시하였지만, 연료 헤더(40)가 곡면부(45)를 구비하는 구성으로 해도 된다.

(효과)

본 실시 형태에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과 외에 이하의 효과가 얻어진다.

본 실시 형태에서는, 유로 확장부(44)로부터 연료 헤더(40)까지를 호상으로 연결하는 오목 형상의 곡면부(45)를 구비하고 있다. 그로 인해, 곡면부(45)의 표면의 근방을 흐르는 고압 공기(101)의 흐름을 곡면부(45)에서 가이드하여 매끄럽게 전향시켜, 공급 유로(41)로 유입시킬 수 있다. 따라서, 제1 환상 유로(48)로부터 공급 유로(41)로 유입되는 고압 공기(101)의 직경 방향의 속도 분포를 균일화시켜, 전체 압력 손실을 더 억제할 수 있다.

<제4 실시 형태>

(구성)

도 12는, 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 12는, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다. 도 12에 있어서, 상기 제3 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 관한 연소기는, 가이드부(37)가 테이퍼부(37C)를 더 구비한다는 점에서 제3 실시 형태에 관한 연소기와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제3 실시 형태에 관한 연소기와 마찬가지이다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 테이퍼부(37C)는 벽부(37A)와 곡부(37B)의 사이에 개재되고, 벽부(37A) 및 곡부(37B)는 테이퍼부(37C)에 대하여 매끄럽게 접속되어 있다. 이에 의해, 벽부(37A)로부터 곡부(37B)까지가 매끄럽게 연결되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 곡부(37B)는, 테이퍼부(37C)로부터 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)까지를 연결하도록 형성되어 있다. 테이퍼부(37C)는, 버너(5)의 축 방향 단면에 있어서, 공기 구멍 플레이트(32)의 중심축에 대하여 공기 하류측을 향하여 직경 방향 외측으로 경사져 있다. 그로 인해, 테이퍼부(37C)의 공기 구멍 플레이트(32)의 중심축으로부터의 거리는, 공기 하류측을 향하여 증가한다.

(효과)

본 실시 형태와 같이, 가이드부(37)의 벽부(37A)와 곡부(37B)의 사이에 테이퍼부(37C)를 설치해도, 제3 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 가이드부(37)의 벽부(37A)와 곡부(37B)의 사이에 오름 경사의 테이퍼부(37C)를 설치함으로써, 벽부(37A)로부터 곡부(37B)까지 고압 공기(101)를 완만하게 가이드할 수 있다. 따라서, 가이드부(37) 부근의 고압 공기(101)의 유속의 증가를 억제하고, 전체 압력 손실의 증가를 더 억제할 수 있다.

<제5 실시 형태>

(구성)

도 13은, 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 13은, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다. 도 13에 있어서, 상기 제3 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태는, 가이드 베인(38)을 더 구비한다는 점에서 제3 실시 형태와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제3 실시 형태와 마찬가지이다.

도 13에 도시하는 바와 같이, 가이드 베인(38)은, 제1 환상 유로(48)의 가이드부(37)와 연료 헤더(40)의 사이에 설치되어 있다. 가이드 베인(38)은, 후방 테두리부(38B)가 전방 테두리부(38A)에 대하여 공기 구멍 플레이트(32)의 직경 방향 내측이면서 최외주의 공기 구멍측에 위치하도록 배치되어 있다. 또한, 가이드 베인(38)은, 배측면(정압면, 즉 오목상으로 우묵해진 면)을 공기 구멍 플레이트(32)측으로, 등측면(부압면, 즉 볼록상으로 돌출된 면)을 연료 헤더(40)측으로 향하고 있다. 배측면은 곡부(37B)를 대략 따라 구부러져 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 버너(5)의 축 방향에서 보아, 가이드 베인(38)을 버너(5)와 동축의 링상으로 구성하고 있지만, 복수의 가이드 베인을 환상으로 배치한 구성으로 해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 가이드 베인(38)은, 버너(5)의 축 방향에서의 가이드 베인(38)과 가이드부(37)의 공기 하류측의 단부의 거리와, 가이드 베인(38)과 연료 헤더(40)의 거리가 동일 정도로 되도록 설치되어 있지만, 가이드부(37)의 공기 하류측의 단부와 연료 헤더(40)의 사이의 가이드 베인(38)의 위치는 한정되지 않는다.

(효과)

본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태와 마찬가지의 효과 외에 이하의 효과가 얻어진다.

본 실시 형태에서는, 제1 환상 유로(48)의 가이드부(37)와 연료 헤더(40)의 사이에 가이드 베인(38)을 설치하고 있기 때문에, 가이드 베인(38)의 내주측(배측)을 따라 흐르는 내주측 베인 공기(106A)를 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 외측, 특히 최외주측의 공기 구멍(33A)으로 유도하면서, 외주측(등측)을 따라 흐르는 외주측 베인 공기(106B)를 버너(5)의 직경 방향 내측으로 유도할 수 있다. 따라서, 공기 구멍(33A)에 공급되는 공기 유량의 편차를 보다 작게 하고, 안정 연소의 유지 및 NOx의 배출량의 저감을 도모할 수 있다.

<제6 실시 형태>

(구성)

도 14는, 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 14는, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다. 도 14에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태는, 서포트(15) 대신에 다공판(접속 부재)(43)을 구비한다는 점에서 제1 실시 형태와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

다공판(43)은, 내통(10)과 동축의 단관 형상의 부재이며, 제1 환상 유로(48)와 공급 유로(41)를 구획하도록 설치되어 있다. 다공판(43)은, 가이드부(37)의 공기 하류측의 단부와 연료 헤더(40)를 접속하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 공기 구멍 플레이트(32)는, 다공판(43)을 통하여 연료 헤더(40)에 설치되어 있다.

도 15는, 도 14의 화살표 XV-XV선에 의한 화살표 방향에서 본 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 다공판(43)에는 원 형상의 연통 구멍(46)이 축 방향 및 주위 방향으로 복수열 형성되어 있고, 다수 형성되어 있다. 연통 구멍(46)은 제1 환상 유로(48)와 공급 유로(41)를 연통하고 있고, 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)는 연통 구멍(46)을 통하여 공급 유로(41)로 유입된다. 또한, 도 14에 도시하는 바와 같이, 다공판(43)은, 가이드부(37)의 공기 하류측의 단부의 근방에 연통 구멍(46)이 위치하도록 설치되어 있기 때문에, 가이드부(37)의 곡부(37B)의 표면을 따른 고압 공기(101)(근방 공기(104))는, 이 연통 구멍(46)을 통하여 공급 유로(41)로 유입된다.

(효과)

본 실시 형태에서는, 다수의 연통 구멍(46)이 형성된 다공판(43)을 제1 환상 유로(48)와 공급 유로(41)를 구획하도록 설치하고 있으므로, 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)는 다수의 연통 구멍(46)에 의해 정류되어 공급 유로(41)로 유입된다. 그로 인해, 근방 공기(104)를 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 외측, 특히 최외주측의 공기 구멍(33A)으로 보다 효율적으로 유도할 수 있다. 또한, 제1 환상 유로(48)로부터 공급 유로(41)로 유입되는 고압 공기(101)의 버너(5)의 주위 방향에서의 유량의 편차를 보다 작게 할 수 있으므로, 연소 안정성을 향상시키고, NOx 배출량을 더 저감시킬 수 있다.

(변형예)

도 16은, 제6 실시 형태에 관한 다공판의 변형예를 도시하는 도면이다. 상술한 다공판(43) 대신에 도 16에 도시하는 바와 같은, 창형 서포트(접속 부재)(51)를 설치해도 된다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 창형 서포트(51)에는 사각 형상의 창부(52)가 주위 방향으로 다수 형성되어 있다. 본 변형예에서는, 창부(52)는 축 방향으로 1열에 배치되어 있어, 개구 면적이 연통 구멍(46)보다 커지도록 형성되어 있다.

다공판(43) 대신에 창형 서포트(51)를 설치한 경우에도, 제1 환상 유로(48)를 흐르는 고압 공기(101)는 정류되기 때문에, 제6 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 게다가, 창부(52)는 개구 면적이 연통 구멍(46)보다 커지도록 형성되어 있으므로, 창형 서포트(51)의 공기 상류측과 하류측의 차압을 다공판(43)보다 작게 할 수 있고, 전체 압력 손실을 억제할 수 있다.

도 14, 15 및 16에 도시된 다공판(43) 및 창형 서포트(51)는, 제1 내지 제5 실시 형태에 따른 가스 터빈 연소기에 적용될 수 있다.

<제7 실시 형태>

도 17은, 가이드부 주변의 연료와 공기의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 17은, 공기 상류측을 지면 상측, 공기 하류측을 지면 하측으로 하고 있다. 도 17에 있어서, 상기 제6 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태는, 다공판(43)을 설치하는 위치가 제6 실시 형태와 상이하다. 그 밖의 구성은, 제6 실시 형태와 마찬가지이다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 외통(11)은, 제1 외통(11B) 및 제2 외통(11C)을 구비하고 있다. 제1 외통(11B)은, 공기 하류측의 단부가 제1 환상 유로(48)를 사이에 두고 가이드부(37)의 정상부에 대향하도록 설치되어 있다. 제2 외통(11C)은, 공기 상류측의 단부가 제1 외통(11B)의 공기 하류측의 단부에 접속되고, 공기 상류측의 단부가 연료 헤더(40)에 접속하도록 설치되어 있다. 제1 외통(11B)의 공기 하류측의 단부와 제2 외통(11C)의 공기 상류측의 단부의 사이에는, 공간부(11D)가 형성되어 있다.

다공판(43)은, 하단부(공기 구멍 플레이트(32)에 가까운 측의 단부)가 가이드부(37)의 정상부에 접속되고, 상단부(공기 구멍 플레이트(32)로부터 먼 측의 단부)가 공간부(11D)에 삽입되어 있다. 본 실시 형태에서는, 다공판(43)은, 내통(10)과 동축의 원반상의 플레이트이며, 가이드부(37)의 정상부와 외통(11)을 접속하고 있다. 즉, 공기 구멍 플레이트(32)는, 다공판(43)을 통하여 외통(11)에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 다공판(43)은, 버너(5)와 동축의 도넛형의 원반 형상으로 구성되어 있다.

본 실시 형태와 같이, 다공판(43)을 가이드부(37)의 정상부와 외통(11)을 접속하도록 설치한 경우에도, 제6 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시 형태에서도 다공판(43) 대신에 상술한 창형 서포트(51)를 적용할 수 있다. 그 경우에는 상술한 변형예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

도 17에 도시된 다공판(43)은, 제1 내지 제5 실시 형태에 따른 가스 터빈 연소기에 적용될 수 있다.

<제8 실시 형태>

(구성)

도 18은 본 실시 형태에 관한 연소기의 단면도, 도 19는 본 실시 형태에 관한 연소기의 공기 구멍 플레이트를 연소 가스의 흐름 방향의 하류측에서 본 도면이다. 도 18, 19에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 관한 연소기(201)는, 복수의 연료 노즐과 공기 구멍을 동심원상으로 배치하여 구성된 버너를 연소부에 복수 배치한 소위 멀티 분사식 가스 터빈 연소기이다.

도 18, 19에 도시하는 바와 같이, 연소기(201)는, 연소부의 중심에 연소기(201)와 동축에 배치된 하나의 버너(파일럿 버너)(49)와, 파일럿 버너(49)의 주위에 배치된 6개의 버너(메인 버너)(42)를 구비하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 연소기(201)는 7개의 버너를 구비한 멀티 버너 구조로 구성되어 있다. 파일럿 버너(49) 및 메인 버너(42)는, 공기 구멍 플레이트(32)를 공용하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 파일럿 버너(49) 및 메인 버너(42)는, 동심원상의 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 환상 열로 구분되어 있으며, 이들 복수의 환상 열을 내주측으로부터 외주측을 향하여 제1열, 제2열, 제3열이라고 적절히 칭한다.

파일럿 버너(49)는, 동심원상으로 제1열 내지 제3열에 배치된 복수의 연료 노즐(91)과, 복수의 연료 노즐(91)에 대응하는 복수의 공기 구멍(33(33A, 33B))이 형성된 공기 구멍 플레이트(32)의 일부를 구비하고 있다. 메인 버너(42)는, 동심원상으로 제1열 내지 제3열에 배치된 복수의 연료 노즐(91)과, 복수의 연료 노즐(91)에 대응하는 복수의 공기 구멍(33(33A, 33B))이 형성된 공기 구멍 플레이트(32)의 다른 일부를 구비하고 있다.

파일럿 버너(49)의 제1열 내지 제3열을 구성하는 제1 버너부(50A)에는 제1 연료 계통(20A)이 접속되고, 6개의 메인 버너(42) 중 2개의 메인 버너(42)의 제1열을 구성하는 제2 버너부(50B)에는 제2 연료 계통(20B)이 접속되고, 6개의 메인 버너(42) 중 다른 4개의 메인 버너(42)의 제1열을 구성하는 제3 버너부(50C)에는 제3 연료 계통(20C)이 접속되고, 6개의 메인 버너(42)의 제2열 및 제3열을 구성하는 제4 버너부(50D)에는 제4 연료 계통(20D)이 접속되어 있다.

본 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 내통(10)의 필름 공기에 이용되지 않은 고압 공기(101)는, 제1 환상 유로(48)로부터 공급 유로(41)로 유입되고, 베이스 플레이트(32A)의 공기 구멍(33A)으로 공기 분류(35)로서 유도된다. 그리고, 연료 노즐(91)로부터 분사된 연료는, 공기 분류(35)와 혼합하여 공기 구멍(33B)으로부터 예혼합기체로서 분출되고, 파일럿 버너(49) 및 메인 버너(42)의 하류측에 각각 선회류(60)를 형성한다. 이 선회류(60)에 의해 순환류(61)가 발생하고, 화염면(62)이 형성된다. 또한, 본 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 내지 제4 버너부(50A 내지 50D)에 공급되는 연료를 개별적으로 조절함으로써, 연료 스테이징이 가능하다.

(효과)

본 실시 형태와 같이, 멀티 분사식 가스 터빈 연소기의 경우라도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 구체적으로, 제1 실시 형태에서는, 곡부(37B)의 표면의 근방을 흐르는 고압 공기(101)(근방 공기(104))를 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 외측, 특히 최외주의 공기 구멍(33)으로 유도할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 메인 버너(42)의 최외주열(제3열)에 배치된 복수의 공기 구멍(33) 중 가이드부(37)측, 특히 가이드부(37)에 가장 가까운 공기 구멍으로 근방 공기(104)를 유도할 수 있다. 그로 인해, 파일럿 버너(49) 및 메인 버너(42)의 공기 구멍(33)에 고압 공기(101)를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 파일럿 버너(49) 및 메인 버너(42)의 공기 구멍(33)에 공급되는 고압 공기(101)의 버너(5)의 주위 방향에서의 유량 편차를 작게 할 수 있고, 안정 연소와 저 NOx 연소의 양쪽을 실현할 수 있다.

도 18 및 도 19에 도시된 멀티 분사식 가스 터빈 연소기는, 제1 실시 형태뿐만 아니라, 제2 내지 제7 실시 형태에 따른 가스 터빈 연소기로서도 적용될 수 있다.

<기타>

본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 여러가지 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상술한 각 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한 일 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가하는 것도 가능하다.

상술한 각 실시 형태에서는, 공기 구멍 플레이트(32)의 공기 구멍(33)을 각 환상 열의 전체 둘레에 걸쳐 형성한 경우를 설명하였다. 그러나, 본 발명의 본질적 효과는 각 공기 구멍에 공급되는 공기 유량의 편차를 축소시키는 것이 가능한 연소기를 제공하는 것이며, 이 본질적 효과를 얻는 한도에 있어서는, 반드시 공기 구멍(33)이 각 환상 열의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있을 필요가 있는 것은 아니다. 예를 들어, 외주측의 환상 열에 있어서, 환상 열의 일부분에 공기 구멍(33)을 형성하는 경우도 있다.

또한, 상술한 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 베이스 플레이트(32A) 및 선회 플레이트(32B)에 동심원상으로 제1열 내지 제8열에 복수의 공기 구멍(33A, 33B)을 형성한 경우를 설명하였다. 그러나, 상술한 본 발명의 본질적 효과를 얻는 한도에 있어서는, 반드시 베이스 플레이트(32A) 및 선회 플레이트(32B)에 형성하는 공기 구멍열의 수를 8열로 할 필요가 있는 것은 아니다. 예를 들어, 베이스 플레이트(32A) 및 선회 플레이트(32B)에 형성하는 공기 구멍열의 수를, 7열 이하 혹은 9열 이상으로 해도 된다.

또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 연료 노즐(91)의 선단이 베이스 플레이트(32A)의 공기 구멍(33A)의 제1 입구로부터 이격되어 있는 구성을 설명하였다. 그러나, 상술한 본 발명의 본질적 효과를 얻는 한도에 있어서는, 당해 구성으로 할 필요는 없다. 예를 들어, 연료 노즐(91)의 선단을 공기 구멍(33) 내에 삽입해도 된다. 이 경우, 공기 구멍(33A)의 제1 입구의 면적이 감소하기 때문에, 공기 분류(35)의 유속이 증가하고, 연료 노즐(91)로부터 분사되는 연료와 공기의 혼합이 더 촉진된다.

또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 연료 노즐(91)의 선단을 단순한 원통상으로 형성한 경우를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 본질적 효과를 얻는 한도에 있어서는, 반드시 원통상으로 형성할 필요가 있는 것은 아니다. 예를 들어, 연료 노즐(91)의 선단에 직경 방향으로 돌출되는 돌기물을 설치해도 된다. 이에 의해, 연료 노즐(91)로부터 분출되는 연료에 소용돌이 흐름을 발생시켜, 연료와 공기의 혼합을 보다 촉진할 수 있다. 또한, 연료 노즐(91)의 선단에 복수의 연료 분출 구멍을 형성해도 된다. 이에 의해, 연료의 초기 분산을 높이고, 연료와 공기의 혼합을 보다 촉진할 수 있다.

또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 가이드부(37)의 곡부(37B)가 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)에 연결되는 구성을 설명하였지만, 곡부(37B)와 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)과의 사이에 간극이 형성되어 있는, 즉 곡부(37B)와 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)이 이격되어 있어도, 고압 공기(101)(근방 공기(104))를 베이스 플레이트(32A)의 직경 방향 최외주의 공기 구멍(33A)으로 유도할 수 있다.

1: 압축기
2: 가스 터빈 연소기(연소기)
3: 터빈
10: 연소기 라이너(내통)
11: 플로우 슬리브(외통)
14: 스프링 시일
32: 공기 구멍 플레이트
33: 공기 구멍
37: 가이드부
37A: 벽부
37B: 곡부
38: 가이드 베인
40: 연료 헤더
41: 공급 유로
43: 다공판(접속 부재)
44: 유로 확장부
45: 곡면부
46: 연통 구멍
47: 제2 환상 유로(환상 유로)
48: 제1 환상 유로(환상 유로)
50: 연소실
91: 연료 노즐
93: 연장부
94: 외주 유로
101: 고압 공기
102: 연소 가스
1000: 가스 터빈 플랜트

Claims

내측에 연소실을 형성하는 내통과,
상기 내통을 덮도록 설치된 외통과,
상기 내통과 상기 외통의 사이에 형성되고, 고압 공기가 흐르는 환상 유로와,
상기 외통의 상기 고압 공기의 흐름 방향의 하류측에 설치된 연료 헤더와,
상기 연료 헤더에 지지된 동심원상의 복수의 연료 노즐과,
상기 복수의 연료 노즐의 연료의 흐름 방향의 하류측에 설치되고, 상기 복수의 연료 노즐에 대응하는 복수의 공기 구멍을 갖는 공기 구멍 플레이트와,
상기 공기 구멍 플레이트의 외주면으로부터 상기 내통보다 외주측까지 돌출되는 벽부와, 상기 외통 및 상기 연료 헤더를 향하여 볼록 형상으로 형성되고, 상기 공기 구멍 플레이트의 최외주의 공기 구멍에 호상으로 연결되는 곡부를 갖는 가이드부와,
상기 공기 구멍 플레이트의 외주면과 상기 내통의 사이에 형성되고, 상기 연소실의 상기 공기 구멍 플레이트측의 부분의 외주부에 상기 고압 공기를 공급하는 외주 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
제1항에 있어서, 상기 공기 구멍 플레이트의 외주면과 상기 내통의 사이에 설치된 스프링 시일을 더 구비하고,
상기 스프링 시일에 상기 고압 공기가 유통 가능한 구멍부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
제1항에 있어서, 상기 공기 구멍 플레이트는, 상기 연소실측의 벽면으로부터 연소 가스의 흐름 방향의 하류측으로 연장되는 연장부를 외주부에 구비하고,
상기 외주 유로의 출구는, 상기 연장부에 관통하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
제1항에 있어서, 상기 환상 유로는, 상기 고압 공기의 흐름 방향의 하류측으로 감에 따라 유로 면적이 증가하는 유로 확장부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
제1항에 있어서, 상기 외통 또는 상기 연료 헤더는, 상기 곡부를 따라 구부러져 있는 곡면부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
제1항에 있어서, 상기 환상 유로의 상기 가이드부와 상기 연료 헤더의 사이에 설치된 가이드 베인을 더 구비하고,
상기 가이드 베인은, 후방 테두리부가 전방 테두리부에 대하여 상기 공기 구멍 플레이트의 직경 방향 내측이고 또한 상기 최외주의 공기 구멍측에 위치하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
제1항에 있어서, 상기 공기 구멍 플레이트와 상기 연료 헤더의 사이에 형성된 공급 유로와,
상기 환상 유로와 상기 공급 유로를 구획하는 환상의 접속 부재를 구비하고,
상기 접속 부재는, 상기 환상 유로와 상기 공급 유로를 연통하는 연통 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 연소기.
공기를 압축하는 압축기와,
상기 압축기로부터 공급되는 고압 공기를 연료와 혼합하여 연소하는 제1항에 기재된 가스 터빈 연소기와,
상기 가스 터빈 연소기로부터 공급되는 연소 가스로 회전 구동되는 터빈을 구비한 것을 특징으로 하는, 가스 터빈 플랜트.