KR20190017082A - Double-cone gas turbine burner and method for providing air to the burner - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a double conical gas turbine burner that is capable of allowing an upward flow width of an air introduction slot to be designed larger than a downward flow width thereof, thereby gently mixing a fuel and air in a conical internal space. According to the present invention, the double conical gas turbine burner includes: at least two partial conical shells adapted to define conical internal spaces whose sectional areas are increased toward a downward flow from an upward flow of a first direction in such a manner as to surround the internal spaces; and a plurality of fuel injection holes formed on the wall surfaces of the partial conical shells, wherein center axes of the partial conical shells are offset to allow the adjacent side walls of the partial conical shells to be spaced apart from each other to form an air introduction slot through which air is introduced into the conical internal spaces, and the plurality of fuel injection holes are arranged in a row along the first direction by being adjacent to the air introduction slot on the wall surfaces of the partial conical shells, the width of the air introduction slot being decreased toward the downward flow from the upward flow of the first direction.

Description

이중 원추형 가스터빈용 버너 및 이 버너에 공기를 공급하는 방법 {Double-cone gas turbine burner and method for providing air to the burner}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner for a double conical gas turbine and a method for supplying air to the burner.

본 발명은 가스터빈용 버너에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 이중 원추형 가스터빈용 버너 및 이 버너에 공기를 공급하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a burner for a gas turbine, and more particularly to a burner for a double conical gas turbine and a method for supplying air to the burner.

일반적으로, 버너(연소기)는 연소반응을 이용하여 불꽃을 발생시키는 장치로서 산소가 공급되는 조건에서 연료에 착화하여 화염을 발생시킨다. 일반적인 버너의 경우 연소반응을 위한 산화제로서 공기를 사용한다. 이때 공기 중의 질소가 연소반응을 거치면서 생성되는 질소산화물(NOx)을 배출하여 산성비, 미세먼지 등의 환경 문제를 유발하게 된다..Generally, a burner (combustor) is a device for generating a flame by using a combustion reaction, and generates a flame by igniting the fuel under the condition of supplying oxygen. In the case of a typical burner, air is used as the oxidant for the combustion reaction. Nitrogen oxides (NOx) generated by the combustion reaction of air in the air are emitted to cause environmental problems such as acid rain and fine dust.

이에 따라 최근 질소산화물 배출량을 낮추기 위한 저 NOx 연소기 연구가 활발해지고 있으며 그 한 예로서 이른바 "이중 원추형(double-cone)"의 가스터빈용 버너가 개발되었다. 특허문헌 1 내지 특허문헌3 그리고 본 명세서의 도1과 도2에 개시하였듯이 이중 원추형 버너는 적어도 2개의 중공(hollow) 부분 원추형 쉘(partial cone shell)로 구성된다. 둘 이상의 원추형 쉘이 서로 부분적으로 겹쳐짐으로써 콘(cone) 형상의 내부 공간이 형성되고, 원추형 쉘은 각각의 중심축이 서로에 대해 오프셋 되어 배치됨으로써 둘 이상의 원추형 쉘이 서로 겹쳐지되 접촉하지 않고 이격 공간이 발생하고, 이 이격 공간은 외부의 공기를 내부 공간으로 유입하는 공기유입 슬롯으로서 역할을 하게 된다. As a result, studies on low NOx combustors for reducing nitrogen oxide emissions have been actively conducted recently. For example, so-called "double-cone" gas turbine burners have been developed. As disclosed in Patent Documents 1 to 3 and FIGS. 1 and 2 of the present specification, the double cone type burner is composed of at least two hollow cone shells (partial cone shells). The two or more conical shells are partially overlapped with each other to form a cone-shaped internal space, and the conical shells are arranged such that the respective central axes thereof are offset relative to each other such that two or more conical shells are overlapped with each other, And the spacing space serves as an air inflow slot for introducing outside air into the internal space.

버너의 내부 공간은 연료와 공기가 예혼합(pre-mix)하는 예혼합 영역이 되고, 이 영역의 하류에 연소 영역이 형성된다. 그런데 이러한 이중 원추형 버너의 경우 예혼합 영역에서 공기와 연료가 충분히 혼합되지 못하게 되면 연료 분포의 균일도가 감소하고 상대적으로 연료가 많이 분포하는 연소 영역에 국부적 고온부(hot spot)가 발생하게 되어 질소산화물이 증가하는 주요한 원인이 된다. 따라서 연료와 공기의 혼합도를 향상시켜서 질소산화물 배출을 저감하는 필요성이 제기되고 있다. The internal space of the burner is a premixed region in which fuel and air are pre-mixed, and a combustion region is formed downstream of this region. However, in the case of the double cone type burner, if the air and the fuel are not sufficiently mixed in the premixed region, the uniformity of the fuel distribution is reduced, and a local hot spot is generated in the combustion region where the fuel is relatively distributed. Is the main cause of the increase. Therefore, there is a need to improve the mixing degree of fuel and air to reduce nitrogen oxide emissions.

특허문헌1: 한국 공개특허 제2012-0021213호 (2012년 3월 8일 공개)Patent Document 1: Korean Published Patent Application No. 2012-0021213 (published on Mar. 8, 2012) 특허문헌2: 미국특허 제5,921,770호 (1999년 7월 13일 등록)Patent Document 2: U.S. Patent No. 5,921,770 (registered on July 13, 1999) 특허문헌3: 미국특허 제6,183,240호 (2001년 2월 6일 등록)Patent Document 3: U.S. Patent No. 6,183,240 (registered on Feb. 6, 2001)

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이중 원추형 가스터빈용 버너에서 공기유입 슬롯의 상류측 폭이 하류측 폭보다 크게 설계함으로써 콘 형상의 내부 공간에서 연료와 공기의 혼합이 원활히 일어나도록 하여 연소 영역의 국부적 고온부 발생을 억제하여 질소산화물 배출을 저감할 수 있는 이중 원추형 가스터빈용 버너를 제공하는 것을 목적으로 한다. According to an embodiment of the present invention, in the burner for a dual conical gas turbine, the upstream side width of the air inflow slot is designed to be larger than the downstream side width, so that the fuel and air are mixed smoothly in the cone- And it is an object of the present invention to provide a burner for a double conical gas turbine capable of suppressing the occurrence of a locally high temperature portion and reducing nitrogen oxide emissions.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이중 원추형 가스터빈용 버너로서, 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 단면적이 증가하는 콘 형상의 내부 공간을 정의하며 이 내부 공간을 둘러싸는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘; 및 각각의 부분 원추형 쉘의 벽면에 형성된 복수개의 연료주입 구멍;을 포함하고, 상기 부분 원추형 쉘들의 각각의 중심축이 서로 오프셋 되어 배치됨으로써, 상기 부분 원추형 쉘들의 서로 인접하는 측벽이 이격되어 공기가 상기 콘 형상의 내부 공간으로 유입되는 공기유입 슬롯이 형성되고, 상기 복수개의 연료주입 구멍은 각각의 상기 부분 원추형 쉘의 벽면에서 상기 공기유입 슬롯에 인접하여 상기 제1 방향을 따라 열(row)을 지어 배치되고, 상기 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너가 개시된다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a burner for a dual conical gas turbine, comprising: at least two partial conical shells defining a conical inner space defining a cross- ; And a plurality of fuel injection holes formed in a wall surface of each partial conical shell, wherein the central axes of each of the partial conical shells are offset from each other so that adjacent side walls of the partial conical shells are spaced apart, And a plurality of fuel injection holes are formed in the wall of each of the partial conical shells adjacent to the air inlet slots to form rows along the first direction And the width of the air inlet slot gradually decreases from the upstream side toward the downstream side in the first direction. A burner for a dual conical gas turbine is disclosed.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 이중 원추형 가스터빈용 버너로서, 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 단면 직경이 증가하는 콘 형상의 내부 공간을 정의하며 이 내부 공간을 둘러싸는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘; 및 상기 제1 방향으로 상기 내부 공간을 향해 연료를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐;을 포함하고, 상기 부분 원추형 쉘들의 각각의 중심축이 서로 오프셋 되어 배치됨으로써, 상기 부분 원추형 쉘들의 서로 인접하는 측벽이 이격되어 공기가 상기 콘 형상의 내부 공간으로 유입되는 공기유입 슬롯이 형성되고, 상기 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너가 개시된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a burner for a double conical gas turbine, the burner comprising: at least two portions defining a conical inner space, the cross sectional diameter of which increases from upstream to downstream in the first direction, Conical shell; And at least one injection nozzle for injecting fuel toward the inner space in the first direction, wherein the center axes of each of the partial cone shells are offset from each other, And the width of the air inflow slot gradually decreases from the upstream side in the first direction to the downstream side. The double conical gas turbine according to claim 1, A burner for a burner is disclosed.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 이중 원추형 가스터빈용 버너의 동작을 위해 연소용 공기를 공급하는 방법으로서, 상기 이중 원추형 가스터빈용 버너는, 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 단면적이 증가하는 콘 형상의 내부 공간을 정의하며 이 내부 공간을 둘러싸는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘; 및 각각의 부분 원추형 쉘의 벽면에 형성된 복수개의 연료주입 구멍;을 포함하고, 상기 부분 원추형 쉘들의 각각의 중심축이 서로 오프셋 되어 배치됨으로써, 상기 부분 원추형 쉘들의 서로 인접하는 측벽이 이격되어 공기가 상기 콘 형상의 내부 공간으로 유입되는 공기유입 슬롯이 형성되되, 상기 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성되고, 상기 방법은, 상기 공기유입 슬롯을 통해 상기 제1 방향의 하류측보다 상류측에서 더 많은 공기를 상기 내부 공간으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중 원추형 가스터빈용 버너의 공기 공급 방법이 개시된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of supplying combustion air for operation of a burner for a double conical gas turbine, wherein the burner for the double conical gas turbine has an increased cross sectional area At least two partial conical shells defining an inner space of the cone shape and surrounding the inner space; And a plurality of fuel injection holes formed in a wall surface of each partial conical shell, wherein the central axes of each of the partial conical shells are offset from each other so that adjacent side walls of the partial conical shells are spaced apart, Wherein the air inlet slot is formed in the first direction and the width of the air inlet slot is gradually decreased from the upstream side toward the downstream side in the first direction, And supplying more air to the internal space on the upstream side than on the downstream side in the first direction. The method for supplying air to a burner for a dual conical gas turbine is disclosed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기유입 슬롯의 형상 변화를 주어서 콘 형상의 내부 공간에서 연료와 공기의 혼합도를 높여 연소영역의 국부적 고온부(hot spot)의 발생을 최소한으로 억제하고 연소영역을 하류로 이동시킴으로써 연료/공기 혼합 거리를 증가시키고 질소산화물(NOx) 배출량을 저감하는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, by changing the shape of the air inflow slot, the degree of mixture of fuel and air in the cone-shaped internal space is increased to minimize the generation of local hot spots in the combustion region, By moving to the downstream, there is an effect of increasing fuel / air mixing distance and reducing nitrogen oxide (NOx) emission.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 국부적 고온부가 줄어들면 연소실 벽면이 과열되는 것도 방지하고 혼합 거리의 증가 및 연소 영역의 하류 이동으로 인해 장치의 연소진동도 줄어들기 때문에 장치의 열손상 및 기계적 손상이 감소하는 효과를 가질 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, when the local high-temperature portion is reduced, the combustion chamber wall surface is prevented from being overheated, the combustion distance is increased, and the combustion vibration of the apparatus is reduced due to the downstream movement of the combustion region. It can have a decreasing effect.

도1은 본 발명의 구현에 적합한 예시적인 이중 원추형 가스터빈용 버너의 부분 단면 사시도,
도2는 도1의 가스터빈용 버너의 2개의 부분 원추형 쉘의 배치를 설명하기 위한 사시도,
도3은 종래기술에 따른 공기유입 슬롯의 형상을 설명하기 위한 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유입 슬롯의 형상을 설명하기 위한 도면,
도5 내지 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기술적 효과를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a partial cross-sectional perspective view of an exemplary dual conical gas turbine burner suitable for implementation of the present invention;
Fig. 2 is a perspective view for explaining the arrangement of two partial conical shells of the burner for gas turbine of Fig. 1,
3 is a view for explaining a shape of an air inflow slot according to the related art,
4 is a view for explaining a shape of an air inflow slot according to an embodiment of the present invention,
5 to 10 are views for explaining technical effects according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서의 도면에 있어서, 구성요소들의 길이, 두께, 넓이 등의 수치는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장하여 표시될 수 있다. In the drawings, numerical values such as length, thickness, width, etc. of the components can be exaggerated for an effective explanation of technical contents.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprise" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예를 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific contents have been set forth in order to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some cases, it should be mentioned in advance that it is common knowledge in describing an invention, and that parts not significantly related to the invention are not described in order to avoid confusion in describing the invention.

도1은 본 발명의 구현에 적합한 예시적인 이중 원추형 가스터빈용 버너의 부분 단면 사시도이고 도2는 도1의 2개의 부분 원추형 쉘(10,20)의 배치를 설명하기 위해 원추형 쉘(10,20)만 별도로 도시한 도면이다. FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of an exemplary dual conical gas turbine burner suitable for implementation of the present invention and FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of a conical shell 10, 20 ) Are shown separately.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 이중 원추형 가스터빈용 버너는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘(partial cone shell)인 제1 원추형 쉘(10)과 제2 원추형 쉘(20), 그리고 원추형 쉘(10,20)의 전단과 후단을 각각 연결하는 실린더형 부재(30) 및 환형 플레이트(40)를 포함할 수 있다. Referring to the drawings, a burner for a dual conical gas turbine according to one embodiment includes a first conical shell 10 and a second conical shell 20, which are at least two partial cone shells, and a conical shell 10 20 and a cylindrical member 30 and an annular plate 40 connecting the front end and the rear end of the annular plate 40, respectively.

일 실시예에서 부분 원추형 쉘(10,20)은 가스터빈용 버너의 가스흐름 방향, 즉 도면에서 X축 방향으로 상류에서 하류로 갈수록 단면적이 증가하는 콘(cone) 형상의 내부 공간(50)을 정의하며 이 내부 공간(50)을 둘러싸도록 배치된다. In one embodiment, the partial conical shells 10 and 20 have a cone-shaped internal space 50 whose cross-sectional area increases from upstream to downstream in the gas flow direction of the gas turbine burner, that is, in the X- And is disposed so as to surround the inner space 50.

도2에 도시한 것처럼 부분 원추형 쉘(10,20)의 각각은 내부 공간(50)의 측면(즉 도면에서 X축을 둘러싸는 면)을 완전히 둘러싸지 않고 각각 대략 절반씩 둘러싼다. 즉 각 원추형 쉘(10,20)은 대략 1/2의 원호를 갖는 곡면 형상의 측면을 가진다. 또한 제1 및 제2 원추형 쉘(10,20)은 X방향으로 연장되어 있되 서로에 대해 오프셋되어 있다. 즉 제1 원추형 쉘(10)의 중심축(A1)과 제2 원추형 쉘(20)의 중심축(A2)이 서로 오프셋되어 있다. 이에 따라 제1 원추형 쉘(10)과 제2 원추형 쉘(20)의 측면의 양쪽 단부가 서로 접촉하지 않고 길이방향(즉 X방향)을 따라 이격되어 있으며, 이 이격된 틈은 연소용 공기가 내부 공간(50)으로 유입되는 공기유입 슬롯(S1,S2)으로서 역할한다. 공기는 공기유입 슬롯(S1,S2)을 통해 콘 형상의 내부 공간(50)의 접선 방향, 즉 X축에 수직인 방향으로 내부 공간(50)으로 유입된다. As shown in Fig. 2, each of the partial conical shells 10 and 20 surrounds the sides of the internal space 50 (i.e., the surface surrounding the X axis in the drawing) completely, but not in all, about half each. That is, each of the conical shells 10 and 20 has a curved side surface having an approximately ½ arc. The first and second conical shells 10, 20 extend in the X direction and are offset relative to each other. The central axis A1 of the first conical shell 10 and the central axis A2 of the second conical shell 20 are offset from each other. Accordingly, both ends of the side surfaces of the first conical shell 10 and the second conical shell 20 are not in contact with each other but are spaced along the longitudinal direction (i.e., the X direction), and the spaced- And serves as an air inflow slot (Sl, S2) to be introduced into the space (50). The air flows into the internal space 50 in the tangential direction of the cone-shaped internal space 50, that is, in the direction perpendicular to the X-axis through the air inlet slots S1 and S2.

실린더형 부재(30)와 환형 플레이트(40)는 각각 제1 및 제2 원추형 쉘(10,20)의 상류측과 하류측에서 원추형 쉘(10,20)을 연결한다. 실린더형 부재(30)의 내부에는 내부 공간(50)을 향해 액체 또는 기체 연료를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐(31)을 포함한다. 대안적 실시예에서 실린더형 부재(30)가 없고 버너가 완전한 원추형 디자인일 수 있다. 즉 제1 및 제2 원추형 쉘(10,20)의 각각이 상류로 갈수록 단면적이 점차 감소하며 두 원추형 쉘(10,20)이 서로 결합되는 구조를 가질 수도 있다. The cylindrical member 30 and the annular plate 40 connect the conical shells 10, 20 at the upstream and downstream sides of the first and second conical shells 10, 20, respectively. The inside of the cylindrical member 30 includes at least one injection nozzle 31 for injecting liquid or gaseous fuel toward the internal space 50. In an alternative embodiment, there is no cylindrical member 30 and the burner may be a complete conical design. That is, each of the first and second conical shells 10 and 20 may have a structure in which the cross-sectional area gradually decreases toward the upstream and the two conical shells 10 and 20 are coupled to each other.

이러한 구성에 따르면, 분사노즐(31)을 통해 분사된 연료와 공기유입 슬롯(S1,S2)을 통해 접선 방향으로 내부 유입된 공기가 혼합되는 혼합 영역이 내부 공간(50) 내에 형성되고, 이 혼합 영역의 연료가 연소하는 연소 영역(60)이 혼합 영역의 하류측에 형성된다. According to this configuration, a mixed region in which the fuel injected through the injection nozzle 31 and the air introduced in the tangential direction through the air inlet slots S1 and S2 are mixed is formed in the inner space 50, The combustion region 60 in which the fuel of the region is burned is formed on the downstream side of the mixed region.

한편 도시한 실시예에서 이중 원추형 버너는 원추형 쉘(10,20)의 각각에 형성된 복수개의 연료주입 구멍(11,21) 및 이 연료주입 구멍(11,12)에 연료를 공급하는 연료 라인(13,23)을 더 포함할 수 있다. On the other hand, in the illustrated embodiment, the double cone type burner has a plurality of fuel injection holes 11 and 21 formed in each of the conical shells 10 and 20 and a fuel line 13 for supplying fuel to the fuel injection holes 11 and 12 , 23).

제1 연료주입 구멍(11)은 제1 원추형 쉘(10)의 길이방향을 따라 공기유입 슬롯(S1)에 인접한 쉘(10)의 벽면에 열(row)을 지어 형성된 복수개의 관통구로 이루어진다. 마찬가지로 제2 연료주입 구멍(21)은 제2 원추형 쉘(20)의 길이방향을 따라 공기유입 슬롯(S2)에 인접한 쉘(20)의 벽면에 열(row)을 지어 형성된 복수개의 관통구로 이루어진다. 제1 연료 라인(13)은 제1 원추형 쉘(10)의 벽면을 따라 상류에서 하류까지 뻗어있으며 제1 연료주입 구멍(11)에 연료를 공급하며, 제2 연료 라인(23)은 제2 원추형 쉘(20)의 벽면을 따라 상류에서 하류까지 뻗어서 제2 연료주입 구멍(21)에 연료를 공급할 수 있다. 공기유입 슬롯(S1, S2)에 인접한 제1 및 제2 연료주입 구멍(11,12)을 통해 연료가 주입되면 슬롯(S1,S2)을 따라 유입되는 공기와 연료가 혼합하면서 접선 방향으로 내부 공간(50)으로 유입됨으로써 공기와 연료의 혼합을 촉진할 수 있다. The first fuel injection hole 11 is formed by a plurality of through-holes formed in a row on the wall surface of the shell 10 adjacent to the air inflow slot S1 along the longitudinal direction of the first conical shell 10. Similarly, the second fuel injection hole 21 is formed of a plurality of through-holes formed in a row on the wall surface of the shell 20 adjacent to the air inflow slot S2 along the longitudinal direction of the second conical shell 20. [ The first fuel line 13 extends from the upstream to the downstream along the wall surface of the first conical shell 10 and supplies fuel to the first fuel injection hole 11, The fuel can be supplied to the second fuel injection hole 21 by extending from the upstream side to the downstream side along the wall surface of the shell 20. When the fuel is injected through the first and second fuel injection holes 11 and 12 adjacent to the air inlet slots S1 and S2, the air and the fuel flowing along the slots S1 and S2 are mixed, (50), thereby promoting the mixing of air and fuel.

일 실시예에서 분사 노즐(31)을 통한 연료 주입과 제1 및 제2 연료주입 구멍(11,21)을 통한 연료 주입이 동시에 이루어질 수도 있지만 어느 한쪽만 이루어질 수도 있다. 이 경우 일 실시예에서 분사 노즐(31)과 제1 및 제2 연료주입 구멍(11,21)의 구성 중 어느 하나의 구성만 존재할 수도 있다. In one embodiment, the fuel injection through the injection nozzle 31 and the fuel injection through the first and second fuel injection holes 11 and 21 may be performed at the same time, but either one may be performed. In this case, in one embodiment, only one of the configurations of the injection nozzle 31 and the first and second fuel injection holes 11 and 21 may exist.

환형 플레이트(40)는 제1 및 제2 원추형 쉘(10,20)을 연결하는 앵커로서 역할을 할 수 있다. 도시한 것처럼 환형 플레이트(40)의 표면에 다수의 구멍(41)이 형성되어 있고, 이 구멍(41)을 통해 필요에 따라 연소 영역(60)에 냉각용 공기를 공급할 수도 있다. The annular plate 40 may serve as an anchor connecting the first and second conical shells 10, 20. A plurality of holes 41 are formed in the surface of the annular plate 40 as shown in the figure and cooling air can be supplied to the combustion region 60 through the holes 41 as necessary.

이제 도3과 도4를 참조하여 종래대비 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유입 슬롯(S1,S2) 구성을 설명하기로 한다. 3 and 4, the air inlet slots S1 and S2 according to an embodiment of the present invention will be described.

도3은 종래기술에 따른 공기유입 슬롯의 형상을 나타내는 도면으로서, 도3a는 종래의 원추형 가스터빈용 버너에 형성된 공기유입 슬롯(S)을 개략적으로 도시하였고 도3b는 슬롯(S)만을 별도로 나타내었다. 도3에 따르면 종래의 슬롯(S)은 대략 직사각형(또는 평행사변형) 형상을 가진다. 즉 가스흐름 방향(즉 X축 방향)의 상류측의 슬롯의 폭(d1)과 하류측의 슬롯의 폭(d2)이 동일하다. Fig. 3 schematically shows the shape of an air inlet slot according to the prior art, Fig. 3a schematically showing an air inflow slot S formed in a burner for a conventional conical gas turbine, Fig. 3b showing only a slot S separately . 3, the conventional slot S has a substantially rectangular (or parallelogram) shape. The width d1 of the slot on the upstream side in the gas flow direction (i.e., the X-axis direction) and the width d2 of the slot on the downstream side are the same.

이에 대해 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유입 슬롯(S1)을 나타내며, 도4a는 일 실시예에 따른 원추형 가스터빈용 버너에 형성된 공기유입 슬롯(S1)을 개략적으로 나타내고 도4b는 슬롯(S1)만을 별도로 도시하였다. FIG. 4A illustrates an air inlet slot S1 formed in a burner for a conical gas turbine according to an embodiment, and FIG. 4B is a cross- Only the slot S1 is shown separately.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 슬롯(S1)은 가스흐름 방향(즉 X축 방향)의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성되었다. 즉 종래에는 슬롯(S)이 평행사변형 또는 직사각형 형상을 가진다면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 슬롯(S1)이 사다리꼴과 유사한 형상을 가지게 된다. Referring to the drawings, the slot S1 according to one embodiment is configured such that the width of the air inflow slot gradually decreases from upstream to downstream in the gas flow direction (i.e., the X-axis direction). That is, if the slot S has a parallelogram shape or a rectangular shape in the related art, according to the embodiment of the present invention, the slot S1 has a shape similar to a trapezoid.

일 실시예에서 슬롯(S1)의 가스흐름 방향의 상류측의 폭과 하류측의 폭의 비율이 소정 범위 내의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 슬롯의 상류측 폭과 하류측 폭의 비율이 1:1 내지 1.23:0.77 사이의 값을 가질 수 있다. 보다 바람직한 일 실시예에서 이 폭의 비율은 1.10:0.90 내지 1.15:0.85 사이의 값을 가질 수 있다. 이 때 슬롯(S1)의 상류측의 폭(d1)은, 예를 들어 도4a의 슬롯(S1) 형상의 경우 슬롯(S1)의 좌변의 길이이거나 또는 상변과 좌변이 만나는 꼭지점에서 하변까지의 수직 거리일 수 있다. 또한 슬롯(S1)의 하류측의 폭(d2)은, 예를 들어 슬롯(S1)의 우변의 길이이거나 또는 하변과 우변이 만나는 꼭지점에서 상변까지의 수직 거리일 수 있다. In one embodiment, the ratio of the width on the upstream side and the width on the downstream side of the slot S1 in the gas flow direction may have a value within a predetermined range. For example, in one embodiment, the ratio of the width on the upstream side to the width on the downstream side may have a value between 1: 1 and 1.23: 0.77. In a more preferred embodiment, the ratio of the width may have a value between 1.10: 0.90 and 1.15: 0.85. At this time, the width d1 on the upstream side of the slot S1 is, for example, the length of the left side of the slot S1 in the case of the shape of the slot S1 in Fig. 4A, or the vertical length from the vertex where the upper side and the left side meet, It can be distance. The width d2 on the downstream side of the slot S1 may be, for example, the length of the right side of the slot S1 or the vertical distance from the vertex where the lower side meets the right side to the upper side.

일 실시예에서, 도4를 참조하여 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯(S1) 형상은 도3의 종래의 슬롯(S)과 대비할 때 슬롯 면적이 동일하다고 전제한다. 즉 도4의 본 발명의 사다리꼴의 슬롯(S1)은 도3의 직사각형(또는 평행사변형)의 면적과 동일한 면적을 갖도록 하되 슬롯(S1)의 폭(d1,d2)을 각각 증감한 것이다. 만일 면적 자체가 증가하거나 감소하면 내부 공간(50)으로 유입되는 공기의 압력이 달라지기 때문이다. 그러므로 바꾸어 말하면, 기설정된 사양을 갖는 이중 원추형 가스터빈용 버너를 설계함에 있어서 공기유입 슬롯의 면적(즉 슬롯의 길이와 폭)이 결정된 경우, 이 결정된 슬롯의 면적을 그대로 유지하면서 소정 범위 내에서 상류측 슬롯의 폭(d1)을 늘리고 하류측 슬롯의 폭(d2)을 줄여서 도4의 실시예와 같은 슬롯 형상으로 설계할 수 있다. In one embodiment, the shape of the slot S1 according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 4 assumes that the slot area is the same when compared to the conventional slot S of FIG. That is, the slot S1 of the trapezoid of the present invention shown in FIG. 4 has the same area as the area of the rectangle (or parallelogram) of FIG. 3, but the widths d1 and d2 of the slot S1 are increased or decreased. If the area itself increases or decreases, the pressure of the air flowing into the internal space 50 changes. In other words, in designing a burner for a double conical gas turbine having a predetermined specification, if the area of the air inflow slot (i.e., the length and width of the slot) is determined, The slot d1 of the side slot is increased and the width d2 of the downstream slot is reduced so that the slot shape can be designed as in the embodiment of Fig.

한편 도4에서는 두 개의 슬롯(S1,S2) 중 제1 슬롯(S1)에 대해서만 설명하였지만 제2 슬롯(S2)도 제1 슬롯(S1)과 동일한 형상을 가짐을 이해할 것이다. Although only the first slot S1 of the two slots S1 and S2 is described in FIG. 4, it will be understood that the second slot S2 has the same shape as the first slot S1.

이제 도5 내지 도10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯의 상류측 폭과 하류측 폭의 비율의 예시적 범위 및 이에 따른 기술적 효과를 설명한다. 5 to 10, an exemplary range of the ratio of the width on the upstream side to the width on the downstream side of the slot according to the embodiment of the present invention and the technical effect therefrom will be described.

첫째, 본 발명의 일 실시예에 따라 공기유입 슬롯을 상류측에서 하류측으로 갈수록 감소하도록 구성하면 버너의 내부 공간(50)에서의 연료와 산소의 혼합도가 증가하고 이에 따라 질소산화물(NOx) 배출량이 감소하는 효과가 있다. 상술한 바와 같이 슬롯(S1)의 상류측 폭을 상대적으로 더 크게 설계할 경우 상류측의 공기 공급이 증가하므로 내부 공간(50) 내에서 연료와 산소(공기)의 혼합도가 향상되고, 이에 따라 연소 영역이 기존에 비해 더 하류측으로 이동하므로(도4a 참조) 혼합 거리가 증가하는 효과가 있다. 이와 같이 연소 영역으로 공급되는 혼합가스의 혼합도가 증가하므로, 질소산화물 증가의 주원인인 국부적 고온부(hot spot)의 발생이 줄어들고 따라서 질소산화물 배출을 감소시킬 수 있다. First, according to an embodiment of the present invention, if the air inlet slot is configured to decrease from the upstream side to the downstream side, the mixing degree of the fuel and oxygen in the internal space 50 of the burner increases, Is reduced. As described above, when the width of the upstream side of the slot S1 is designed to be relatively large, the upstream air supply is increased, so that the degree of mixing of the fuel and the oxygen (air) in the internal space 50 is improved, The combustion region moves to the downstream side more than the conventional combustion region (see FIG. 4A), thereby increasing the mixing distance. Since the degree of mixing of the mixed gas supplied to the combustion region is increased in this way, the generation of local hot spots, which is the main cause of the increase of nitrogen oxides, is reduced and thus the nitrogen oxide emissions can be reduced.

이와 관련하여 도5는 종래와 대비하여 본 발명의 실시예에 따른 연료와 공기의 혼합도 향상 결과를 나타낸다. 도면을 참조하면, 그래프에서 '실시예'는 도4와 같이 슬롯(S1,S2)의 상류측 폭을 넓히고 하류측 폭을 좁힌 형상으로 설계한 경우이고, '비교예1'은 슬롯의 상류와 하류측 폭이 동일한 경우이고, '비교예2'는 상류측 폭을 좁힌 경우이다. 그래프에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예와 같이 상류측에서 하류측으로 갈수록 슬롯의 폭이 감소하도록 슬롯을 설계할 경우 종래 슬롯 구성에 대비하여 혼합도가 향상되었음을 알 수 있다. In this regard, FIG. 5 shows the result of improving the mixture of fuel and air according to the embodiment of the present invention, compared with the conventional art. Referring to the drawings, the 'embodiment' is a case in which the upstream side width of the slots S1 and S2 is widened and the downstream side width is narrowed as shown in FIG. 4, and 'Comparative Example 1' The downstream side width is the same, and the 'Comparative Example 2' is the case where the upstream side width is narrowed. As can be seen from the graph, when the slot is designed so that the width of the slot decreases from the upstream side to the downstream side as in the embodiment of the present invention, it can be seen that the mixing degree is improved in comparison with the conventional slot configuration.

도6은 일 실시예에 따른 상-하류폭 증감률의 정의를 설명하기 위한 도면이고, 도7은 이 증감률에 따른 본 발명의 혼합도 향상 효과를 나타낸다. FIG. 6 is a view for explaining the definition of the upstream-downstream width increase / decrease rate according to an embodiment, and FIG. 7 shows the mixing degree improvement effect of the present invention according to the increase / decrease rate.

우선 도6을 참조하면, 도면에서 좌측이 상류측이고 우측이 하류측이며, 폭이 D이고 길이가 L인 직사각형의 슬롯을 기준으로 상류측 폭의 증가량을 d로 나타내고 하류측 폭의 감소량을 -d로 나타내었다. 그리고 이 때의 상-하류폭 증감률을 (±d/D)x100으로 정의하기로 한다. 즉 슬롯의 상류측 폭의 증가율이 (d/D)x100 이고, 하류측 폭의 감소율이 (-d/D)x100 이다. 6, the amount of increase in the upstream side width is denoted by d and the amount of decrease in the downstream side width is denoted by d - the upstream side is the upstream side and the right side is the downstream side, d. The upper / lower width increase / decrease rate at this time is defined as (± d / D) × 100. That is, the rate of increase of the upstream side width of the slot is (d / D) x100, and the rate of decrease of the downstream side width is (-d / D) x100.

도7은 이러한 상하류폭 증감률에 따른 비혼합도 변화를 나타낸다. 상하류폭의 편차가 증가할수록 비혼합도가 감소(즉, 연료 혼합도 개선)하게 되는데 증감률이 12.7% 일 때(즉, 상류측 폭과 하류측 폭의 비율이 1.127:0.873일 때) 최대 개선 효과를 나타내고 이후 다시 개선 효과가 감소하다가 약 23% 이상에서는 오히려 혼합도가 낮아지는 결과를 얻었다. FIG. 7 shows the non-mixing degree change according to the up-down width increase / decrease rate. As the deviation of upstream and downstream width increases, the degree of non-mixing decreases (ie, fuel mixture improves). When the rate of increase / decrease is 12.7% (ie, the ratio of the upstream width to the downstream width is 1.127: 0.873) And then the improvement effect was decreased again. However, the degree of mixing was lowered more than 23%.

따라서 이러한 실험 결과에 따르면, 공기유입 슬롯의 상류측 폭을 하류측 폭 보다 크게 설계함으로써 상류에서 하류로 갈수록 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성하되, 바람직하게는, 상-하류폭 증감률이 0% 초과 23% 미만의 범위에 속하도록(즉 상류측 폭과 하류측 폭의 비율이 1:1 내지 1.23:0.77 사이의 범위에 속하도록) 슬롯을 구성할 수 있다. According to the experimental results, the width of the slot is gradually decreased from the upstream side to the downstream side by designing the upstream side width of the air inflow slot to be larger than the downstream side width. Preferably, the upstream / downstream width increasing / (That is, the ratio of the upstream width to the downstream width falls within a range of 1: 1 to 1.23: 0.77).

또한 도7에 따르면 상-하류폭 증감률이 약 12.7%에서 대략 7%의 최대 개선 효과를 얻었는데, 적어도 이 최대 개선 효과 수치의 90% 이상의 효과를 갖도록 상-하류폭 증감률을 설정하는 것이 바람직하므로, 따라서 공기유입 슬롯의 상류측 폭을 하류측 폭 보다 크게 설계하여 상류에서 하류로 갈수록 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성하되, 보다 바람직하게는, 상-하류폭 증감률이 10% 내지 15%의 범위에 속하도록(즉 상류측 폭과 하류측 폭의 비율이 1.10:0.90 내지 1.15:0.85 사이의 범위에 속하도록) 슬롯을 구성할 수 있다. According to FIG. 7, the maximum improvement effect of about 12.7% is obtained from the top-bottom width increase / decrease ratio of about 7%, and the setting of the upstream-downstream width increase / decrease ratio at least to have an effect of 90% Therefore, it is preferable that the upstream side width of the air inflow slot is designed to be larger than the downstream side width so that the width of the slot gradually decreases from the upstream side toward the downstream side. More preferably, the upstream- % (That is, the ratio of the upstream width to the downstream width falls within a range of 1.10: 0.90 to 1.15: 0.85).

도8은 본 발명의 실시예와 비교예의 질소산화물 저감 효과에 대한 실험 결과를 나타내며, 동일 조건 하에서 본 발명은 슬롯의 상류측 폭이 하류측 폭 보다 크도록 구성하고 비교예는 상류와 하류측 폭을 동일하게 구성하였다. 도면에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예가 비교예에 비해 질소산화물이 더 적게 검출되었다. 이때 비교예의 최대 배출 농도를 기준으로 정규화하였으며, 결과적으로 비교예 대비 실시예가 20% 이상, 최대 40%까지 질소산화물이 저감되는 결과를 확인하였다.8 shows experimental results of the nitrogen oxide reduction effect of Examples and Comparative Examples of the present invention. Under the same conditions, the present invention is configured such that the width on the upstream side of the slot is larger than the width on the downstream side, . As can be seen from the figure, the embodiment of the present invention showed less nitrogen oxide than the comparative example. At this time, normalization was performed based on the maximum emission concentration of the comparative example. As a result, it was confirmed that the nitrogen oxides were reduced by 20% or more and 40% or less compared with the comparative example.

둘째, 본 발명의 효과로서 연소실 벽면 온도를 종래대비 낮출 수 있는 이점이 있다. 상술한 것처럼 연료와 산소의 혼합도가 증가함으로써 국부적 고온부(핫 스팟)의 발생이 억제되기 때문에 연소실 벽면이 과열되는 것을 감소시키고 이에 따라 장치의 열손상을 감소시킬 수 있다. 이와 관련하여 도9는 연소실 후단부에 배치되는 라이너의 온도 측정 결과를 나타낸다. 본 발명의 실시예와 같이 슬롯의 상류측 폭이 하류측 폭 보다 크도록 구성할 경우 상류와 하류측 폭을 동일하게 구성한 비교예에 비해 라이너 온도가 감소하였다. Second, the advantage of the present invention is that the temperature of the wall surface of the combustion chamber can be lowered compared with the conventional one. As described above, since the mixing degree of the fuel and the oxygen is increased, the generation of the local high temperature portion (hot spot) is suppressed, so that the combustion chamber wall surface is prevented from being overheated, thereby reducing thermal damage of the apparatus. In this regard, Fig. 9 shows the temperature measurement result of the liner disposed at the rear end of the combustion chamber. When the upstream side width of the slot is larger than the downstream side width as in the embodiment of the present invention, the liner temperature is reduced as compared with the comparative example in which the upstream side and the downstream side width are the same.

셋째, 본 발명의 효과로서 연소진동을 감소시키는 효과가 있다. 도3a와 도4a의 비교에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예에 따르면 연료와 산소의 혼합 영역이 증대되고 연소 영역이 하류측으로 약간 이동한다. 이와 같이 연소 영역이 하류로 이동하게 되면 연소실 출구에서 발생하는 연소진동이 줄어들게 되고 기계적 손상도 방지할 수 있다. 도10은 본 발명의 실시예와 종래기술에 따른 비교예의 상대적 음압 레벨을 측정한 것으로, 본 발명의 실시예와 같이 상류측 폭이 하류측 폭 보다 크도록 슬롯을 구성하였을 때 노이즈가 감소하였음을 알 수 있다. Third, the effect of the present invention is to reduce combustion vibration. As can be seen from the comparison between FIG. 3A and FIG. 4A, according to the embodiment of the present invention, the mixing region of fuel and oxygen is increased and the combustion region is slightly shifted to the downstream side. When the combustion region moves downstream, the combustion vibration generated at the combustion chamber outlet is reduced and mechanical damage can be prevented. FIG. 10 is a graph showing the relative sound pressure level measured in the embodiment of the present invention and the comparative example according to the prior art. It is seen from FIG. 10 that the noise is reduced when the upstream side width is larger than the downstream side width Able to know.

이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations may be made to the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

10, 20: 부분 원추형 쉘
30: 실린더형 부재
40: 환형 플레이트
50: 내부 공간
S1, S2: 공기유입 슬롯 10, 20: partial conical shell
30: cylindrical member
40: annular plate
50: interior space
S1, S2: Air inflow slot

Claims (16)

이중 원추형 가스터빈용 버너로서,
제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 단면적이 증가하는 콘 형상의 내부 공간을 정의하며 이 내부 공간을 둘러싸는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘; 및
각각의 부분 원추형 쉘의 벽면에 형성된 복수개의 연료주입 구멍;을 포함하고,
상기 부분 원추형 쉘들의 각각의 중심축이 서로 오프셋 되어 배치됨으로써, 상기 부분 원추형 쉘들의 서로 인접하는 측벽이 이격되어 공기가 상기 콘 형상의 내부 공간으로 유입되는 공기유입 슬롯이 형성되고,
상기 복수개의 연료주입 구멍은 각각의 상기 부분 원추형 쉘의 벽면에서 상기 공기유입 슬롯에 인접하여 상기 제1 방향을 따라 열(row)을 지어 배치되고,
상기 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. A burner for a dual conical gas turbine,
At least two partial conical shells defining and defining a conical interior space in which the cross-sectional area increases from upstream to downstream in the first direction and surrounds the interior space; And
A plurality of fuel injection holes formed in a wall surface of each partial conical shell,
The center axes of the partial conical shells being offset from each other so that the adjacent sidewalls of the partial conical shells are spaced apart to form an air inflow slot into which air is introduced into the conical internal space,
Wherein the plurality of fuel injection holes are arranged in rows along the first direction adjacent to the air inlet slots at the wall surface of each of the partial conical shells,
Wherein a width of the air inlet slot gradually decreases from upstream to downstream in the first direction. 제 1 항에 있어서,
상기 공기유입 슬롯의 상기 제1 방향의 상류측의 폭과 하류측의 폭의 비율이 1:1 내지 1.23:0.77 사이인 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the width on the upstream side of the air inlet slot to the width on the downstream side in the first direction is between 1: 1 and 1.23: 0.77. 제 2 항에 있어서,
상기 공기유입 슬롯의 상기 제1 방향의 상류측의 폭과 하류측의 폭의 비율이 1.10:0.90 내지 1.15:0.85 사이인 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. 3. The method of claim 2,
Wherein a ratio of a width on the upstream side of the air inlet slot to a width on the downstream side in the first direction is between 1.10: 0.90 and 1.15: 0.85. 제 1 항에 있어서,
상기 분사노즐을 통해 상기 제1 방향으로 분사된 연료와 상기 공기유입 슬롯을 통해 상기 제1 방향에 직각인 접선 방향으로 상기 내부 공간으로 유입된 공기가 혼합되는 혼합 영역이 상기 내부 공간 내에 형성되고,
상기 혼합 영역 내의 연료가 연소하는 연소 영역이 상기 혼합 영역의 하류측에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. The method according to claim 1,
Wherein a mixed region in which fuel injected in the first direction through the injection nozzle and air introduced into the inner space in a tangential direction perpendicular to the first direction through the air inlet slot are mixed is formed in the inner space,
And a combustion region in which the fuel in the mixed region is burned is formed on the downstream side of the mixed region. 제 4 항에 있어서,
상기 연소 영역이 상기 콘 형상의 내부 공간의 하류측 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. 5. The method of claim 4,
Characterized in that the combustion region is formed outside the downstream side of the cone-shaped internal space. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 방향으로 상기 내부 공간을 향해 연료를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. The method according to claim 1,
Further comprising at least one injection nozzle for injecting fuel toward said inner space in said first direction. ≪ RTI ID = 0.0 > 31. < / RTI > 제 6 항에 있어서,
상기 제1 방향의 상류에서 하류까지 각각의 상기 부분 원추형 쉘의 표면을 따라 뻗어있으며 상기 복수개의 연료주입 구멍에 연료를 공급하는 연료 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. The method according to claim 6,
Further comprising a fuel line extending along the surface of each of the partial conical shells from upstream to downstream in the first direction and supplying fuel to the plurality of fuel injection holes. 이중 원추형 가스터빈용 버너로서,
제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 단면 직경이 증가하는 콘 형상의 내부 공간을 정의하며 이 내부 공간을 둘러싸는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘; 및
상기 제1 방향으로 상기 내부 공간을 향해 연료를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐;을 포함하고,
상기 부분 원추형 쉘들의 각각의 중심축이 서로 오프셋 되어 배치됨으로써, 상기 부분 원추형 쉘들의 서로 인접하는 측벽이 이격되어 공기가 상기 콘 형상의 내부 공간으로 유입되는 공기유입 슬롯이 형성되고,
상기 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너.A burner for a dual conical gas turbine,
At least two partial conical shells defining a conical interior space in which the cross-sectional diameter increases from upstream to downstream in the first direction and surrounds the interior space; And
And at least one injection nozzle for injecting fuel toward the inner space in the first direction,
The center axes of the partial conical shells being offset from each other so that the adjacent sidewalls of the partial conical shells are spaced apart to form an air inflow slot into which air is introduced into the conical internal space,
Wherein a width of the air inlet slot gradually decreases from upstream to downstream in the first direction. 제 8 항에 있어서,
상기 공기유입 슬롯의 상기 제1 방향의 상류측의 폭과 하류측의 폭의 비율이 1:1 내지 1.23:0.77 사이인 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. 9. The method of claim 8,
Wherein the ratio of the width on the upstream side of the air inlet slot to the width on the downstream side in the first direction is between 1: 1 and 1.23: 0.77. 제 8 항에 있어서,
상기 분사노즐을 통해 상기 제1 방향으로 분사된 연료와 상기 공기유입 슬롯을 통해 상기 제1 방향에 직각인 접선 방향으로 상기 내부 공간으로 유입된 공기가 혼합되는 혼합 영역이 상기 내부 공간 내에 형성되고,
상기 혼합 영역 내의 연료가 연소하는 연소 영역이 상기 혼합 영역의 하류측에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. 9. The method of claim 8,
Wherein a mixed region in which fuel injected in the first direction through the injection nozzle and air introduced into the inner space in a tangential direction perpendicular to the first direction through the air inlet slot are mixed is formed in the inner space,
And a combustion region in which the fuel in the mixed region is burned is formed on the downstream side of the mixed region. 제 8 항에 있어서,
각각의 부분 원추형 쉘의 벽면에 상기 공기유입 슬롯에 인접하여 상기 제1 방향을 따라 열(row)을 지어 형성된 복수개의 연료주입 구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. 9. The method of claim 8,
Further comprising a plurality of fuel injection holes formed in the wall surface of each partial conical shell adjacent to the air inlet slots and formed in rows along the first direction. 제 11 항에 있어서,
상기 제1 방향의 상류에서 하류까지 각각의 상기 부분 원추형 쉘의 표면을 따라 뻗어있으며 상기 복수개의 연료주입 구멍에 연료를 공급하는 연료 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 원추형 가스터빈용 버너. 12. The method of claim 11,
Further comprising a fuel line extending along the surface of each of the partial conical shells from upstream to downstream in the first direction and supplying fuel to the plurality of fuel injection holes. 이중 원추형 가스터빈용 버너의 동작을 위해 연소용 공기를 공급하는 방법으로서,
상기 이중 원추형 가스터빈용 버너는, 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 단면적이 증가하는 콘 형상의 내부 공간을 정의하며 이 내부 공간을 둘러싸는 적어도 두 개의 부분 원추형 쉘; 및 각각의 부분 원추형 쉘의 벽면에 형성된 복수개의 연료주입 구멍;을 포함하고,
상기 부분 원추형 쉘들의 각각의 중심축이 서로 오프셋 되어 배치됨으로써, 상기 부분 원추형 쉘들의 서로 인접하는 측벽이 이격되어 공기가 상기 콘 형상의 내부 공간으로 유입되는 공기유입 슬롯이 형성되되, 상기 제1 방향의 상류에서 하류로 갈수록 상기 공기유입 슬롯의 폭이 점차 감소하도록 구성되고,
상기 방법은, 상기 공기유입 슬롯을 통해 상기 제1 방향의 하류측보다 상류측에서 더 많은 공기를 상기 내부 공간으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중 원추형 가스터빈용 버너의 공기 공급 방법. A method of supplying combustion air for operation of a burner for a dual conical gas turbine,
Said burner for a dual conical gas turbine comprising: at least two partial conical shells defining a conical interior space in which the cross-sectional area increases from upstream to downstream in a first direction and surrounds the interior space; And a plurality of fuel injection holes formed in a wall surface of each partial conical shell,
Wherein the center cone of each of the partial conical shells is disposed offset from each other such that adjacent side walls of the partial conical shells are spaced apart to form an air inflow slot into which air flows into the conical internal space, The width of the air inflow slot gradually decreases from the upstream side to the downstream side,
Characterized in that the method comprises the step of supplying more air to the internal space upstream of the downstream side in the first direction through the air inlet slot . 제 13 항에 있어서,
상기 공기유입 슬롯의 상기 제1 방향의 상류측의 폭과 하류측의 폭의 비율이 1:1 내지 1.23:0.77 사이인 것을 특징으로 하는, 이중 원추형 가스터빈용 버너의 공기 공급 방법. 14. The method of claim 13,
Wherein the ratio of the width on the upstream side of the air inlet slot to the width on the downstream side in the first direction is between 1: 1 and 1.23: 0.77. 제 13 항에 있어서,
상기 제1 방향의 상류에서 하류까지 각각의 상기 부분 원추형 쉘의 표면을 따라 뻗어있으며 상기 복수개의 연료주입 구멍에 연료를 공급하는 연료 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중 원추형 가스터빈용 버너의 공기 공급 방법. 14. The method of claim 13,
Further comprising a fuel line extending along the surface of each of the partial conical shells from upstream to downstream in the first direction and supplying fuel to the plurality of fuel injection holes. Air supply method. 제 13 항에 있어서,
상기 제1 방향으로 상기 내부 공간을 향해 연료를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중 원추형 가스터빈용 버너의 공기 공급 방법.
14. The method of claim 13,
Further comprising at least one injection nozzle for injecting fuel toward said inner space in said first direction. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
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