KR20230114995A

KR20230114995A - Combustor replaceable for each unit cluster and gas turbine including the same

Info

Publication number: KR20230114995A
Application number: KR1020220011425A
Authority: KR
Inventors: 정한진; 조성휘; 최채홍
Original assignee: 두산에너빌리티 주식회사
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2023-08-02
Also published as: KR102583227B1

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 연소기는, 각각 공기와 연료가 이동하는 복수의 튜브로 구성된 복수의 클러스터 및 상기 복수의 클러스터가 내부에 결합된 클러스터 케이스를 포함하며, 상기 클러스터 케이스에 결합된 복수의 클러스터 중 적어도 하나는 교체 가능할 수 있다.The combustor according to one aspect of the present invention includes a plurality of clusters each composed of a plurality of tubes through which air and fuel move, and a cluster case in which the plurality of clusters are coupled to the inside, and a plurality of clusters coupled to the cluster case. At least one of them may be replaceable.

Description

Combustor replaceable for each unit cluster and gas turbine including the same

본 발명은 단위 클러스터 별로 교체 가능한 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor replaceable for each unit cluster and a gas turbine including the same.

터빈이란 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 충동력 또는 반동력으로 회전력을 얻는 기계장치로, 증기를 이용하는 증기터빈 및 고온의 연소가스를 이용하는 가스터빈 등이 있다.A turbine is a mechanical device that obtains rotational force by impulse or reaction force using a flow of compressible fluid such as steam or gas, and includes a steam turbine using steam and a gas turbine using high-temperature combustion gas.

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다. A gas turbine is a power engine that mixes and burns compressed air compressed by a compressor with fuel, and rotates the turbine with high-temperature gas generated by combustion. Gas turbines are used to drive generators, aircraft, ships and trains.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.Gas turbines generally include a compressor, a combustor and a turbine. The compressor draws in outside air, compresses it, and delivers it to the combustor. The air compressed in the compressor becomes a high-pressure and high-temperature state. The combustor mixes the compressed air introduced from the compressor with the fuel and combusts it. Combustion gases generated by combustion are discharged to the turbine. Turbine blades inside the turbine are rotated by the combustion gas, and power is generated through this. The generated power is used in various fields such as power generation and driving of mechanical devices.

연료는 각 연소기 내에 설치된 노즐을 통해서 분사되며 노즐은 기체 연료 및 액체 연료를 분사할 수 있다. 근래에는 이산화탄소의 배출을 억제하기 위해서 수소 연료 또는 수소를 포함하는 연료의 사용이 권장되고 있다.Fuel is injected through nozzles installed in each combustor, and the nozzles can inject gaseous fuel and liquid fuel. In recent years, the use of hydrogen fuel or fuel containing hydrogen has been recommended in order to suppress the emission of carbon dioxide.

그러나 수소는 연소 속도가 빠르기 때문에, 가스 터빈 연소기로 이들의 연료를 연소시켰을 경우에, 가스 터빈 연소기내에서 형성되는 화염이 가스 터빈 연소기의 구조물로 접근해 가열하고, 가스 터빈 연소기의 신뢰성 문제를 일으킬 가능성이 있다.However, since hydrogen has a high combustion rate, when these fuels are burned in a gas turbine combustor, the flame formed in the gas turbine combustor approaches and heats the structure of the gas turbine combustor, causing reliability problems of the gas turbine combustor. There is a possibility.

이러한 문제를 해결하기 위해 멀티 튜브를 갖는 연소기가 제안되고 있으나, 이러한 멀티 튜브는 일부가 고장나거나 노후화되어 교체가 필요할 경우, 전체를 교체해야 하는 문제가 있다.In order to solve this problem, combustors having multi-tubes have been proposed, but the multi-tubes have a problem of having to be replaced in their entirety when a part of the multi-tubes is broken or deteriorated and needs to be replaced.

대한민국 등록특허공보 제10-1625865호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1625865

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 복수의 튜브로 구성된 복수의 클러스터를 포함하는 단위 클러스터 별로 교체 가능한 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공하고자 한다.Based on the technical background as described above, the present invention is to provide a combustor replaceable for each unit cluster including a plurality of clusters composed of a plurality of tubes and a gas turbine including the same.

상기 복수의 클러스터 각각은, 상기 클러스터의 중앙부에 위치하여 상기 공기와 상기 연료가 이동하는 메인 튜브 및 상기 메인 튜브를 둘러싸며 배치된 서브 튜브를 포함할 수 있다.Each of the plurality of clusters may include a main tube located at the center of the cluster through which the air and fuel move, and a sub tube disposed surrounding the main tube.

상기 복수의 클러스터는, 제1 클러스터 및 상기 제1 클러스터를 둘러싸며 배치된 적어도 하나 이상의 제2 클러스터를 포함할 수 있다.The plurality of clusters may include a first cluster and at least one or more second clusters disposed surrounding the first cluster.

상기 제1 클러스터는, 상기 메인 튜브의 중심으로부터 상기 서브 튜브의 중심까지의 거리가 동일할 수 있다.The first cluster may have the same distance from the center of the main tube to the center of the sub tube.

상기 제1 클러스터는, 상기 서브 튜브가 상기 메인 튜브를 중심으로 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다.In the first cluster, the sub tubes may be disposed at the same central angle with respect to the main tube.

상기 제2 클러스터는, 상기 메인 튜브의 중심으로부터 상기 서브 튜브의 중심까지의 거리가 동일할 수 있다.The second cluster may have the same distance from the center of the main tube to the center of the sub tube.

상기 제2 클러스터는 비대칭 형상의 단면을 갖을 수 있다.The second cluster may have an asymmetric cross section.

상기 제2 클러스터는, 상기 제2 클러스터의 일측에 형성되고, 외부 방향으로 돌출된 돌출부 및 상기 제2 클러스터의 타측에 형성되고, 상기 돌출부에 대응되는 형상으로 오목한 함몰부를 포함할 수 있다.The second cluster may include a protruding portion formed on one side of the second cluster and protruding outward and a concave portion formed on the other side of the second cluster and having a shape corresponding to the protruding portion.

인접한 한 쌍의 상기 제2 클러스터의 상기 서브 튜브 중 일부는 상기 메인 튜브를 중심으로 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다.Some of the subtubes of the pair of adjacent second clusters may be disposed at the same central angle with respect to the main tube.

상기 메인 튜브는, 내부에 상기 공기 및 상기 연료가 이동하는 외곽 튜브, 상기 외곽 튜브 내부로 상기 연료를 공급하는 연료 공급부, 상기 외곽 튜브 내부에 위치하며, 상기 연료 공급부에 연결되어 상기 공급된 연료를 분배하는 연료 분배부 및 상기 외곽 튜브 내부에 위치하며, 상기 연료 분배부에 연결되어 상기 분배된 연료를 분사하는 분사 튜브를 포함하며, 상기 연료 분배부는 상기 외곽 튜브의 중앙에 고정 결합될 수 있다.The main tube includes an outer tube through which the air and fuel move, a fuel supply unit supplying the fuel into the outer tube, and a fuel supply unit located inside the outer tube and connected to the fuel supply unit to supply the supplied fuel. A fuel distribution unit for distributing and an injection tube positioned inside the outer tube and connected to the fuel distribution unit to inject the distributed fuel, and the fuel distribution unit may be fixedly coupled to a center of the outer tube.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 터빈은, 외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하고, 상기 연소기는, 각각 상기 공기와 상기 연료가 이동하는 복수의 튜브로 구성된 복수의 클러스터 및 상기 복수의 클러스터가 내부에 결합된 클러스터 케이스를 포함하며, 상기 클러스터 케이스에 결합된 복수의 클러스터 중 적어도 하나는 교체 가능할 수 있다.A gas turbine according to an aspect of the present invention includes a compressor for compressing air introduced from the outside, a combustor for combusting a mixture of compressed air and fuel compressed by the compressor, and a plurality of rotating parts rotated by combustion gas burned in the combustor. A turbine including turbine blades, and the combustor includes a plurality of clusters each composed of a plurality of tubes through which the air and the fuel move, and a cluster case in which the plurality of clusters are coupled therein, and the cluster case At least one of a plurality of clusters coupled to may be replaceable.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈은 복수의 튜브로 구성된 복수의 클러스터를 포함하며 단위 클러스터 별로 교체가 가능할 수 있다.As described above, the combustor and the gas turbine including the combustor according to one aspect of the present invention include a plurality of clusters composed of a plurality of tubes, and may be replaced for each unit cluster.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 연소기를 잘라 본 종단면도이다.
도 3은 도 2의 버너의 횡단면도이다.
도 4는 도 3의 연소 노즐을 확대한 도면이다.
도 5는 도 4의 제1 클러스터가 교체되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 제2 클러스터가 교체되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 8은 도 4의 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연소 노즐의 단면도이다.
도 10은 도 9의 제2 클러스터의 사시도이다.
도 11은 도 10의 C-C'를 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 10의 D-D'를 따라 자른 단면도이다.1 is a view showing the inside of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the combustor of FIG. 1 ;
Figure 3 is a cross-sectional view of the burner of Figure 2;
FIG. 4 is an enlarged view of the combustion nozzle of FIG. 3 .
FIG. 5 is a view showing how the first cluster of FIG. 4 is replaced.
FIG. 6 is a view showing how the second cluster of FIG. 4 is replaced.
7 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 4;
8 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 4 .
9 is a cross-sectional view of a combustion nozzle according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view of the second cluster of FIG. 9 .
11 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 10;
12 is a cross-sectional view taken along line DD' of FIG. 10;

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈(1000)에 대해 설명한다. Hereinafter, a gas turbine 1000 according to a first embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 연소기를 잘라 본 종단면도이다. 1 is a view showing the inside of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the combustor of FIG. 1 .

본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다. The thermodynamic cycle of the gas turbine 1000 according to this embodiment may ideally follow a Brayton cycle. The Brayton cycle can be composed of four processes leading to isentropic compression (adiabatic compression), constant pressure rapid heat, isentropic expansion (adiabatic expansion), and constant pressure heat dissipation. In other words, atmospheric air is sucked in and compressed to high pressure, and fuel is burned in a constant pressure environment to release thermal energy. can That is, the cycle may be made in four processes of compression, heating, expansion, and heat dissipation.

위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the gas turbine 1000 realizing the above Brayton cycle may include a compressor 1100 , a combustor 1200 and a turbine 1300 . Although the following description will refer to FIG. 1 , the description of the present invention can be widely applied to a turbine engine having an equivalent configuration to the gas turbine 1000 exemplarily shown in FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 유입된 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the compressor 1100 of the gas turbine 1000 may suck and compress air introduced from the outside. The compressor 1100 may supply compressed air compressed by compressor blades to the combustor 1200 and may also supply cooling air to a high-temperature region in the gas turbine 1000 requiring cooling. At this time, since the sucked air undergoes an adiabatic compression process in the compressor 1100, the pressure and temperature of the air passing through the compressor 1100 increase.

압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 것과 같은 대형 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기(1100)가 적용되는 것이 일반적이다.The compressor 1100 is designed as centrifugal compressors or axial compressors. In a small gas turbine, a centrifugal compressor is applied, whereas in a large gas turbine 1000 as shown in FIG. 1, a large amount of air Since it is necessary to compress the multi-stage axial flow compressor 1100 is generally applied.

압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동된다. 이를 위해, 도 1에 도시된 것과 같이, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 직결된다. 대형 가스 터빈 엔진(1000)의 경우, 터빈(1300)에서 생산되는 출력의 거의 절반 정도가 압축기(1100)를 구동시키는데 소모된다. 따라서, 압축기(1100)의 효율을 향상시키는 것은 가스 터빈 엔진(1000)의 전체 효율을 향상시키는데 직접적이고도 지대한 영향을 미치게 된다.The compressor 1100 is driven using some of the power output from the turbine 1300. To this end, as shown in FIG. 1 , the rotation axis of the compressor 1100 and the rotation axis of the turbine 1300 are directly connected. In the case of a large gas turbine engine 1000, about half of the output produced by the turbine 1300 is consumed to drive the compressor 1100. Accordingly, improving the efficiency of the compressor 1100 has a direct and profound effect on improving the overall efficiency of the gas turbine engine 1000.

한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 연소기(1200)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압 연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.Meanwhile, the combustor 1200 may mix compressed air supplied from the outlet of the compressor 1100 with fuel and perform constant pressure combustion to generate high-energy combustion gas. In the combustor 1200, the introduced compressed air is mixed with fuel and combusted to produce high-energy, high-temperature, high-pressure combustion gas, and the combustion gas temperature is raised to a heat resistance limit that the combustor and turbine parts can withstand through an isobaric combustion process.

연소기(1200)는 셀 형태로 형성되는 하우징 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료분사노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combustor Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다. A plurality of combustors 1200 may be arranged in a housing formed in a cell shape, and a burner including a fuel injection nozzle, a combustor liner forming a combustion chamber, and a connection between the combustor and the turbine It is composed of including a transition piece to be.

연소기(1200)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 복수 개의 버너(1220)가 배치된다. 각 버너(1220)에는 수 개의 연소 노즐(1230)이 구비되며, 이 연소 노즐(1230)에서 분사되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다. 연료 노즐(1230)에서 분사된 연료는 압축공기와 혼합된 후 연소실(1240) 안으로 들어간다. The combustor 1200 is disposed downstream of the compressor 1100, and a plurality of burners 1220 are disposed along an annular combustor casing 1210. Each burner 1220 is provided with several combustion nozzles 1230, and the fuel injected from the combustion nozzles 1230 is mixed with air in an appropriate ratio to form a state suitable for combustion. The fuel injected from the fuel nozzle 1230 enters the combustion chamber 1240 after being mixed with compressed air.

연소기(1200)는 가스 터빈 엔진(1000)에서 가장 고온 환경을 이루기 때문에 적절한 냉각이 필요하다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 버너(1220)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소가스가 유동하는 덕트 조립체, 즉 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260), 유동 슬리브(1270)로 이루어진 덕트 조립체의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 연소 노즐(1230) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체가 적절히 냉각된다.Since the combustor 1200 forms the highest temperature environment in the gas turbine engine 1000, appropriate cooling is required. 1 and 2, the burner 1220 and the turbine 1300 are connected to a duct assembly through which high-temperature combustion gas flows, that is, a liner 1250, a transition piece 1260, and a flow sleeve 1270. Compressed air flows along the outer surface of the formed duct assembly and is supplied toward the combustion nozzle 1230, and in this process, the duct assembly heated by the high-temperature combustion gas is appropriately cooled.

연소기(1200)에서 생산된 고온, 고압의 연소가스는 덕트 조립체를 통해 터빈(1300)에 공급된다. The high-temperature, high-pressure combustion gas produced by the combustor 1200 is supplied to the turbine 1300 through a duct assembly.

터빈(1300)은 연소기(1200)에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함할 수 있다. 터빈(1300)에서는 연소가스가 단열 팽창하면서 터빈(1300)의 회전축에 방사상으로 배치된 다수의 블레이드에 충돌, 반동력을 줌으로써 연소가스의 열에너지가 회전축이 회전하는 기계적인 에너지로 변환된다. 터빈(1300)에서 얻은 기계적 에너지의 일부는 압축기에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며, 나머지는 발전기를 구동하여 전력을 생산하는 등의 유효 에너지로 활용된다. The turbine 1300 may include a plurality of turbine blades rotated by combustion gas burned in the combustor 1200 . In the turbine 1300, the thermal energy of the combustion gas is converted into mechanical energy by which the rotational shaft rotates by colliding and giving reaction force to a plurality of blades arranged radially on the rotational shaft of the turbine 1300 while adiabatic expansion. A portion of the mechanical energy obtained from the turbine 1300 is supplied as energy required to compress air in the compressor, and the remainder is used as effective energy such as generating power by driving a generator.

이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연소기(1200)에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the combustor 1200 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 도 1의 연소기를 잘라 본 종단면도이고, 도 3은 도 2의 버너의 횡단면도이고, 도 4는 도 3의 연소 노즐을 확대한 도면이고, 도 5는 도 4의 제1 클러스터가 교체되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 4의 제2 클러스터가 교체되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 4의 A-A'를 따라 자른 단면도이고, 도 8은 도 4의 B-B'를 따라 자른 단면도이다.2 is a longitudinal cross-sectional view of the combustor of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the burner of FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged view of the combustion nozzle of FIG. 3, and FIG. 5 is a replacement of the first cluster of FIG. FIG. 6 is a view showing the replacement of the second cluster in FIG. 4, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along A-A' in FIG. 4, and FIG. 8 is B-B in FIG. It is a cross section cut along '.

도 2 및 도 8을 참조하면, 버너(1220)의 연소 노즐(1230)은 클러스터 케이스(1400) 및 클러스터(1500)를 포함할 수 있다. 연소 노즐(1230)의 클러스터 케이스(1400)에 결합된 복수의 클러스터(1500) 중 적어도 하나는 교체 가능할 수 있다. 이에 따라, 연소기(1200)는 복수의 튜브가 포함된 멀티 튜브 중 일부가 제 기능을 못하거나 연소 노즐(1230)이 노후화되어 교체가 필요한 경우 멀티 튜브나 연소 노즐(1230) 전체가 아닌 클러스터(1500) 중 해당하는 부분만 교체할 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 8 , the combustion nozzle 1230 of the burner 1220 may include a cluster case 1400 and a cluster 1500 . At least one of the plurality of clusters 1500 coupled to the cluster case 1400 of the combustion nozzle 1230 may be replaceable. Accordingly, in the combustor 1200, when some of the multi-tubes including a plurality of tubes do not function properly or the combustion nozzle 1230 is aged and needs to be replaced, the combustor 1200 is a cluster (1500) instead of the entire multi-tube or combustion nozzle 1230. ), only the relevant part can be replaced.

기존의 가스 터빈을 수소 터빈으로 전환할 경우, 수소가 기존 연료에 비해 연소 속도가 빠르기 때문에, 연소기(1200)내에서 형성되는 화염이 연소기(1200)의 구조물로 접근해 가열하고, 연소기(1200)의 신뢰성에 문제를 일으킬 수 있다.When converting an existing gas turbine into a hydrogen turbine, since hydrogen burns faster than conventional fuel, the flame formed in the combustor 1200 approaches and heats the structure of the combustor 1200, and the combustor 1200 may cause reliability problems.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 기존 연소 노즐(1230)에 비해 많은 수의 튜브를 가지는 멀티 튜브로의 전환이 필요할 수 있다. 이때, 본 발명의 연소기(1200)는 기존의 연소 노즐(1230)은 그대로 활용 가능하며 필요로 하는 클러스터(1500)만 교환하여 사용할 수 있다.In order to solve this problem, conversion to a multi-tube having a larger number of tubes than the existing combustion nozzle 1230 may be required. At this time, in the combustor 1200 of the present invention, the existing combustion nozzle 1230 can be utilized as it is, and only the required cluster 1500 can be exchanged and used.

여기에서, 도 2 내지 도 8에 도시되어 있는 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 연소기(1200)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.Here, those of ordinary skill in the art related to this embodiment can understand that other general-purpose components other than the components shown in FIGS. 2 to 8 may be further included in the combustor 1200. .

클러스터 케이스(1400)는 복수의 클러스터(1500)가 내부에 결합될 수 있다. 클러스터 케이스(1400)는 연소 노즐(1230)의 최외곽을 둘러싸며 내부에 복수의 클러스터(1500)가 결합될 수 있는 내부공간이 형성된 원통 형상일 수 있다. 클러스터 케이스(1400)의 직경은 내부에 결합되는 복수의 클러스터(1500)의 개수 및 크기에 따라 다양한 직경을 가질 수 있다. 다만, 클러스터 케이스(1400)의 형상은 이에 한정되지 않고 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 채용될 수 있는 범위 내에서 변경될 수 있다.The cluster case 1400 may have a plurality of clusters 1500 coupled therein. The cluster case 1400 may have a cylindrical shape surrounding the outermost periphery of the combustion nozzle 1230 and having an internal space in which a plurality of clusters 1500 may be coupled. The cluster case 1400 may have various diameters depending on the number and size of the plurality of clusters 1500 coupled therein. However, the shape of the cluster case 1400 is not limited thereto and may be changed within a range that can be employed by those skilled in the art.

클러스터(1500)는 복수 개 형성되고 제1 클러스터(1510) 및 제2 클러스터(1520)를 포함할 수 있다. 복수의 클러스터(1500) 각각은 메인 튜브(1511, 1521) 및 서브 튜브(1512, 1522)를 포함할 수 있다. 클러스터(1500)는 각각 공기와 연료가 이동하는 복수의 튜브로 구성될 수 있다.A plurality of clusters 1500 may be formed and may include a first cluster 1510 and a second cluster 1520 . Each of the plurality of clusters 1500 may include main tubes 1511 and 1521 and sub tubes 1512 and 1522 . The cluster 1500 may be composed of a plurality of tubes through which air and fuel respectively move.

제1 클러스터(1510)는 연소 노즐(1230)의 중앙부에 위치할 수 있다. 제1 클러스터(1510)는 제1 메인 튜브(1511) 및 제1 서브 튜브(1512)를 포함할 수 있다. 제1 클러스터(1510)는 제1 메인 튜브(1511)의 중심으로부터 제1 서브 튜브(1512)의 중심까지의 거리가 동일할 수 있다. 제1 클러스터(1510)는 제1 서브 튜브(1512)가 제1 메인 튜브(1511)를 중심을 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. The first cluster 1510 may be located at the center of the combustion nozzle 1230 . The first cluster 1510 may include a first main tube 1511 and a first sub tube 1512 . The first cluster 1510 may have the same distance from the center of the first main tube 1511 to the center of the first sub tube 1512 . In the first cluster 1510 , the first sub tube 1512 may be disposed at the same central angle with the first main tube 1511 as a center.

이와 같이, 제1 메인 튜브(1511)의 중심으로부터 제1 서브 튜브(1512)의 중심까지의 거리가 동일하고 동일한 중심각을 이루며 배치된 바, 제1 서브 튜브(1512)로부터 분사된 연료가 제1 클러스터(1510)의 일방으로 편측되지 않고 분사될 수 있다.As such, since the distance from the center of the first main tube 1511 to the center of the first sub tube 1512 is the same and is arranged at the same center angle, the fuel injected from the first sub tube 1512 It can be sprayed to one side of the cluster 1510 without being lopsided.

도 5를 참조하면, 제1 클러스터(1510)는 개별적으로 교체되거나 제거될 수 있다. 제1 클러스터(1510)는 연소 노즐(1230)은 교체되지 않고 그대로 유지되며 제1 클러스터(1510)만 분리 또는 결합이 가능할 수 있다. 이로 인해, 제1 클러스터(1510)에만 문제가 생겨 교체가 필요할 경우 연소 노즐(1230)이나 전체 멀티튜브를 교체할 필요 없이 제1 클러스터(1510)만을 교체할 수 있어 연소 노즐(1230)의 고장 수리가 편리하게 이루어 질 수 있으며 교체를 통해 손쉬운 유지 및 보수가 가능할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the first cluster 1510 may be individually replaced or removed. The combustion nozzle 1230 of the first cluster 1510 is maintained without being replaced, and only the first cluster 1510 may be separated or combined. Due to this, if there is a problem with only the first cluster 1510 and replacement is required, only the first cluster 1510 can be replaced without replacing the combustion nozzle 1230 or the entire multi-tube, thereby repairing the malfunction of the combustion nozzle 1230. can be done conveniently and can be easily maintained and repaired through replacement.

제1 메인 튜브(1511)는 제1 외곽 튜브(1511a), 제1 연료 공급부(1511b), 제1 연료 분배부(1511c), 제1 분배홀(1511d) 및 제1 분사 튜브(1511e)를 포함할 수 있다(도 7 참조). 본 발명의 제1 메인 튜브(1511)는 내부에 제1 연료 공급부(1511b), 제1 연료 분배부(1511c) 및 제1 분사 튜브(1511e) 등 연료 공급 장치가 삽입되어 있는 바, 제1 메인 튜브(1511) 이외에 별도의 연료 공급을 위한 구조가 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 연료공급을 위한 구조가 간단해질 수 있다. 특히, 제1 메인 튜브(1511) 및 제1 서브 튜브(1512)의 벽체는 단지 인접한 튜브와의 구분을 위한 벽체로 구조가 간단해질 수 있다.The first main tube 1511 includes a first outer tube 1511a, a first fuel supply unit 1511b, a first fuel distribution unit 1511c, a first distribution hole 1511d, and a first injection tube 1511e. It can (see Fig. 7). The first main tube 1511 of the present invention has fuel supply devices such as a first fuel supply unit 1511b, a first fuel distribution unit 1511c, and a first injection tube 1511e inserted therein, and the first main tube 1511 A separate fuel supply structure other than the tube 1511 may not be required. Accordingly, the structure for fuel supply can be simplified. Particularly, the walls of the first main tube 1511 and the first sub tube 1512 are merely walls for distinguishing from adjacent tubes, and their structures can be simplified.

제1 메인 튜브(1511)는 제1 클러스터(1510)의 중앙부에 위치할 수 있다. 제1 메인 튜브(1511)는 공기와 연료가 이동하는 통로일 수 있다. 제1 메인 튜브(1511)는 연료 및 공기의 분사 및 혼합 정도에 따라 직경이 변경될 수 있다. The first main tube 1511 may be located in the center of the first cluster 1510 . The first main tube 1511 may be a passage through which air and fuel move. The diameter of the first main tube 1511 may be changed according to the degree of injection and mixing of fuel and air.

제1 메인 튜브(1511)의 경우 제1 서브 튜브(1512)와 독립적으로 제1 연료 공급부(1511b)에 의해 연료가 공급되는 바, 제1 메인 튜브(1511)와 제1 서브 튜브(1512)에서 분사되는 혼합 연료의 당량비가 다를 수 있다. In the case of the first main tube 1511, fuel is supplied by the first fuel supply unit 1511b independently of the first sub tube 1512, so in the first main tube 1511 and the first sub tube 1512 The equivalence ratio of the mixed fuel to be injected may be different.

미리 연료와 공기를 혼합하여 버너(1220)로 공급하는 예혼합 연소 방식의 연료를 제1 메인 튜브(1511)와 제1 서브 튜브(1512)에 공급하는 경우, 제1 메인 튜브(1511)에 공급된 예혼합 연료에 추가적으로 제1 연료 공급부(1511b)에 의해 연료가 공급되어 높은 당량비의 연료가 제1 메인 튜브(1511)에서 분사될 수 있다. In the case of supplying fuel of a pre-mixed combustion method in which fuel and air are mixed in advance and supplied to the burner 1220 to the first main tube 1511 and the first sub-tube 1512, the fuel is supplied to the first main tube 1511 In addition to the pre-mixed fuel, fuel is supplied by the first fuel supply unit 1511b, and fuel having a high equivalence ratio may be injected from the first main tube 1511 .

제1 서브 튜브(1512)에서 분사되는 낮은 당량비의 예혼합 연료의 연소로 연소기(1200)가 가동될 때, 낮은 당량비로 인해 형성된 화염온도가 낮을 수 있다. 이에 따라, 미연연료인 UHC(Unburned Hydro-Carbon)나 일산화탄소가 발생하며 화염의 불안정성에 따라 연소 진동이 발생할 수 있다. 이때, 제1 메인 튜브(1511)에서 높은 당량비의 연료를 추가적으로 공급하여 화염 온도나 연소 진동을 조절할 수 있다.When the combustor 1200 is operated by the combustion of premixed fuel having a low equivalence ratio injected from the first sub-tube 1512, the flame temperature formed due to the low equivalence ratio may be low. Accordingly, UHC (Unburned Hydro-Carbon) or carbon monoxide, which is unburned fuel, is generated, and combustion vibration may occur depending on the instability of the flame. At this time, the flame temperature or combustion vibration may be adjusted by additionally supplying a high equivalence fuel from the first main tube 1511 .

또한, 제1 메인 튜브(1511)는 연소기(1200)의 초기 시동을 위해 높은 당량비의 연료를 공급하는 파일럿 버너(Pilot burner)의 역할을 할 수 있다.In addition, the first main tube 1511 may serve as a pilot burner for supplying high equivalence fuel to initially start the combustor 1200 .

제1 외곽 튜브(1511a)는 내부에 공기 및 연료가 이동할 수 있다. 제1 외곽 튜브(1511a)는 내부에 공기 및 연료가 이동할 수 있는 내부공간이 형성된 관 형상일 수 있다. 제1 외곽 튜브(1511a)는 내부에 제1 연료 공급부(1511b), 제1 연료 분배부(1511c) 및 제1 분사 튜브(1511e)가 형성될 수 있을 정도의 충분한 직경을 가지는 관 형상일 수 있다. 제1 외곽 튜브(1511a)는 연료의 역화(Back fire)에 의한 손상을 방지하기 위해 고온에도 견딜 수 있을 정도의 내열성을 지닌 재질로 제작될 수 있다.Air and fuel may move inside the first outer tube 1511a. The first outer tube 1511a may have a tubular shape in which an internal space through which air and fuel can move is formed. The first outer tube 1511a may have a tubular shape having a diameter sufficient to allow the first fuel supply unit 1511b, the first fuel distribution unit 1511c, and the first injection tube 1511e to be formed therein. . The first outer tube 1511a may be made of a material having heat resistance enough to withstand high temperatures in order to prevent damage due to back fire of fuel.

제1 연료 공급부(1511b)는 제1 외곽 튜브(1511a) 내부로 연료를 공급할 수 있다. 제1 연료 공급부(1511b)는 내부에 연료가 이동할 수 있는 내부공간이 형성된 관 형상일 수 있다. 제1 연료 공급부(1511b)는 후술하는 제1 연료 분배부(1511c)의 중앙에 연결되어 연료를 공급할 수 있다. The first fuel supply unit 1511b may supply fuel to the inside of the first outer tube 1511a. The first fuel supply unit 1511b may have a tubular shape in which an internal space through which fuel can move is formed. The first fuel supply unit 1511b may be connected to the center of a first fuel distribution unit 1511c to be described later to supply fuel.

제1 연료 분배부(1511c)는 제1 외곽 튜브(1511a) 내부에 위치하며, 제1 연료 공급부(1511b)에 연결되어 공급된 연료를 분배할 수 있다(도 7 참조). 제1 연료 분배부(1511c)는 제1 외곽 튜브(1511a)의 중앙에 고정 결합될 수 있다. 제1 연료 분배부(1511c)는 제1 외곽 튜브(1511a)의 중앙에 고정 결합되어 있는 바, 제1 메인 튜브(1511) 내부의 연료가 일방으로 편측되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 역화(Back fire)로 인한 연소기의 손상을 방지할 수 있다. The first fuel distribution unit 1511c is located inside the first outer tube 1511a and is connected to the first fuel supply unit 1511b to distribute the supplied fuel (see FIG. 7 ). The first fuel distribution unit 1511c may be fixedly coupled to the center of the first outer tube 1511a. Since the first fuel distribution unit 1511c is fixedly coupled to the center of the first outer tube 1511a, it is possible to prevent the fuel inside the first main tube 1511 from being lopsided. Accordingly, damage to the combustor due to back fire can be prevented.

제1 연료 분배부(1511c)는 내부에 연료가 이동할 수 있는 공간이 형성되며 제1 분사 튜브(1511e)에 연결되는 제1 분배홀(1511d)이 형성된 박스 형상일 수 있다. 다만, 제1 연료 분배부(1511c)의 형상은 이에 한정되지 않고 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 채용될 수 있는 범위내에서 변경될 수 있다.The first fuel distribution unit 1511c may have a box shape in which a space in which fuel can move is formed and a first distribution hole 1511d connected to the first injection tube 1511e is formed. However, the shape of the first fuel distribution unit 1511c is not limited thereto and may be changed within a range that can be employed by those skilled in the art.

제1 연료 분배부(1511c)는 제1 외곽 튜브(1511a)의 선단 보다 후단에 가까운 위치에 고정될 수 있다. 제1 연료 분배부(1511c)로부터 제1 외곽 튜브(1511a)의 선단 까지의 거리가 멀수록 연료가 분사된 후 연소되기 전까지 공기와 혼합될 수 있는 경로가 길어지기 때문에 충분히 혼합될 수 있다. The first fuel distribution unit 1511c may be fixed at a position closer to the rear end of the first outer tube 1511a than the front end. As the distance from the first fuel distributor 1511c to the front end of the first outer tube 1511a increases, the path through which the fuel can be mixed with air from injection to combustion becomes longer, so that sufficient mixing can be achieved.

제1 연료 분배부(1511c)는 제1 분사 튜브(1511e)마다 형성된 동일한 직경의 제1 분배홀(1511d)을 포함할 수 있다. The first fuel distribution unit 1511c may include first distribution holes 1511d having the same diameter formed in each first injection tube 1511e.

제1 분배홀(1511d)은 제1 연료 분배부(1511c)와 제1 분사 튜브(1511e)를 연결하는 홀(Hole)로 제1 연료 분배부(1511c)에서 제1 분사 튜브(1511e)로 연료를 전달하는 통로 역할을 할 수 있다. 제1 분배홀(1511d)은 각각의 제1 분사 튜브(1511e)에 동일한 직경으로 형성된 바, 복수의 제1 분사 튜브(1511e)에 동일한 양의 연료를 분배할 수 있다. 다만, 이러한 제1 분배홀(1511d)의 직경은 공기 및 연료의 분사 및 혼합 정도에 따라 변경될 수 있다.The first distribution hole 1511d is a hole connecting the first fuel distribution part 1511c and the first injection tube 1511e, and the fuel is transferred from the first fuel distribution part 1511c to the first injection tube 1511e. can serve as a conduit for Since the first distribution holes 1511d have the same diameter in each of the first injection tubes 1511e, the same amount of fuel may be distributed to the plurality of first injection tubes 1511e. However, the diameter of the first distribution hole 1511d may be changed according to the degree of injection and mixing of air and fuel.

제1 분배홀(1511d)은 제1 분사 튜브(1511e)의 길이 방향의 중간위치에 형성될 수 있다. 다만, 제1 분배홀(1511d)의 위치는 공기와 분배된 연료의 혼합경로의 길이에 관계되어 있는 바, 필요한 혼합경로의 길이에 맞춰 변경될 수 있다.The first distribution hole 1511d may be formed at an intermediate position in the longitudinal direction of the first spray tube 1511e. However, since the location of the first distribution hole 1511d is related to the length of the mixing path between the air and the distributed fuel, it may be changed according to the required length of the mixing path.

제1 분사 튜브(1511e)는 제1 외곽 튜브(1511a) 내부에 위치하며, 제1 연료 분배부(1511c)에 연결되어 분배된 연료를 분사할 수 있다. 제1 분사 튜브(1511e)는 내부에 공기 및 연료가 이동할 수 있는 내부공간이 형성된 관 형상일 수 있다. 제1 분사 튜브(1511e)는 연료의 역화에 의한 손상을 방지하기 위해 고온에도 견딜 수 있을 정도의 충분한 내열성을 지닌 재질로 제작될 수 있다.The first injection tube 1511e is located inside the first outer tube 1511a and is connected to the first fuel distribution unit 1511c to inject the distributed fuel. The first injection tube 1511e may have a tubular shape in which an internal space through which air and fuel can move is formed. The first injection tube 1511e may be made of a material having sufficient heat resistance to withstand high temperatures in order to prevent damage due to backfire of fuel.

제1 분사 튜브(1511e)는 제1 연료 분배부(1511c)를 둘러싸며 배치되며 적어도 하나 이상일 수 있다. 제1 분사 튜브(1511e)는 제1 연료 분배부(1511c)의 중심으로부터 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. 제1 분사 튜브(1511e)는 복수의 제1 분사 튜브(1511e)가 제1 연료 분배부(1511c)를 둘러싸며 제1 연료 분배부(1511c)를 중심으로 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. 제1 분사 튜브(1511e)는 제1 연료 분배부(1511c)의 중심으로부터의 거리가 동일하게 배치될 수 있다. The first injection tube 1511e is disposed surrounding the first fuel distribution unit 1511c and may be at least one. The first injection tube 1511e may be disposed at the same central angle from the center of the first fuel distribution unit 1511c. The plurality of first injection tubes 1511e may be disposed to surround the first fuel distribution unit 1511c and form the same central angle with the first fuel distribution unit 1511c as the center. The first injection tube 1511e may be disposed at the same distance from the center of the first fuel distribution unit 1511c.

제1 분사 튜브(1511e)가 위와 같이 제1 연료 분배부(1511c)로부터 동일한 거리로 동일한 중심각을 이루며 배치된 바, 특별한 장치 없이도 제1 연료 분배부(1511c)에 의해 각 제1 분사 튜브(1511e)에 동일한 양의 연료가 분배될 수 있다. 다만, 제1 분사 튜브(1511e)의 배치는 이에 한정되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.Since the first injection tubes 1511e are arranged at the same distance from the first fuel distribution part 1511c and at the same central angle as above, each first injection tube 1511e is provided by the first fuel distribution part 1511c without a special device. ) can be distributed with the same amount of fuel. However, the arrangement of the first spray tube 1511e is not limited thereto and may be changed as needed.

제1 분사 튜브(1511e)는 직경이 동일하도록 연장된 원통 형상일 수 있다. 다만, 후술하는 바와 같이 제1 분사 튜브(1511e)의 입구 및 출구의 직경은 필요에 따라 변경될 수 있다.The first spray tube 1511e may have a cylindrical shape extending to have the same diameter. However, as described later, the diameters of the inlet and outlet of the first spray tube 1511e may be changed as needed.

제1 서브 튜브(1512)는 제1 메인 튜브(1511)를 둘러싸며 배치될 수 있다. 제1 서브 튜브(1512)는 제1 클러스터(1510)의 외곽에 위치할 수 있다. 제1 서브 튜브(1512)는 연료 및 공기가 이동하는 통로일 수 있다. 제1 서브 튜브(1512)는 연료 및 공기의 분사 및 혼합 정도에 따라 직경이 변경될 수 있다.The first sub tube 1512 may be disposed surrounding the first main tube 1511 . The first sub tube 1512 may be located outside the first cluster 1510 . The first sub tube 1512 may be a passage through which fuel and air move. The diameter of the first sub-tube 1512 may be changed according to the degree of injection and mixing of fuel and air.

제2 클러스터(1520)는 제1 클러스터(1510)를 둘러싸며 배치되고 적어도 하나 이상일 수 있다. 제2 클러스터(1520)는 제2 메인 튜브(1521) 및 제2 서브 튜브(1522)를 포함할 수 있다. 제2 클러스터(1520)는 제2 메인 튜브(1521)의 중심으로부터 제2 서브 튜브(1522)의 중심까지의 거리가 동일할 수 있다. 제2 클러스터(1520)는 제2 서브 튜브(1522)가 제1 메인 튜브(1511)를 중심을 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. The second cluster 1520 is disposed surrounding the first cluster 1510 and may be at least one. The second cluster 1520 may include a second main tube 1521 and a second sub tube 1522 . The second cluster 1520 may have the same distance from the center of the second main tube 1521 to the center of the second sub tube 1522 . In the second cluster 1520 , the second sub tubes 1522 may be disposed at the same central angle with the first main tube 1511 as the center.

이와 같이, 제2 메인 튜브(1521)의 중심으로부터 제2 서브 튜브(1522)의 중심까지의 거리가 동일하고 동일한 중심각을 이루며 배치된 바, 제2 서브 튜브(1522)로부터 분사된 연료가 제2 클러스터(1520)의 일방으로 편측되지 않고 분사될 수 있다.In this way, since the distance from the center of the second main tube 1521 to the center of the second sub tube 1522 is the same and the center angle is the same, the fuel injected from the second sub tube 1522 It can be sprayed to one side of the cluster 1520 without being lopsided.

도 6을 참조하면, 제2 클러스터(1520)는 개별적으로 교체되거나 제거될 수 있다. 제2 클러스터(1520)는 연소 노즐(1230)은 교체되지 않고 그대로 유지되며 제2 클러스터(1520)만이 분리 또는 결합이 가능할 수 있다. 이로 인해, 제2 클러스터(1520)에만 문제가 생겨 교체가 필요할 경우 연소 노즐(1230)이나 전체 멀티튜브를 교체할 필요 없이 제2 클러스터(1520)만을 교체할 수 있어 연소 노즐(1230)의 고장 수리가 편리하게 이루어 질 수 있으며 교체를 통해 손쉬운 유지 및 보수가 가능할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the second cluster 1520 may be individually replaced or removed. The combustion nozzle 1230 of the second cluster 1520 is maintained without being replaced, and only the second cluster 1520 may be separated or combined. Due to this, when a problem occurs only in the second cluster 1520 and needs to be replaced, only the second cluster 1520 can be replaced without replacing the combustion nozzle 1230 or the entire multi-tube, thereby repairing the failure of the combustion nozzle 1230. can be done conveniently and can be easily maintained and repaired through replacement.

제2 메인 튜브(1521)는 제2 외곽 튜브(1521a), 제2 연료 공급부(1521b), 제2 연료 분배부(1521c), 제2 분배홀(1521d) 및 제2 분사 튜브(1521e)를 포함할 수 있다(도 8 참조). 본 발명의 제2 메인 튜브(1521)는 내부에 제2 연료 공급부(1521b), 제2 연료 분배부(1521c) 및 제2 분사 튜브(1521e) 등 연료 공급 장치가 삽입되어 있는 바, 제2 메인 튜브(1521) 이외에 별도의 연료 공급을 위한 구조가 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 연료공급을 위한 구조가 간단해질 수 있다. 특히, 제2 메인 튜브(1521) 및 제2 서브 튜브(1522)의 벽체는 단지 인접한 튜브와의 구분을 위한 벽체로 구조가 간단해질 수 있다.The second main tube 1521 includes a second outer tube 1521a, a second fuel supply unit 1521b, a second fuel distribution unit 1521c, a second distribution hole 1521d, and a second injection tube 1521e. You can (see Figure 8). The second main tube 1521 of the present invention has fuel supply devices such as a second fuel supply unit 1521b, a second fuel distribution unit 1521c, and a second injection tube 1521e inserted therein, so that the second main tube 1521 A separate fuel supply structure other than the tube 1521 may not be required. Accordingly, the structure for fuel supply can be simplified. Particularly, the walls of the second main tube 1521 and the second sub tube 1522 are merely walls for distinguishing from adjacent tubes, and their structures can be simplified.

제2 메인 튜브(1521)는 제2 클러스터(1520)의 중앙부에 위치할 수 있다. 제2 메인 튜브(1521)는 공기와 연료가 이동하는 통로일 수 있다. 제2 메인 튜브(1521)는 연료 및 공기의 분사 및 혼합 정도에 따라 직경이 변경될 수 있다. The second main tube 1521 may be located in the center of the second cluster 1520 . The second main tube 1521 may be a passage through which air and fuel move. The diameter of the second main tube 1521 may be changed according to the degree of injection and mixing of fuel and air.

제2 메인 튜브(1521)의 경우 제2 서브 튜브(1522)와 독립적으로 제2 연료 공급부(1521b)에 의해 연료가 공급되는 바, 제2 메인 튜브(1521)와 제2 서브 튜브(1522)에서 분사되는 혼합 연료의 당량비가 다를 수 있다. In the case of the second main tube 1521, fuel is supplied by the second fuel supply unit 1521b independently of the second sub tube 1522, so in the second main tube 1521 and the second sub tube 1522 The equivalence ratio of the mixed fuel to be injected may be different.

미리 연료와 공기를 혼합하여 버너(1220)로 공급하는 예혼합 연소 방식의 연료를 제2 메인 튜브(1521)와 제2 서브 튜브(1522)에 공급하는 경우, 제2 메인 튜브(1521)에 공급된 예혼합 연료에 추가적으로 제2 연료 공급부(1521b)에 의해 연료가 공급되어 높은 당량비의 연료가 제2 메인 튜브(1521)에서 분사될 수 있다. In the case of supplying fuel of a pre-mixed combustion method in which fuel and air are mixed in advance and supplied to the burner 1220 to the second main tube 1521 and the second sub-tube 1522, the fuel is supplied to the second main tube 1521. In addition to the premixed fuel, fuel may be supplied by the second fuel supply unit 1521b, and fuel having a high equivalence ratio may be injected from the second main tube 1521 .

제2 서브 튜브(1522)에서 분사되는 낮은 당량비의 예혼합 연료의 연소로 연소기(1200)가 가동될 때, 낮은 당량비로 인해 형성된 화염온도가 낮을 수 있다. 이에 따라, 미연연료인 UHC(Unburned Hydro-Carbon)나 일산화탄소가 발생하며 화염의 불안정성에 따라 연소 진동이 발생할 수 있다. 이때, 제2 메인 튜브(1521)에서 높은 당량비의 연료를 추가적으로 공급하여 화염 온도나 연소 진동을 조절할 수 있다.When the combustor 1200 is operated due to the combustion of the premixed fuel having a low equivalent ratio injected from the second sub-tube 1522, the flame temperature formed due to the low equivalence ratio may be low. Accordingly, UHC (Unburned Hydro-Carbon) or carbon monoxide, which is unburned fuel, is generated, and combustion vibration may occur depending on the instability of the flame. At this time, the flame temperature or combustion vibration may be adjusted by additionally supplying a high equivalence fuel from the second main tube 1521 .

또한, 제2 메인 튜브(1521)는 연소기(1200)의 초기 시동을 위해 높은 당량비의 연료를 공급하는 파일럿 버너(Pilot burner)의 역할을 할 수 있다.In addition, the second main tube 1521 may serve as a pilot burner supplying high equivalence fuel to initially start the combustor 1200 .

제2 외곽 튜브(1521a)는 내부에 공기 및 연료가 이동할 수 있다. 제2 외곽 튜브(1521a)는 내부에 공기 및 연료가 이동할 수 있는 내부공간이 형성된 관 형상일 수 있다. 제2 외곽 튜브(1521a)는 내부에 제2 연료 공급부(1521b), 제2 연료 분배부(1521c) 및 제2 분사 튜브(1521e)가 형성될 수 있을 정도의 충분한 직경을 가지는 관 형상일 수 있다. 제2 외곽 튜브(1521a)는 연료의 역화(Back fire)에 의한 손상을 방지하기 위해 고온에도 견딜 수 있을 정도의 내열성을 지닌 재질로 제작될 수 있다.Air and fuel may move inside the second outer tube 1521a. The second outer tube 1521a may have a tubular shape in which an internal space through which air and fuel can move is formed. The second outer tube 1521a may have a tubular shape having a diameter sufficient to allow the second fuel supply unit 1521b, the second fuel distribution unit 1521c, and the second injection tube 1521e to be formed therein. . The second outer tube 1521a may be made of a material having heat resistance enough to withstand high temperatures in order to prevent damage due to back fire of fuel.

제2 연료 공급부(1521b)는 제2 외곽 튜브(1521a) 내부로 연료를 공급할 수 있다. 제2 연료 공급부(1521b)는 내부에 연료가 이동할 수 있는 내부공간이 형성된 관 형상일 수 있다. 제2 연료 공급부(1521b)는 후술하는 제2 연료 분배부(1521c)의 중앙에 연결되어 연료를 공급할 수 있다. The second fuel supply unit 1521b may supply fuel into the second outer tube 1521a. The second fuel supply unit 1521b may have a tubular shape in which an internal space through which fuel can move is formed. The second fuel supply unit 1521b may supply fuel by being connected to the center of a second fuel distribution unit 1521c to be described later.

제2 연료 분배부(1521c)는 제2 외곽 튜브(1521a) 내부에 위치하며, 제2 연료 공급부(1521b)에 연결되어 공급된 연료를 분배할 수 있다. 제2 연료 분배부(1521c)는 제2 외곽 튜브(1521a)의 중앙에 고정 결합될 수 있다. 제2 연료 분배부(1521c)는 제2 외곽 튜브(1521a)의 중앙에 고정 결합되어 있는 바, 제2 메인 튜브(1521) 내부의 연료가 일방으로 편측되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 역화(Back fire)로 인한 연소기의 손상을 방지할 수 있다. The second fuel distribution unit 1521c is located inside the second outer tube 1521a and is connected to the second fuel supply unit 1521b to distribute the supplied fuel. The second fuel distribution unit 1521c may be fixedly coupled to the center of the second outer tube 1521a. Since the second fuel distribution unit 1521c is fixedly coupled to the center of the second outer tube 1521a, it is possible to prevent the fuel inside the second main tube 1521 from being lopsided. Accordingly, damage to the combustor due to back fire can be prevented.

제2 연료 분배부(1521c)는 내부에 연료가 이동할 수 있는 공간이 형성되며 제2 분사 튜브(1521e)에 연결되는 제2 분배홀(1521d)이 형성된 박스 형상일 수 있다. 다만, 제2 연료 분배부(1521c)의 형상은 이에 한정되지 않고 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 채용될 수 있는 범위내에서 변경될 수 있다.The second fuel distribution unit 1521c may have a box shape in which a space in which fuel can move is formed and a second distribution hole 1521d connected to the second injection tube 1521e is formed. However, the shape of the second fuel distribution unit 1521c is not limited thereto and may be changed within a range that can be employed by those skilled in the art.

제2 연료 분배부(1521c)는 제2 외곽 튜브(1521a)의 선단 보다 후단에 가까운 위치에 고정될 수 있다. 제2 연료 분배부(1521c)로부터 제2 외곽 튜브(1521a)의 선단 까지의 거리가 멀수록 연료가 분사된 후 연소되기 전까지 공기와 혼합될 수 있는 경로가 길어지기 때문에 충분히 혼합될 수 있다. The second fuel distribution unit 1521c may be fixed at a position closer to the rear end of the second outer tube 1521a than the front end. As the distance from the second fuel distributor 1521c to the front end of the second outer tube 1521a increases, the path through which the fuel can be mixed with air from injection to combustion becomes longer, so that sufficient mixing can be achieved.

제2 연료 분배부(1521c)는 제2 분사 튜브(1521e)마다 형성된 동일한 직경의 제2 분배홀(1521d)을 포함할 수 있다. The second fuel distribution unit 1521c may include second distribution holes 1521d having the same diameter formed in each second injection tube 1521e.

제2 분배홀(1521d)은 제2 연료 분배부(1521c)와 제2 분사 튜브(1521e)를 연결하는 홀(Hole)로 제2 연료 분배부(1521c)에서 제2 분사 튜브(1521e)로 연료를 전달하는 통로 역할을 할 수 있다. 제2 분배홀(1521d)은 각각의 제2 분사 튜브(1521e)에 동일한 직경으로 형성된 바, 복수의 제2 분사 튜브(1521e)에 동일한 양의 연료를 분배할 수 있다. 다만, 이러한 제2 분배홀(1521d)의 직경은 공기 및 연료의 분사 및 혼합 정도에 따라 변경될 수 있다.The second distribution hole 1521d is a hole connecting the second fuel distribution part 1521c and the second injection tube 1521e, and the fuel is transferred from the second fuel distribution part 1521c to the second injection tube 1521e. can serve as a conduit for Since the second distribution holes 1521d have the same diameter in each of the second injection tubes 1521e, the same amount of fuel may be distributed to the plurality of second injection tubes 1521e. However, the diameter of the second distribution hole 1521d may be changed according to the degree of injection and mixing of air and fuel.

제2 분배홀(1521d)은 제2 분사 튜브(1521e)의 길이 방향의 중간위치에 형성될 수 있다. 다만, 제2 분배홀(1521d)의 위치는 공기와 분배된 연료의 혼합경로의 길이에 관계되어 있는 바, 필요한 혼합경로의 길이에 맞춰 변경될 수 있다.The second distribution hole 1521d may be formed at an intermediate position in the longitudinal direction of the second spray tube 1521e. However, since the location of the second distribution hole 1521d is related to the length of the mixing path between the air and the distributed fuel, it may be changed according to the required length of the mixing path.

제2 분사 튜브(1521e)는 제2 외곽 튜브(1521a) 내부에 위치하며, 제2 연료 분배부(1521c)에 연결되어 분배된 연료를 분사할 수 있다. 제2 분사 튜브(1521e)는 내부에 공기 및 연료가 이동할 수 있는 내부공간이 형성된 관 형상일 수 있다. 제2 분사 튜브(1521e)는 연료의 역화에 의한 손상을 방지하기 위해 고온에도 견딜 수 있을 정도의 충분한 내열성을 지닌 재질로 제작될 수 있다.The second injection tube 1521e is located inside the second outer tube 1521a and is connected to the second fuel distribution unit 1521c to inject the distributed fuel. The second injection tube 1521e may have a tubular shape in which an internal space through which air and fuel can move is formed. The second injection tube 1521e may be made of a material having sufficient heat resistance to withstand high temperatures in order to prevent damage due to backfire of the fuel.

제2 분사 튜브(1521e)는 제2 연료 분배부(1521c)를 둘러싸며 배치되며 적어도 하나 이상일 수 있다. 제2 분사 튜브(1521e)는 제2 연료 분배부(1521c)의 중심으로부터 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. 제2 분사 튜브(1521e)는 복수의 제2 분사 튜브(1521e)가 제2 연료 분배부(1521c)를 둘러싸며 제2 연료 분배부(1521c)를 중심으로 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. 제2 분사 튜브(1521e)는 제2 연료 분배부(1521c)의 중심으로부터의 거리가 동일하게 배치될 수 있다. The second injection tube 1521e is disposed surrounding the second fuel distribution unit 1521c and may be at least one. The second injection tube 1521e may be disposed at the same central angle from the center of the second fuel distribution unit 1521c. The plurality of second injection tubes 1521e may be disposed to surround the second fuel distribution unit 1521c and form the same central angle with the second fuel distribution unit 1521c as the center. The second injection tube 1521e may be disposed at the same distance from the center of the second fuel distribution unit 1521c.

제2 분사 튜브(1521e)가 위와 같이 제2 연료 분배부(1521c)로부터 동일한 거리로 동일한 중심각을 이루며 배치된 바, 특별한 장치 없이도 제2 연료 분배부(1521c)에 의해 각 제2 분사 튜브(1521e)에 동일한 양의 연료가 분배될 수 있다. 다만, 제2 분사 튜브(1521e)의 배치는 이에 한정되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.Since the second injection tubes 1521e are disposed at the same distance from the second fuel distribution portion 1521c and at the same central angle as above, each second injection tube 1521e is provided by the second fuel distribution portion 1521c without a special device. ) can be distributed with the same amount of fuel. However, the arrangement of the second spray tube 1521e is not limited thereto and may be changed as needed.

제2 분사 튜브(1521e)는 직경이 동일하도록 연장된 원통 형상일 수 있다. 다만, 후술하는 바와 같이 제2 분사 튜브(1521e)의 입구 및 출구의 직경은 필요에 따라 변경될 수 있다.The second spray tube 1521e may have a cylindrical shape extending to have the same diameter. However, as described later, the diameters of the inlet and outlet of the second spray tube 1521e may be changed as needed.

제2 서브 튜브(1522)는 제2 메인 튜브(1521)를 둘러싸며 배치될 수 있다. 제2 서브 튜브(1522)는 제2 클러스터(1520)의 외곽에 위치할 수 있다. 제2 서브 튜브(1522)는 연료 및 공기가 이동하는 통로일 수 있다. 제2 서브 튜브(1522)는 연료 및 공기의 분사 및 혼합 정도에 따라 직경이 변경될 수 있다.The second sub tube 1522 may be disposed surrounding the second main tube 1521 . The second sub tube 1522 may be located outside the second cluster 1520 . The second sub tube 1522 may be a passage through which fuel and air move. The diameter of the second sub-tube 1522 may be changed according to the degree of injection and mixing of fuel and air.

이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연소 노즐(1230)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the combustion nozzle 1230 according to the second embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연소 노즐의 단면도이고, 도 10은 도 9의 제2 클러스터의 사시도이고, 도 11은 도 10의 C-C'를 따라 자른 단면도이고, 도 12는 도 10의 D-D'를 따라 자른 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a combustion nozzle according to a second embodiment of the present invention, FIG. 10 is a perspective view of the second cluster of FIG. 9, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line CC′ of FIG. 10, and FIG. It is a cross-sectional view taken along line D-D' in FIG. 10 .

도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 제2 실시예에 따른 연소 노즐(1230)은 제2 클러스터(1520)의 형태 및 배치를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 연소 노즐(1230)과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.9 to 12, the combustion nozzle 1230 according to the second embodiment is the same as the combustion nozzle 1230 according to the first embodiment except for the shape and arrangement of the second cluster 1520. Since it consists of a structure, redundant description of the same configuration will be omitted.

본 실시예에 따르면, 제2 클러스터(1520)는 돌출부(1523) 및 함몰부(1524)를 포함할 수 있다. 제2 클러스터(1520)는 비대칭 형상의 단면을 가질 수 있다. 제2 클러스터(1520)는 함몰부에 인접한 제2 클러스터(1520)의 돌출부가 위치하고 제1 클러스터(1510)를 둘러싸며 배치될 수 있다(도 9 참조). 이와 같이 제2 클러스터(1520)가 배치되어 한정된 단면적의 연소 노즐(1230)에 많은 제2 클러스터(1520)가 배치될 수 있다.According to this embodiment, the second cluster 1520 may include a protrusion 1523 and a depression 1524 . The second cluster 1520 may have an asymmetric cross section. The second cluster 1520 may be disposed with the protrusion of the second cluster 1520 adjacent to the depression and surrounding the first cluster 1510 (see FIG. 9 ). As the second clusters 1520 are arranged in this way, many second clusters 1520 may be arranged in the combustion nozzle 1230 having a limited cross-sectional area.

또한, 위에서 설명한 바와 같이 제2 클러스터(1520)가 배치될 경우, 인접한 한 쌍의 제2 클러스터(1520)의 제2 서브 튜브(1522) 중 일부는 제2 메인 튜브(1521)를 중심으로 동일한 중심각을 이루며 배치될 수 있다. 이로 인해, 제2 서브 튜브(1522)로부터 분사된 연료가 연소 노즐(1230)의 일방으로 편측되지 않고 분사될 수 있다.In addition, when the second cluster 1520 is arranged as described above, some of the second sub-tubes 1522 of a pair of adjacent second clusters 1520 have the same central angle with the second main tube 1521 as the center. It can be arranged to form. As a result, the fuel injected from the second sub-tube 1522 may be injected to one side of the combustion nozzle 1230 without being lopsided.

돌출부(1523)는 제2 클러스터(1520)의 일측에 형성되고 외부 방향으로 돌출될 수 있다. 함몰부(1524)는 제2 클러스터(1520)의 타측에 형성되고 돌출부에 대응되는 형상으로 오목할 수 있다. 도 10 및 도 12를 참조하면, 함몰부(1524)에는 인접한 제2 서브 튜브(1522)가 존재하지 않을 수 있다. The protrusion 1523 may be formed on one side of the second cluster 1520 and may protrude outward. The depression 1524 may be formed on the other side of the second cluster 1520 and may be concave in a shape corresponding to the protrusion. Referring to FIGS. 10 and 12 , the second sub-tube 1522 adjacent to the depression 1524 may not exist.

따라서, 도 11과 같이 함몰부(1524)를 포함하지 않는 단면의 경우 제2 메인 튜브(1521)의 양측에 제2 서브 튜브(1522)가 존재할 수 있다. 도 12와 같이 함몰부(1524)를 포함하는 단면의 경우 제2 메인 튜브(1521)의 일측에만 제2 서브 튜브(1522)가 존재할 수 있다.Accordingly, in the case of a cross section not including the depression 1524 as shown in FIG. 11 , the second sub tube 1522 may exist on both sides of the second main tube 1521 . As shown in FIG. 12 , in the case of a cross section including the depression 1524 , the second sub tube 1522 may exist only on one side of the second main tube 1521 .

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

1000 가스 터빈
1100 압축기
1200 연소기
1300 터빈
1400 클러스터 케이스
1500 클러스터
1510 제1 클러스터
1520 제2 클러스터1000 gas turbine
1100 compressor
1200 burner
1300 turbine
1400 cluster case
1500 cluster
1510 First Cluster
1520 Second Cluster

Claims

A plurality of clusters each composed of a plurality of tubes through which air and fuel move; and
It includes a cluster case in which the plurality of clusters are coupled therein,
At least one of the plurality of clusters coupled to the cluster case is replaceable, the combustor.

According to claim 1,
Each of the plurality of clusters,
A main tube located in the center of the cluster and through which the air and the fuel move; and
A combustor comprising a sub-tube disposed surrounding the main tube.

According to claim 2,
The plurality of clusters,
first cluster and
A combustor comprising at least one or more second clusters disposed surrounding the first cluster.

According to claim 3,
In the first cluster, a distance from a center of the main tube to a center of the sub tube is the same.

According to claim 3,
In the first cluster, the subtubes are disposed with the main tube at the same central angle.

According to claim 3,
The second cluster has the same distance from the center of the main tube to the center of the sub tube.

According to claim 3,
The combustor of claim 1 , wherein the second cluster has an asymmetrically shaped cross-section.

According to claim 7,
The second cluster,
A protrusion formed on one side of the second cluster and protruding outward; and
A combustor comprising a concave depression formed on the other side of the second cluster and having a shape corresponding to the protrusion.

According to claim 7,
A combustor in which some of the subtubes of an adjacent pair of second clusters are disposed at the same central angle with the main tube as the center.

According to claim 2,
The main tube,
an outer tube through which the air and the fuel move;
a fuel supply unit supplying the fuel into the outer tube;
a fuel distribution unit located inside the outer tube and connected to the fuel supply unit to distribute the supplied fuel; and
and an injection tube positioned inside the outer tube and connected to the fuel distribution part to inject the distributed fuel, wherein the fuel distribution part is fixedly coupled to a center of the outer tube.

A compressor for compressing air introduced from the outside;
A combustor for combusting a mixture of compressed air and fuel compressed by the compressor, and
A turbine including a plurality of turbine blades rotated by combustion gas burned in the combustor,
the burner,
A plurality of clusters each composed of a plurality of tubes through which the air and the fuel move; and
It includes a cluster case in which the plurality of clusters are coupled therein,
At least one of the plurality of clusters coupled to the cluster case is replaceable, gas turbine.

According to claim 11,
Each of the plurality of clusters,
A main tube located in the center of the cluster and through which the air and the fuel move; and
A gas turbine comprising a sub-tube disposed surrounding the main tube.

According to claim 12,
The plurality of clusters,
first cluster and
A gas turbine comprising at least one or more second clusters disposed surrounding the first cluster.

According to claim 13,
The first cluster has the same distance from the center of the main tube to the center of the sub tube.

According to claim 13,
In the first cluster, the subtubes are arranged with the main tube at the same center angle as the center, the gas turbine.

According to claim 13,
The second cluster has the same distance from the center of the main tube to the center of the sub tube.

According to claim 13,
The gas turbine of claim 1 , wherein the second cluster has an asymmetrically shaped cross section.

According to claim 17,
The second cluster,
A protrusion formed on one side of the second cluster and protruding outward; and
A gas turbine comprising a concave depression formed on the other side of the second cluster and having a shape corresponding to the protrusion.

According to claim 17,
Some of the subtubes of the adjacent pair of second clusters are disposed with the main tube at the same central angle, the gas turbine

According to claim 12,
The main tube,
an outer tube through which the air and the fuel move;
a fuel supply unit supplying the fuel into the outer tube;
a fuel distribution unit located inside the outer tube and connected to the fuel supply unit to distribute the supplied fuel; and
and an injection tube located inside the outer tube and connected to the fuel distribution unit to inject the distributed fuel, wherein the fuel distribution unit is fixedly coupled to a center of the outer tube.