JPH0816455B2 - ガスタ−ビン用燃焼器の冷却方法 - Google Patents
ガスタ−ビン用燃焼器の冷却方法Info
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- JPH0816455B2 JPH0816455B2 JP61206195A JP20619586A JPH0816455B2 JP H0816455 B2 JPH0816455 B2 JP H0816455B2 JP 61206195 A JP61206195 A JP 61206195A JP 20619586 A JP20619586 A JP 20619586A JP H0816455 B2 JPH0816455 B2 JP H0816455B2
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスタービン用燃焼器の冷却方法に係り、特
に燃焼器内筒の冷却に好適な冷却方法の改良に関する。
に燃焼器内筒の冷却に好適な冷却方法の改良に関する。
〔従来技術とその問題点〕 従来のガスタービンにおける燃焼器では、特に燃焼器
上流側の燃焼領域での大きな火炎輻射によって内筒が焼
損しやすいため、一般に空気によるフィルム冷却を行っ
ている。この冷却方法は内筒壁に多数のルーバを設けた
り、あるいは内筒を径の異なる内筒の組合せ構造とし、
この隙間から空気を壁面に沿って流すようにする方法で
ある。そして、この冷却用空気には圧縮機の吐出空気が
用いられる。
上流側の燃焼領域での大きな火炎輻射によって内筒が焼
損しやすいため、一般に空気によるフィルム冷却を行っ
ている。この冷却方法は内筒壁に多数のルーバを設けた
り、あるいは内筒を径の異なる内筒の組合せ構造とし、
この隙間から空気を壁面に沿って流すようにする方法で
ある。そして、この冷却用空気には圧縮機の吐出空気が
用いられる。
ところが、従来の冷却方法では、タービン入口温度が
1000〜1300℃の高温になると、燃焼器の内筒温度が800
〜1000℃程度まで達してしまい、過剰な熱変形が生じた
り、燃焼器の高温強度が問題となっていた。このため、
耐火材を用いて燃焼器を構成する外側ケーシングや外筒
の内面部に遮熱内張りを施さなければならず、コスト面
での問題と大型重量化してしまう問題があった。
1000〜1300℃の高温になると、燃焼器の内筒温度が800
〜1000℃程度まで達してしまい、過剰な熱変形が生じた
り、燃焼器の高温強度が問題となっていた。このため、
耐火材を用いて燃焼器を構成する外側ケーシングや外筒
の内面部に遮熱内張りを施さなければならず、コスト面
での問題と大型重量化してしまう問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に着目し、燃焼器の内筒
温度を低温にでき、内筒まわりの耐熱構造を簡易化する
とともに、燃焼温度の低減をも図ることができるように
したガスタービン用燃焼器の冷却方法を提供することを
目的とする。
温度を低温にでき、内筒まわりの耐熱構造を簡易化する
とともに、燃焼温度の低減をも図ることができるように
したガスタービン用燃焼器の冷却方法を提供することを
目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るガスタービ
ン用燃焼器の冷却方法は、燃焼器の内筒タービン入口ボ
リュートの外周域を周方向に分割した各領域に形成した
流路にそれぞれ、水蒸気または水なる冷却媒体を流量調
節して通流させて内筒タービン入口ボリュートの温度が
全周にわたって均一分布になるよう冷却し、続いてこの
冷却媒体を燃焼器内筒の外壁面を周回させた流路に通流
させて内筒を冷却し、この内筒を冷却した冷却媒体の一
部を燃焼器内に噴射させるように構成した。
ン用燃焼器の冷却方法は、燃焼器の内筒タービン入口ボ
リュートの外周域を周方向に分割した各領域に形成した
流路にそれぞれ、水蒸気または水なる冷却媒体を流量調
節して通流させて内筒タービン入口ボリュートの温度が
全周にわたって均一分布になるよう冷却し、続いてこの
冷却媒体を燃焼器内筒の外壁面を周回させた流路に通流
させて内筒を冷却し、この内筒を冷却した冷却媒体の一
部を燃焼器内に噴射させるように構成した。
上記構成により、燃焼器の内筒タービン入口ボリュー
ト外周面を含め内筒外周面を循環する冷却媒体により内
筒が直接冷却され、かつ冷却媒体の燃焼器内への噴射に
より、内筒温度を低温に保つことができ、かつ燃焼温度
の低下により低NOx燃焼も実現できる。
ト外周面を含め内筒外周面を循環する冷却媒体により内
筒が直接冷却され、かつ冷却媒体の燃焼器内への噴射に
より、内筒温度を低温に保つことができ、かつ燃焼温度
の低下により低NOx燃焼も実現できる。
以下に、本発明に係るガスタービン用燃焼器の冷却方
法の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
法の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
ガスタービン用燃焼器10は、第１図に示すように、圧
縮機12の出口部とガスタービン14の入口部の間に位置し
て設けられ、圧縮機12にて得られた高圧空気に燃料を噴
射することにより燃焼を起こさせ、燃焼ガスをタービン
14側に吐出する。このような燃焼器10は外側ケーシング
16の内側に外筒18を配設し、更にその内側に内筒20を設
けた構成となっており、内筒20の下端におけるタービン
入口ボリュート22はロータ24を取囲み、タービン１段静
翼に向けて開口している。
縮機12の出口部とガスタービン14の入口部の間に位置し
て設けられ、圧縮機12にて得られた高圧空気に燃料を噴
射することにより燃焼を起こさせ、燃焼ガスをタービン
14側に吐出する。このような燃焼器10は外側ケーシング
16の内側に外筒18を配設し、更にその内側に内筒20を設
けた構成となっており、内筒20の下端におけるタービン
入口ボリュート22はロータ24を取囲み、タービン１段静
翼に向けて開口している。
上記燃焼器10の冷却を行うため、実施例では内筒20を
冷却対象とし、内筒20の外壁面に第２図（ａ）また
（Ｂ）に示すような冷媒通路26（26A,26B）を形成し
て、この通路26に水蒸気または水を通流させるようにし
ている。前記通路26A,26BはＣチャンネル材28の開口部
を閉塞するように内筒20の外壁に周回状態で溶着結合し
（第２図（Ａ）、あるいはパイプ30を用いて内筒20の外
面に巻回させて取付ける（同（Ｂ）ことにより形成され
る。この場合、巻き付け方向は流れ方向が燃焼の開始点
側に向って流れるように通路配管を構成している。ここ
で、前記冷媒通路26のタービン入口ボリュート22に対応
する冷媒通路入口部は、第３図に示すように、ボリュー
ト温度が均一となるように形成されている。すなわち、
ボリュート22は燃焼ガスの流れの影響により、上側ボリ
ュートの温度が高く、下側ボリュートの温度が比較的低
くなる。このため、ボリュート22をロータ軸方向からみ
て第１〜４象限に座標分割し、各座標に対応して独立し
た冷却が施せるように、冷媒通路26を配管構成するとと
もに、図示しない供給源側の導入路には流量調節バルブ
32A〜32Dを介装している。そして、各象限内ボリュート
温度をセンサ（図示せず）にて測定しつつ、ボリュート
温度がロータ24の周囲で均一になるようにバルブ32A〜3
2Dの開度を自動調節させるものとしている。
冷却対象とし、内筒20の外壁面に第２図（ａ）また
（Ｂ）に示すような冷媒通路26（26A,26B）を形成し
て、この通路26に水蒸気または水を通流させるようにし
ている。前記通路26A,26BはＣチャンネル材28の開口部
を閉塞するように内筒20の外壁に周回状態で溶着結合し
（第２図（Ａ）、あるいはパイプ30を用いて内筒20の外
面に巻回させて取付ける（同（Ｂ）ことにより形成され
る。この場合、巻き付け方向は流れ方向が燃焼の開始点
側に向って流れるように通路配管を構成している。ここ
で、前記冷媒通路26のタービン入口ボリュート22に対応
する冷媒通路入口部は、第３図に示すように、ボリュー
ト温度が均一となるように形成されている。すなわち、
ボリュート22は燃焼ガスの流れの影響により、上側ボリ
ュートの温度が高く、下側ボリュートの温度が比較的低
くなる。このため、ボリュート22をロータ軸方向からみ
て第１〜４象限に座標分割し、各座標に対応して独立し
た冷却が施せるように、冷媒通路26を配管構成するとと
もに、図示しない供給源側の導入路には流量調節バルブ
32A〜32Dを介装している。そして、各象限内ボリュート
温度をセンサ（図示せず）にて測定しつつ、ボリュート
温度がロータ24の周囲で均一になるようにバルブ32A〜3
2Dの開度を自動調節させるものとしている。
一方、タービン入口ボリュート22を冷却しつつ内筒20
の外壁に巻回された冷媒通路26は内筒20の上端に至る
が、内筒20の頂部に取付けた蒸気噴射ノズル34に接続さ
れ、燃焼器10の内部に冷媒蒸気を噴射し、燃焼温度を直
接冷却させるようにしている。また、更に冷媒通路26は
前記ノズル34の上流側で分岐され、その分岐管36をター
ビン１段静翼の冷却通路に導き接続させ、残余の冷媒蒸
気をもってタービン翼の冷却を施すようにしている。
の外壁に巻回された冷媒通路26は内筒20の上端に至る
が、内筒20の頂部に取付けた蒸気噴射ノズル34に接続さ
れ、燃焼器10の内部に冷媒蒸気を噴射し、燃焼温度を直
接冷却させるようにしている。また、更に冷媒通路26は
前記ノズル34の上流側で分岐され、その分岐管36をター
ビン１段静翼の冷却通路に導き接続させ、残余の冷媒蒸
気をもってタービン翼の冷却を施すようにしている。
このような装置構成で行う冷却方法は次のようにな
る。蒸気発生器等の冷媒供給源から燃焼器20の内筒ター
ビン入口ボリュート22に達した冷媒蒸気は各象限に対応
する冷媒流量をバルブ32A〜32Dの開度を調節することで
ボリュート温度が全体で均一となるように冷却する。こ
れにより、特に単缶式燃焼器の場合にタービン入口ボリ
ュートの上下で生じている約200℃の温度差が解消さ
れ、均一な温度分布にできる。ボリュート22の冷却を施
した後、冷媒通路26を通流する蒸気等の冷媒は内筒20を
外壁側から冷却し、内筒温度を200〜250℃の低温に保持
することができる。これにより、燃焼器10の熱変形が防
止され、外側ケーシング16や外筒18の内面部への遮熱内
張りが不要となり、もってコスト低減と小型軽量化が図
れる。また、内筒20の外壁面にチャンネル材28やパイプ
30を結合するため、これらの部材がいわば強度補強材料
として機能し、内筒20自身の強度、剛性が増大する利点
があり、またフィルム冷却のために内筒20を軸方向に分
割することも不要となる。そして、内筒20の冷却後、蒸
気等の冷媒はノズル34を通じて燃焼器10の内部に噴霧さ
れ、これにより燃焼温度が下げられる。燃焼温度はNOx
の発生量に影響を与えることが知られており、本方法に
より、従来の発生量の20〜30％程度まで低減できる効果
がある。更に、冷媒蒸気の一部は分岐管36を通じてター
ビン14側の１段静翼側に導かれ、翼冷却を行う。したが
って、翼冷却のための冷媒流量は全体として少なくてよ
く、内筒20の冷媒の有効活用を図ることができる。
る。蒸気発生器等の冷媒供給源から燃焼器20の内筒ター
ビン入口ボリュート22に達した冷媒蒸気は各象限に対応
する冷媒流量をバルブ32A〜32Dの開度を調節することで
ボリュート温度が全体で均一となるように冷却する。こ
れにより、特に単缶式燃焼器の場合にタービン入口ボリ
ュートの上下で生じている約200℃の温度差が解消さ
れ、均一な温度分布にできる。ボリュート22の冷却を施
した後、冷媒通路26を通流する蒸気等の冷媒は内筒20を
外壁側から冷却し、内筒温度を200〜250℃の低温に保持
することができる。これにより、燃焼器10の熱変形が防
止され、外側ケーシング16や外筒18の内面部への遮熱内
張りが不要となり、もってコスト低減と小型軽量化が図
れる。また、内筒20の外壁面にチャンネル材28やパイプ
30を結合するため、これらの部材がいわば強度補強材料
として機能し、内筒20自身の強度、剛性が増大する利点
があり、またフィルム冷却のために内筒20を軸方向に分
割することも不要となる。そして、内筒20の冷却後、蒸
気等の冷媒はノズル34を通じて燃焼器10の内部に噴霧さ
れ、これにより燃焼温度が下げられる。燃焼温度はNOx
の発生量に影響を与えることが知られており、本方法に
より、従来の発生量の20〜30％程度まで低減できる効果
がある。更に、冷媒蒸気の一部は分岐管36を通じてター
ビン14側の１段静翼側に導かれ、翼冷却を行う。したが
って、翼冷却のための冷媒流量は全体として少なくてよ
く、内筒20の冷媒の有効活用を図ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、蒸気や水等の
冷媒を用い、内筒タービン入口ボリュート外周面を初め
とし内筒外壁面に周回させた通路を通流させて冷却する
とともに、その冷媒を燃焼器内にも噴射させるようにし
たため、内筒温度の低減とともに燃焼温度の低減を図る
ことができ、もって熱変形や高温強度の問題を有効改善
できる効果が得られる。
冷媒を用い、内筒タービン入口ボリュート外周面を初め
とし内筒外壁面に周回させた通路を通流させて冷却する
とともに、その冷媒を燃焼器内にも噴射させるようにし
たため、内筒温度の低減とともに燃焼温度の低減を図る
ことができ、もって熱変形や高温強度の問題を有効改善
できる効果が得られる。
第１図は実施例に係る冷却方法を実施するためガスター
ビン用燃焼器の断面図、第２図（Ａ），（Ｂ）はそれぞ
れ異なる冷媒通路形成手段による内筒壁面断面図、第３
図はタービン入口ボリュート部の断面図である。 10……燃焼器、20……内筒、 22……タービン入口ボリュート、 26（26A,26B）……冷媒通路、 34……蒸気噴射ノズル。
ビン用燃焼器の断面図、第２図（Ａ），（Ｂ）はそれぞ
れ異なる冷媒通路形成手段による内筒壁面断面図、第３
図はタービン入口ボリュート部の断面図である。 10……燃焼器、20……内筒、 22……タービン入口ボリュート、 26（26A,26B）……冷媒通路、 34……蒸気噴射ノズル。
Claims (1)
- 【請求項１】燃焼器の内筒タービン入口ボリュートの外
周域を周方向に分割した各領域に形成した流路にそれぞ
れ、水蒸気または水なる冷却媒体を流量調節して通流さ
せることにより前記内筒タービン入口ボリュートの温度
が全周にわたって均一分布になるよう冷却し、続いて前
記冷却媒体を燃焼器内筒の外壁面を周回させた流路に通
流させることにより前記内筒を冷却し、前記内筒を冷却
した冷却媒体の一部を燃焼器内に噴射させることを特徴
とするガスタービン用燃焼器の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206195A JPH0816455B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | ガスタ−ビン用燃焼器の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206195A JPH0816455B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | ガスタ−ビン用燃焼器の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6361722A JPS6361722A (ja) | 1988-03-17 |
| JPH0816455B2 true JPH0816455B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=16519369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206195A Expired - Lifetime JPH0816455B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | ガスタ−ビン用燃焼器の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816455B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154161A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウムイオン導電性固体電解質材料 |
| JP3032309B2 (ja) * | 1991-02-22 | 2000-04-17 | 松下電器産業株式会社 | リチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法 |
| US5555723A (en) * | 1994-04-28 | 1996-09-17 | Westinghouse Electric Corporation | Ducting for an external gas turbine topping combustor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57166649A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-14 | Ibm | Data processing system |
| JPS59134750U (ja) * | 1983-03-01 | 1984-09-08 | 株式会社東芝 | ガスタ−ビン燃焼器 |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61206195A patent/JPH0816455B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6361722A (ja) | 1988-03-17 |
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