JPS62111132A - ガスタ−ビン燃焼器尾筒冷却構造 - Google Patents
ガスタ−ビン燃焼器尾筒冷却構造Info
- Publication number
- JPS62111132A JPS62111132A JP24882885A JP24882885A JPS62111132A JP S62111132 A JPS62111132 A JP S62111132A JP 24882885 A JP24882885 A JP 24882885A JP 24882885 A JP24882885 A JP 24882885A JP S62111132 A JPS62111132 A JP S62111132A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transition piece
- gas turbine
- air
- wall
- transition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービン燃焼器の尾筒に係シ、特に、燃焼
器出口ガス温度の高い高温ガスタービン燃焼器の尾筒の
冷却構造に関する。
器出口ガス温度の高い高温ガスタービン燃焼器の尾筒の
冷却構造に関する。
ガスタービン発電システムは熱効率、信頼性の向上によ
シ、火力発電システムに代る存在とな抄つつある。ガス
タービン発電システムの熱効率を向上させるには、ガス
タービン燃焼器の出口ガス温度を高めることが必要でア
シ、高温化に関する各要素の開発が進められている。燃
焼器における高温化の問題点は、内筒壁面への入熱量が
増し、壁面温度が上昇することによυ、寿命が短くなる
ことが考えられる。尾筒についても同様に壁面温度が上
昇し、寿命が短くなることが考えられる。
シ、火力発電システムに代る存在とな抄つつある。ガス
タービン発電システムの熱効率を向上させるには、ガス
タービン燃焼器の出口ガス温度を高めることが必要でア
シ、高温化に関する各要素の開発が進められている。燃
焼器における高温化の問題点は、内筒壁面への入熱量が
増し、壁面温度が上昇することによυ、寿命が短くなる
ことが考えられる。尾筒についても同様に壁面温度が上
昇し、寿命が短くなることが考えられる。
マルチキャン型の燃焼器の尾筒は、第３図に示すように
、尾筒入口に相当する内筒側で断面積が最大であシ、尾
筒出口に相当するタービンノズル側で最小になる構造を
とっている。従って、断面平均流速は尾筒出口に近くな
るほど大きくなり、壁面温度を支配する尾筒内壁熱伝達
率は、断面平均流速の影響が大きいために、尾筒出口で
大きな値をとる第４図の分布となる。このような伝熱特
性をもつ尾筒を冷却するには、出口近傍の高温部分に小
径の空気孔を設けて孔表面の対流熱伝達とガス側壁面に
沿って冷却空気を流して加熱側ガス温度の降下金利用し
ている。また、特開昭５５−２３４００号公報では、尾
筒を二重壁として内側壁面温度が特に高い部分に、外側
壁面に設けた空気孔からの空気を衝突させて冷却し、そ
の空気を二重壁で形成される通路により内筒へ供給する
方法が用いられている。また、別の方法は尾筒の外周に
内筒へ供給する空気を一様に流すためのガイドを設け、
尾筒周囲の空気流速を高めて冷却している。これらの冷
却方法を単独に用いるだけではガスタービン全体性能を
高める観点から尾筒冷却方法に要求される仕様である、 （１）冷却に使用後、内筒に供給できない空気の割合を
少なくする。
、尾筒入口に相当する内筒側で断面積が最大であシ、尾
筒出口に相当するタービンノズル側で最小になる構造を
とっている。従って、断面平均流速は尾筒出口に近くな
るほど大きくなり、壁面温度を支配する尾筒内壁熱伝達
率は、断面平均流速の影響が大きいために、尾筒出口で
大きな値をとる第４図の分布となる。このような伝熱特
性をもつ尾筒を冷却するには、出口近傍の高温部分に小
径の空気孔を設けて孔表面の対流熱伝達とガス側壁面に
沿って冷却空気を流して加熱側ガス温度の降下金利用し
ている。また、特開昭５５−２３４００号公報では、尾
筒を二重壁として内側壁面温度が特に高い部分に、外側
壁面に設けた空気孔からの空気を衝突させて冷却し、そ
の空気を二重壁で形成される通路により内筒へ供給する
方法が用いられている。また、別の方法は尾筒の外周に
内筒へ供給する空気を一様に流すためのガイドを設け、
尾筒周囲の空気流速を高めて冷却している。これらの冷
却方法を単独に用いるだけではガスタービン全体性能を
高める観点から尾筒冷却方法に要求される仕様である、 （１）冷却に使用後、内筒に供給できない空気の割合を
少なくする。
（２）圧力損失を小さくする。
（８）熱応力の少ない構造などの基本特性を十分に満足
することができない。
することができない。
本発明の目的はガスタービン燃焼器の尾筒周囲の熱伝達
率を高めて尾筒を効率良く冷却する方法を提供すること
にある。
率を高めて尾筒を効率良く冷却する方法を提供すること
にある。
本発明は、尾筒内側の熱伝達率の大きい部分には冷却性
能の高い衝突冷却を用いて構造を簡単化するために、外
周壁は尾筒と一体化し、他の部分は内筒へ供給する空気
を尾筒壁面に沿って流すための案内壁を設けて、尾筒を
冷却して尾筒冷却のみに使用する空気流量を減少し、内
筒へ供給する空気の圧力損失を少なくするものである。
能の高い衝突冷却を用いて構造を簡単化するために、外
周壁は尾筒と一体化し、他の部分は内筒へ供給する空気
を尾筒壁面に沿って流すための案内壁を設けて、尾筒を
冷却して尾筒冷却のみに使用する空気流量を減少し、内
筒へ供給する空気の圧力損失を少なくするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図によシ説明する。圧縮
機出口ディフューザ８よシ供給される空気は尾筒４と、
その外周に設けた案内壁６とで形成される通路を流れて
内筒２に達し、内筒と案内筒３とで形成される通路ｋｌ
れながら、その途中で内筒内へ順次供給される。内筒２
の上流端に設けた燃料ノズル１から供給される燃料は内
筒２の内部で空気中の酸素と反応して燃焼ガスを生成し
、そのガスは尾筒４を介してタービンノズル７に導かれ
る。尾筒４の出口近傍には外周壁５を設けている。その
詳細を第２図に示す。外周壁５には空気孔９ｔ−複数個
設け、空気流１１ｔ−尾筒４に衝突させる。外周壁５は
空気孔９以外からのもれ空気がないように１尾筒４に固
定されている。空気孔９から供給された空気は尾筒４に
衝突後、空気孔１０ｔ−通って尾筒内側へ流れ、壁面近
傍に低温空気層を形成する。
機出口ディフューザ８よシ供給される空気は尾筒４と、
その外周に設けた案内壁６とで形成される通路を流れて
内筒２に達し、内筒と案内筒３とで形成される通路ｋｌ
れながら、その途中で内筒内へ順次供給される。内筒２
の上流端に設けた燃料ノズル１から供給される燃料は内
筒２の内部で空気中の酸素と反応して燃焼ガスを生成し
、そのガスは尾筒４を介してタービンノズル７に導かれ
る。尾筒４の出口近傍には外周壁５を設けている。その
詳細を第２図に示す。外周壁５には空気孔９ｔ−複数個
設け、空気流１１ｔ−尾筒４に衝突させる。外周壁５は
空気孔９以外からのもれ空気がないように１尾筒４に固
定されている。空気孔９から供給された空気は尾筒４に
衝突後、空気孔１０ｔ−通って尾筒内側へ流れ、壁面近
傍に低温空気層を形成する。
燃焼器尾筒は、第３図のように、内筒側からタービンノ
ズル側に流れるに従って断面積が減少する構造であり、
中間でのガス流量変化が無いために、下流はど断面平均
ガス流速が大きくなる。管内流の熱伝達率はガス流速の
０．８乗に比例するため、第４図に示すような熱伝達率
分布となる。これに対して、尾筒材料強度は温度に依存
するために、尾筒全体強度を一様にする丸めには、壁面
温度を一様にする必要がある。このため罠は、尾筒外側
熱伝達率も第４図と同様な分布にする必要がアシ、出口
近傍で熱伝達率の高い冷却が必要である。第１図の構造
では尾筒出口近傍に熱伝達率の高い衝突冷却金用い、そ
の適用範囲を限定することにより、冷却のみに使用する
空気流ｔｔ−少なくしている。残りの部分は冷却に必要
な熱伝達率が比較的小さいために、尾筒周囲に設けた案
内壁によシ、必要熱伝達率分布を得るための空気流速分
布を得ておシ、空気流速自体も比較的遅いために、案内
壁を設けたことによる圧力損失は小さく、ガスタービン
全体熱効率の低下は少なくなる。
ズル側に流れるに従って断面積が減少する構造であり、
中間でのガス流量変化が無いために、下流はど断面平均
ガス流速が大きくなる。管内流の熱伝達率はガス流速の
０．８乗に比例するため、第４図に示すような熱伝達率
分布となる。これに対して、尾筒材料強度は温度に依存
するために、尾筒全体強度を一様にする丸めには、壁面
温度を一様にする必要がある。このため罠は、尾筒外側
熱伝達率も第４図と同様な分布にする必要がアシ、出口
近傍で熱伝達率の高い冷却が必要である。第１図の構造
では尾筒出口近傍に熱伝達率の高い衝突冷却金用い、そ
の適用範囲を限定することにより、冷却のみに使用する
空気流ｔｔ−少なくしている。残りの部分は冷却に必要
な熱伝達率が比較的小さいために、尾筒周囲に設けた案
内壁によシ、必要熱伝達率分布を得るための空気流速分
布を得ておシ、空気流速自体も比較的遅いために、案内
壁を設けたことによる圧力損失は小さく、ガスタービン
全体熱効率の低下は少なくなる。
本発明の衝突冷却部は冷却空気を尾筒空気孔１０から尾
筒内へ供給する第２図の構造だけでなく、スリット状の
通路からガス側へ流して壁面への入熱量を少なくする第
５図の構造、衝突冷却後の空気を空気通路１４からター
ビン冷却空気通路へ導い之シ、他の機器での消費空気、
たとえば、石炭ガス化炉の酸化空気として使用するため
に導く第６図の構造が考えられる。なお、１２は空気流
、１３はスリットである。
筒内へ供給する第２図の構造だけでなく、スリット状の
通路からガス側へ流して壁面への入熱量を少なくする第
５図の構造、衝突冷却後の空気を空気通路１４からター
ビン冷却空気通路へ導い之シ、他の機器での消費空気、
たとえば、石炭ガス化炉の酸化空気として使用するため
に導く第６図の構造が考えられる。なお、１２は空気流
、１３はスリットである。
本発明によれば、燃焼器部での圧力損失増加を少なくし
、内筒以外から燃焼ガス通路へ供給される空気の増加を
少なくできるので高温化によるガスタービン熱効率の向
上を達成しつつ、燃焼器尾筒の壁温上昇を抑制すること
ができる。
、内筒以外から燃焼ガス通路へ供給される空気の増加を
少なくできるので高温化によるガスタービン熱効率の向
上を達成しつつ、燃焼器尾筒の壁温上昇を抑制すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例の燃焼器部の断面図、第２図
は本発明の尾筒の衝突冷却部の断面図、第３図はマルチ
キャン型燃焼器尾筒の断面積変化図、第４図はマルチキ
ャン屋燃焼器尾筒内壁の平均熱伝達率分布図、第５図、
第６図は本発明の尾筒の衝突冷却変形例の断面図である
。
は本発明の尾筒の衝突冷却部の断面図、第３図はマルチ
キャン型燃焼器尾筒の断面積変化図、第４図はマルチキ
ャン屋燃焼器尾筒内壁の平均熱伝達率分布図、第５図、
第６図は本発明の尾筒の衝突冷却変形例の断面図である
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、圧縮空気と、加圧した燃料とを燃焼器内筒に導き、
前記燃焼器内筒内で燃焼を進行させ、ここで生成した燃
焼ガスを尾筒を介してタービンに導いて出力を得るガス
タービンにおいて、 前記尾筒の外壁面から所定の間隔をおいて前記尾筒の一
部をおおう前記外周壁を設け、前記外周壁に複数個の孔
を設けて前記圧縮空気の一部を流して前記尾筒の前記外
壁面に衝突させ、前記尾筒の外壁面から所定の間隔をお
いて前記尾筒の一部をおおう案内壁を設け、前記案内壁
と前記尾筒とで形成する通路に前記内筒へ供給する前記
圧縮空気の一部、又は、全量を流す構造としたことを特
徴とするガスタービン燃焼器尾筒冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24882885A JPS62111132A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | ガスタ−ビン燃焼器尾筒冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24882885A JPS62111132A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | ガスタ−ビン燃焼器尾筒冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111132A true JPS62111132A (ja) | 1987-05-22 |
Family
ID=17184025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24882885A Pending JPS62111132A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | ガスタ−ビン燃焼器尾筒冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62111132A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH031015A (ja) * | 1989-05-26 | 1991-01-07 | Toshiba Corp | ガスタービン燃焼器 |
| JPH05141269A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-06-08 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| EP1433924A2 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-30 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor |
| JP2012180843A (ja) * | 2012-06-20 | 2012-09-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器尾筒の設計方法 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP24882885A patent/JPS62111132A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH031015A (ja) * | 1989-05-26 | 1991-01-07 | Toshiba Corp | ガスタービン燃焼器 |
| JPH05141269A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-06-08 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| EP1433924A2 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-30 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor |
| EP1433924A3 (en) * | 2002-12-12 | 2005-11-23 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor |
| US7340881B2 (en) | 2002-12-12 | 2008-03-11 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor |
| JP2012180843A (ja) * | 2012-06-20 | 2012-09-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器尾筒の設計方法 |
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