JP2015197292A - スワラーの交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バーナー装置の予混合バーナーまたはメインバーナーのスワラーの交換方法において、時間とコストの削減を図る。【解決手段】スワラー（２）は燃料ガス供給管（３）およびこれに収容された燃料油供給導管（４）を介して、バーナー装置（１）の分配フランジプレート（５）に接続され、スワラーの交換時に、燃料ガス供給管の複数部品と燃料油供給導管の複数部品を再利用可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、バーナー装置の予混合バーナーまたはメインバーナーのスワラーの交換方法に関し、このスワラーは燃料ガス供給管およびこれに収容された燃料油供給導管を介して、バーナー装置の分配フランジプレートに接続されている。

冒頭に述べた種類のスワラー（旋回流発生器）は従来技術において様々な形態が知られている。これらは圧縮機から供給された燃焼空気を旋回流化し、燃料ガス供給管、および／または、燃料油供給導管を介して供給される燃料と混合するためのものである。このために、複数のスワラーは、燃料ガス供給管の自由端の周囲に配置された外側リングを有し、前記燃料ガス供給管と相俟って圧縮された燃焼空気用の環状流路を特定している。さらにこれらのスワラーは、ガス供給管と外側リングとの間に設置された複数の旋回羽根を有し、これらの羽根が燃焼空気に旋回流を与える。この流路が対応する複数の連結通路を介して一方では燃料ガス供給管と、そして他方では燃料油供給導管と接続されているので、それぞれの燃料をこの流路に噴射することができる。

損傷したスワラーの交換には、実際には、非常に時間とコストがかかる。既知の一方法では、分配フランジプレートに直接に接続された燃料ガス供給管と燃料油供給導管とが高温側で切り離される。同様に、分配フランジプレートの低温側で全部の燃料供給系が切り離される。次に、この装置は再び組立てられるが、この時、分配フランジプレートだけが再利用される。他の全ての部品は新品で置き換えられる。

この従来技術から出発して、本発明の課題は、冒頭に述べた方法に比べて、短時間かつ低コストで実施可能な代案を提供することにある。

この課題を解決するために、本発明は以下のステップを有する方法を提案する。
ａ）スワラーに近い第１切り離し面に沿って燃料ガス供給管と燃料油供給導管とを切断することにより、スワラーを切り離す。
ｂ）切り離されたスワラーを取り外す。
ｃ）残置されている燃料ガス供給管を第２切り離し面に沿って、燃料油供給導管を切断することなく、切断することにより、残置されている燃料ガス供給管の端部を切り離す。
ｄ）燃料ガス供給管の切り離された端部を取り外す。
ｅ）ステップｃ）で切り離された燃料ガス供給管の端部に置き換わるカバーを準備する。このカバーは少なくとも部分的に、残置されている燃料ガス供給管上に載置されるか、あるいは、この中に挿入できるように形成されている。
ｆ）前記カバーを残置されている燃料ガス供給管上に、あるいは、この中に挿入する。
ｇ）新しいスワラーを準備する。この新スワラーから軸方向に、新燃料ガス供給管端部および新燃料油供給導管端部が突き出ている。
ｈ）残置されている燃料油供給導管に新スワラーから突き出ている新燃料油供給導管端部を材料同志で結合する。
ｉ）残置されている燃料ガス供給管と新スワラーから突き出ている新燃料ガス供給管端部との間に前記カバーを配置する。
ｊ）前記カバーを、一方では残置されている燃料ガス供給管に、そして他方では新スワラーから軸方向に突き出ている新燃料ガス供給管端部に材料同志で結合する。

ステップｃ）で切り離された燃料ガス供給管端部を、残置されている燃料ガス供給管に対してテレスコープ状にスライドすることができるカバーで置き換えることにより、引き続くステップにおいて、先ず、新スワラーの新燃料油供給導管端部を残置されている燃料油供給導管に材料同志で結合し（ステップｈ）、次に、カバーを、一方では残置されている燃料ガス供給管に、そして他方では新スワラーから突き出ている新燃料ガス供給管端部に材料同志で結合する（ステップｊ）ことが可能となる。こうして、スワラーの交換時に、燃料ガス供給管の複数部品と燃料油供給導管の複数部品を再利用することができ、これによって、本発明によるスワラー交換に伴って生じる時間とコストが低減される。

本発明の一形態では、ステップｃ）で残置されている燃料ガス供給管の切り離された端部、および、これに置き換わるカバーが、同じ長さを有する。

ステップｃ）において残置されている燃料ガス供給管の切り離された端部と、切り離された燃料ガス供給管に置き換わるカバーとが、円錐形状を有していると有利である。

ステップｈ）とステップｊ）における材料同志の結合が溶接で行われると、高温に対して強い結合が得られるので、有利である。しかし、代案として他の結合方法を用いることもできる。単に一例を挙げるとすれば、例えば、硬質はんだである。

ステップｈ）とステップｊ）で生じる溶接継目を事前に前加工しておくと有利である。換言すれば、規定どおりの溶接継目を保証する為に、溶接継目を生成する前に溶接部を洗浄し、場合によっては機械加工する。

本発明の一形態では、新燃料油供給導管端部は、新スワラーから、切り離されたスワラーの燃料油供給管端部よりも長く突き出ている。こうすることにより、新たな溶接接続が古い溶接継目の部分に来ることを避けることができ、これによって、材料特性の好ましくない変化を伴わずに済む。すなわち、新スワラーの新燃料油供給導管端部は、切り離されたスワラーの燃料油供給導管端部よりも例えば２〜５ｍｍ長く突き出ている。

本発明のさらなる特徴と利点を図を参照して、本発明による方法の以下の明細書により明らかにする。

複数のスワラーを有するバーナー装置の透視図 図１に示されたバーナー装置の側面図 本発明による一実施形態の方法の個別ステップを説明する、図１と図２に示された装置の部分図 本発明による一実施形態の方法の個別ステップを説明する、図１と図２に示された装置の部分図 本発明による一実施形態の方法の個別ステップを説明する、図１と図２に示された装置の部分図 本発明による一実施形態の方法の個別ステップを説明する、図１と図２に示された装置の部分図 本発明による一実施形態の方法の個別ステップを説明する、図１と図２に示された装置の部分図 本発明による一実施形態の方法の個別ステップを説明する、図１と図２に示された装置の部分図

図１と図２は複数のスワラー２を有するガスタービンバーナー装置１を示し、それぞれのスワラー２は１つの予混合バーナーないし１つのメインバーナーの１つのコンポーネントを示す。それぞれのスワラー２は１つの燃料ガス供給管３と、これに収容されている１つの燃料油供給導管４とを介して、１つの分配フランジプレート５に接続されており、この分配フランジプレートを介してガスタービンバーナー装置１が、詳細には示されていないガスタービンハウジングにフランジ留めされている。複数の燃料ガス供給管３と複数の燃料油供給導管４が前記１つの分配フランジプレート５を介して既知の方法で、それぞれ、１つの燃流ガス供給部および１つの燃料油供給部に接続されているが、これについては詳述しない。これらのスワラー２はそれぞれ１つの外側リング６を有し、この外側リングは、燃料ガス供給管３と外側リング６との間に１つの環状の流路を特定すべく、付設されている燃料ガス供給管３の自由端を取り囲んでいる。さらに、各スワラー２は複数の旋回羽根７を含み、これらはそれぞれ燃料ガス供給管３と外側リング６との間に設置されている。これらの図に示されていないにせよ、燃料ガス供給管３も燃料油供給導管４も相応の連結流路を通って前記の環状流路と接続されているので、燃料油、および／または、燃料ガスを選択的にこの流路内に噴射することができる。ガスタービンの運転中に、各スワラー２の個別の流路を通って、圧縮された燃焼空気が導入され、この空気は旋回羽根７によって旋回され、空気は燃料油、および／または、燃料ガスと混合される。

ガスタービン運転中に損傷を受けたスワラー２は、保守、あるいは修理作業で新品のスワラーと交換しなければならない。このために、本発明による方法の一実施例では複数のステップが実施されるが、これらについて図３から８を参照して説明する。

第１ステップで、図３に示されているように、交換されるべきスワラー２が、付設された燃料ガス供給管３とその中に収容された燃料油供給導管４とを第１切り離し面８に沿って切断することにより、切り離される。この切断は例えばエロージョン方法を使用して行うことができる。

その次のステップで、この切り離されたスワラー２は取り出され、その結果、図４に示された構造が得られる。切り離されたスワラー２を取り出した後に、次のステップで、残置されている燃料ガス供給管３を第２切断面１０に沿って切断することにより、残置されている燃料ガス供給管３の円錐状に先の尖った端部９が切り離される。この場合、内部に在る燃料油供給導管４は切断しない。端部９を切り離すために、丸鋸または同等の切断手段のような切削法を使用することができる。

そして、燃料ガス供給管３の切り離された端部９が取り出されるので、図５に示された構造が得られる。次に、矢印ＡとＢで示された面が溶接継目加工の準備に入る。すなわち、洗浄され、場合によっては、機械加工される。

その次のステップで、燃料ガス供給管３の切り離された端部９に替わるカバー１１が準備されるが、図６に示されているように、このカバーは少なくとも部分的に、残置されている燃料ガス供給管３上に載置されるように形成されている。カバー１１の高さおよび内側寸法は燃料ガス供給管３の切り離された端部９の高さおよび内側寸法とほぼ同じであるので、このカバー１１は、後のガスタービン運転中に、機能を損なうことなく、燃料ガス供給管３の切り離された端部９の替りとなることができる。

その次のステップで、図６に示されているように、カバー１１は、残置されている燃料油供給導管４がカバー１１から上方に突き出るように、残置されている燃料ガス供給管３に挿入される。

次に、軸方向に１つの新燃料ガス供給管自由端１３と１つの新燃料油供給導管自由端１４とが突き出ている新スワラー１２が準備される。基本的に、新スワラー１２は、その前に切り離されたスワラー２と同様の構造を有している。新燃料油供給導管自由端１４が新燃料ガス供給管自由端１３から僅かに、例えば、２〜５ｍｍだけ長く突き出ている点のみが異なる。

次に、図７に示されているように、残置されている燃料油供給導管４が、新スワラー１２から突き出ている新燃料油供給導管自由端１４と材料同志で結合されるが、このためにここでは溶接法が使用される。

その次のステップで、図８のように、カバー１１が、残置されている燃料ガス供給管３と新スワラー１２から突き出ている新燃料ガス供給管自由端１３との間に配置され、次いで、残置されている燃料ガス供給管３および新スワラー１２から軸方向に突き出ている新燃料ガス供給管自由端１３と材料同志で結合される。このためにも再び溶接法が使用される。

本発明による方法の本質的な利点は、スワラー補修時に、スワラー本体と燃料ガス供給管の自由端だけを交換すればよいことにある。古い分配フランジプレートをベースにしたバーナーの完全な新品交換は不要である。これにより、本発明による方法で時間とコストを削減することができる。

本発明の詳細が有利な実施例により詳細に図示され記載されているが、本発明は開示された例に限定されるものではなく、当業者ならば、本発明の保護範囲を逸脱することなしに、ここから他の変形を導くことが可能である。

１ バーナー装置
２ スワラー
３ 燃料ガス供給管
４ 燃料油供給導管
５ 分配フランジプレート
６ 外側リング
７ 旋回羽根
９ 自由端部
１１ カバー
１２ 新スワラー
１３ 新燃料ガス供給管自由端部
１４ 新燃料油供給導管自由端部

Claims (6)

1. バーナー装置（１）の予混合バーナーまたはメインバーナーのスワラー（２）の交換方法であって、前記スワラー（２）は、燃料ガス供給管（３）およびこれに収容された燃料油供給導管（４）を介して、バーナー装置（１）の分配フランジプレート（５）に接続されており、次のステップを含む方法：
   ａ）スワラー（２）に近い第１切り離し面（８）に沿って燃料ガス供給管（３）と燃料油供給導管（４）とを切断することにより、スワラー（２）を切り離す。
   ｂ）前記切り離されたスワラー（２）を取り外す。
   ｃ）残置されている燃料ガス供給管（３）を第２切り離し面（１０）に沿って、燃料油供給導管（４）を切断することなく、切断することにより、残置されている燃料ガス供給管（３）の端部（９）を切り離す。
   ｄ）燃料ガス供給管（３）の前記切り離された端部（９）を取り外す。
   ｅ）ステップｃ）で切り離された燃料ガス供給管（３）の前記切り離された端部（９）に置き換わるカバー（１１）を準備する。このカバーは少なくとも部分的に、前記残置されている燃料ガス供給管上に載置されるか、あるいは、この中に挿入できるように形成されている。
   ｆ）前記カバー（１１）を、残置されている燃料ガス供給管（３）上に、あるいは、この中に挿入する。
   ｇ）新しいスワラー（１２）を準備する。この新スワラーから軸方向に、新燃料ガス供給管端部（１３）および新燃料油供給導管端部（１４）が突き出ている。
   ｈ）前記残置されている燃料油供給導管（４）に新スワラー（１２）から突き出ている新燃料油供給導管端部（１４）を材料同志で結合する。
   ｉ）前記残置されている燃料ガス供給管（３）と新スワラー（１２）から突き出ている新燃料ガス供給管端部（１３）との間に前記カバー（１１）を配置する。
   ｊ）前記カバー（１１）を、一方では前記残置されている燃料ガス供給管（３）に、そして他方では前記新スワラー（１２）から軸方向に突き出ている新燃料ガス供給管端部（１３）に材料同志で結合する。
2. ステップｃ）で切り離された残置されている燃料ガス供給管（３）の端部（９）と、これに置き換わるカバー（１１）が、同じ長さを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ステップｃ）で切り離された残置されている燃料ガス供給管（３）の端部（９）と、これに置き換わるカバー（１１）が、円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ステップｈ）とｊ）における材料同志での結合が溶接により行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
5. ステップｈ）とｊ）で生じる溶接継目が事前に前加工を施されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記新燃料油供給導管端部（１４）が、前記切り離されたスワラー（２）から突き出ていた燃料油供給導管端部（４）よりも長く、前記新スワラー（１２）から突き出ていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。

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