JPH11211087A - ガスタービン火炎伝播管 - Google Patents

ガスタービン火炎伝播管

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JPH11211087A
JPH11211087A JP1748398A JP1748398A JPH11211087A JP H11211087 A JPH11211087 A JP H11211087A JP 1748398 A JP1748398 A JP 1748398A JP 1748398 A JP1748398 A JP 1748398A JP H11211087 A JPH11211087 A JP H11211087A
Authority
JP
Japan
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flame propagation
tubular
gas turbine
propagation tube
flame
Prior art date
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Pending
Application number
JP1748398A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Kitayama
和弘 北山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】火炎伝播管の組立性を改善し、かつ火炎伝播管
の損傷による交換コストを低減する。 【解決手段】ガスタービン火炎伝播管1は、ガスタービ
ンの燃焼ガスを生成する複数個の燃焼器2…2のうちの
隣り合う2個の燃焼器2、2の間を互いに連結する管状
本体10を備え、この管状本体10を介して2個の燃焼
器2、2のうちの一方の燃焼器2からその他方の燃焼器
2に燃焼ガスの火炎を伝播する。管状本体10をその軸
方向の中心部1個所で分割した2つの管状部品10a、
10bで構成し、この2つの管状部品を互いに嵌め合い
構造で直列状に取り外し可能に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、多缶式ガスター
ビンの火炎伝播管にかかり、特に火炎伝播管の構造の工
夫に関する。
【0002】
【従来の技術】発電プラントなどに利用される多缶式ガ
スタービンでは、複数個の燃焼器の間を連結するガスタ
ービン火炎伝播管が使用されている。この火炎伝播管を
備えた代表的なガスタービン設備を図3〜図5に基づい
て説明する。
【0003】図3に示すガスタービン設備は、タービン
100と同軸に連結された空気圧縮機101により大気
を圧縮させ、この圧縮空気をシリンダ状燃焼器102に
供給し、この燃焼器102内のライナ部102aで燃料
を燃焼させるとともに、この燃焼によって発生した高温
の燃焼ガスをトランジションピース103を介してター
ビンの静翼104を経て動翼105に案内し、この動翼
105を回転させてタービン1の仕事を行うものであ
る。
【0004】この内、ガスタービン燃焼器102は、図
4の正面図に示すようにガスタービン回転軸AXの周方
向に所定間隔で複数個(図4中では6個)配列され、こ
のうちの隣り合う2個の燃焼器102、102の間に火
炎伝播管106が配置されている。また少なくとも1個
(図4中では2個)の燃焼器102には点火器107が
設置されている。
【0005】このような構成のガスタービン燃焼器10
2では、圧縮空気と燃料を混合して可燃混合ガスを形成
する。この可燃混合ガスは、点火器107が電気スパー
クを発すると着火し、火炎を生じて膨張する。そこで点
火器107を設置した燃焼器102とこれを設置してい
ない燃焼器102との間で内部の圧力に差が生じるた
め、前者から後者に向けて火炎伝播管106を通って高
温の燃焼ガスが導かれ、これにより点火器107を設置
していない燃焼器102内の可燃混合ガスも着火する。
これ以降同様の原理で点火器107を設置していない燃
焼器102に火炎伝播管を介して燃焼ガスが導かれ、最
終的に全ての燃焼器102…102内で燃焼ガスが発生
する。
【0006】このように複数個の燃焼器102…102
を火炎伝播管で連結すれば、点火器107の設置数量を
減らすことができると共に、何らかの理由により燃焼器
102が失火した場合でも、隣接する燃焼器102から
直ちに再着火できるためにより安定な燃焼を維持できる
といった利点がある。
【0007】図5は、従来の火炎伝播管106の組立断
面図である。定格運転時には、各燃焼器102に流入す
る燃料流量のバラツキ等から隣り合う燃焼器102、1
02間に差圧が生じ、圧力の高い燃焼器103から圧力
の低い燃焼器103に向かって火炎伝播管106内を高
温ガスが流れる場合がある。そこで火炎伝播管106に
は外部の空気を取り込むためのバランスホール108…
108が穿孔されており、各燃焼器102、102間に
圧力差があるときはこのバランスホール108から空気
を受け入れて圧力バランスを保ち、高温の燃焼ガスが燃
焼器102、102間を流動して火炎伝播管106の構
成部材が熱で損傷するのを防いでいる。またバランスホ
ール108から入り込む空気は、同時に各燃焼器10
2、102間を伝播する火炎と混合されて火炎の温度を
下げることにより、上述の熱損傷防止の効果を増幅させ
る役割をもつ。
【0008】また、隣接する2個の燃焼器102、10
2を連結する火炎伝播管106を組み立てる際には、燃
焼器のフロースリーブ109に設けた穴110に火炎伝
播管の一端をそのフロースリーブ109の内側から挿入
し、これを支持具111で支持するようになっている
(図中の符号112は燃焼器ライナ102aのカラー、
符号113は入口部をそれぞれ示す)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例のガスタ
ービンにあっては、燃焼器の缶数を極力少なくしたり、
構造上止むを得ず燃焼器の取付角を大きくしたり、燃焼
器内での燃焼性の問題から燃焼器の径をかなり小さくし
たりする場合には、隣接する燃焼器の間の距離が離れる
ため、長いガスタービン火炎伝播管が必要となり、フロ
ースリーブの内径と火炎伝播管の長さがほぼ等しくなる
場合やフロースリーブの内径に比べて火炎伝播管の長さ
の方が長くなる場合等がある。
【0010】このように火炎伝播管の長さが長くなる
と、火炎伝播管をフロースリーブの内側からその穴に挿
入する際に穴の反対側に位置する火炎伝播管の端部とフ
ロースリーブの内面とが干渉するために組み立てが非常
に困難となる。
【0011】また前述のようにバランスホールによる効
果があるものの、火炎伝播管の入口部については高温ガ
スを受けて損傷する場合があった。このように火炎伝播
管が補修不可能な程の損傷を生じた場合には、火炎伝播
管の入口部のみの損傷でも火炎伝播管全体を交換する必
要があった。
【0012】この発明は、このような従来の事情を考慮
してなされたもので、火炎伝播管の組立性を改善し、か
つ火炎伝播管の損傷による交換コストを低減することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかるガスタービン火炎伝播管は、ガス
タービンの燃焼ガスを生成する複数個の燃焼器のうちの
隣り合う2個の燃焼器の間を互いに連結する管状本体を
備え、この管状本体を介して前記2個の燃焼器のうちの
一方の燃焼器からその他方の燃焼器に前記燃焼ガスの火
炎を伝播する構成であって、前記管状本体をその軸方向
に分割した複数の管状部品で構成し、この管状部品を互
いに嵌め合い構造で直列状に取り外し可能に接続したこ
とを特徴とする。
【0014】前記複数の管状部品は、好ましくは前記管
状本体をその軸方向の中心部1個所で分割した2つの管
状部品、あるいは前記管状本体をその軸方向の両端部2
個所でそれぞれで分割した3つの管状部品であるものと
する。
【0015】このようにガスタービン火炎伝播管を長手
方向の中心近傍で嵌め合い構造を設けた2分割構造、あ
るいは長手方向の両端近傍で嵌め合い構造を設けた3分
割構造で構成した場合、従来の一体式の火炎伝播管の長
さに比べ、2分割構造の火炎伝播管の1ピース(管状部
品)当たりの長さは約半分、3分割構造の火炎伝播管の
真ん中のピースは約7割、両端のピースは約2割の長さ
とかなり短いため、従来例のように火炎伝播管の組立時
にフロースリーブの穴側の反対側に位置する火炎伝播管
の端部とフロースリーブ内面とが互いに干渉するといっ
た不都合も生じず、これにより火炎伝播管の組立性が大
幅によくなる。
【0016】また、従来の一体式の火炎伝播管の場合に
は火炎伝播管の入口部のごくわずかな領域の損傷でも火
炎伝播管全体を交換する必要があり、必要以上にコスト
がかかることがあったが、2分割構造の場合には損傷を
受けた側の管状部品のみ、また3分割構造の場合には端
部側の短い管状部品のみの交換で済むため、そのコスト
低減を図ることができるといった利点もある。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるガスター
ビン火炎伝播管の実施の形態を図面を用いて説明する。
【0018】(第1の実施の形態)図1に示すガスター
ビン火炎伝播管1は、ガスタービンの燃焼ガスを生成す
る複数個の燃焼器2…2のうちの隣り合う2個の燃焼器
2、2の間を互いに連結する管状本体10を備え、この
管状本体10を介して2個の燃焼器2、2のうちの点火
器3を設置した燃焼器2からその点火器を設置していな
い燃焼器2に向けて燃焼ガスの火炎を伝播するようにな
っている。
【0019】管状本体10は、火炎伝播管1の長手方向
の中心近傍で分割した2本の管状部品10a、10bで
構成され、この2本の管状部品10a、10bを互いに
対を成す嵌め合い部(一対の凹凸部)11a、11bを
介して直列状に取り外し可能に接続した構成となってい
る。また各管状部品10a、10bの外側表面の所定位
置にバランスホール12…12が穿孔されている。
【0020】このような2分割構造のガスタービン火炎
伝播管1の組み立て時の工程を図1を参照して説明す
る。
【0021】まず、隣り合う2個の燃焼器2、2のうち
の一方の燃焼器2のフロースリーブ20を組み立てた後
で、このフロースリーブ20に穿孔した火炎伝播管用の
穴21に管状本体10を成す2本の管状部品10a、1
0bのうちの一方の管状部品10aをフロースリーブ2
0の内側から挿入する。そして燃焼器2のライナ22を
組み立てた後でそのライナ22のカラー23に先に挿入
した管状部品10aを差し込み、これを支持具24で固
定する(図中の符号25は入口部を示す)。
【0022】次いで、もう一方の燃焼器2のフロースリ
ーブ20を組立て、そのフロースリーブ20に穿孔した
火炎伝播管用の穴21にもう一方の管状部品10bをフ
ロースリーブ10の内側から挿入し、先に組立てた管状
部品10aとの間で互いの嵌め合い部10a、10bで
嵌め合う。そして燃焼器2のライナ22を組み立てた後
で、管状部品10bをライナ22のカラー23に差し込
み、これを支持具24で固定する。
【0023】したがってこの実施の形態によれば、1ピ
ース当たりの火炎伝播管の長さが従来の一体式の場合の
長さに比べて約半分と短い構造であるため、フロースリ
ーブの穴側と反対側の火炎伝播管の端部とフロースリー
ブとが互いに干渉することなく、容易に火炎伝播管を組
み立てることができる。
【0024】また、仮に定格運転時の燃焼器間に圧力差
があるために火炎伝播管内を流動する高温ガスにより火
炎伝播管が補修不可能な程の損傷を受けた場合でも、2
分割構造の火炎伝播管の場合には損傷を受けた側の部品
のみの交換で済むため、メンテナンスコストを大幅に低
減できる。
【0025】(第2の実施の形態)図2に示すガスター
ビン火炎伝播管1は、上記と同様の管状本体10をその
長手方向の両端部2個所で分割した3本の管状部品30
a、30b、30cで構成し、この各管状部品30a、
30b、30cを互いに対を成す嵌め合い部(一対の凹
凸部)31a、31b(両端部2個所)、31cを介し
て直列状に取り外し可能に接続した構成となっている。
また各管状部品30a…30cの外側表面の所定位置に
バランスホール32…32が穿孔されている。
【0026】このような3分割構造のガスタービン火炎
伝播管1の組み立て時の工程を図2を参照して説明す
る。
【0027】まず、隣り合う2個の燃焼器2、2のうち
の一方の燃焼器2のフロースリーブ20を組立てた後、
このフロースリーブ20の火炎伝播管用の穴21に3本
の管状部品のうちの中央部に位置する管状部品30bを
フロースリーブ20の内側から挿入する。そして端部の
管状部品30aを燃焼器2内のライナ22のカラー23
に差し込んだ状態でそのライナ22を組立て、この管状
部品30aと先に挿入済の管状部品30bとを互いの嵌
め合い部31a、31bを介して嵌め合うと共に、その
管状部品30aを支持具24で固定する(図中の符号2
5は入口部を示す)。
【0028】次いで、3本のうちの残りの管状部品30
cをもう一方の燃焼器20内のライナ22のカラー15
に差し込んだ状態でそのライナ22を組立て、その管状
部品30cと先に組み立てた管状部品30bとを嵌め合
い部31b、31cを介して嵌め合い、その管状部品3
0cを支持具24で固定する。
【0029】したがってこの実施の形態によれば、1ピ
ース当たりの火炎伝播管の長さが従来の一体式の場合と
比べて中央部の管状部品で約7割と短い構造であるた
め、フロースリーブの穴側の反対側の火炎伝播管の端部
とフロースリーブの内面とが互いに干渉することなく、
容易に火炎伝播管を組み立てることができる。
【0030】また、仮に定格運転時の燃焼器間に圧力差
があるために火炎伝播管内を流動する高温ガスにより火
炎伝播管が補修不可能な程の損傷を受けた場合でも、3
分割構造の火炎伝播管の場合に損傷を受けた両端側の極
短の管状部品のみの交換で済むため、メンテナンスコス
トを大幅に低減できる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
火炎伝播管の本体をその長手方向に分割した複数の管状
部品、たとえば長手方向の中央部で分割した2分割構
造、あるいは長手方向の両端近傍で分割した3分割構造
で構成したため、従来の一体式の火炎伝播管の場合と比
べて長さが短く、2分割構造の場合には1ピース当たり
の長さは約半分となり、3分割構造の場合には中央のピ
ースが約7割、両端部のピースが約2割と十分に短く構
築でき、フロースリーブの火炎伝播管用穴側の反対側の
火炎伝播管の端部とフロースリーブ内面とが互いに干渉
することなく、容易に火炎伝播管を組み立てることがで
きる。
【0032】また、仮に定格運転時の燃焼器間に圧力差
があるために火炎伝播管内を流動する高温ガスにより火
炎伝播管が補修不可能な程の損傷を受けた場合でも、た
とえば2分割構造の火炎伝播管の場合には損傷を受けた
側の管状部品のみ、また3分割構造の火炎伝播管の場合
には端部の短い管状部品のみを交換すればよく、メンテ
ナンスコストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態のガスタービン火炎伝播管を
示す概略組立断面図。
【図2】第2の実施の形態のガスタービン火炎伝播管を
示す概略組立断面図。
【図3】従来のガスタービンの全体構成を示す概略構成
図。
【図4】従来の燃焼器の配置を示す概略正面図。
【図5】従来の火炎伝播管を示す概略組立断面図。
【符号の説明】
1 ガスタービン火炎伝播管 2…2 燃焼器 3 点火器 10 管状本体 10a、10b 2分割構造の管状部品 11a、11b 嵌め合い部 20 フロースリーブ 21 火炎伝播管用の穴 22 燃焼器ライナ 23 カラー 24 支持具 25 入口部 30a、30b、30c 3分割構造の管状部品 31a、31b、31c 嵌め合い部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービンの燃焼ガスを生成する複数
    個の燃焼器のうちの隣り合う2個の燃焼器の間を互いに
    連結する管状本体を備え、この管状本体を介して前記2
    個の燃焼器のうちの一方の燃焼器からその他方の燃焼器
    に前記燃焼ガスの火炎を伝播するガスタービン火炎伝播
    管であって、 前記管状本体をその軸方向に分割した複数の管状部品で
    構成し、この管状部品を互いに嵌め合い構造で直列状に
    取り外し可能に接続したことを特徴とするガスタービン
    火炎伝播管構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記複数
    の管状部品は、前記管状本体をその軸方向の中心部1個
    所で分割した2つの管状部品であることを特徴とするガ
    スタービン火炎伝播管。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の発明において、前記複数
    の管状部品は、前記管状本体をその軸方向の両端部2個
    所でそれぞれで分割した3つの管状部品であることを特
    徴とするガスタービン火炎伝播管。
JP1748398A 1998-01-29 1998-01-29 ガスタービン火炎伝播管 Pending JPH11211087A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2527741A3 (en) * 2011-05-24 2013-09-18 General Electric Company System and method for flow control in gas turbine engine
EP2505921A3 (en) * 2011-03-28 2018-03-28 General Electric Company Combustor crossfire tube having purge holes

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