KR101230264B1 - 원주방향 유동각을 갖는 가스터빈 연소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(Combustor Liner & Transition piece)의 후방에 1단 터빈 스테이터(1 Stage Turbine Stator)와 1단 터빈 로터(1 Stage Turbine Rotor), 2단 터빈스테이터(2 Stage Turbine Stator), 2단 터빈 로터(2 Stage Turbine Rotor)가 차례로 설치되는 가스터빈 연소기(gas turbine combustor)를 구성함에 있어서, 상기 연소기 라이너 및 트랜지션 피스를 1단 터빈 스테이터와 대응되는 각도로 경사지게 설치한 것이다.

Description

원주방향 유동각을 갖는 가스터빈 연소기{Gas turbine combustor with tangencial flow angel}
본 발명은 가스터빈 연소기에 관한 것으로, 더 자세하게는 라이너 및 트랜지션 피스를 일자형의 1단 터빈 스테이터와 대응되는 각도로 설치하여 터빈 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
본 발명에서 관계하는 가스터빈 연소기는 가스터빈의 압축기를 나온 고압공기에 연료를 분사하여 혼합하고, 이것을 연소시켜 가열하는 것이다.
일반적으로 가스터빈 연소기에서 노즐로부터 분사된 연료는 노즐 주변의 선회기(旋回器)를 거쳐 유입하는 선회 공기류와 혼합되어 연소되며, 연소가스는 혼합실에서 라이너의 공기구멍으로 들어오는 2차 공기에 의해 희박해져서, 터빈의 허용 가스온도까지 냉각된 후 터빈으로 보내진다.
도 1에는 종래의 가스터빈 연소기의 개략도가 도시되어 있다.
도 1과 같이 가스터빈 연소기는 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(210; Combustor Liner & Transition piece)의 후방에 1단 터빈 스테이터(220; 1 Stage Turbine Stator)와 1단 터빈 로터(230; 1 Stage Turbine Rotor), 2단 터빈스테이터(240; 2 Stage Turbine Stator), 2단 터빈 로터(250; 2 Stage Turbine Rotor)가 차례로 설치되는 형태를 갖는다.
그런데 도 1에 도시된 종래의 가스터빈 연소기(200)는 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(210)가 축방향으로 설치되고, 1단 터빈 스테이터(220)가 곡선형 에어포일 형태로 구성되기 때문에 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(210)로부터 1단 터빈 스테이터(220)로 진입하는 고온의 연소가스가 1단 터빈 스테이터(220)의 벽면에 충돌을 일으키게 되어 압력 손실이 매우 크게 될 뿐 아니라 1단 터빈 스테이터(220)에 손상이 발생될 우려가 많게 된다.
상기 종래의 가스터빈 연소기(200)에서 1단 터빈 스테이터(220)의 손상을 방지하기 위하여 1단 터빈 스테이터(220)의 내부에 냉각유로를 만들 경우 1단 터빈 스테이터(220)의 내구성을 향상시킬 수 있게 되지만 1단 터빈 스테이터(220)의 제작이 번거롭게 될 뿐 아니라 그 밖의 다른 기술적 어려움도 많게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 연소기 라이너 및 트랜지션 피스로부터 1단 터빈 스테이터로 진입하는 고온의 연소가스의 압력 손실을 줄여 터빈 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 가스터빈 연소기를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스터빈 연소기는 연소기 라이너 및 트랜지션 피스를 1단 터빈 스테이터와 대응되는 각도로 경사지게 설치한 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(Combustor Liner & Transition piece)의 후방에 1단 터빈 스테이터(1 Stage Turbine Stator)와 1단 터빈 로터(1 Stage Turbine Rotor), 2단 터빈스테이터(2 Stage Turbine Stator), 2단 터빈 로터(2 Stage Turbine Rotor)가 차례로 설치되는 가스터빈 연소기(gas turbine combustor)를 구성함에 있어서, 상기 연소기 라이너 및 트랜지션 피스를 1단 터빈 스테이터와 대응되는 각도로 경사지게 설치한 것이다.
본 발명의 가스터빈 연소기에 있어서 1단 터빈 스테이터를 일자형태로 구성할 경우 1단 터빈 스테이터에 작용하는 고온의 연소가스의 대한 압력 손실을 더욱 저감할 수 있다.
본 발명에 의하면 연소기 라이너 및 트랜지션 피스로부터 1단 터빈 스테이터로 진입하는 고온의 연소가스를 보다 원활하게 유도할 수 있게 되어 연소가스의 압력 손실을 저감할 수 있게 되며, 그에 따라 터빈 효율을 크게 향상시킬 수 있게 됨은 물론 1단 터빈 스테이터의 손상을 방지할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 종래의 가스터빈 연소기의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 가스터빈 연소기의 개략도
이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술 내용을 첨부도면에 의거하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에는 본 발명에 따른 가스터빈 연소기의 개략도가 도시되어 있다.
도 2와 같이 본 발명에 의한 가스터빈 연소기(100)는, 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110; Combustor Liner & Transition piece)의 후방에 1단 터빈 스테이터(120; 1 Stage Turbine Stator)와, 1단 터빈 로터(130; 1 Stage Turbine Rotor)와, 2단 터빈스테이터(140; 2 Stage Turbine Stator)와, 그리고 2단 터빈 로터(150; 2 Stage Turbine Rotor)가 차례로 설치되어 이루어진다.
상기 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110)는 1단 터빈 스테이터(120)와 대응되는 각도로 경사지게 설치된다.
예를 들어, 상기 1단 터빈 스테이터(120)가 도 2에서와 같이 일자(-)형태로 형성되고 상기 가스터빈 연소기(100)의 길이방향에 대해 소정의 각도를 갖도록 경사지게 형성되는 경우에는 상기 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110) 역시 상기 1단 터빈 스테이터(120)와 대응되는 경사각을 가지도록 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 가스터빈 연소기(100)에 있어서는 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110)가 축방향으로 설치되지 않고 1단 터빈 스테이터(120)와 대응되는 각도로 경사지게 설치되기 때문에 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110)로부터 1단 터빈 스테이터(120)로 진입하는 고온의 연소가스가 1단 터빈 스테이터(120)의 벽면과 충돌을 일으키지 않고 원활하게 통과하게 되어 연소가스의 압력 손실이 적게 된다.
이처럼 본 발명의 가스터빈 연소기(100)에 있어서는 연소가스의 압력 손실이 적게 되므로 터빈 효율이 크게 향상되며, 1단 터빈 스테이터(120)가 연소가스에 의해 손상되지 않게 되므로 별도의 냉각유로 없이도 1단 터빈 스테이터(120)의 내구성이 향상된다.
한편 본 발명의 가스터빈 연소기(100)에 있어서 1단 터빈 스테이터(120)를 도 2에 도시한 바와 같이 곡선형 에어포일 형태가 아닌 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110)와 나란한 일자형태로 구성하게 되면 연소가스의 압력 손실을 더욱 저감할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 가스터빈 연소기
110 : 연소기 라이너 및 트랜지션 피스
120 : 1단 터빈 스테이터
130 : 1단 터빈 로터
140 : 2단 터빈 스테이터
150 : 2단 터빈 로터

Claims (2)

  1. 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110; Combustor Liner & Transition piece)의 후방에 1단 터빈 스테이터(120; 1 Stage Turbine Stator)와 1단 터빈 로터(130; 1 Stage Turbine Rotor), 2단 터빈스테이터(140; 2 Stage Turbine Stator), 2단 터빈 로터(150; 2 Stage Turbine Rotor)가 차례로 설치되는 가스터빈 연소기(100)에 있어서,
    상기 1단 터빈 스테이터(120)는 일자 형태로 형성되어 상기 가스터빈 연소기의 길이방향에 대해 경사지게 형성되고,
    상기 연소기 라이너 및 트랜지션 피스(110)는 상기 1단 터빈 스테이터(120)의 경사방향과 일치되는 방향으로 경사지게 설치한 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기.
  2. 삭제
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