JPH08285284A - Combustor structure for gas turbine - Google Patents
Combustor structure for gas turbineInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン用燃焼器構
造体に係わり、特に燃焼器ライナおよびトランジション
ピースを有するガスタービン用燃焼器構造体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combustor structure, and more particularly to a gas turbine combustor structure having a combustor liner and a transition piece.
【0002】[0002]
【従来の技術】先ず、ガスタービンの燃焼器構造体にお
ける一般的な作動流体の流れについて説明する。圧縮機
より吐出された高圧空気は、燃焼器ライナとフロースリ
ーブ間の隙間に流れる。この空気の一部は燃焼器ライナ
頭部より燃料とともに燃焼器ライナ内に導かれ、また他
の一部は燃焼ガス希釈用および燃焼器ライナ本体のフイ
ルム冷却用として、燃焼器ライナのスロットより燃焼室
に入る。その後、燃焼ガスはトランジションピースを通
りタービンへ導かれ、燃焼ガスの熱エネルギが機械エネ
ルギとして有効な仕事に変換される。2. Description of the Related Art First, a general working fluid flow in a combustor structure of a gas turbine will be described. The high pressure air discharged from the compressor flows into the gap between the combustor liner and the flow sleeve. A part of this air is introduced into the combustor liner together with the fuel from the head of the combustor liner, and another part is burned from the slot of the combustor liner for dilution of the combustion gas and film cooling of the main body of the combustor liner. Enter the room. After that, the combustion gas is guided to the turbine through the transition piece, and the thermal energy of the combustion gas is converted into effective work as mechanical energy.
【0003】そこで、従来の燃焼器構造体は燃焼器ライ
ナとトランジションピースの嵌合によって組立てられ一
体となっている。特に、燃焼器ライナのスプリングシー
ル部(ガス流れ出口部)は、トランジションピースと重
なり合っているため外表面からの冷却効果が小さく、か
つスプリングシール接合部は冷却空気が流れないため特
に高温になる。そのため燃焼器ライナのスプリングシー
ル部は、高温による材料の劣化が進行し、亀裂に対する
抵抗が著しく低下すると共に、燃焼ガス流の振動による
熱的応力ならびに機械的な燃焼振動が作用して亀裂発生
に至ることがある。Therefore, a conventional combustor structure is assembled and integrated by fitting a combustor liner and a transition piece. In particular, since the spring seal portion (gas flow outlet portion) of the combustor liner overlaps with the transition piece, the cooling effect from the outer surface is small, and the spring seal joint portion has a particularly high temperature because cooling air does not flow. Therefore, in the spring seal part of the combustor liner, deterioration of the material due to high temperature progresses, resistance to cracking is significantly reduced, and thermal stress due to vibration of the combustion gas flow and mechanical combustion vibration act to cause cracking. It may reach.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の燃焼器構造体は
上記のような構造をしているため、熱的な応力および機
械的な燃焼振動の両方が加わり燃焼器ライナのガス流れ
出口部(スプリングシール部)に亀裂が発生することが
ある。そして、この亀裂発生の伝播により燃焼器ライナ
のスプリングシール部の役割が果たせなくなり、最後に
は燃焼器ライナ本体の破壊に繋がる恐れがある。Since the conventional combustor structure has the structure as described above, both the thermal stress and the mechanical combustion vibration are applied, and the gas flow outlet portion of the combustor liner ( Cracks may occur in the spring seal part). Then, due to the propagation of the crack generation, the role of the spring seal portion of the combustor liner cannot be fulfilled, and finally, the combustor liner main body may be broken.
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、燃焼器ライナのスプリングシール部
(ガス流れ出口部)に発生し、伝播する亀裂を阻止する
ために燃焼器ライナのガス流れ出口部と重なり合う位置
で、燃焼器ライナ、トランジションピースまたはスプリ
ングシール部に冷却空気孔を有する燃焼器構造体を提供
することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to prevent cracks which are generated and propagate in a spring seal portion (gas flow outlet portion) of a combustor liner. It is an object of the present invention to provide a combustor structure having a cooling air hole in a combustor liner, a transition piece or a spring seal part at a position overlapping with a gas flow outlet part.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、燃焼器ライナとトランジショ
ンピースとをスプリングシール部を介して一体に構成さ
れたガスタービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器
ライナの燃料ガス出口側近傍の前記トランジションピー
スに冷却空気孔を設け、スプリングシール部に発生する
亀裂を阻止するとともに、運転中に前記燃焼器ライナに
生じるガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑
制するようにしたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion. In the body, a cooling air hole is provided in the transition piece near the fuel gas outlet side of the combustor liner to prevent cracks occurring in the spring seal part, and the combustion temperature of the gas flame generated in the combustor liner during operation. It is characterized in that the increase in metal temperature due to is suppressed.
【0007】本発明の請求項2は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記燃焼器ライナの燃料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライ
ナにメタル冷却板を設け、運転中に燃焼器ライナに生じ
るガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制す
るようにしたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is provided near a fuel gas outlet side. The combustor liner is provided with a metal cooling plate to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0008】本発明の請求項3は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記燃焼器ライナの燃料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライ
ナに冷却空気溝を設け、運転中に燃焼器ライナに生じる
ガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制する
ようにしたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is provided near a fuel gas outlet side. A cooling air groove is provided in the combustor liner to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0009】本発明の請求項4は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記燃焼器ライナの燃料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライ
ナにスロット式冷却空気孔を設け、運転中に燃焼器ライ
ナに生じるガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇
を抑制するようにしたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is provided near a fuel gas outlet side. The combustor liner is provided with slot type cooling air holes to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0010】本発明の請求項5は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記燃焼器ライナの燃料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライ
ナに複数のスロット式冷却空気孔を設け、運転中に燃焼
器ライナに生じるガス火炎の燃焼温度によるメタル温度
の上昇を抑制するようにしたことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is provided near a fuel gas outlet side. The combustor liner is provided with a plurality of slot-type cooling air holes to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0011】本発明の請求項6は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記燃焼器ライナの燃料ガス出口側近傍の前記トランジシ
ョンピースの円周方向に複数の冷却空気孔を設け、運転
中に燃焼器ライナに生じるガス火炎の燃焼温度によるメ
タル温度の上昇を抑制するようにしたことを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is provided near a fuel gas outlet side. A plurality of cooling air holes are provided in the circumferential direction of the transition piece to suppress an increase in metal temperature due to the combustion temperature of the gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0012】本発明の請求項7は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記燃焼器ライナの燃料ガス出口側近傍の前記トランジシ
ョンピースの軸方向に複数の冷却空気孔を設け、運転中
に燃焼器ライナに生じるガス火炎の燃焼温度によるメタ
ル温度の上昇を抑制するようにしたことを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is provided near a fuel gas outlet side. A plurality of cooling air holes are provided in the axial direction of the transition piece to suppress an increase in metal temperature due to the combustion temperature of the gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0013】本発明の請求項8は、燃焼器ライナとトラ
ンジションピースとをスプリングシール部を介して一体
に構成されたガスタービン用燃焼器構造体において、前
記スプリングシールのスリットに沿ってガス流れ出口端
部に至る冷却空気溝を設け、運転中に燃焼器ライナに生
じるガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制
するようにしたことを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in a combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, a gas flow outlet is provided along a slit of the spring seal. A cooling air groove reaching the end is provided to suppress an increase in metal temperature due to the combustion temperature of the gas flame generated in the combustor liner during operation.
【0014】[0014]
【作用】上述したように、燃焼器構造体の燃焼器ライナ
に起こる熱応力や燃焼振動によって、燃焼器ライナのガ
ス流れ出口部に亀裂が発生し、その亀裂が燃焼器ライナ
の本体に伝播し、燃焼器ライナ本体へと伝播する。As described above, due to thermal stress and combustion vibration occurring in the combustor liner of the combustor structure, a crack is generated at the gas flow outlet of the combustor liner, and the crack propagates to the main body of the combustor liner. , Propagate to the combustor liner body.
【0015】そこで、本発明では、燃焼器ライナのガス
流れ出口部の亀裂の発生および伝播を阻止し、燃焼器ラ
イナ本体の飛散を未然に防止するとともに、燃焼器ライ
ナ本体の運転中に生じるガス火炎の燃焼温度を抑制する
ために、燃焼器ライナのガス流れ出口部と重なり合う位
置で、燃焼器ライナ、トランジションピースまたはスプ
リングシール部に冷却空気孔を設けているので、この冷
却空気孔によって燃焼器ライナのガス流れ出口部のメタ
ルを直接空気冷却し、メタル温度を降下させることによ
り材料強度を増し、損傷を防止できる。従って、燃焼器
ライナ本体の使用寿命を長くするとともに、燃焼器構造
体の信頼性を高めることができる。Therefore, in the present invention, the generation and propagation of cracks at the gas flow outlet of the combustor liner is prevented, scattering of the combustor liner body is prevented, and gas generated during operation of the combustor liner body is prevented. In order to suppress the combustion temperature of the flame, cooling air holes are provided in the combustor liner, transition piece or spring seal at the position where they overlap the gas flow outlet of the combustor liner. By directly air-cooling the metal at the gas flow outlet of the liner and lowering the metal temperature, the material strength can be increased and damage can be prevented. Therefore, it is possible to extend the service life of the main body of the combustor and increase the reliability of the combustor structure.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例(請求項1対応)の構成
図である。同図に示すように、燃焼器ライナ1およびト
ランジションピース2は、空気圧縮機吐出ケーシング3
の円周の回りに配列された燃焼器ケーシング4および燃
焼器ラッパ5で覆われている。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment (corresponding to claim 1) of the present invention. As shown in the figure, the combustor liner 1 and the transition piece 2 include an air compressor discharge casing 3
It is covered with a combustor casing 4 and a combustor wrapper 5 arranged around the circumference of.
【0017】燃焼器ライナ1は、燃焼噴射ノズル6や図
示しない点火器及び火炎検出機並びに火炎伝播管7を有
している。高温ガスは燃焼器ライナ1内で燃料が燃焼す
ることにより発生し、ガスタービンを作動するのに使用
される。The combustor liner 1 has a combustion injection nozzle 6, an igniter and a flame detector (not shown), and a flame propagation tube 7. Hot gas is generated by the combustion of fuel in the combustor liner 1 and is used to operate the gas turbine.
【0018】空気圧縮機吐出ケーシング3からの高圧空
気は、トランジションピース2の回りに導かれ、燃焼器
ライナ1の各々の回りの環状の空間へ入る。この空気は
燃焼用空気口(混合空気口)8および燃焼器ライナ1を
冷却するスロット9を通り燃焼域に入る。トランジショ
ンピース2は燃焼器ライナ1からの高温ガスをガスター
ビン第1段ノズルに直接導くものである。High pressure air from the air compressor discharge casing 3 is directed around the transition pieces 2 and enters an annular space around each of the combustor liners 1. This air enters the combustion zone through the combustion air port (mixed air port) 8 and the slot 9 for cooling the combustor liner 1. The transition piece 2 directly guides the hot gas from the combustor liner 1 to the gas turbine first stage nozzle.
【0019】燃焼構造体の燃焼器ライナ1とトランジシ
ョンピース2の嵌合状態を図2に示し、図3は図2のA
−A方向からみた断面図である。同図に示すように、燃
焼器ライナ1のスプリングシール部10と重なり合うト
ランジションピース2の補強リブ11から本体を貫通さ
せた冷却空気孔12a,12bを円周方向に複数個設け
る。これによって補強リブ11より流入した冷却空気
は、燃焼器ライナ1のスプリングシール部10に当たり
メタルを円周状に均等に冷却する。なお補強リブ11は
溶接金属13a,13bで固定されている。The fitting state of the combustor liner 1 and the transition piece 2 of the combustion structure is shown in FIG. 2, and FIG. 3 is A in FIG.
It is sectional drawing seen from the -A direction. As shown in the figure, a plurality of cooling air holes 12a, 12b are provided in the circumferential direction through the main body from the reinforcing ribs 11 of the transition piece 2 overlapping the spring seal portion 10 of the combustor liner 1. As a result, the cooling air flowing in from the reinforcing ribs 11 hits the spring seal portion 10 of the combustor liner 1 to cool the metal evenly in the circumferential direction. The reinforcing rib 11 is fixed with weld metals 13a and 13b.
【0020】図4は本発明による燃焼構造体のメタル温
度分布を示す。特に、燃焼器ライナ1のスプリングシー
ル部10のメタル温度14は、約500℃と従来のメタ
ル温度(約650℃)より150℃程度降下させること
ができる。したがって、本発明によると、燃焼器ライナ
1のスプリングシール部10は材料強度が維持され、亀
裂発生抵抗が増大している。FIG. 4 shows the metal temperature distribution of the combustion structure according to the present invention. In particular, the metal temperature 14 of the spring seal portion 10 of the combustor liner 1 can be lowered to about 500 ° C, which is about 150 ° C lower than the conventional metal temperature (about 650 ° C). Therefore, according to the present invention, the material strength of the spring seal portion 10 of the combustor liner 1 is maintained and the crack initiation resistance is increased.
【0021】図5は本発明の第2の実施例(請求項2対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの断面図、図6は
図5のB−B断面図である。同図に示すように、燃焼器
ライナ1にはメタルを冷却するスロット9が全周に穿設
してあり、このスロット9の内側にメタル冷却板15を
設け、スロット9より入る冷却空気をメタル冷却板15
を介してスプリングシール部(ガス流れ出口部)10ま
で導き、燃焼器ライナ1のメタルを冷却する構造とす
る。メタル冷却板15はガス流れ上流側を全周溶接16
a、中央部を部分溶接16b、下流側を部分溶接16c
で固定している。FIG. 5 is a sectional view of a combustor liner of a combustion structure according to a second embodiment (corresponding to claim 2) of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. As shown in the figure, the combustor liner 1 is provided with a slot 9 for cooling the metal all around, and a metal cooling plate 15 is provided inside the slot 9 to cool the cooling air entering from the slot 9 to the metal. Cooling plate 15
The metal of the combustor liner 1 is cooled by introducing it to the spring seal portion (gas flow outlet portion) 10 via the. The metal cooling plate 15 is welded all around the upstream side of the gas flow 16
a, partial welding 16b at the center, partial welding 16c at the downstream side
It is fixed with.
【0022】メタル冷却板15は強度及び冷却効果の増
加が得られる構造が好ましく、このため液状模様および
ジグザク模様も適用できる。これによって燃焼器ライナ
1のメタルを効果的に冷却することができる。The metal cooling plate 15 preferably has a structure capable of increasing the strength and the cooling effect, and therefore, a liquid pattern and a zigzag pattern can also be applied. This allows the metal of the combustor liner 1 to be effectively cooled.
【0023】図7は本発明の第3の実施例(請求項3対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの構成図、図8は
図7のC−C断面図である。同図に示すように、燃焼器
ライナ1のガス流れ出口部付近にはトランジションピー
ス2との嵌合いをシールするためのスプリングシール1
0が、スポット溶接17により固定されている。このス
プリングシール10にはスリット10aがあり、このス
リット10aより冷却空気が入る。この冷却空気を利用
して燃焼器ライナ1のガス流れ出口端部のメタルを冷却
するために、ガス流れ方向に沿って冷却空気溝18を設
ける。この冷却空気溝18は燃焼器ライナ1の円周方向
に複数箇所配置される。FIG. 7 is a configuration diagram of a combustor liner of a combustion structure according to a third embodiment (corresponding to claim 3) of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along line CC of FIG. As shown in the figure, a spring seal 1 for sealing the fitting with the transition piece 2 is provided near the gas flow outlet of the combustor liner 1.
0 is fixed by spot welding 17. The spring seal 10 has a slit 10a, and cooling air enters through the slit 10a. In order to cool the metal at the gas flow outlet end of the combustor liner 1 using this cooling air, cooling air grooves 18 are provided along the gas flow direction. The cooling air grooves 18 are arranged at a plurality of positions in the circumferential direction of the combustor liner 1.
【0024】またスプリングシール10のスリット10
aを通って入ってくる冷却空気を燃焼器ライナ1に設け
た冷却空気溝18を通過させ燃焼器ライナ1のメタルを
冷却することができる。The slit 10 of the spring seal 10
It is possible to cool the metal of the combustor liner 1 by passing the cooling air coming in through a through the cooling air groove 18 provided in the combustor liner 1.
【0025】図9は本発明の第4実施例(請求項4対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの断面図、図10
は図9のD−D断面図である。同図に示すように、燃焼
器ライナ1にはスロット式による冷却空気孔19を円周
方向に複数穿設してあり、この冷却空気孔19より入っ
てくる空気により燃焼器ライナ1のガス流れ出口端部を
直接冷却する構造とする。スロット式による冷却空気孔
19を有するプレート20は、一端を燃焼器ライナ1に
スポット溶接21aで固定し、他端をスプリングシール
10に円周方向にスポット溶接21bで固定する。この
ように燃焼器ラテナ1のスロット式による冷却空気孔1
9を通って入ってくる空気によってガス流れ出口端部の
メタルを直接冷却することができる。FIG. 9 is a sectional view of a combustor liner of a combustion structure according to a fourth embodiment (corresponding to claim 4) of the present invention, and FIG.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line D-D in FIG. 9. As shown in the figure, the combustor liner 1 is provided with a plurality of slot-type cooling air holes 19 in the circumferential direction. The air flowing through the cooling air holes 19 causes the gas flow of the combustor liner 1 to flow. The structure is such that the outlet end is directly cooled. A plate 20 having slotted cooling air holes 19 has one end fixed to the combustor liner 1 by spot welding 21a and the other end fixed to the spring seal 10 in the circumferential direction by spot welding 21b. In this way, the slotted cooling air holes 1 of the combustor lathe 1
The air entering through 9 allows the metal at the gas flow outlet end to be cooled directly.
【0026】図11は本発明の第5実施例(請求項5対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの断面図、図12
は図11のE−E断面図である。同図に示すように、燃
焼器ライナ1にはスロット式による冷却空気孔22a,
22bを軸方向に複数穿設し、この冷却空気孔22a,
22bより入ってくる空気をインピンジ板23a,23
bに当てガス流れ方向に導き、燃焼器ライナ1のガス流
れ出口部を直接冷却する。スロット式による冷却空気孔
22a,22bを有するプレート24はスプリングシー
ル10と円周方向に複数のスポット溶接25で固定し、
インピンジ板23a,23bは燃焼器ライナ1に溶接2
6a,26bで固定する。このように燃焼器ライナ1の
スロット式による冷却空気孔22a,22bより流入す
る空気によって、ガス流れ出口部のメタルを直接冷却す
ることができる。FIG. 11 is a sectional view of a combustor liner of a combustion structure according to a fifth embodiment (corresponding to claim 5) of the present invention, and FIG.
FIG. 12 is a sectional view taken along line EE of FIG. 11. As shown in the figure, the combustor liner 1 has a slot-type cooling air hole 22a,
22b are provided in the axial direction, and the cooling air holes 22a,
The air coming in from 22b is fed to the impingement plates 23a, 23
It is applied to b and guided in the gas flow direction to directly cool the gas flow outlet of the combustor liner 1. The plate 24 having the slot-type cooling air holes 22a and 22b is fixed to the spring seal 10 by a plurality of spot welds 25 in the circumferential direction,
The impingement plates 23a, 23b are welded to the combustor liner 1 2
Fix with 6a, 26b. As described above, the air flowing in from the slot-type cooling air holes 22a and 22b of the combustor liner 1 can directly cool the metal at the gas flow outlet.
【0027】図13は本発明の第6実施例(請求項6対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの断面図、図14
は図13のF−F断面図である。同図は、燃焼器ライナ
1とトランジションピース2の嵌合状態を示す図であ
り、燃焼器ライナ1のガス流れ出口部(スプリングシー
ル部)10と重なり合うトランジションピース2に貫通
した冷却空気孔27を円周方向に複数箇所設ける。トラ
ンジションピース2より流入した冷却空気は燃焼器ライ
ナ1のガス流れ出口部(スプリングシール部)10に当
たりメタルを冷却する。これによって、燃焼器ライナ1
のガス流れ出口部(スプリングシール部)10のメタル
が円周状に均等に冷却される。FIG. 13 is a sectional view of a combustor liner of a combustion structure according to a sixth embodiment of the present invention (corresponding to claim 6), and FIG.
FIG. 14 is a sectional view taken along line F-F in FIG. 13. This figure is a view showing a fitted state of the combustor liner 1 and the transition piece 2, and shows cooling air holes 27 penetrating the transition piece 2 overlapping the gas flow outlet portion (spring seal portion) 10 of the combustor liner 1. Provide at multiple locations in the circumferential direction. The cooling air flowing in from the transition piece 2 hits the gas flow outlet portion (spring seal portion) 10 of the combustor liner 1 to cool the metal. This allows the combustor liner 1
The metal of the gas flow outlet portion (spring seal portion) 10 is uniformly cooled circumferentially.
【0028】図15は本発明の第7実施例(請求項7対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの断面図、図16
は図15のG−G断面図である。同図は、燃焼器ライナ
1とトランジションピース2の嵌合状態を示す図であ
り、燃焼器ライナ1のガス流れ出口部(スプリングシー
ル部)10と重なり合うトランジションピース2の軸方
向に貫通した冷却空気孔28a,28bを複数箇所設け
る。トランジションピース2の軸方向に貫通した冷却空
気孔28a,28bより流入した冷却空気は、燃焼器ラ
イナ1のスプリングシール部10に当たりメタルを冷却
する。これによって、燃焼器ライナ1のスプリングシー
ル部10のメタルが円周状に均等に冷却される。FIG. 15 is a sectional view of a combustor liner of a combustion structure according to a seventh embodiment (corresponding to claim 7) of the present invention, and FIG.
FIG. 16 is a sectional view taken along line GG of FIG. 15. This figure is a view showing a fitted state of the combustor liner 1 and the transition piece 2, and cooling air penetrating in the axial direction of the transition piece 2 overlapping the gas flow outlet (spring seal part) 10 of the combustor liner 1. A plurality of holes 28a and 28b are provided. The cooling air flowing in from the cooling air holes 28a and 28b penetrating the transition piece 2 in the axial direction hits the spring seal portion 10 of the combustor liner 1 to cool the metal. As a result, the metal of the spring seal portion 10 of the combustor liner 1 is evenly circumferentially cooled.
【0029】図17は本発明の第8実施例(請求項8対
応)に係る燃焼構造体の燃焼器ライナの構成図、図18
は図17のH−H断面図である。同図に示すように、燃
焼器ライナ1のガス流れ出口部付近にはトランジション
ピース2との嵌合をシールするためのスプリングシール
10がスポット溶接17により固定されている。このス
プリングシール10にはスリット10aがあり、このス
リット10aより冷却空気が入る。この冷却空気を利用
して燃焼器ライナ1のガス流れ出口端部のメタルを冷却
するために、燃焼器ライナ1の円周方向にスリット10
aに沿って冷却空気溝29を設ける。これによって冷却
空気溝29を通過した冷却空気は燃焼器ライナ1のメタ
ルを直接冷却することができる。FIG. 17 is a structural diagram of a combustor liner of a combustion structure according to an eighth embodiment (corresponding to claim 8) of the present invention, and FIG.
FIG. 18 is a sectional view taken along line HH of FIG. 17. As shown in the figure, a spring seal 10 for sealing the fitting with the transition piece 2 is fixed by spot welding 17 near the gas flow outlet of the combustor liner 1. The spring seal 10 has a slit 10a, and cooling air enters through the slit 10a. In order to cool the metal at the end of the gas flow outlet of the combustor liner 1 using this cooling air, the slit 10 is formed in the circumferential direction of the combustor liner 1.
A cooling air groove 29 is provided along a. As a result, the cooling air that has passed through the cooling air groove 29 can directly cool the metal of the combustor liner 1.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼器構造体で起こる熱応力や燃焼振動及び燃焼温度の
影響により、燃焼器ライナのガス流れ出口部に発生する
亀裂を阻止し、これにより燃焼器ライナ本体の飛散を未
然に防止し、燃焼器構造体の使用寿命を長くするととも
に燃焼器構造体の信頼性を高めることができる、という
すぐれた効果を奏する。As described above, according to the present invention,
Cracks that occur at the gas flow outlet of the combustor liner due to the effects of thermal stress, combustion vibration, and combustion temperature that occur in the combustor structure are prevented, which prevents scattering of the combustor liner body. This has the excellent effect that the service life of the structure can be extended and the reliability of the combustor structure can be improved.
【図1】本発明の第1実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の燃焼器構造体の燃焼器ライナとトランジ
ションピースの嵌合状態図。FIG. 2 is a fitting state diagram of a combustor liner and a transition piece of the combustor structure shown in FIG.
【図3】図2のA−A断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図4】本発明による燃焼器構造体のメタル温度分布
図。FIG. 4 is a metal temperature distribution diagram of a combustor structure according to the present invention.
【図5】本発明の第2実施例の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図6】図5のB−B断面図。6 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【図7】本発明の第3実施例の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.
【図8】図7のC−C断面図。8 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
【図9】本発明の第4実施例の断面図。FIG. 9 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.
【図10】図9のD−D断面図。FIG. 10 is a sectional view taken along line DD of FIG. 9;
【図11】本発明の第5実施例の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.
【図12】図11のE−E断面図。12 is a sectional view taken along line EE of FIG.
【図13】本発明の第6実施例の断面図。FIG. 13 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.
【図14】図13のF−F断面図。14 is a sectional view taken along line FF of FIG.
【図15】本発明の第7実施例の断面図。FIG. 15 is a sectional view of a seventh embodiment of the present invention.
【図16】図15のG−G断面図。16 is a sectional view taken along line GG of FIG.
【図17】本発明の第8実施例の構成図。FIG. 17 is a configuration diagram of an eighth embodiment of the present invention.
【図18】図17のH−H断面図。18 is a cross-sectional view taken along line HH of FIG.
1…燃焼ライナ、2…トランジションピース、3…空気
圧縮吐出ケーシング、4…燃焼器ケーシング、5…燃焼
器ラッパ、6…燃料噴射ノズル、7…火炎伝播管、8…
燃焼用空気口(混合空気口)、9…プレート、10…ス
プリングシール部、10a…スリット、11…補強リ
ブ、12a,12b…冷却空気孔、13a,13b…溶
接金属、14…メタル温度及び測定点、15…メタル冷
却板、16a,16b,16c…溶接部、17…スポッ
ト溶接、18…冷却空気溝、19…冷却空気孔、20…
プレート、21a,21b…スポット溶接、22a,2
2b…冷却空気孔、23a,23b…インピンジ板、2
4…プレート、25…スポット溶接、26a,26b…
溶接部、27…冷却空気孔、28a,28b…冷却空気
孔、29…冷却空気溝。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Combustion liner, 2 ... Transition piece, 3 ... Air compression discharge casing, 4 ... Combustor casing, 5 ... Combustor wrapper, 6 ... Fuel injection nozzle, 7 ... Flame propagation tube, 8 ...
Combustion air port (mixed air port), 9 ... Plate, 10 ... Spring seal part, 10a ... Slit, 11 ... Reinforcing rib, 12a, 12b ... Cooling air hole, 13a, 13b ... Weld metal, 14 ... Metal temperature and measurement Points, 15 ... Metal cooling plate, 16a, 16b, 16c ... Welded portion, 17 ... Spot welding, 18 ... Cooling air groove, 19 ... Cooling air hole, 20 ...
Plates, 21a, 21b ... Spot welding, 22a, 2
2b ... Cooling air holes, 23a, 23b ... Impingement plate, 2
4 ... Plate, 25 ... Spot welding, 26a, 26b ...
Welded portion, 27 ... Cooling air hole, 28a, 28b ... Cooling air hole, 29 ... Cooling air groove.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 洋明 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 石井 潤治 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Yoshioka 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Plant (72) Inventor Junji Ishii 2-cue, Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address inside Toshiba Keihin office
Claims (8)
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の前記トランジションピースに冷却空
気孔を設け、スプリングシール部に発生する亀裂を阻止
するとともに、運転中に前記燃焼器ライナに生じるガス
火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制するよう
にしたことを特徴とするガスタービン用燃焼器構造体。1. A combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, wherein cooling air is provided to the transition piece near the fuel gas outlet side of the combustor liner. Combustion for gas turbines, characterized in that holes are provided to prevent cracks occurring in the spring seal portion and to suppress an increase in metal temperature due to the combustion temperature of the gas flame generated in the combustor liner during operation. Vessel structure.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライナにメタル冷却板を
設け、運転中に燃焼器ライナに生じるガス火炎の燃焼温
度によるメタル温度の上昇を抑制するようにしたことを
特徴とするガスタービン用燃焼器構造体。2. A gas turbine combustor structure in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, wherein a metal is provided on the combustor liner near the fuel gas outlet side of the combustor liner. A combustor structure for a gas turbine, wherein a cooling plate is provided to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライナに冷却空気溝を設
け、運転中に燃焼器ライナに生じるガス火炎の燃焼温度
によるメタル温度の上昇を抑制するようにしたことを特
徴とするガスタービン用燃焼器構造体。3. In a combustor structure for a gas turbine, wherein a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, the combustor liner is cooled near the fuel gas outlet side of the combustor liner. A combustor structure for a gas turbine, wherein an air groove is provided to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライナにスロット式冷却
空気孔を設け、運転中に燃焼器ライナに生じるガス火炎
の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制するようにし
たことを特徴とするガスタービン用燃焼器構造体。4. A gas turbine combustor structure in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, wherein a slot is formed in the combustor liner near the fuel gas outlet side of the combustor liner. A combustor structure for a gas turbine, wherein a cooling air hole is provided to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の当該燃焼器ライナに複数のスロット
式冷却空気孔を設け、運転中に燃焼器ライナに生じるガ
ス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制するよ
うにしたことを特徴とするガスタービン用燃焼器構造
体。5. A gas turbine combustor structure in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, and a plurality of combustor liners are provided near the fuel gas outlet side of the combustor liner. A slot-type cooling air hole is provided to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation, and a combustor structure for a gas turbine.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の前記トランジションピースの円周方
向に複数の冷却空気孔を設け、運転中に燃焼器ライナに
生じるガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑
制するようにしたことを特徴とするガスタービン用燃焼
器構造体。6. A combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion in a combustor structure for a gas turbine, wherein the circumference of the transition piece is near the fuel gas outlet side of the combustor liner. A combustor structure for a gas turbine, wherein a plurality of cooling air holes are provided in a direction to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記燃焼器ライナの燃
料ガス出口側近傍の前記トランジションピースの軸方向
に複数の冷却空気孔を設け、運転中に燃焼器ライナに生
じるガス火炎の燃焼温度によるメタル温度の上昇を抑制
するようにしたことを特徴とするガスタービン用燃焼器
構造体。7. A combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, wherein in the axial direction of the transition piece near the fuel gas outlet side of the combustor liner. A combustor structure for a gas turbine, characterized in that a plurality of cooling air holes are provided in said structure to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation.
をスプリングシール部を介して一体に構成されたガスタ
ービン用燃焼器構造体において、前記スプリングシール
のスリットに沿ってガス流れ出口端部に至る冷却空気溝
を設け、運転中に燃焼器ライナに生じるガス火炎の燃焼
温度によるメタル温度の上昇を抑制するようにしたこと
を特徴とするガスタービン用燃焼器構造体。8. A combustor structure for a gas turbine in which a combustor liner and a transition piece are integrally formed via a spring seal portion, wherein cooling air reaching a gas flow outlet end portion along a slit of the spring seal. A combustor structure for a gas turbine, wherein a groove is provided to suppress an increase in metal temperature due to a combustion temperature of a gas flame generated in a combustor liner during operation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8380695A JPH08285284A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Combustor structure for gas turbine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8380695A JPH08285284A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Combustor structure for gas turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08285284A true JPH08285284A (en) | 1996-11-01 |
Family
ID=13812917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8380695A Pending JPH08285284A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Combustor structure for gas turbine |
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