(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービン内の重要な燃料経路を洗浄し、したがって、望ましくない堆積物が燃料ガス通路を遮断する可能性を取除く迅速なシステムおよび方法を提供する。【解決手段】一実施形態によれば、ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法が開示される。方法は、四元環状チャンバ内にいくつかの洗浄ショットを堆積させることを含むことができる。方法はまた、洗浄ショットが四元環状チャンバ内で転がるように前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法であって、前記前方燃焼カンが、四元燃料フランジおよび前記四元環状チャンバに通じる四元燃料入口オリフィスを備え、前記前方燃焼カンが、前記四元環状チャンバに連通する複数の四元燃料ペグをさらに備える、方法において、
前記四元環状チャンバ内に複数の洗浄ショットを堆積させるステップと、
前記四元環状チャンバ内の前記堆積物を除去するために、前記複数の洗浄ショットが前記四元環状チャンバ内で転がるように前記前方燃焼カンを回転させるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記前方燃焼カンを回転させる前に、前記ガスタービンから前記前方燃焼カンを取除くステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
洗浄溶液を前記四元環状チャンバ内に堆積させるステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記洗浄溶液が変性アルコールである請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記前方燃焼カンを回転させた後に前記四元環状チャンバから前記複数の洗浄ショットを取除くステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記前方燃焼カンを回転させた後でかつ前記複数の洗浄ショットが取除かれた後に、前記四元環状チャンバを高圧空気でフラッシングするステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記前方燃焼カンを回転させた後でかつ前記複数の洗浄ショットが取除かれた後に、前記四元環状チャンバを水でフラッシングするステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
１つまたは複数のガスタービンの複数の前方燃焼カンを接続するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記前方燃焼カンの回転の方向を定期的に反転させるステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
漏洩を防止するために、前記複数の四元燃料ペグをキャッピングするステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の洗浄ショットが、前記四元燃料入口オリフィスを通して前記四元環状チャンバ内に堆積される請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法であって、前記前方燃焼カンが、四元燃料フランジおよび前記四元環状チャンバに通じる四元燃料入口オリフィスを備え、前記前方燃焼カンが、前記四元環状チャンバに連通する複数の四元燃料ペグをさらに備える、方法において、
前記ガスタービンから前記前方燃焼カンを取除くステップと、
前記複数の四元燃料ペグをキャッピングするステップと、
前記四元環状チャンバ内に第１の複数の洗浄ショットを堆積させるステップであって、前記第１の複数の洗浄ショットが、前記四元燃料入口オリフィスを通して前記四元環状チャンバ内に堆積される、ステップと、
前記四元環状チャンバ内に洗浄溶液を堆積させるステップと、
前記第１の複数の洗浄ショットが前記四元環状チャンバ内で転がるように、第１のサイクルで前記前方燃焼カンを回転させるステップと、
前記第１のサイクル後に、前記前方燃焼カンの回転を停止するステップと、
前記第１のサイクル後に、前記四元環状チャンバから前記第１の複数の洗浄ショットおよび前記洗浄溶液を取除くステップと、
前記四元環状チャンバ内に第２の複数の洗浄ショットを堆積させるステップであって、前記第２の複数の洗浄ショットが、前記四元燃料入口オリフィスを通して前記四元環状チャンバ内に堆積される、ステップと、
前記第２の複数の洗浄ショットが前記四元環状チャンバ内で転がるように、第２のサイクルで前記前方燃焼カンを回転させるステップとを含む方法。
【請求項１３】
前記洗浄溶液が変性アルコールである請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のサイクル後に前記四元環状チャンバから前記第２の複数の洗浄ショットを取除くステップをさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記第２のサイクル後でかつ前記第２の複数の洗浄ショットが取除かれた後に、前記四元環状チャンバを高圧空気でフラッシングするステップをさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のサイクル後でかつ前記第２の複数の洗浄ショットが取除かれた後に、前記四元環状チャンバを水でフラッシングするステップをさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
１つまたは複数のガスタービンの複数の前方燃焼カンを接続するステップをさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記第１および第２のサイクル中に前記前方燃焼カンの回転の方向を定期的に反転させるステップをさらに含む請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するためのシステムであって、前記前方燃焼カンが、四元燃料フランジおよび前記四元環状チャンバに通じる四元燃料入口オリフィスを備え、前記前方燃焼カンが、前記四元環状チャンバに連通する複数の四元燃料ペグをさらに備える、システムにおいて、
前記四元環状チャンバ内に配設される複数の洗浄ショットと、
前記四元環状チャンバ内の前記堆積物を除去するために、前記複数の洗浄ショットが前記四元環状チャンバ内で転がるように前記前方燃焼カンを回転させるための手段とを備えるシステム。
【請求項２０】
回転中に前記前方燃焼カンを支持するためのローラスキッドをさらに備える請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願の実施形態は、一般に、堆積物蓄積の除去に関し、より具体的には、ガスタービンの燃料経路の内部で形成する場合がある堆積物蓄積を除去するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種のガスタービンには、内部に堆積物が蓄積することがある。たとえば、酸化鉄腐食生成物は、タービン燃焼ケーシングまたは「カン」の燃料経路またはチャネルの内部に鉄堆積物の蓄積したものを形成し生み出すことがあり、望ましくない。さらに、他のタイプの望ましくない蓄積は、燃料内の不純物によってもさらされる場合がある。たとえば、図１および図２は、四元（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ）燃料回路を有するガスタービン前方燃焼カンを概略的に示す。四元ガス入口オリフォスは、前方燃焼カンの円周の周りに延在する四元燃料ガス分配環状チャンバに通じる。四元環状チャンバ内の燃料ガスは、複数の四元ペグによって前方燃焼チャンバ内に分配される。四元環状チャンバ内に集まる任意の酸化鉄腐食生成物は、四元ペグ内の燃料ガス通路を遮断するおそれがあり、これは燃焼チャンバ内の火炎パターンに干渉する可能性がある。この遮断は、効率を低下させ、窒素酸化物放出を増大させる可能性がある。前方ケーシングの検査により鉄堆積物蓄積が示されたときには、確実な動作を保証するために、四元環状チャンバを洗浄することが推奨される。理解されるように、四元燃料ガス分配環状チャンバは、狭い通路であり、アクセスし洗浄することが難しい。
【０００３】
現在のところ、四元燃料ガス分配環状チャンバを洗浄する方法は、燃料ペグを切り離し、それに続いて、燃料ペグ穴を介して四元環状チャネルにアクセスすることによって鉄堆積物をハイドロブラストしようと試みることを必要とする。これはオフサイトで、燃料ペグを切断し再び取付けるように装備された施設において行うことしかできない。一部には燃料ペグの除去および再溶接があるために、洗浄プロセスは、非常に時間がかかり、燃焼チャンバを処理し復元するのに、通常、数週間かかる。
【発明の概要】
【０００４】
ガスタービン内の重要な燃料経路を洗浄し、したがって、望ましくない堆積物が燃料ガス通路を遮断する可能性を取除く迅速なシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【０００５】
上記の必要および／または問題の一部または全ては、本出願のいくつかの実施形態によって対処することができる。一実施形態によれば、ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法が開示される。方法は、四元環状チャンバ内にいくつかの洗浄ショットを堆積させることを含むことができる。方法はまた、洗浄ショットが四元環状チャンバ内で転がるように前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。
【０００６】
別の実施形態によれば、ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法が開示される。前方燃焼カンは、四元燃料フランジおよび四元環状チャンバに通じる四元燃料入口オリフィスを含むことができる。前方燃焼カンは、四元環状チャンバに連通する複数の四元燃料ペグをさらに含むことができる。方法は、ガスタービンから前方燃焼カンを取除くこと、および、四元燃料ペグをキャッピングすることを含むことができる。方法はまた、四元環状チャンバ内に第１の群の洗浄ショットを堆積させることを含むことができる。第１の群の洗浄ショットは、四元燃料フランジの四元燃料入口オリフィスを通して四元環状チャンバ内に堆積させることができる。方法はまた、四元環状チャンバ内に洗浄溶液を堆積させること、および、第１の群の洗浄ショットが四元環状チャンバ内で転がるように、第１のサイクルで前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。方法はまた、第１のサイクル後に、前方燃焼カンの回転を停止すること、および、第１のサイクル後に、四元環状チャンバから第１の群の洗浄ショットおよび洗浄溶液を取除くことを含むことができる。方法はまた、四元環状チャンバ内に第２の群の洗浄ショットを堆積させることを含むことができる。第２の群の洗浄ショットは、四元燃料フランジの四元燃料入口オリフィスを通して四元環状チャンバ内に堆積させることができる。さらに、方法は、第２の群の洗浄ショットが四元環状チャンバ内で転がるように、第２のサイクルで前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。
【０００７】
さらに、別の実施形態によれば、ガスタービンの前方燃焼カンの四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するためのシステムが開示される。システムは、四元環状チャンバ内に配設される群の洗浄ショットを含むことができる。システムはまた、四元環状チャンバ内の堆積物を除去するために、洗浄ショットの群が四元環状チャンバ内で転がるように前方燃焼カンを回転させるための手段を含むことができる。
【０００８】
本発明の他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明、添付図面、および添付特許請求の範囲から当業者に明らかになるであろう。
【０００９】
ここで、必ずしも一定比例尺で描かれていない添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な前方燃焼カンの図である。
【図２】図１の前方燃焼カンの破断図である。
【図３】本発明の実施形態による、四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための例示的な方法の詳細を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施形態による、四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための例示的な方法の詳細を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
全てではないが一部の実施形態が示される添付図面を参照して、例証的な実施形態が、以降でより完全に述べられる。本出願は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書で述べる実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。同じ符号は全体を通して同じ要素を指す。
【００１２】
図１および図２は、ＧＥ  Ｆｒａｍｅ  ６ＦＡ、７ＦＡ、および９ＦＡガスタービンなどのガスタービンで使用されるタイプの前方燃焼カン１０を示す。典型的なガスタービンは、１つまたは複数の前方燃焼カン１０を有することができる。前方燃焼カン１０は、四元燃料回路１２を含むことができ、四元ガス入口オリフォス１４が、前方燃焼カン１０の円周の周りに延在する四元燃料ガス分配環状チャンバ１６に通じる。四元環状チャンバ１６内の燃料ガスは、複数の四元ペグ１８によって前方燃焼カン１０の燃焼チャンバ内に分配することができる。前方燃焼カン１０および四元環状チャンバ１６の構造は、当業者によって理解され、本明細書でさらに詳細に論じる必要はない。
【００１３】
酸化鉄腐食生成物などの望ましくない堆積物が、四元環状チャンバ１６内に集まり、四元ペグ１８内での燃料ガス通路を遮断するおそれがあることが知られている。これは、前方燃焼カン１０の燃焼チャンバ内の火炎パターンに干渉する可能性がある。本開示は、これらの望ましくない堆積物を、前方燃焼カン１０の四元環状チャンバ１６から除去する方法を対象とする。
【００１４】
前方燃焼カン１０は、従来の手順を使用してガスタービンから取除かれ、本明細書で述べる新規なシステムおよび方法を使用するモバイル洗浄ユニットを用いて修理施設でまたはオンサイトで洗浄することができ、それにより、前方燃焼カン１０は、従来の方法が必要とした数週間ではなく、短い期間内で洗浄され、元のガスタービン上に設置されうる。
【００１５】
ある実施形態によれば、洗浄ショットが、四元環状チャンバ１６内に堆積させることができる。たとえば、洗浄ショットは、四元燃料入口オリフィス１４を通して四元環状チャンバ１６内に堆積させることができる。洗浄ショットが四元環状チャンバ１６内に堆積された後に、前方燃焼カン１０は、洗浄ショットが四元環状チャンバ１６内で転がるように回転させることができる。たとえば、前方燃焼カン１０は、パワーローラスキッド上に設置され、モータに取付けることができる。洗浄ショットは、四元環状チャンバ１６内で転がるにつれて、四元環状チャンバ１６内に蓄積している可能性がある任意の望ましくない堆積物または蓄積を取除く。
【００１６】
洗浄ショットは、鋼ペレット、ＢＢ、またはピーニングとすることができる。しかし、洗浄ショットが、前方燃焼カン１０および関連する構成要素を損傷することなく、望ましくない堆積物を取除くのに必要な、任意の形状、サイズ、および／または材料とすることができることが理解される。
【００１７】
いくつかの態様では、前方燃焼カン１０の回転の方向は、定期的に反転させることができる。たとえば、前方燃焼カン１０は、第１の方向、次に第２の方向、次に再び第１の方向、あるいはその任意の組合せまたは変形で回転させることができる。他の態様では、変性アルコールなどの洗浄溶液が、四元環状チャンバ１６内に堆積させることができる。前方燃焼カン１０が洗浄サイクルについて回転された後、洗浄ショットおよび洗浄溶液は、四元環状チャンバ１６から取除くことができる。方法は、次に、洗浄ショットまたは洗浄溶液あるいは両方を使用して任意の回数繰り返すことができる。洗浄ショットおよび／または洗浄溶液が取除かれた後、四元環状チャンバ１６を高圧空気および／または水でフラッシングすることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のガスタービンの複数の前方燃焼カン１０は共に接続することができる。たとえば、複数の前方燃焼カン１０は、各フランジに沿って共にボルト留めることができる。この実施形態では、複数の前方燃焼カン１０は、それぞれの前方燃焼カン１０のそれぞれの四元環状チャンバ１６内に洗浄ショットを堆積させ、洗浄ショットがそれぞれの四元環状チャンバ１６内で転がるように、接続された前方燃焼カン１０を共に回転させることによって同時に洗浄することができる。こうして、前方燃焼カン１０は、共に接合され、１回の停止中に洗浄されうる。技術的利点および商業的利点は、ガスタービンオペレータにとって停止時間が減少する点で大きい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、漏洩および考えられる損傷を防止するために、四元燃料ペグ１８をキャッピングすることができる。四元燃料ペグ１８は、全洗浄プロセスの間または洗浄プロセスの一部だけの間、キャッピングすることができる。
【００２０】
図３は、四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法３００の例示的なフロー図を示す。この特定の実施形態では、方法３００は、図３のブロック３０２で始まることができ、方法３００は、四元環状チャンバ内に洗浄ショットを堆積させることを含むことができる。さらに、ブロック３０４にて、方法３００は、洗浄ショットが前記四元環状チャンバ内で転がるように、前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。
【００２１】
図４は、四元環状チャンバ内に蓄積した堆積物を洗浄するための方法４００の別の例示的なフロー図を示す。この特定の実施形態では、方法４００は、図４のブロック４０２で始まることができ、方法４００は、四元燃料ペグをキャッピングすることを含むことができる。さらに、ブロック４０４にて、方法４００は、第１のバッチの洗浄ショットを、四元燃料フランジの四元燃料入口オリフィスを通して四元環状チャンバ内に堆積させることを含むことができる。ブロック４０６にて、方法４００は、洗浄溶液を四元環状チャンバ内に堆積させることを含むことができる。ブロック４０８で述べるように、方法４００は、第１のバッチの洗浄ショットが四元環状チャンバ内で転がるように、第１のサイクルで前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。ブロック４１０にて、方法４００は、第１のサイクル後に、前方燃焼カンの回転を停止することを含むことができる。ブロック４１２にて、方法４００は、第１のサイクル後に、四元環状チャンバから第１のバッチの洗浄ショットを取除くことを含むことができる。ブロック４１４にて、方法４００は、第１のサイクル後に、四元環状チャンバから洗浄溶液を取除くことを含むことができる。ブロック４１６にて、方法４００は、第２のバッチの洗浄ショットを、四元燃料フランジの四元燃料入口オリフィスを通して四元環状チャンバ内に堆積させることを含むことができる。ブロック４１８にて、方法４００は、第２のバッチの洗浄ショットが四元環状チャンバ内で転がるように、第２のサイクルで前方燃焼カンを回転させることを含むことができる。ブロック４２０にて、方法４００は、第２のサイクル後に、四元環状チャンバから第２のバッチの洗浄ショットを取除くことを含むことができる。ブロック４２２にて、方法４００は、第２のサイクル後でかつ第２のバッチの洗浄ショットが取除かれた後に、四元環状チャンバを高圧空気および／または水でフラッシングすることを含むことができる。
【００２２】
いくつかの態様では、第１の回転サイクルは３０分であり、洗浄ショットと洗浄溶液の両方を含むとすることができ、一方、第２の回転サイクルは３０分であり、洗浄ショットだけを含むとすることができる。しかし、回転サイクルは、予め規定された任意の時間長とすることができる。他の態様では、洗浄プロセスが終了した後、四元環状チャンバの内部は、ＷＤ−４０などの潤滑剤および／または洗浄剤で洗い落され、その後、洗浄ショットが全て取除かれることを保証するためにさらなるサイクルの間回転させることができる。さらに他の態様では、高圧空気および／または水で四元環状チャンバをフラッシングすることは、四元ペグ１８内の燃料ガス通路から洗浄ショットが全て取除かれることを保証するための逆流フラッシュを含むことができる。さらに別の態様では、第１および第２の回転サイクルは、約２４回転／分とすることができる。
【００２３】
四元環状チャンバが洗浄された後、洗浄ショットおよび／または洗浄溶液が四元環状チャンバから取除くことができ、四元環状チャンバは、空気および／または水でフラッシングすることができ、前方燃焼カンがガスタービンに再び取付けることができる。
【００２４】
本開示は、典型的な実施形態で示され述べられたが、示されている詳細に限定されるものではない。その理由は、本開示の精神から一切逸脱することなく、種々の変更および置換が加えることができるからである。したがって、開示される本明細書の開示のさらなる変更物および均等物を、日常的な実験だけを使用して当業者が思い付く可能性があり、全てのこうした変更物および均等物は、添付特許請求の範囲によって規定される開示の範囲内にあると考えられる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  前方燃焼カン
１２  四元燃料回路
１４  四元ガス入口オリフォス
１６  四元燃料ガス分配環状チャンバ
１８  四元ペグ
【図１】
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【図２】
2013185583.tif 000004
【図３】
2013185583.tif 000005
【図４】
2013185583.tif 000006
【外国語明細書】
2013185583000001.pdf