(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として１つの圧縮機ユニットと、少なくとも１つの燃焼器と、少なくとも１つのタービンと、１つの発電機とから成るガスターボ装置団の運転のための方法において、
前記ガスターボ装置団を逐次運転方式（２，４）で運転し、ガスターボ装置団から到来する排ガス流（９）を熱交換段に進入せしめ、かつ、この熱交換段に液体燃料（１２）と水量（１６）とを通流して、これらの媒体（１２，１６）を熱交換段（１４，１８；２８，２９）内で熱量的に準備せしめ、熱量的に準備された液体燃料（１４ａ）を、熱水（１８ａ）として準備された水量（１６）と共に、又は過熱蒸気（２９ａ）として準備された水量（１６）と共に、混合器（１５，３０）内へ導入し、これによって生ぜしめられた、熱量的に準備された液体燃料（１４ａ）と熱水（１８ａ）とによって形成された又は熱量的に準備された液体燃料（１４ａ）と過熱蒸気（２９ａ）とによって形成された混合量（１９，３１）を、ガスターボ装置団の燃焼器（２，４）の予備混合バーナの、燃焼空気にスワール流が付与される少なくとも１つの区域へ導入し、複数の前記燃焼器（２，４）において、個別に必要とされる部分混合量（２０，２１；３２，３３）を各燃焼器（２，４）に配量する１つの調整機構（２４）を設けることを特徴とするガスターボ装置団の運転のための方法。
【請求項２】
熱交換段に、ガスターボ装置団に配属されたタービン（５）から到来する排ガス流（９）を進入せしめる請求項１記載の方法。
【請求項３】
低熱量燃料としての燃料（１４ａ）・蒸気（２９ａ）・混合量（３１）を燃焼器（２，４）のバーナ内へ導入する請求項２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として１つの圧縮機ユニットと、少なくとも１つの燃焼器と、少なくとも１つのタービンと、１つの発電機とから成るガスターボ装置団の運転のための方法であって、燃焼空気にスワールが付与される予備混合区域により構築されたバーナにより少なくとも１つの燃焼器を運転する形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
新世代の予備混合バーナ、例えばガスタービンの燃焼器の運転のための予備混合バーナは、ガス燃料の使用時には有害物質の少ない有効な燃焼を保証することができる。液体燃料の使用時にはこの種の燃料の極めて高い蒸発温度に関連した不都合が生じる。この燃料内の沸騰しにくい成分の含有量に応じてその蒸発時に残留物が形成され、この残留物が場合によってはコーキングを生ぜしめる原因となる。その上、ガスタービンバーナへの進入のために必要な極めて高い圧力レベルがいっそう上昇する。分圧条件下での燃料オイルの蒸発もこの事態をなんら持続的に変化せしめず、従って過熱されたオイル蒸気による予備混合バーナの運転を考慮することができないことが前提される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題に対処すべく本発明の課題とするところは、冒頭に記載した形式の方法において、液体燃料による予備混合バーナの運転を許容せしめる手段を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明の方法によれば、請求項１に記載したように、前記ガスターボ装置団を逐次運転方式で運転し、ガスターボ装置団から到来するガス流を熱交換段に進入せしめ、かつ、この熱交換段に液体燃料と水量とを通流して、これらを熱交換段内で熱量的に準備せしめ、熱量的に準備された第１の液体燃料と熱量的に準備された第１の水、又は熱量的に準備された第２の液体燃料と過熱蒸気として準備された第２の水とをそれぞれ、混合器内へ導入し、これによって生ぜしめられた混合物を、ガスターボ装置団の燃焼器の予備混合バーナの、燃焼空気にスワール流が付与される少なくとも１つの区域へ導入し、複数の前記燃焼器において、個別に必要とされる混合量を各燃焼器に配量する１つの調整機構を設けることにより解決される。
【０００５】
その場合、液体燃料、有利にはオイルは、最大１５０〜２００℃に予熱されて、可能な限り飽和温度に近い温度で熱い圧力水の流れ内に導入される。次いでこのエマルジョンは、本発明明細書の一体的な構成部分を成しているヨーロッパ特許第０３２１８０９Ｂ１号明細書又はヨーロッパ特許公開第０７８０６２９Ａ２号明細書から公知の予備混合バーナの運転のために使用される。
【０００６】
本発明の方法によれば、ガスターボ装置団から到来するガス流を熱交換段に進入せしめ、かつ、この熱交換段に液体燃料と水量とを通流して、これらを熱交換段内で熱量的に準備せしめ、かつ、熱い燃料を、水から発生した過熱蒸気内へ導入し、かつ、この燃料・蒸気・混合物によって燃焼器のバーナを運転する。その場合、要するに可能な限り高温に予熱された液体燃料が高過熱された蒸気の流れ内に噴入される。この蒸気は燃料噴霧のためのキャリヤガスとして機能し、その結果、混合物は予備混合バーナでガス燃料のために設けたノズルを介して導入されることができる。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の主たる利点とするところは、極めて熱い燃料・水・エマルジョンの霧化が、熱い燃焼空気に良好に混合される可能な限り細かな噴霧の発生を約束することにある。このことによって、予備混合バーナの内部の噴入平面を著しく下流へ移すことができ、その結果、液体燃焼の着火性が大きいためにバーナ内部で上流に生じるおそれのある火炎形成が、不十分な燃焼を招くことなく抑制される。
【０００８】
本発明にもとづく課題の解決手段の有利かつ機能的な構成がその他の請求項に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。本発明の直接的な理解のために重要でない事項は省かれている。種々の図面において同じエレメントは同一符号をもって示されている。媒体の流れ方向は矢印により示されている。
【００１０】
図１は有利にはヨーロッパ特許第０３２１８０９号明細書又はヨーロッパ特許公開第０７８０６２９号明細書にもとづく予備混合バーナの運転のために液体燃料を準備するための回路に関連したガスターボ装置団を示す。このガスターボ装置団は圧縮機ユニット１を備えており、この圧縮機ユニット内で、吸い込まれた空気６の圧縮が行われる。このように圧縮された空気は、次いで第１の燃焼器としての高圧燃焼器、略記してＨＤ燃焼器２内に流入し、このＨＤ燃焼器２内で燃料により第１の熱ガス発生の準備が行われる。このＨＤ燃焼器２の下流では第１のタービンとしての高圧タービン、略記してＨＤタービン３が作業しており、このＨＤタービン内で、ＨＤ燃焼器２内で準備された熱ガス７が部分膨張する。この部分膨張は、ＨＤタービン３から到来する部分膨張した熱ガスが依然として１０００℃以上のオーダの比較的高い温度を有することにより特徴づけられている。これに応じて、上述のＨＤタービン３はわずかな回転羽根段、有利には１〜３の回転羽根段から成る。このＨＤタービン３の下流で第２の燃焼器としての低圧燃焼器、略記してＮＤ燃焼器４が作用しており、このＮＤ燃焼器は自己点火原理で機能する。このＮＤ燃焼器４は通流されるほぼ環状通路の形状を有しており、この環状通路内には自己点火のレリーズのために適した燃料が噴入される。噴入された燃料のＮＤ燃焼器４内での自己点火は、ＨＤタービン３からの部分膨張された熱ガスの上述の温度で行われる。このＮＤ燃焼器４は図示されていない流れ補助装置を備えており、この流れ補助装置は火炎フロントの領域内での確実な燃焼運転の確保のために、安定化作用を有する逆流を形成する。次いで、部分膨張された熱ガスはＮＤ燃焼器４内で再びほぼＨＤ燃焼器２の温度に相応する温度のハイグレードな熱ガス８を準備する。基本的には、熱ガス７，８の温度は直接的には制限されない。この制限はむしろ表面的には媒体を進入させるべきタービンとその機械エレメントとにより予め規定される。熱ガス８は次いで第２のタービンとしての低圧タービン、略記してＮＤタービン５内へ進入し、このＮＤタービン内でまず最終的な膨張が行われる。次いで、排ガス９の残留熱量ポテンシャルが別の目的のために使用される。両方のタービン３，５の出力から発電機１１が電流を発生せしめる。図示のガスターボ装置団の主たる特徴は、有利には２つの図示されていない軸受により支持された１つの一貫した軸１０にすべての流体機械１，３，５がユニット的に支承されていることにある。両方の燃焼器２，４は両方のタービン３，５の間の中間スペースを占めており、その場合、ＨＤ燃焼器２は有利には環状燃焼器として形成されており、かつ圧縮機ユニット１と著しくオーバラップして配置されることができる。この措置はガスターボ装置団をコンパクトなユニットにするのに貢献する。この可能性はＮＤ燃焼器４に関する流体技術的な考察からだけでは完全には実現されない。少なくともここでいえることは、後で挙げた燃焼器が極めて短く形成され、その結果、コンパクトなガスターボ装置団を実現するという所期の目的が完全に達成されるということである。このガスターボ装置団の別の構成に関連しては、本発明明細書の一体的な構成部分を成すヨーロッパ特許公開第０６２０３６２号明細書を参照されたい。
【００１１】
排ガス９は、熱量的に準備される２つの異なる媒体１２，１６により通流される熱交換機構１４，１８を貫流する。冷たい液体燃料１２、有利にはオイルの流れが搬送ポンプ１３によって熱交換段１４内へ導入されて熱量的に準備される。図示の実施例では熱いオイル量１４ａが準備される。これに並列的に、準備される水１６が同様に搬送ポンプ１７によって熱交換段１８内へ導入されて熱量的に熱水１８ａに高められる。熱量的に準備された両方の媒体１４ａ，１８ａはドラム１５内へ流入し、このドラム内でエマルジョン１９を生じる。このエマルジョン１９は次いで２つの流れ２０，２１に分流される。それぞれ１つの付属する調整部材２２，２３を介して、熱いエマルジョン流２０，２１は両方の燃焼器２，４へ誘導される。バーナもしくは噴入手段（ヨーロッパ特許公開第０６２０３６２Ａ１号明細書参照）内でその際行われる熱いエマルジョン２０，２１の霧化は、熱い燃焼空気と良好に混合される可能な限り細かな噴霧の発生を約束する。このことにより、例えばヨーロッパ特許第０３２１８０９Ｂ１号明細書又はヨーロッパ特許公開第０７８０６２９Ａ２号明細書にもとづく予備混合バーナの内部の噴入平面を著しく下流に移すことができ、従って、液体燃料の着火性が大きいことにもとづきバーナ内部で上流に生じる火炎形成が、不十分な燃焼を招くことなく抑制される。圧力２５及び温度２６などのような種々のパラメータが投与される調整機構２４が、予め与えられた目標値にもとづき信号２７を介して両方の燃焼器２，４へ燃料供給を配量する。
【００１２】
熱交換段１４，１８のここで説明した機能は、圧縮機ユニット１との相互関連において、それも、これらの熱交換段１４，１８が圧縮機ユニットの出口の上流又は下流に配置されていても生じる。
【００１３】
図２に示す回路では、図１と同じガスターボ装置団が設けられている。熱交換段２８，２９内で熱量的に準備された両方の媒体、要するに高温の熱蒸気２９ａと熱オイル２８ａとが１つの混合器３０内へ導入され、この混合器内では熱オイル２８ａが過熱蒸気２９ａ内に噴入され、それも、これにより生じた熱蒸気・オイル噴霧・混合物３１が低熱量燃料（ＭＢＴＵガス，ＬＢＴＵガス）の品位を有するように噴入され、この燃料が再び導管３２，３３を介して適当な調整部材３４，３５を介してそれぞれの燃焼器２，４へ導入される。このような燃料によって運転される予備混合バーナはドイツ連邦共和国特許公開第１９５０２７９６号明細書に開示されており、その場合、このバーナは本発明明細書の一体的な構成部分を成している。燃料供給の配量はこの場合も図示されていない調整機構にもとづいて行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】予備混合バーナの運転のために液体燃料を処理する手段を備えたガスターボ装置団の略示図である。
【図２】予備混合バーナの運転のために液体燃料を処理する別の手段を備えた同じガスターボ装置団を示す略示図である。
【符号の説明】
１  圧縮機ユニット、  ２  高圧（ＨＤ）燃焼器、  ３  高圧（ＨＤ）タービン、  ４  低圧（ＮＤ）燃焼器、  ５  低圧（ＮＤ）タービン、  ６  吸い込まれた空気、  ７，８  熱ガス、  ９  排ガス、  １０  軸、  １１  発電機、  １２  液体燃料、  １３  搬送ポンプ、  １４  熱交換段、  １４ａ  熱い液体燃料、  １５  ドラム、  １６  水、  １７  搬送ポンプ、  １８  熱交換段、１８ａ  熱水、  １９  エマルジョン、  ２０，２１  エマルジョンの流れ、２２，２３  調整部材、  ２５，２６  パラメータ（圧力、温度）、  ２７  燃料供給の調整のための信号、  ２８  熱交換段、  ２８ａ  熱オイル、  ２９熱交換段、  ２９ａ  過熱蒸気、  ３０  混合器、  ３１  熱蒸気・オイル噴霧・混合物、  ３２，３３  導管、  ３４，３５  調整部材
【図１】
0004347933.tif 000002
【図２】
0004347933.tif 000003