(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料のための燃料予蒸発装置において、
液体燃料の処理のために燃料予蒸発器（１）が設けられていて、該燃料予蒸発器（１）が蒸発管（２）を有していて、該蒸発管（２）が良熱伝導性の材料から成っていて、前記蒸発管（２）が加熱装置（３）と協働していて、前記蒸発管（２）の一方の端部には洗浄ガスのための供給装置（４）が接続されていて、他方の端部には燃料供給・排出装置（５）が接続されており、
燃料供給・排出装置（５）が、蒸発管（２）にすぐ隣接する領域で、液体燃料供給装置（５．１）を有していて、該液体燃料供給装置（５．１）が蒸発管（２）内の液体燃料を微細に分配し、燃料供給・排出装置（５）が、前記液体燃料供給装置（５．１）に隣接して、ドーム形捕集部材（５．２）を有しており、該ドーム形捕集部材（５．２）が、このドーム形捕集部材（５．２）に接続された、燃料・洗浄混合ガスのための排出導管（５．３）を備えていて、
液体燃料供給装置（５．１）が供給管（５．１．１）を有していて、該供給管（５．１．１）が環状通路（５．１．２）に開口していて、該環状通路（５．１．２）が、接線方向で蒸発管に（２）開口する少なくとも１つの燃料噴射開口（５．１．３）を有していて、該燃料噴射開口（５．１．３）が蒸発管（２）の段部（２．２）の方に向けられていて、段部（２．２）の内側に位置するエッジが膜流出エッジ（２．３）を成していて、該膜流出エッジ（２．３）を介して液体燃料が蒸発管（２）内に分配されるように流入し、蒸発管（２）の内壁（２．１）で膜を形成することを特徴とする、液体燃料のための燃料予蒸発装置。
【請求項２】
蒸発管（２）が有利には銅から成っている、請求項１記載の燃料予蒸発装置。
【請求項３】
蒸発管（２）が被覆加工された内側表面（２．１）を有している、請求項１又は２記載の燃料予蒸発装置。
【請求項４】
蒸発管（２）が運転状態で約１５０゜Ｃ〜３５０゜Ｃに加熱される、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料予蒸発装置。
【請求項５】
加熱装置（３）が蒸発管（２）を、その長さの少なくとも一部分で取り囲んでいて、蒸発管（２）を所要の温度まで加熱する、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料予蒸発装置。
【請求項６】
加熱装置（３）が高温蒸気又は高温排ガスによって加熱される、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料予蒸発装置。
【請求項７】
洗浄ガスのための供給装置（４）が混合部材（４．１）を有していて、洗浄ガスと燃料蒸気との混合を改善するために、前記混合部材（４．１）が蒸発管（２）内に突入している、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料予蒸発装置。
【請求項８】
洗浄ガスのための供給装置（４）が洗浄ガス管（４．２）を有していて、該洗浄ガス管（４．２）がほぼ接線方向に供給装置（４）内に開口している、請求項１記載の燃料予蒸発装置。
【請求項９】
洗浄ガス管（４．２）の端部がノズル状に形成されていて、洗浄ガスが、蒸発管（２）の内側の螺旋・渦巻き線状の軌道にのせられて、洗浄ガスと蒸発された液体燃料との混合が改善される、請求項８記載の燃料予蒸発装置。
【請求項１０】
接線方向で蒸発管（２）に開口する４つの燃料噴射開口（５．１．３）が設けられている、請求項１記載の燃料予蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンにおける液体燃料若しくは気体燃料を燃料供給するための方法に関する。
【０００２】
さらに本発明は、液体燃料のための処理装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来のガスタービンは、液体燃料と気体燃料との両方で運転する場合には、各種の燃料のために別個の供給経路を有している。気体燃料を燃焼するためには、一般的には前混合バーナが使用される。この前混合バーナでは前混合区域において、気体燃料が燃焼空気と混合されて、燃焼される。液体燃料の使用の際には、液体燃料が、単数又は複数のノズルによって前混合区域に噴射される。
【０００４】
しかしながら噴射された液体燃料と燃焼空気との混合は不十分なものである。何故ならば特に、液滴の大きさを十分に小さく維持することができないからである。さらに２つの別個の供給経路を使用することは技術的に極めて手間がかかり、これによりガスタービン効率が改善されることはない。しかし両種の燃料を１つの供給機構で使用することはこれまでは不可能であった。何故ならば、液体燃料と気体燃料の体積発熱量が異なるため、等しいエネルギ供給であっても燃焼室にガスが流入する際には全く異なるパルス特性が生じてしまうからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、気体燃料であっても液体燃料であっても等しい体積発熱量を生ぜしめることのできる方法を提供することにある。さらに本発明の課題は、このような方法を実施するための装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の方法では、両燃料のために、ガスタービンのバーナへの同じ供給経路を使用し、このために液体燃料を処理装置のガスによって処理するようにした。
【０００７】
さらに上記課題を解決するために本発明の構成では、液体燃料の処理のために燃料予蒸発器が設けられていて、該燃料予蒸発器が蒸発管を有していて、該蒸発管が良熱伝導性の材料から成っていて、前記蒸発管が加熱装置と協働していて、前記蒸発管の一方の端部には洗浄ガス(Spuelgas)のための供給装置が接続されていて、他方の端部には燃料供給・排出装置が接続されているようにした。
【０００８】
【発明の効果】
このような方法は特に、１つの共通の供給経路を両燃料形態のために使用できることにある。これにより、構造は極めて簡単になり、特にガスタービンの効率が高められる。さらに本発明の利点は、液体燃料を低い温度のもとで蒸発させることができ、ひいては炭素沈積（コークス化）の危険が減少される。燃料・洗浄ガス混合物の密度は、両種の燃料における燃料放射の進入深さがほぼ等しくなるように、即ち、等しいパルス特性が得られるように処理される。このようにして両方の燃料形態のために等しい前混合特性が得られる。さらにＮＯx放出量が低減される。さらに燃料の液滴がバーナ壁に結露する危険もなくなる。何故ならばバーナが気体燃料しか有さないからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１０】
気体燃料によって運転可能なガスタービンにおける使用のために液体の燃料を処理するための方法では、処理装置における液体燃料が、蒸気タービン循環路から分岐する水蒸気、又は不活性気体、例えばＮ２又はＣＯ２のような気体によって処理されて混合ガスとされる。次いでこの混合ガスはバーナに、気体燃料と同じ供給装置を介して供給される。液体燃料の処理の際には、同様に燃焼しようとする気体燃料とほぼ同じ体積発熱量及び相応の密度が、洗浄ガスの種類、量、温度によって生ぜしめられる。このために燃料は、燃料供給・排出装置５における環状通路５．１．２に供給されて、蒸発管２の加熱されたシリンダ室において蒸発される。このような蒸発は、液体燃料の薄い燃料膜６、有利には厚さ０．２〜０．５ｍｍの膜が、外部から加熱された蒸発管２の内壁上に、液体燃料が、管エッジ又は段部２．２を介して必然的に流れ込むことにより形成されることによって行われる。このような蒸発された液体燃料は、蒸発管２の別の側から供給された洗浄ガス、水蒸気、又は不活性気体と混合されて、できるだけ均質な燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、バーナに関する特性において、同様に燃焼可能な気体燃料に相応する。このような混合ガスはドーム形捕集部材５．２において捕集され、さらにバーナ特性を調節することのできる排出導管５．３を通ってバーナにガスとして供給される。
【００１１】
処理装置は燃料予蒸発器１から成っている。この燃料予蒸発器１は蒸発管２を有している。この蒸発管２は良好に熱を伝える材料、有利には銅から成っていて、加熱装置３と協働して、本質的には熱交換器を形成する。この加熱装置３は蒸発管２を取り囲む外周管であってよく、この加熱装置３に高温の蒸気が供給され、これにより蒸発管２の内壁２．１において１５０゜Ｃ〜３５０゜Ｃの熱が形成され、燃料膜６が蒸発する。この高温蒸気は接続された蒸気タービンの蒸気循環路から分岐されてもよい。また、加熱のためにはガスタービンの高温の排ガスを使用してもよい。この蒸発管２は、一方の端部で洗浄ガスのための供給装置４を有していて、他方の端部で燃料供給・排出装置５を有している。洗浄ガスのための供給装置４は有利には混合部材４．１を有している。この混合部材４．１は蒸発管２内に突入していて、洗浄ガスと燃料蒸気の改善された混合物、即ち均質な燃焼ガスを生ぜしめる。混合をさらに改善するために、気流の乱れを強化する部材、例えばベーン又は針を混合部材４．１に配置してもよい。洗浄ガスのための供給装置４は、洗浄ガス管４．２も有している。この洗浄ガス管４．２はほぼ接線方向で供給装置４に、ひいては蒸発管２の内室に開口している。このように生じたガス軌道にさらに特別に影響を与えることもできる。即ち、すでに加熱された混合部材４．１によって又は、洗浄ガス管４．２の流入を特別に形成することによって行われる。これにより、ほぼ螺旋渦巻き線状のガス軌道が生じる。洗浄ガス管４．２の端部は、洗浄ガスと燃料との混合をさらに改善するためにノズル状に形成されていてもよい。蒸気管２の他方の端部には、燃料供給・排出装置５が、蒸発管２にすぐ隣接する領域に配置されている。この燃料供給・排出装置５は液体燃料供給装置５．１を有していて、この液体燃料供給装置５．１が蒸気管２の液体燃料を微細に分配する。また、燃料供給・排出装置５は、前記液体燃料供給装置５．１に隣接するドーム形捕集部材５．２を有している。このドーム形捕集部材５．２は、燃料蒸気・洗浄ガス混合物をバーナに供給するための、接続された排出導管５．３を有している。この場合、この排出導管５．３には最良のガス制御のためにさらに処理機構が設けられていてよい。液体燃料供給装置５．１には供給管５．１．１が設けられていて、この供給管５．１．１は、液体燃料供給装置５．１の環状通路５．１．２に開口している。この環状通路５．１．２は、蒸発管２に接線方向に開口する少なくとも１つの燃料噴射開口５．１．３を有していて、この燃料噴射開口５．１．３は蒸発管２の段部２．２に向けられている。しかし有利には、複数の、例えば４つの燃料噴射開口５．１．３が設けられていてよい。蒸発管２の段部２．２はこの構成では、蒸発管２の端面によって形成されているが、独立的なエレメントとして形成されてもよい。この場合、段部２．２の内側に位置するエッジが、膜流出エッジ２．３を形成する。この膜流出エッジ２．３を介して液体燃料が蒸発管２に流入し、微細に分配されて、内壁２．１に有利には０．２〜０．５ｍｍの厚さの薄い膜を形成する。この燃料膜６が加熱された内壁２．１で蒸発し、洗浄ガスに混合されて、バーナへの別の導管のためのドーム形捕集部材５．２において集められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理装置の縦断面図である。
【図２】処理装置の横断面図である。
【符号の説明】
１  燃料予蒸発器、  ２  蒸発管、  ２．１  内壁、  ２．２  段部、  ２．３  膜流出エッジ、  ３  加熱装置、  ４  供給装置、  ４．１  混合部材、  ４．２  洗浄ガス管、  ５  燃料供給・排出装置、  ５．１．１  供給管、  ５．１．２  環状通路、  ５．１．３  燃料噴射開口、  ５．２  ドーム形捕集部材、  ５．３  排出導管、  ６  燃料膜
【図１】
0004217286.tif 000002
【図２】
0004217286.tif 000003