(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンのタービン軸を中心として環状に配設される缶Ｎｏ．１〜ｎに対応する所定数の缶型燃焼器それぞれに組込まれる燃料ノズルユニットの燃料流量に準ずる数値をそれぞれ求め、
最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットと、最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットとを、任意の互いに隣り合う第１、第２の缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
２番目に大きい数値が得られた燃料ノズルユニットと、２番目に小さい数値が得られた燃料ノズルユニットとを、互いに隣り合いかつ前記第１、第２の缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる第３、第４の缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
任意の缶Ｎｏ．に対応する任意缶型燃焼器と、この任意缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器には、それぞれ前記数値の順位が３連続で隣り合うことのない燃料ノズルユニットをそれぞれ組み込むように割り当てることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法。
【請求項２】
前記任意缶型燃焼器に対応する任意の缶Ｎｏ．における関係値として、前記任意缶型燃焼器と、この任意缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットにおける前記数値に基づいた順位番号を加算した値を求め、この関係値と同様に、他の全ての缶Ｎｏ．に応じた前記関係値をそれぞれ求めて、それぞれの関係値の偏差がより小さくなるよう燃料ノズルユニットの配置換えを行うことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法。
【請求項３】
前記燃料ノズルユニットは、各缶型燃焼器あたりそれぞれ所定数のノズルが円形配列で配置された内側の燃料ノズルユニットと外側の燃料ノズルユニットとを含み、
前記数値は内側、外側いずれかの燃料ノズルユニットについて求め、前記内側の燃料ノズルユニットまたは前記外側の燃料ノズルユニットは、前記数値に応じて各缶Ｎｏ．の缶型燃焼器に割り当てるようにすることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法。
【請求項４】
前記燃料ノズルユニットは、各缶型燃焼器あたりそれぞれ所定数のノズルが円形配列で配置された内側の燃料ノズルユニットと外側の燃料ノズルユニットとを含み、
前記数値は内側及び外側の燃料ノズルユニット各々について求め、前記内側の燃料ノズルユニットと前記外側の燃料ノズルユニットは、前記数値に基づいた１〜ｎのうちの順位番号を互いに補完し合う組み合わせで各缶Ｎｏ．の缶型燃焼器に割り当てるようにすることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法。
【請求項５】
ガスタービンの周辺において環状に配設される缶Ｎｏ．１〜ｎに対応する所定数の缶型燃焼器を備えたガスタービン燃焼器であって、請求項１から４のいずれかに記載の燃料ノズルユニットの配置方法を用いて各缶Ｎｏ．１〜ｎに燃料ノズルユニットが組み込まれていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンプラントの複数の缶型燃焼器に設けられるそれぞれの燃料ノズルの流量偏差対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備におけるガスタービンプラントは、ガスタービンの出力を利用して発電機等の被駆動体を駆動させることにより、電力を得る。ガスタービン燃焼器は、十数段の圧縮機と多段のタービンとの間に設けられる。燃焼器は、例えば、タービン軸を中心とし環状に配設された１０缶の缶型燃焼器により構成される。缶型燃焼器各缶はクロスファイア管によって連通させた構造となっている。
【０００３】
缶型燃焼器各缶には、燃料ノズルユニットが組み込まれている。燃料ノズルユニットは、円形に配列された複数の燃料ノズルを含む。このような、円形に配列された複数の燃料ノズルを含む燃料ノズルユニットのうち、内側の燃料ノズルユニットをＦ１燃料ノズルユニット、外側の燃料ノズルユニットをＦ２燃料ノズルユニットと称する。燃焼器のオーバーホール点検時には、Ｆ１燃料ノズルユニット、Ｆ２燃料ノズルユニットそれぞれが取り外され、組込み時にはメンテナンス済みの予備のものと交換される。
【０００４】
従来、上記ガスタービンの缶型燃焼器各缶のオーバーホール後、燃料ノズルを組込む再配置についての特別の指定はない。これにより、１０缶であれば、１〜１０の缶Ｎｏ．に基づき、交換すべきメンテナンス済みの予備の各燃料ノズルユニットにも１〜１０の缶Ｎｏ．に対応する識別子（番号、記号等）が付与され、これに従って常に同じ位置に組込みを実施してきた。
【０００５】
ガスタービンプラントは、運転開始から長期間（十数年）の使用に伴い、Ｆ１、Ｆ２各燃料ノズルユニットそれぞれのノズル噴射孔の径のばらつきが増大してくる。ノズル噴射孔の径のばらつきは、燃料ノズルユニットの流量偏差（ばらつき）を増大させる原因になる。燃料ノズルユニットの流量偏差が増大すると、缶型燃焼器各缶の燃焼の均一性が損なわれ、ガスタービンが燃焼不安定に陥り、その結果、軸排気温度スプレッド（最低、最大の温度差）が大きくなり、自動的に発電機出力を減少（または停止）させるランバック発生の原因にもなる。
【０００６】
任意のガスタービンが燃焼不安定になる場合、あるいは点検時、Ｆ１、Ｆ２各燃料ノズルユニットについて、流量偏差が基準値を超えた場合、燃料ノズルユニットを交換することになる。しかし、新品の交換となると燃料ノズルユニットは非常に高額である。ゆえに、上記基準値を超えたからといって即時に新品交換に踏み切らずとも他に対策がないか模索しているのが現状である。
【０００７】
なお、従来技術として、燃焼器のオーバーホール時にノズルから取り外して新しいインサートと交換できるような、ノズルチップへの被覆の摩耗対策が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術を利用すれば、燃料ノズルの新品交換よりは安価になる可能性があるが、実際の効果がどれほどのものか不明である。
【特許文献１】特表２００４−５３１６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特にガスタービンの缶型燃焼器各缶の燃料ノズルユニットについて、再配置箇所を変更し、新品に交換することなくガスタービン燃焼器の燃焼の均一性が改善され得るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法及びその配置方法を用いたガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、Ｆ１、Ｆ２各燃料ノズルについて、流量偏差が基準値を超えたとしても、缶型燃焼器全体について燃焼の均衡が図れれば、ガスタービン燃焼器の燃焼の均一性が改善され得ることを見出し、以下のような方法及びその構成を提供する。
【００１０】
（１）  ガスタービンのタービン軸を中心として環状に配設される缶Ｎｏ．１〜ｎに対応する所定数の缶型燃焼器それぞれに組込まれる燃料ノズルユニットの燃料流量に準ずる数値をそれぞれ求め、
最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットと、最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットとを、任意の互いに隣り合う第１、第２の缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
２番目に大きい数値が得られた燃料ノズルユニットと、２番目に小さい数値が得られた燃料ノズルユニットとを、互いに隣り合いかつ前記第１、第２の缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる第３、第４の缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
任意の缶Ｎｏ．に対応する任意缶型燃焼器と、この任意缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器には、それぞれ前記数値の順位が３連続で隣り合うことのない燃料ノズルユニットをそれぞれ組み込むように割り当てることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法。
【００１１】
（２）  （１）に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法において、前記任意缶型燃焼器に対応する任意の缶Ｎｏ．における関係値として、前記任意缶型燃焼器と、この任意缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットにおける前記数値に基づいた順位番号を加算した値を求め、この関係値と同様に、他の全ての缶Ｎｏ．に応じた前記関係値をそれぞれ求めて、それぞれの関係値の偏差がより小さくなるよう燃料ノズルユニットの配置換えを行うことを特徴とする。
【００１２】
（３）  （１）または（２）に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法において、前記燃料ノズルユニットは、各缶型燃焼器あたりそれぞれ所定数のノズルが円形配列で配置された内側の燃料ノズルユニットと外側の燃料ノズルユニットとを含み、前記数値は内側、外側いずれかの燃料ノズルユニットについて求め、前記内側の燃料ノズルユニットまたは前記外側の燃料ノズルユニットは、前記数値に応じて各缶Ｎｏ．の缶型燃焼器に割り当てるようにすることを特徴とする。
【００１３】
（４）  （１）または（２）に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法において、前記燃料ノズルユニットは、各缶型燃焼器あたりそれぞれ所定数のノズルが円形配列で配置された内側の燃料ノズルユニットと外側の燃料ノズルユニットとを含み、前記数値は内側及び外側の各燃料ノズルユニット各々について求め、前記内側の燃料ノズルユニットと前記外側の燃料ノズルユニットは、前記数値に基づいた１〜ｎのうちの順位番号を互いに補完し合う組み合わせで各缶Ｎｏ．の缶型燃焼器に割り当てるようにすることを特徴とする。
【００１４】
（５）  ガスタービンの周辺において環状に配設される缶Ｎｏ．１〜ｎに対応する所定数の缶型燃焼器を備えたガスタービン燃焼器であって、前記（１）から（４）のいずれかに記載の燃料ノズルユニットの配置方法を用いて各缶Ｎｏ．１〜ｎに燃料ノズルユニットが組み込まれていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、缶型燃焼器各缶の燃料ノズルユニットの燃料流量に準ずる数値を求める。これにより、比較的数値の大きい（流量の大きい）ものどうし、あるいは比較的数値の小さい（流量の小さい）ものどうしが隣り合うことのないように、また、比較的数値の大きい（流量の大きい）ものと比較的数値の小さい（流量の小さい）ものが隣り合うようにして、隣り合う各缶互いの燃焼器出力近傍でより均衡が図れるようにする。すなわち、缶型燃焼器全体における流量偏差の増大を回避するための燃料ノズルユニットの配置態様が模索することができる。このため、缶型燃焼器全体について燃焼の均衡が図れ、ガスタービン燃焼器の燃焼の均一性が改善され得るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法及びその配置方法を用いたガスタービン燃焼器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルユニットの配置方法を示すガスタービン燃焼器の概略図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係るガスタービンの外観を示す斜視図である。
【００１７】
ガスタービン５００は、タービン軸中心Ｒから環状に配設された１０缶の缶型燃焼器１０（１０１〜１１０）を備えている。図１では缶型燃焼器１０１〜１１０それぞれに対応する缶Ｎｏ．１〜１０を付している。缶型燃焼器１０１〜１１０各缶はクロスファイア管ＣＦによって連通させた構造となっている。なお、点火栓等は省略しており図示していない。
【００１８】
圧縮機６０は、外気を吸気し圧縮する。圧縮機６０により発生される圧縮空気は燃料（ここでは天然ガス）を燃焼する缶型燃焼器１０１〜１１０に送られる。燃料は、少なくとも各燃料ノズルユニットＦＮ１〜ＦＮ１０を介して缶型燃焼器１０１〜１１０内部に導入される。缶型燃焼器１０１〜１１０によって発生される加熱圧縮ガスはタービン７０に送られて膨張することによって圧縮機６０及び発電機のような負荷を駆動するための回転力が発生する。タービン７０から放出される膨張ガスは、直接大気に排出されるか、複合サイクルプラントにおける熱回収蒸気発生器（図示せず）に送られた後、大気に排出される。
【００１９】
缶型燃焼器１０１〜１１０各缶には、中央のバーナ口Ｓに差し込まれるように配備されるＦｓ燃料ノズル（図示せず）の他、破線に示すような燃料ノズルユニットＦＮ（Ｆ１Ｎ、Ｆ２Ｎ）が組み込まれている。燃料ノズルユニットＦＮは、円形に配列された複数の燃料ノズルで構成されたユニットを含む。このような、円形に配列された複数の燃料ノズルを含む燃料ノズルユニットＦＮのうち、内側の燃料ノズルのユニットをＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）、外側の燃料ノズルのユニットをＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）と称する。Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎは、図示しないＦｓ燃料ノズルと共に拡散燃焼に寄与し、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎは、予混合燃焼に寄与する。缶型燃焼器１０１〜１１０のオーバーホール点検時には、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎがそれぞれ取り外され、組込み時にはメンテナンス済みの予備のものと交換される。
【００２０】
図３は、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎの一例を示す斜視図である。図示しない中央のバーナ口Ｓから差し込まれるようにして配備されるＦｓ燃料ノズル（図示せず）を中心とした円形に沿って複数（１６個）の燃料ノズル３０が配列されている。全ての燃料ノズル３０は、所定の燃料供給口（図２のＳ１参照）から燃料を流通させることができる。
【００２１】
図４は、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎの一例を示す斜視図である。上記Ｆ１ノズルユニットＦ１Ｎのノズル４０の周辺に位置するように円形に沿って複数（３２個）の燃料ノズル４０が配列されている。全ての燃料ノズル４０は、所定の燃料供給口（図２のＳ２参照）から燃料を流通させることができる。
【００２２】
本発明においては、缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき燃料ノズルユニットＦＮ（Ｆ１Ｎ、Ｆ２Ｎ）の燃料流量の大小に準ずる数値を求める。これら数値に関し、Ｆ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）についてのみ、またはＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）についてのみ、あるいは両者について求めるようにしてよい。上記燃料ノズルユニットの燃料流量の大小に準ずる数値とは、例えば流量に比例するノズルの開口面積（有効開口面積）を計測して数値を得る。数値は計測結果そのものでもよい。また、計測結果を互いに比較して順番を付し、これを利用することも効果的である。
【００２３】
例えば、缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき１０個のＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）について（あるいは１０個のＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）について）、それぞれのノズルユニットの有効開口面積を計測する。結果、最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットをＦＮ１とし、最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットをＦＮ１０とし、以下、数値の大きいものから小さいものへ順番にＦＮ２、ＦＮ３、ＦＮ４、ＦＮ５、ＦＮ６、ＦＮ７、ＦＮ８、ＦＮ９としてランキングし、燃料ノズルユニットを識別する。
【００２４】
以下、図１を参照して燃料ノズルユニットの配置方法について説明する。まず、ステップ（ａ）として、最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットＦＮ１と、最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットＦＮ１０とを、任意の互いに隣り合う第１、第２の缶型燃焼器、例えば缶Ｎｏ．１とＮｏ．１０の缶型燃焼器１０１、１１０それぞれに組込むように割り当てる。
【００２５】
次に、ステップ（ｂ）として、２番目に大きい数値が得られた燃料ノズルユニットＦＮ２と、２番目に小さい数値が得られた燃料ノズルユニットＦＮ９とを、互いに隣り合いかつ上記缶型燃焼器１０１、１１０と点対称の位置に設けられる第３、第４の缶型燃焼器、例えば缶Ｎｏ．５とＮｏ．６の缶型燃焼器１０５、１０６それぞれに組込むように割り当てる。なお、燃料ノズルユニットＦＮ２とＦＮ９の位置を入れ替えることも考えられる。
【００２６】
上記燃料ノズルユニットＦＮ１、ＦＮ１０、ＦＮ２、ＦＮ９の各缶型燃焼器への割り当ては、比較的数値の大きい（流量の大きい）ものどうし、あるいは比較的数値の小さい（流量の小さい）ものどうしが隣り合うことのないように、また、比較的数値の大きい（流量の大きい）ものと比較的数値の小さい（流量の小さい）ものが隣り合うようにして、隣り合う各缶互いの燃焼器出力近傍でより均衡が図れるようにする方策である。
【００２７】
ステップ（ｃ）として全体的には、任意の缶Ｎｏ．に対応する任意缶型燃焼器と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器には、それぞれ上述で得た数値の順位が３連続で隣り合うことのない数値が得られたそれぞれの燃料ノズルユニットを割り当てるようにしていく（Ｃは、ここでは１０１〜１１０のいずれか）。従って、ＦＮ１、ＦＮ１０、ＦＮ２、ＦＮ９が割り当てられた各缶Ｎｏ．の燃焼器以外の缶Ｎｏ．に対しても上述で得た数値の順位を参考にそれぞれの燃料ノズルユニットを組み込むように割り当てていく。
【００２８】
例えば、任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器を、缶Ｎｏ．３の缶型燃焼器１０３と決め、この缶型燃焼器１０３に燃料ノズルユニットＦＮ７を割り当てる。これに一方で隣り合う缶Ｎｏ．２の缶型燃焼器１０２と、他方で隣り合う缶Ｎｏ．４の缶型燃焼器１０４には、それぞれ、燃料ノズルユニットＦＮ６、ＦＮ３を割り当てる。缶型燃焼器１０２と１０３は、燃料ノズルユニットＦＮ６、ＦＮ７と数値の順位が連続したものになるが、缶型燃焼器１０４には燃料ノズルユニットＦＮ３を割り当てており、数値の順位が３連続で隣り合っていないので許容できる。
【００２９】
さらに、例えば、他の任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器を、缶Ｎｏ．８の缶型燃焼器１０８と決め、この缶型燃焼器１０８に燃料ノズルユニットＦＮ８を割り当てる。これに一方で隣り合う缶Ｎｏ．９の缶型燃焼器１０９と、他方で隣り合う缶Ｎｏ．５の缶型燃焼器１０７には、それぞれ、燃料ノズルユニットＦＮ４、ＦＮ５を割り当てる。
【００３０】
以上のように、缶Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０の缶型燃焼器１０１〜１１０に組込まれる燃料ノズルユニットＦＮ１〜ＦＮ１０の割り当てが決められる（図１参照）。燃料ノズルユニットＦＮ１〜ＦＮ１０の添番号１〜１０は、缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき１０個のＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）について（あるいは１０個のＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）について）、それぞれのノズルの有効開口面積を計測した結果の順位番号に他ならない。これにより、缶型燃焼器全体における流量偏差の増大を回避するための燃料ノズルユニットの配置態様（配置パターン）が模索できる。
【００３１】
図１の配置パターンの場合、任意缶型燃焼器に対応する任意の缶Ｎｏ．における関係値として、この任意缶型燃焼器と、この任意缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットにおける順位番号を加算した値を求めると、各缶型燃焼器（１０１〜１１０）外側に示した括弧内の数字になる。
【００３２】
すなわち、缶型燃焼器１０１に対応する任意の缶Ｎｏ．１における関係値として、この缶型燃焼器１０１と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１１０と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０２に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ１、ＦＮ１０、ＦＮ６における順位番号１、１０、６を加算すると１７である。従って、関係値は１７となる（缶型燃焼器１０１の外側に示した括弧内の数字（１７））。
【００３３】
同様に、缶型燃焼器１０２に対応する任意の缶Ｎｏ．２における関係値として、この缶型燃焼器１０２と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０１と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０３に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ６、ＦＮ１、ＦＮ７における順位番号６、１、７を加算すると１４である。従って、関係値は１４となる（缶型燃焼器１０２の外側に示した括弧内の数字（１４））。
【００３４】
同様に、缶型燃焼器１０３に対応する任意の缶Ｎｏ．３における関係値として、この缶型燃焼器１０３と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０２と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０４に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ７、ＦＮ６、ＦＮ３における順位番号７、６、３を加算すると１６である。従って、関係値は１６となる（缶型燃焼器１０３の外側に示した括弧内の数字（１６））。
【００３５】
同様に、缶型燃焼器１０４に対応する任意の缶Ｎｏ．４における関係値として、この缶型燃焼器１０４と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０３と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０５に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ３、ＦＮ７、ＦＮ９における順位番号３、７、９を加算すると１９である。従って、関係値は１９となる（缶型燃焼器１０４の外側に示した括弧内の数字（１９））。
【００３６】
同様に、缶型燃焼器１０５に対応する任意の缶Ｎｏ．５における関係値として、この缶型燃焼器１０５と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０４と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０６に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ９、ＦＮ３、ＦＮ２における順位番号９、３、２を加算すると１４である。従って、関係値は１４となる（缶型燃焼器１０５の外側に示した括弧内の数字（１４））。
【００３７】
同様に、缶型燃焼器１０６に対応する任意の缶Ｎｏ．６における関係値として、この缶型燃焼器１０６と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０５と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０７に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ２、ＦＮ９、ＦＮ８における順位番号２、９、５を加算すると１６である。従って、関係値は１６となる（缶型燃焼器１０６の外側に示した括弧内の数字（１６））。
【００３８】
同様に、缶型燃焼器１０７に対応する任意の缶Ｎｏ．７における関係値として、この缶型燃焼器１０７と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０６と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０８に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ５、ＦＮ２、ＦＮ８における順位番号５、２、８を加算すると１５である。従って、関係値は１５となる（缶型燃焼器１０７の外側に示した括弧内の数字（１５））。
【００３９】
同様に、缶型燃焼器１０８に対応する任意の缶Ｎｏ．８における関係値として、この缶型燃焼器１０８と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０７と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０９に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ８、ＦＮ５、ＦＮ４における順位番号８、５、４を加算すると１７である。従って、関係値は１７となる（缶型燃焼器１０８の外側に示した括弧内の数字（１７））。
【００４０】
同様に、缶型燃焼器１０９に対応する任意の缶Ｎｏ．９における関係値として、この缶型燃焼器１０９と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０８と、他方で隣り合う缶型燃焼器１１０に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ４、ＦＮ８、ＦＮ１０における順位番号４、８、１０を加算すると２２である。従って、関係値は２２となる（缶型燃焼器１０９の外側に示した括弧内の数字（２２））。
【００４１】
同様に、缶型燃焼器１１０に対応する任意の缶Ｎｏ．１０における関係値として、この缶型燃焼器１１０と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０９と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０１に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ１０、ＦＮ４、ＦＮ１における順位番号１０、４、１を加算すると１５である。従って、関係値は１５となる（缶型燃焼器１１０の外側に示した括弧内の数字（１５））。
【００４２】
上記関係値は、それぞれ任意の缶Ｎｏ．の缶型燃焼器において、両隣の缶型燃焼器の影響を加味したものとなっている。よって、それぞれの関係値の偏差がより小さくなるよう燃料ノズルユニットの配置換えを行うことは、有用である。図１の場合、最低値（１４）と最高値（２２）の差は８ポイントであり、８ポイントより小さくなるような燃料ノズルユニットの配置パターンを模索する。
【００４３】
図５は、図１の変形例であり、図１に示す燃料ノズルユニットの配置パターンから、上記関係値の偏差がより小さくなるように、燃料ノズルユニットの配置換えを行った燃料ノズルユニットの配置パターン例を示すガスタービン燃焼器の概略図である。缶型燃焼器１０２、１０３それぞれに組込まれる燃料ノズルユニットがＦＮ７、ＦＮ６となり、図１に比べて互いに入れ替わっている。また、缶型燃焼器１０７、１０８、１０９それぞれに組込まれる燃料ノズルユニットがＦＮ８、ＦＮ４、ＦＮ５となり、図１に比べて配列が変更されている。
【００４４】
図５の配置パターンの場合、任意缶型燃焼器に対応する任意の缶Ｎｏ．における関係値として、この任意缶型燃焼器と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器と、他方で隣り合う缶型燃焼器に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットにおける順位番号を加算した値を求めると、各缶型燃焼器（１０１〜１１０）外側に示した括弧内の数字になり、バランスが改善されている。
【００４５】
すなわち、缶型燃焼器１０１に対応する任意の缶Ｎｏ．１における関係値として、この缶型燃焼器１０１と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１１０と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０２に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ１、ＦＮ１０、ＦＮ７における順位番号１、１０、７を加算すると１８である。従って、関係値は１８となる（缶型燃焼器１０１の外側に示した括弧内の数字（１８））。
【００４６】
同様に、缶型燃焼器１０２に対応する任意の缶Ｎｏ．２における関係値として、この缶型燃焼器１０２と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０１と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０３に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ７、ＦＮ１、ＦＮ６における順位番号７、１、６を加算すると１４である。従って、関係値は１４となる（缶型燃焼器１０２の外側に示した括弧内の数字（１４））。
【００４７】
同様に、缶型燃焼器１０３に対応する任意の缶Ｎｏ．３における関係値として、この缶型燃焼器１０３と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０２と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０４に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ６、ＦＮ７、ＦＮ３における順位番号６、７、３を加算すると１６である。従って、関係値は１６となる（缶型燃焼器１０３の外側に示した括弧内の数字（１６））。
【００４８】
同様に、缶型燃焼器１０４に対応する任意の缶Ｎｏ．４における関係値として、この缶型燃焼器１０４と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０３と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０５に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ３、ＦＮ６、ＦＮ９における順位番号３、６、９を加算すると１８である。従って、関係値は１８となる（缶型燃焼器１０４の外側に示した括弧内の数字（１８））。
【００４９】
同様に、缶型燃焼器１０５に対応する任意の缶Ｎｏ．５における関係値として、この缶型燃焼器１０５と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０４と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０６に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ９、ＦＮ３、ＦＮ２における順位番号９、３、２を加算すると１４である。従って、関係値は１４となる（缶型燃焼器１０５の外側に示した括弧内の数字（１４））。
【００５０】
同様に、缶型燃焼器１０６に対応する任意の缶Ｎｏ．６における関係値として、この缶型燃焼器１０６と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０５と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０７に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ２、ＦＮ９、ＦＮ８における順位番号２、９、８を加算すると１９である。従って、関係値は１９となる（缶型燃焼器１０６の外側に示した括弧内の数字（１９））。
【００５１】
同様に、缶型燃焼器１０７に対応する任意の缶Ｎｏ．７における関係値として、この缶型燃焼器１０７と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０６と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０８に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ８、ＦＮ２、ＦＮ４における順位番号８、２、４を加算すると１４である。従って、関係値は１４となる（缶型燃焼器１０７の外側に示した括弧内の数字（１４））。
【００５２】
同様に、缶型燃焼器１０８に対応する任意の缶Ｎｏ．８における関係値として、この缶型燃焼器１０８と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０７と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０９に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ４、ＦＮ８、ＦＮ５における順位番号４、８、５を加算すると１７である。従って、関係値は１７となる（缶型燃焼器１０８の外側に示した括弧内の数字（１７））。
【００５３】
同様に、缶型燃焼器１０９に対応する任意の缶Ｎｏ．９における関係値として、この缶型燃焼器１０９と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０８と、他方で隣り合う缶型燃焼器１１０に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ５、ＦＮ４、ＦＮ１０における順位番号５、４、１０を加算すると１９である。従って、関係値は１９となる（缶型燃焼器１０９の外側に示した括弧内の数字（１９））。
【００５４】
同様に、缶型燃焼器１１０に対応する任意の缶Ｎｏ．１０における関係値として、この缶型燃焼器１１０と、この缶型燃焼器の一方で隣り合う缶型燃焼器１０９と、他方で隣り合う缶型燃焼器１０１に組み込まれるべきそれぞれの燃料ノズルユニットＦＮ１０、ＦＮ５、ＦＮ１における順位番号１０、５、１を加算すると１６である。従って、関係値は１６となる（缶型燃焼器１１０の外側に示した括弧内の数字（１６））。
【００５５】
図５の場合、最低値（１４）と最高値（１９）の差は５ポイントになり、図１の燃料ノズルユニットの配置パターン（最低値（１４）と最高値（２２）の差は８ポイント）に比べて、缶型燃焼器出力のバランスが改善されたといえる。なお、このような改善パターンは限定されず、他にも様々な配置パターンを用いてもよい。
【００５６】
このように缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき１０個のＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）について（あるいは１０個のＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）について）、それぞれのノズルの有効開口面積を計測し、上述のステップ（ａ）、（ｂ）、及び全体的に（ｃ）のステップに則してＦＮ１〜ＨＮ１０の配置パターンを決定する。このため、缶型燃焼器全体について燃焼の均衡が図れ、ガスタービン燃焼器の燃焼の均一性が改善され得るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法及びその配置方法を用いたガスタービン燃焼器が提供できる。
【００５７】
図６は、本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法を示すガスタービン燃焼器の概略図であり、図１の配置パターンを利用して、内側のＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ及び外側のＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎについて、それぞれの配置パターンを表すものである。図１と同様の箇所には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５８】
図６においては、缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき１０個のＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）について、かつ１０個のＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）について、それぞれのノズルの有効開口面積を計測する。ここで、Ｆ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）に関しては、図１の配置パターンを採用する。
【００５９】
すなわち、最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１と、最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０とを、任意の互いに隣り合う缶Ｎｏ．１とＮｏ．１０の缶型燃焼器１０１、１１０それぞれに組込むように割り当てる（ステップ（ａ））。
【００６０】
次に、２番目に大きい数値が得られた燃料ノズルユニットＦ１Ｎ２と、２番目に小さい数値が得られた燃料ノズルユニットＦ１Ｎ９とを、缶型燃焼器１０１、１１０と点対称の位置に設けられる缶Ｎｏ．５とＮｏ．６の缶型燃焼器１０５、１０６それぞれに組込むように割り当てる（ステップ（ｂ））。
【００６１】
そして、ステップ（ｃ）に則して、缶型燃焼器１０２、１０３、１０４に、それぞれ燃料ノズルユニットＦ１Ｎ６、Ｆ１Ｎ７、Ｆ１Ｎ３を割り当て、缶型燃焼器１０７、１０８、１０９に、それぞれ燃料ノズルユニットＦ１Ｎ５、Ｆ１Ｎ８、Ｆ１Ｎ４を割り当てる。
【００６２】
上記のように、内側の燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０を決定した後、外側の燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０は、その添番号１〜１０（流量の順位番号）に基づき、順位番号を互いに補完し合う組み合わせで各缶Ｎｏ．の缶型燃焼器に割り当てるようにする。
【００６３】
すなわち、燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１が組込まれる缶型燃焼器１０１には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１０が組込まれるようにする（添番号１＋１０＝１１）。以下同様に、燃料ノズルユニットＦ１Ｎ６が組込まれる缶型燃焼器１０２には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ５が組込まれるようにする（添番号６＋５＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ７が組込まれる缶型燃焼器１０３には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ４が組込まれるようにする（添番号７＋４＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ３が組込まれる缶型燃焼器１０４には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ８が組込まれるようにする（添番号３＋８＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ９が組込まれる缶型燃焼器１０５には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ２が組込まれるようにする（添番号９＋２＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ２が組込まれる缶型燃焼器１０６には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ９が組込まれるようにする（添番号２＋９＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ５が組込まれる缶型燃焼器１０７には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ６が組込まれるようにする（添番号５＋６＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ８が組込まれる缶型燃焼器１０８には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ３が組込まれるようにする（添番号８＋３＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ４が組込まれる缶型燃焼器１０９には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ７が組込まれるようにする（添番号４＋７＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０が組込まれる缶型燃焼器１１０には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１が組込まれるようにする（添番号１０＋１＝１１）。
【００６４】
図７は、本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法を示すガスタービン燃焼器の概略図であり、図５の配置パターンを利用して、内側のＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ及び外側のＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎについて、それぞれの配置パターンを表すものである。図５と同様の箇所には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６５】
図７においても、図６と同様な処理により、缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき１０個のＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）に関しては、図５の配置パターンを採用して、内側の燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０を決定した後、外側の燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０は、その添番号１〜１０（流量の順位番号）に基づき、順位番号を互いに補完し合う組み合わせで各缶Ｎｏ．の缶型燃焼器に割り当てるようにする。
【００６６】
すなわち、燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１が組込まれる缶型燃焼器１０１には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１０が組込まれるようにする（添番号１＋１０＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ７が組込まれる缶型燃焼器１０２には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ４が組込まれるようにする（添番号７＋４＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ６が組込まれる缶型燃焼器１０３には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ５が組込まれるようにする（添番号６＋５＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ３が組込まれる缶型燃焼器１０４には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ８が組込まれるようにする（添番号３＋８＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ９が組込まれる缶型燃焼器１０５には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ２が組込まれるようにする（添番号９＋２＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ２が組込まれる缶型燃焼器１０６には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ９が組込まれるようにする（添番号２＋９＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ８が組込まれる缶型燃焼器１０７には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ３が組込まれるようにする（添番号８＋３＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ４が組込まれる缶型燃焼器１０８には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ７が組込まれるようにする（添番号４＋７＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ５が組込まれる缶型燃焼器１０９には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ６が組込まれるようにする（添番号５＋６＝１１）。燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０が組込まれる缶型燃焼器１１０には燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１が組込まれるようにする（添番号１０＋１＝１１）。
【００６７】
図８は、各缶型燃焼器１０１〜１１０に組込まれる内側の燃料ノズルユニットＦ１と外側の燃料ノズルユニットＦ２のそれぞれについて、実際の流量順位を有効開口面積から求めたものであり、流量順に添番号を付したノズル名（ランキング）Ｆ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０、Ｆ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０が記載されている。
【００６８】
図６や図７で採用した、内側の燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０と、外側の燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０の、その添番号１〜１０（流量の順位番号）に基づいた順位番号を互いに補完し合う組み合わせによれば、合計の開口面積の最大・最小の差を小さくすることができる。
【００６９】
以上説明したように、缶型燃焼器各缶の燃料ノズルユニットの燃料流量に準ずる数値を求める。これにより、比較的数値の大きい（流量の大きい）ものどうし、あるいは比較的数値の小さい（流量の小さい）ものどうしが隣り合うことのないように、また、比較的数値の大きい（流量の大きい）ものと比較的数値の小さい（流量の小さい）ものが隣り合うようにして、隣り合う各缶互いの燃焼器出力近傍でより均衡が図れるようにする。すなわち、缶型燃焼器全体における流量偏差の増大を回避するための燃料ノズルユニットの配置態様を模索することができる。このため、缶型燃焼器全体について燃焼の均衡が図れ、ガスタービン燃焼器の燃焼の均一性が改善され得るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法及びその配置方法を用いたガスタービン燃焼器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの配置方法を示すガスタービン燃焼器の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るガスタービンの外観を示す斜視図である。
【図３】Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎの一例を示す斜視図である。
【図４】Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎの一例を示す斜視図である。
【図５】図１の変形例を示すガスタービン燃焼器の概略図である。
【図６】図１の変形例を示すガスタービン燃焼器の概略図である。
【図７】図５の変形例を示すガスタービン燃焼器の概略図である。
【図８】各缶型燃焼器１０１〜１１０に組込まれる燃料ノズルユニットそれぞれの有効開口面積を求めた説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
５００    ガスタービン
６０    圧縮機
７０    タービン
１０１〜１１０    缶型燃焼器
ＦＮ１〜ＦＮ１０    燃料ノズルユニット
Ｆ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０    Ｆ１燃料ノズルユニット
Ｆ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０    Ｆ２燃料ノズルユニット
３０、４０    燃料ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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