(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、各々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の燃料流量に準ずる数値をそれぞれ求め、
前記内側及び外側の燃料ノズルユニットに関し、
最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、
最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、
２番目に大きい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、及び
２番目に小さい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、を避けて前記内側の燃料ノズルユニット及び前記外側の燃料ノズルユニットをそれぞれ任意の缶型燃焼器に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】
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、各々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の燃料流量に準ずる数値をそれぞれ求め、
前記内側の燃料ノズルユニットのうち最も大きい数値が得られた第１の内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち最も大きい数値が得られた第１の外側燃料ノズルユニットとを互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
前記内側の燃料ノズルユニットのうち２番目に大きい数値が得られた第２の内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち２番目に大きい数値が得られた第２の外側燃料ノズルユニットとを、互いに異なる缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって前記第１の内側燃料ノズルユニットと前記第１の外側燃料ノズルユニットがそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
前記内側の燃料ノズルユニットのうち最も小さい数値が得られた第ｎの内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち最も小さい数値が得られた第ｎの外側燃料ノズルユニットとを、互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって前記第１の内側燃料ノズルユニットと前記第１の外側燃料ノズルユニットがそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と隣り合う位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、
前記内側の燃料ノズルユニットのうち２番目に小さい数値が得られた第（ｎ−１）の内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち２番目に小さい数値が得られた第（ｎ−１）の外側燃料ノズルユニットとを、互いに異なる缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって前記第ｎの内側燃料ノズルユニットと前記第ｎの外側燃料ノズルユニットがそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる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前記内側の燃料ノズルユニット及び前記外側の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３】
前記内側の燃料ノズルユニットの相互の前記数値に応じた位置関係による第１の配置パターンと、前記外側の燃料ノズルユニットの相互の前記数値に応じた位置関係による第２の配置パターンとは同じであって、前記第１の配置パターンと前記第２の配置パターンとが前記缶型燃焼器所定数個分ずれた態様になってい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】
任意の缶型燃焼器において前記内側の燃料ノズルユニットの中心に配備される燃料ノズル部品に関し、他の任意の缶型燃焼器において前記内側の燃料ノズルユニットの中心に配備するための燃料ノズル部品に替えることを特徴とする請求項１から３のいずれか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内側（Ｆ１）及び外側（Ｆ２）各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、各々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の燃料流量に準ずる数値をそれぞれ求め、前記内側及び外側の燃料ノズルユニットに関し、最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、２番目に大きい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、及び２番目に小さい数値が得られた燃料ノズルユニットどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれること、を避けて前記内側の燃料ノズルユニット及び前記外側の燃料ノズルユニットをそれぞれ任意の缶型燃焼器に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）  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、各々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の燃料流量に準ずる数値をそれぞれ求め、前記内側の燃料ノズルユニットのうち最も大きい数値が得られた第１の内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち最も大きい数値が得られた第１の外側燃料ノズルユニットとを互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、前記内側の燃料ノズルユニットのうち２番目に大きい数値が得られた第２の内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち２番目に大きい数値が得られた第２の外側燃料ノズルユニットとを、互いに異なる缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって前記第１の内側燃料ノズルユニットと前記第１の外側燃料ノズルユニットがそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、前記内側の燃料ノズルユニットのうち最も小さい数値が得られた第ｎの内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち最も小さい数値が得られた第ｎの外側燃料ノズルユニットとを、互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって前記第１の内側燃料ノズルユニットと前記第１の外側燃料ノズルユニットがそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と隣り合う位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにし、前記内側の燃料ノズルユニットのうち２番目に小さい数値が得られた第（ｎ−１）の内側燃料ノズルユニットと、前記外側の燃料ノズルユニットのうち２番目に小さい数値が得られた第（ｎ−１）の外側燃料ノズルユニットとを、互いに異なる缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって前記第ｎの内側燃料ノズルユニットと前記第ｎの外側燃料ノズルユニットがそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる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前記内側の燃料ノズルユニット及び前記外側の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。
【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、前記内側の燃料ノズルユニットの相互の前記数値に応じた位置関係による第１の配置パターンと、前記外側の燃料ノズルユニットの相互の前記数値に応じた位置関係による第２の配置パターンとは同じであって、前記第１の配置パターンと前記第２の配置パターンとが前記缶型燃焼器所定数個分ずれた態様になっていることを特徴とする。
【００１３】
（４）  （１）から（３）のいずれか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、任意の缶型燃焼器において前記内側の燃料ノズルユニットの中心に配備される燃料ノズル部品に関し、他の任意の缶型燃焼器において前記内側の燃料ノズルユニットの中心に配備するための燃料ノズル部品に替え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、缶型燃焼器各缶の内側（Ｆ１）燃料ノズルユニット、外側（Ｆ２）燃料ノズルユニットそれぞれ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）ものどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれることのないようにして、缶型燃焼器全体における流量偏差の増大を回避する。さらには、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。これにより、缶型燃焼器全体における流量偏差の緩和のための燃料ノズルユニットの配置態様を模索する。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。
【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、少なくとも内側と外側の各Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０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（Ｆｓ）の他、破線に示すようなＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）、Ｆ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）が組み込まれている。Ｆ１、Ｆ２各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のうち、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎは、Ｆｓ燃料ノズル（一箇所にＦｓとして図示）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２のＦｓ参照）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燃料ノズルユニットＦ１Ｎのノズルより大きい円形に沿って複数（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Ｆ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）、Ｆ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）それぞれの群に関し、燃料流量の大小に準ずる数値を求める。上記各燃料ノズルユニットそれぞれ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】
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、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Ｆ１燃料ノズルユニットをＦ１Ｎ１とし、最も小さい数値が得られたＦ１燃料ノズルユニットをＦ１Ｎ１０とし、以下、数値の大きいものから小さいものへ順番にＦ１Ｎ２、Ｆ１Ｎ３、Ｆ１Ｎ４、Ｆ１Ｎ５、Ｆ１Ｎ６、Ｆ１Ｎ７、Ｆ１Ｎ８、Ｆ１Ｎ９としてランキングし、各Ｆ１燃料ノズルユニットを識別する。
【００２４】
同様に、缶型燃焼器１０１〜１１０各缶に配されるべき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Ｆ２燃料ノズルユニットをＦ２Ｎ１とし、最も小さい数値が得られたＦ２燃料ノズルユニットをＦ２Ｎ１０とし、以下、数値の大きいものから小さいものへ順番にＦ２Ｎ２、Ｆ２Ｎ３、Ｆ２Ｎ４、Ｆ２Ｎ５、Ｆ２Ｎ６、Ｆ２Ｎ７、Ｆ２Ｎ８、Ｆ２Ｎ９としてランキングし、各Ｆ２燃料ノズルユニットを識別する。
【００２５】
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。最も注意すべき配慮は以下の点である。（イ）最も大きい数値が得られた燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１とＦ２Ｎ１どうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれないように配慮する。（ロ）最も小さい数値が得られた燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０とＦ２Ｎ１０どうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれないように配慮する。（ハ）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Ｆ２Ｎ２どうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれないように配慮する。（ニ）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Ｆ２Ｎ９どうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれないように配慮する。これらの配置の規定は、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に重要である。
【００２６】
さらにＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０の配置の制約を発展させた配置方法を以下に説明する。
【００２７】
まず、ステップ（ａ）として、最も大きい数値が得られたＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１と、最も大きい数値が得られたＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１とを、互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器それぞれに組込むようにする。例えば、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１は缶Ｎｏ．１の缶型燃焼器１０１に組み込むように、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１は缶Ｎｏ．９の缶型燃焼器１０９に組み込むように割り当てる。
【００２８】
次に、ステップ（ｂ）として、２番目に大きい数値が得られたＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ２と、２番目に大きい数値が得られたＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ２とを、互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって上記Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１とＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１がそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにする。例えば、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ２は缶Ｎｏ．６の缶型燃焼器１０６に組み込むように、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ２は缶Ｎｏ．４の缶型燃焼器１０４に組み込むように割り当てる。
【００２９】
次に、ステップ（ｃ）として最も小さい数値が得られたＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０と、最も小さい数値が得られたＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１０とを、互いに異なる任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって上記Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１とＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１がそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と隣り合う位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにする。例えば、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０は缶Ｎｏ．１０の缶型燃焼器１１０に組み込むように、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１０は缶Ｎｏ．８の缶型燃焼器１０８に組み込むように割り当てる。
【００３０】
次に、ステップ（ｄ）として、２番目に小さい数値が得られたＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ９と、２番目に小さい数値が得られたＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ９とを、互いに異なる缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器であって上記Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１０とＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１０がそれぞれ組込まれる缶型燃焼器と点対称の位置に設けられる缶型燃焼器それぞれに組込むようにする。例えば、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ９は缶Ｎｏ．５の缶型燃焼器１０５に組み込むように、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ９は缶Ｎｏ．３の缶型燃焼器１０３に組み込むように割り当てる。
【００３１】
上記各燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１、Ｆ２Ｎ１、Ｆ１Ｎ１０、Ｆ２Ｎ１０、Ｆ１Ｎ２、Ｆ２Ｎ２、Ｆ１Ｎ９、Ｆ２Ｎ９、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缶型燃焼器に組込まれることのないように、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。
【００３２】
次に、ステップ（ｆ）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（１０１〜１１０のいずれか）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Ｆ１燃料ノズルユニット、Ｆ２燃料ノズルユニットを割り当てるようにしていく。従って、Ｆ１Ｎ１、Ｆ２Ｎ１、Ｆ１Ｎ１０、Ｆ２Ｎ１０、Ｆ１Ｎ２、Ｆ２Ｎ２、Ｆ１Ｎ９、Ｆ２Ｎ９が割り当てに続き、他のＦ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットにおいても上述で得た数値の順位を参考にそれぞれ適当な缶型燃焼器に組み込むように割り当てていく。
【００３３】
続いて割り当てるべきＦ１燃料ノズルユニットについて、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Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ７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、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ６、Ｆ１Ｎ３を割り当てる。缶型燃焼器１０２と１０３は、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ６、Ｆ１Ｎ７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Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ３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。
【００３４】
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Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ８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、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ４、Ｆ１Ｎ５を割り当てる。
【００３５】
続いて割り当てるべきＦ２燃料ノズルユニットについて、例えば任意の缶Ｎｏ．に対応する缶型燃焼器を、缶Ｎｏ．１の缶型燃焼器１０１と決め、この缶型燃焼器１０２にＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ４を割り当てる。これに一方で隣り合う缶Ｎｏ．１０の缶型燃焼器１１０と、他方で隣り合う缶Ｎｏ．２の缶型燃焼器１０２には、それぞれ、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ５、Ｆ２Ｎ８を割り当てる。
【００３６】
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．６の缶型燃焼器１０６と決め、この缶型燃焼器１０６にＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ３を割り当てる。これに一方で隣り合う缶Ｎｏ．５の缶型燃焼器１０５と、他方で隣り合う缶Ｎｏ．７の缶型燃焼器１０７には、それぞれ、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ６、Ｆ２Ｎ７を割り当てる。
【００３７】
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Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０及びＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０、の割り当てが決められる（図１参照）。Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０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、同様に、Ｆ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０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Ｆ１、Ｆ２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。
【００３８】
上記Ｆ１、Ｆ２燃料ノズルユニットの配置態様（配置パターン）は、様々考えられ、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の規定は最低限必要である。さらにより好ましくは、上記Ｆ１、Ｆ２燃料ノズルユニットの配置態様（配置パターン）は、上記ステップ（ａ）〜（ｆ）に従って決められ、様々な配置パターンが実現し得る。
【００３９】
このような実施形態から、少なくとも、各缶型燃焼器１０１〜１１０に組込まれる内側のＦ１燃料ノズルユニット（Ｆ１Ｎ）、または、外側のＦ２燃料ノズルユニット（Ｆ２Ｎ）いずれか一方の燃料ノズルユニット用として、予め一つの配置パターンを作成しておくことも有用である。例えば図１のＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０（あるいはＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０）に示すような燃料流量の大小に関係した配置パターンを予め準備しておくのである。
【００４０】
すなわち、上記予め準備する配置パターンは、少なくとも上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の規定に則した配置パターンでよく、より好ましくは、上記ステップ（ａ）〜（ｆ）の条件を満たす配置パターンとする。そして、実際にＦ１、Ｆ２燃料ノズルユニットそれぞれについてノズルの開口面積（有効開口面積）を計測し、得られた数値により、Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットについて、予め準備している配置パターンを継承しつつ、互いに缶型燃焼器所定数個分ずれた態様にするよう割り当てる。以下、具体的に説明する。
【００４１】
図５は、各缶型燃焼器１０１〜１１０に組込まれる内側のＦ１燃料ノズルユニットと外側のＦ２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を提示する。
【００４２】
図６は、図１の応用形態を示す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説明図である。上記図５のノズル名（ランキング）Ｆ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０、Ｆ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０を、例えば予め準備された図１のＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０に示すような配置パターンに割り当てる。つまり、Ｆ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０の個々の位置関係（第１の配置パターン）とＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０の個々の位置関係（第２の配置パターン）とを、例えば図１のＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０に示すような配置パターンと同じにしたまま、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の規定、もしくは、上記ステップ（ａ）〜（ｆ）の条件を満たすべく、第１の配置パターンと第２の配置パターンとを缶型燃焼器所定数個分ずらして対処する。
【００４３】
図６の場合、第１の配置パターンと第２の配置パターンとを缶型燃焼器１個分（図６の１Ｌ）ずらしてＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０（第１の配置パターン）とＦ２燃料ノズルユニットＦ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０（第２の配置パターン）とを所定の缶型燃焼器１０１〜１１０各缶それぞれに組込んでいる。すなわち、Ｆ１燃料ノズルユニットに関し、缶Ｎｏ．１→２→３→４→５→６→７→８→９→１０の時計回り方向の配列順序は、図１と同様に、Ｆ１Ｎ１→Ｆ１Ｎ６→Ｆ１Ｎ７→Ｆ１Ｎ３→Ｆ１Ｎ９→Ｆ１Ｎ２→Ｆ１Ｎ５→Ｆ１Ｎ８→Ｆ１Ｎ４→Ｆ１Ｎ１０である。Ｆ２燃料ノズルユニットに関しては、缶型燃焼器を左に１個分（１Ｌ）ずらして、缶Ｎｏ．１０→１→２→３→４→５→６→７→８→９の時計回り方向の配列順序が、図１と同様な、Ｆ１Ｎ１→Ｆ１Ｎ６→Ｆ１Ｎ７→Ｆ１Ｎ３→Ｆ１Ｎ９→Ｆ１Ｎ２→Ｆ１Ｎ５→Ｆ１Ｎ８→Ｆ１Ｎ４→Ｆ１Ｎ１０となっている。これにより、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の規定、もしくは、上記ステップ（ａ）〜（ｆ）の条件を満たすような各缶型燃焼器へのＦ１、Ｆ２燃料ノズルユニットの組合せの配置が成立する。
【００４４】
図６に示すＦ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置は、図７のように評価することができる。各缶Ｎｏ．における缶型燃焼器１０１〜１１０それぞれに組込まれたＦ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの合計開口面積を求め（図５参照）、最大・最小差について評価する。
【００４５】
図７は、Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶Ｎｏ．における缶型燃焼器１０１〜１１０それぞれにおける各燃料流量に比例した有効開口降面積の合計及び最大・最小差を示す図である。
【００４６】
缶Ｎｏ．１における缶型燃焼器１０１について、Ｆ１Ｎ１とＦ２Ｎ６の有効開口面積の合計（０．２８０７＋０．３４７２）は、０．６２７９である。
【００４７】
缶Ｎｏ．２における缶型燃焼器１０２について、Ｆ１Ｎ６とＦ２Ｎ７の有効開口面積の合計（０．２７９３＋０．３４４８）は、０．６２４１である。
【００４８】
缶Ｎｏ．３における缶型燃焼器１０３について、Ｆ１Ｎ７とＦ２Ｎ３の有効開口面積の合計（０．２７８５＋０．３４９９）は、０．６２８４である。
【００４９】
缶Ｎｏ．４における缶型燃焼器１０４について、Ｆ１Ｎ３とＦ２Ｎ９の有効開口面積の合計（０．２７９７＋０．３３９８）は、０．６１９５である。
【００５０】
缶Ｎｏ．５における缶型燃焼器１０５について、Ｆ１Ｎ９とＦ２Ｎ２の有効開口面積の合計（０．２７７２＋０．３５００）は、０．６２７２である。
【００５１】
缶Ｎｏ．６における缶型燃焼器１０６について、Ｆ１Ｎ２とＦ２Ｎ５の有効開口面積の合計（０．２８００＋０．３４８１）は、０．６２８１である。
【００５２】
缶Ｎｏ．７における缶型燃焼器１０７について、Ｆ１Ｎ５とＦ２Ｎ８の有効開口面積の合計（０．２７９４＋０．３４１６）は、０．６２１０である。
【００５３】
缶Ｎｏ．８における缶型燃焼器１０８について、Ｆ１Ｎ８とＦ２Ｎ４の有効開口面積の合計（０．２７８２＋０．３４９１）は、０．６２７３である。
【００５４】
缶Ｎｏ．９における缶型燃焼器１０９について、Ｆ１Ｎ４とＦ２Ｎ１０の有効開口面積の合計（０．２７９５＋０．３３７３）は、０．６１６８である。
【００５５】
缶Ｎｏ．１０における缶型燃焼器１１０について、Ｆ１Ｎ１０とＦ２Ｎ１の有効開口面積の合計（０．２７５４＋０．３５０４）は、０．６２５８である。
【００５６】
以上により、最大（Ｎｏ．３）の値０．６２８４と最小（Ｎｏ．９）の値０．６１６８の差は、０．６２８４−０．６１６８＝０．０１１６となる。つまり、一例として準備された図１のＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎの配置パターンに従って、Ｆ１、Ｆ２燃料ノズルユニットそれぞれ個々の位置関係を同じくした配置パターン（第１、第２の配置パターン）について、第１と第２の配置パターンを互いに缶型燃焼器いくつ分ずらしたときに最大・最小の差が小さくなるかを調査する。より最小の値を示す方が、缶型燃焼器全体における流量偏差の緩和に寄与すると期待されるからである。以下、図１のＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎの配置パターンに従った、第１と第２の配置パターンの他の組合せについて説明する。
【００５７】
図８〜図１６はそれぞれ、Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶Ｎｏ．における缶型燃焼器１０１〜１１０それぞれにおける各燃料流量に比例した有効開口降面積の合計及び最大・最小差を示す図である。各図においてＦ１燃料ノズルユニットの配列順序は、図１のＦ１燃料ノズルユニットの配列順序と同様である。
【００５８】
図８は、比較のためＮＵＬＬ状態を構成した（図６のＮＬＬ）。Ｆ１燃料ノズルユニットの配列とＦ２燃料ノズルユニットの配列は全く同じとなっており、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の規定からも外れている。最大・最小差は０．０１８４となり、図７で示す最大・最小差の値よりもかなり大きい。
【００５９】
図９は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器１個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ）。最大・最小差は０．０１１７となり、図７で示す最大・最小差の値よりもわずかに大きい。
【００６０】
図１０は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器２個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×２）。最大・最小差は０．０１３２となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６１】
図１１は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器３個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×３）。最大・最小差は０．０１４３となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６２】
図１２は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器４個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×４）。最大・最小差は０．０１１８となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６３】
図１３は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器５個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×５）。最大・最小差は０．０１５９となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６４】
図１４は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器６個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×６）。最大・最小差は０．０１２５となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６５】
図１５は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器７個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×７）。最大・最小差は０．０１３９となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６６】
図１６は、Ｆ１燃料ノズルユニットの第１の配列パターンに対し、Ｆ２燃料ノズルユニットの第２の配列パターンは、ＮＵＬＬ状態から缶型燃焼器８個分だけ右にずらした態様となっている（図６参照、破線１Ｒ×８）。最大・最小差は０．０１４４となり、図７で示す最大・最小差の値よりも大きい。
【００６７】
以上により、図１のＦ１燃料ノズルユニットＦ１Ｎの配置パターンに従った、第１と第２の配置パターンの組合せについて、図７に示す配置パターンが優れており、有用であることが分かる。予め設定するＦ１燃料ノズルユニットの配置パターン（またはＦ２燃料ノズルユニットの配置パターン）をさらに優れたバランスを有する配置パターンに変更することにより、上述の手法はさらに改善が見込まれる。これにより、缶型燃焼器全体について燃焼の均衡を図る構成に寄与し、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。
【００６８】
なお、本発明は、さらに配置を変更する燃料ノズルとして、Ｆｓ燃料ノズルを挙げることができる（図２のＦｓ参照）。缶型燃焼器１０１〜１１０全体についてＦｓ燃料ノズルの交換を実施することによって、燃焼の偏りがより緩和できる可能性がある。
【００６９】
以上説明したように、缶型燃焼器各缶の内側（Ｆ１）燃料ノズルユニット、外側（Ｆ２）燃料ノズルユニットそれぞれ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）ものどうしが同じ缶型燃焼器に組み込まれることのないようにして、缶型燃焼器全体における流量偏差の増大を回避する。さらには、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。これにより、缶型燃焼器全体における流量偏差の緩和のための燃料ノズルユニットの配置態様を模索する。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。
【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】各缶型燃焼器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。
【図６】図１の応用形態を示す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説明図である。
【図７】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図８】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図９】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１０】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１１】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１２】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１３】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１４】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１５】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【図１６】Ｆ１、Ｆ２の燃料ノズルユニットの組合せ配置を示し、各缶型燃焼器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及びその合計を示す図である。
【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
Ｆ１Ｎ（Ｆ１Ｎ１〜Ｆ１Ｎ１０）    Ｆ１燃料ノズルユニット
Ｆ２Ｎ（Ｆ２Ｎ１〜Ｆ２Ｎ１０）    Ｆ２燃料ノズルユニット
３０、４０    燃料ノズル
Ｆｓ    Ｆｓ燃料ノズル
ＣＦ    クロスファイア管
【図１】
0004937193.tif 000002
【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】
0004937193.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004937193.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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