대형가스터빈용 단일 압력 선회식 연료분사기의 분무 특성 및 성능 평가

Spray characteristics and performance of pressure swirl simplex injector for heavy duty industrial gas turbines

대형 가스터빈 연소기 구성품인 단일 압력선회식 연료분사기(Pressure swirl simplex liquid injector)를 설계, 분무특성 및 성능을 시험을 통해 평가하였다. 공급 압력 대비 분무 유량을 측정하여 설계점 기준 분무유량과 비교하였으며 섀도우그래프(Shadowgraph)를 통해 분무가시화이미지를 기록, 분무의 형상을 정성적으로 파악하고 분무각을 측정하였다. 시험 결과 동일한 공급압력 대비 측정된 분무유량은 설계점 기준 유량과 거의 일치하여 설계 및 제작의 정합성이 확인되었으며 섀도우그래프 이미지를 통해 연료분사기의 분무형상을 파악하고 설계 의도된 분무각이 나타남을 확인할 수 있었다. 이를 기반으로 향후 PDA(Phase Doppler Anemometry)를 통한 분무측정을 통해 보다 구체적인 연료 분사기의 분무 성능 및 특성을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

As a component development of heavy duty industrial gas turbine combustor development program, pressure swirl simplex injector was designed and tested to figure out spray characteristics and performance. Injector flow rate as a function of pressure drop was measured and compared to the design target. Also spray shape was analyzed qualitatively and spray cone angle was measured from spray visualization image using shadowgraph. The flow test result showed that the injector was designed and manufactured correctly according to the design target and spray cone angle was measured from shadowgraph result. As a next step, PDA (Phase Doppler Anemometry) measurement is planned to figure out more specific spray performance and characterization.