燃气轮机燃烧器制造技术

本发明专利技术提供一种燃气轮机燃烧器，在多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器中，通过有效地冷却空气孔板外周部而可防止空气孔板外周部的涡旋凸缘的变形、损伤，可靠性高。燃气轮机燃烧器具备设置在空气孔板的外周部的涡旋凸缘、设于燃烧器内衬与空气孔板及涡旋凸缘嵌合部分的弹性密封件，弹性密封件具备供导入了空气孔板的外周部与燃烧器内衬的间隙的燃烧用空气的一部分通过的空气孔，涡旋凸缘具备向燃烧室内导入通过了弹性密封件的空气孔的燃烧用空气的一部分的空气孔，燃烧器内衬具有从燃烧器内衬的外部向空气孔板的外周部与燃烧器内衬的间隙导入燃烧用空气的一部分的空气孔，在燃烧器内衬的与空气孔板嵌合侧的端部设置转动导向件。

Gas turbine burner

The invention provides a gas turbine burner, which can prevent the deformation, damage and high reliability of the vortex flange in the outer circumference of the air hole plate by effectively cooling the outer circumference of the air hole plate in a gas turbine burner with a number of burner structures. A gas turbine burner has a vortex flange set at the periphery of the outer part of the air hole plate, an elastic seal fitted with a burner lining and an air hole plate and a vortex flange. The elastic seal has an air hole through a part of the air in which the outer circumference of the air hole plate is introduced into the gap between the inner lining of the burner and the inner lining of the burner. A vortex flange has an air hole that introduces a part of the combustion air into the combustion chamber through the air hole of the elastic seal. The burner lining has an air hole with a part of the combustion air from the outer circumference of the outer air hole plate lining from the burner and the gap between the burner lining. The rotating guide part is arranged at the end of the chimeric side of the air hole plate.

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧器
本专利技术涉及燃气轮机燃烧器的结构，特别涉及适用于多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器且有效的技术。
技术介绍
在燃气轮机的高效率化中需要提高燃烧温度，根据燃烧温度的高温化，进行用于构成燃气轮机的高温部件的多种耐热材料、冷却技术的开发。另外，由于燃烧温度提高，呈指数函数地增加氮氧化物、所谓的热NOx的产生量，谋求其对策。作为实现低NOx化的技术，开发可分散稀薄燃烧的多孔同轴喷嘴燃烧嘴(多嘴燃烧嘴)结构的燃烧器。多组燃烧嘴由设置多个空气孔的空气孔板、与各空气孔同轴配置的燃料喷嘴构成，以孔内数十mm左右的短距离急速混合燃料与作为氧化剂的空气，通过形成稀薄混合燃烧场而降低NOx排放。作为本
的
技术介绍
，例如有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开了“一种燃气轮机燃烧器，该燃气轮机燃烧器设置有具备燃料喷嘴与空气孔的空气孔板，在燃烧器内衬与空气孔板嵌合的部分上配置密封部件，在具备于空气孔板上的空气孔中的、位于燃料喷嘴的附近的空气孔部分上具备与燃料喷嘴同轴的直管状地形成的直管部，在位于燃烧室附近的空气孔部分上具备相对于燃烧室的轴具有倾斜角的倾斜状地形成的倾斜部，空气孔板具备密封板，该密封板通过形成有直管部的直管空气孔板与形成有倾斜部的倾斜空气孔板的多个部件构成，直管空气孔板的部件的材质通过与倾斜空气孔的部件的材质不同的材质形成而构成。”现有技术文献专利文献1：日本特开2013-108423号公报如上述，在低NOx化中多组燃烧嘴结构有效，但由于在燃烧器内部设置空气孔板，因此需要有效地冷却空气孔板周围的冷却结构。参照图7A以及图7B，关于多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器的课题进行说明。图7A、图7B都是表示空气孔板外周部的结构的局部剖视图。如图7A所示，为通过向空气孔板6与燃烧器内衬9、内筒短管18的间隙导入燃烧空气45的一部分而冷却空气孔板6的外周部的结构。可是，燃烧空气45在主喷燃嘴39的上游端为返回气体46，在返回气体部中产生剥离旋涡，空气难以在设置于作为密封部件的弹性密封件12上空气流入孔15中流动，由于不能向设置于空气孔板6的外周部上的涡旋凸缘13的冷却孔14中供给冷却空气，因此不能充分地冷却涡旋凸缘13。其结果，涡旋凸缘13的金属温度上升，如图7B所示，存在导致涡旋凸缘13的变形、破坏等的损伤的可能性。另外，因燃烧空气的返回气体46的剥离旋涡的影响，空气也难以流入空气孔板6外周侧的空气孔7a，由于相对于空气流量的燃料流量的比例大而使火焰温度升高，存在氮氧化物(NOx)的排出量增加的可能性。而且，如多组燃烧嘴结构那样，在小的空气孔与燃料喷嘴以一对构成的燃烧器中存在该倾向显著的特征。上述专利文献1是涉及容易地进行形成有多个空气孔的空气孔板的加工并且不会损坏密封板的寿命且保证适当的密封性的密封板(密封部件)的文献，但并未记载在上述那样的空气孔板外周部的金属温度上升的问题、冷却空气的导入。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种在多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器中，通过有效地冷却空气孔板外周部而可防止空气孔板外周部的涡旋凸缘的变形、损伤的可靠性高的燃气轮机燃烧器。另外，本专利技术的其他目的在于提供一种在多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器中，通过向空气孔板外周侧的空气孔也充分地供给燃烧空气而提高燃烧特性，从而可降低氮氧化物(NOx)的排出量的燃气轮机燃烧器。为了解决上述课题，本专利技术是一种燃气轮机燃烧器，其为同轴喷嘴型，具备构成燃气轮机燃烧器的燃烧室的燃烧器内衬、向上述燃烧室喷出燃料的多个燃料喷嘴、设置于上述多个燃料喷嘴的燃料流动方向的下游侧并具有与上述多个燃料喷嘴对应的多个空气孔的空气孔板，该燃气轮机燃烧器的特征在于，具备在上述空气孔板的外周部以向上述燃烧室侧突出的方式设置的涡旋凸缘、设置于上述燃烧器内衬与上述空气孔板以及上述涡旋凸缘嵌合的部分的弹性密封件，上述弹性密封件具备供向上述空气孔板的外周部与上述燃烧器内衬的间隙导入的燃烧用空气的一部分通过的空气孔，上述涡旋凸缘具有将通过了上述弹性密封件的空气孔的燃烧用空气的一部分导入上述燃烧室内的空气孔，上述燃烧器内衬在与上述弹性密封件的空气孔对置的位置具备从上述燃烧器内衬的外部向上述空气孔板的外周部与上述燃烧器内衬的间隙导入燃烧用空气一部分的空气孔，在上述燃烧器内衬的与上述空气孔板嵌合侧的端部上设置对燃烧用空气的流动进行整流的转动导向件。本专利技术的效果如下。根据本专利技术，在多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器中，能够实现可防止空气孔板外周部的涡旋凸缘的变形、损伤的可靠性高的燃气轮机燃烧器。另外，根据本专利技术，在多组燃烧嘴结构的燃气轮机燃烧器中，能够实现可进一步降低氮氧化物(NOx)的排出量的燃气轮机燃烧器。上述以外的课题、结构以及效果通过以下实施方式的说明能够清楚。附图说明图1是表示涉及本专利技术的一实施方式的燃气轮机燃烧器以及燃气轮机设备的整体结构的大致结构图。图2是表示涉及本专利技术的一实施方式的燃气轮机燃烧器的大致结构的局部剖视图。图3是表示涉及本专利技术的一实施方式的燃气轮机燃烧器的弹性密封件的大致结构的图。图4是表示涉及本专利技术的一实施方式的燃气轮机燃烧器的大致结构的局部剖视图。图5是表示涉及本专利技术的一实施方式的燃气轮机燃烧器的大致结构的局部剖视图。图6是表示涉及本专利技术的一实施方式的燃气轮机燃烧器的大致结构的局部剖视图。图7A是表示燃气轮机燃烧器中的课题的图。图7B是表示燃气轮机燃烧器中的课题的图。图中：1—压缩机，2—燃气轮机燃烧器，3—燃气轮机，4—发电机，5—燃料喷嘴，6—空气孔板，7、7a—空气孔，8—燃烧室，9—燃烧器内衬，10—燃烧器外筒，11—燃烧器罩，12—弹性密封件，13—涡旋凸缘，14—冷却孔，15—空气流入孔，16—狭缝，17、17a、17b—空气流入孔，18—内筒短管，19—转动导向件，20—转子，39—主喷燃嘴，45—燃烧器空气的流动，46—燃烧空气的返回气体，47—涡旋凸缘冷却空气，101—燃气轮机吸入空气(大气压)，102—压缩空气，103—冷却空气，104—燃烧用空气，105—燃烧气体，106—涡轮机尾气，201—F1燃料供给系统，202—F2燃料供给系统，211—F1燃料切断阀，212—F2燃料切断阀，221—F1燃料流量控制阀，222—F2燃料流量控制阀，231—F1燃料集管，232—F2燃料集管。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例。并且，在各附图中，相同的结构标注同一符号，重复部分其详细说明省略。实施例1参照图1至图3，关于实施例1的燃气轮机燃烧器进行说明。图1概念性地表示本实施例的燃气轮机燃烧器以及具备该燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的整体结构。图2是表示图1中的燃气轮机燃烧器的空气孔板外周部的结构的局部剖视图。另外，图3是表示图2的弹性密封件12的结构的俯视图。如图1所示，燃气轮机设备由压缩空气101并形成高压的压缩空气(燃烧用空气)102的压缩机1、将从该压缩机1导入的压缩空气102与燃料(201、202)混合并生成燃烧气体105的燃气轮机燃烧器2、导入在该燃气轮机燃烧器2中生成的燃烧气体105而被驱动的燃气轮机3、通过该燃气轮机3的旋转被驱动而发电的发电机4构成。并且，以压缩机1与燃气轮机3以及发电机4通过转子20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧器，其具备：构成燃气轮机燃烧器的燃烧室的燃烧器内衬；向上述燃烧室喷出燃料的多个燃料喷嘴；以及空气孔板，其设置于上述多个燃料喷嘴的燃料的流动方向的下游侧，且具有与上述多个燃料喷嘴对应的多个空气孔，该燃气轮机燃烧器的特征在于，具备：涡旋凸缘，其以向上述燃烧室侧突出的方式设置在上述空气孔板的外周部上；以及弹性密封件，其设置于上述燃烧器内衬与上述空气孔板以及上述涡旋凸缘嵌合的部分，上述弹性密封件具有空气孔，该空气孔供导入了上述空气孔板的外周部与上述燃烧器内衬的间隙的燃烧用空气的一部分通过，上述涡旋凸缘具有空气孔，该空气孔向上述燃烧室内导入通过了上述弹性密封件的空气孔的燃烧用空气的一部分，上述燃烧器内衬在与上述弹性密封件的空气孔对置的位置具有空气孔，该空气孔从上述燃烧器内衬的外部向上述空气孔板的外周部与上述燃烧器内衬的间隙导入燃烧用空气的一部分，在上述燃烧器内衬的与上述空气孔板嵌合的一侧的端部设置对燃烧用空气的流动进行整流的转动导向件。

【技术特征摘要】
2016.10.24 JP 2016-2077751.一种燃气轮机燃烧器，其具备：构成燃气轮机燃烧器的燃烧室的燃烧器内衬；向上述燃烧室喷出燃料的多个燃料喷嘴；以及空气孔板，其设置于上述多个燃料喷嘴的燃料的流动方向的下游侧，且具有与上述多个燃料喷嘴对应的多个空气孔，该燃气轮机燃烧器的特征在于，具备：涡旋凸缘，其以向上述燃烧室侧突出的方式设置在上述空气孔板的外周部上；以及弹性密封件，其设置于上述燃烧器内衬与上述空气孔板以及上述涡旋凸缘嵌合的部分，上述弹性密封件具有空气孔，该空气孔供导入了上述空气孔板的外周部与上述燃烧器内衬的间隙的燃烧用空气的一部分通过，上述涡旋凸缘具有空气孔，该空气孔向上述燃烧室内导入通过了上述弹性密封件的空气孔的燃烧用空气的一部分，上述燃烧器内衬在与上述弹性密封件的空气孔对置的位置具有空气孔，该空气孔从上述燃烧器内衬的外部向上述空气孔板的外周部与上述燃烧器内衬的间隙导入燃烧用空气的一部分，在上述燃烧器内衬的与上述空气孔板嵌合的一侧的端部设置对燃烧用空气的流动进行整流的转动导向件。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦圭佑，穐山恭大，浅井智广，阿部一几，苅宿充博，百百聪，林明典，平田义隆，奥山升，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP