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，其具有针对流体力所导致的燃料喷嘴振动的构造可靠性、和燃烧室内的均匀燃烧带来的高环境性能。该燃气轮机燃烧器，具备喷射燃料的燃料喷嘴(14)和具有孔部的燃料喷嘴板(13)，所述孔部中插入位于燃料喷嘴(14)的根部侧的插入部(46)，燃料喷嘴(14)在插入部(46)中的至少从燃料的流动方向看的下游侧部分的外周面具备外螺纹部(51)，燃料喷嘴板(13)在孔部具备与外螺纹部螺纹结合的内螺纹部(81)，燃料喷嘴(14)中插入部(46)的上游侧端部(30)以冶金方式与燃料喷嘴板(13)的上游侧端部(41)接合。

【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。
技术介绍
出于减小废气对环境所造成的负荷的目的，对燃气轮机运转时排出的NOx设定有严格的环境基准。由于NOx的排出量随着火焰温度的高温化而增加，因此在燃气轮机的燃烧器(以下，称作“燃气轮机燃烧器”或者“燃烧器”)中，需要抑制在燃烧室内局部地形成高温火焰从而实现均匀燃烧。为了在燃烧室内进行均匀燃烧，需要在燃气轮机燃烧器设置多个用于喷射燃料的燃料喷嘴，来提高燃料的分散性。专利文献1中记载了具备多个燃料喷嘴的燃气轮机燃烧器的例子。该燃气轮机燃烧器中，在燃料喷嘴的后端部(上游侧)设有平行的外螺纹，在燃料喷嘴头部的燃料喷嘴设置孔内周侧设有平行的内螺纹，通过将这些螺纹彼此紧固，从而将燃料喷嘴固定在燃料喷嘴头部。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-014297号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题燃气轮机燃烧器中，如果为了提高从燃料喷嘴喷射的燃料的分散性而增加燃料喷嘴的数量，则燃料喷嘴彼此的距离缩短，燃料喷嘴的周围空间变得狭隘。为了确保用于将燃料喷嘴与燃料喷嘴板接合的空间、作为空气流道的燃料喷嘴间的空间，需要随着增加燃料喷嘴的数量使燃料喷嘴更细。另一方面，设置在压缩空气的流场的燃料喷嘴中有可能发生流体力导致的振动。通过扩大燃料喷嘴的外径能够减小在燃料喷嘴所产生的振动应力。但是，如果为了提高燃料分散性而使用细的燃料喷嘴，则减小振动应力从而确保针对振动的构造可靠性是困难的。为了在提高燃料喷嘴的燃料分散性的同时确保针对振动的构造可靠性，需要不扩大燃料喷嘴外径地提高针对燃料喷嘴振动的衰减性能。本专利技术的目的在于提供一种燃气轮机燃烧器，其具有针对流体力所导致的燃料喷嘴振动的构造可靠性、和燃烧室内均匀燃烧带来的高环境性能。用于解决课题的手段本专利技术提供的燃气轮机燃烧器具备喷射燃料的燃料喷嘴和具有插入部所插入的孔部的燃料喷嘴板，该插入部位于所述燃料喷嘴的根部侧，所述燃料喷嘴在所述插入部中的至少从燃料流动方向看的下游侧部分的外周面具备外螺纹部，所述燃料喷嘴板在所述孔部具备与所述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部，所述燃料喷嘴中的所述插入部的上游侧端部以冶金方式与所述燃料喷嘴板的上游侧端部接合。专利技术的效果根据本专利技术，能提供具有针对流体力所导致的燃料喷嘴振动的构造可靠性和燃烧室内的均匀燃烧带来的高环境性能的燃气轮机燃烧器。附图说明图1是表示具备本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的结构的一个例子的图。图2是表示燃烧嘴的结构要素的分解图。图3是表示现有燃气轮机燃烧器中在燃烧嘴的燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构的、燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图4是表示本专利技术的实施例1的燃气轮机燃烧器中在燃烧嘴的燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构的、燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图5是表示在图4所示的燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构的变形例的、燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图6是表示本专利技术的实施例2的燃气轮机燃烧器中在燃烧嘴的燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构的、燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图7A是表示本专利技术的实施例3的燃气轮机燃烧器中在燃烧嘴的燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构的、燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图7B是沿图7A的剖切线A-A的燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图8是表示本专利技术的实施例4的燃气轮机燃烧器中在燃烧嘴的燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构的、燃料喷嘴和燃料喷嘴板的截面图。图中：1—燃气轮机设备，2—空气，3—压缩机，4—压缩空气，5—燃料，6—燃烧气体，7—燃烧器，8—燃气轮机，9—发电机，10—端缘，11—外筒，12—空气孔板，13—燃料喷嘴板，14—燃料喷嘴，14a—燃料喷嘴的燃料流道，15—内衬，16—压缩空气的流道，17—燃烧嘴，18—冷却空气，19—燃料供给管，20—空气孔，21—混合气体，22—燃烧室，23—火焰，30—燃料喷嘴的上游侧端部，31—燃料喷嘴的下游侧端部，41—燃料喷嘴板的上游侧端部，44—燃料喷嘴板的燃料喷嘴安装用孔，45—接合部，46—插入部，50—燃料喷嘴的插入部的下游侧部分，51—燃料喷嘴的螺纹部(外螺纹部)，60—燃料喷嘴的阶梯部，61—燃料喷嘴板的阶梯部，62—燃料喷嘴的插入部的上游侧部分，70—燃料喷嘴的燃料流道的上游侧端部，81—燃料喷嘴板的螺纹部(内螺纹部)。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器。而且，本说明书中所使用的附图中，对同一要素标注同一符号，对于这些要素有时省略重复的描述。首先，使用图1说明具备本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的结构例。图1是表示具备本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的结构的一个例子的图。图1中，燃烧器7以截面图表示。燃气轮机设备1具备压缩机3、燃烧器7、燃气轮机8以及发电机9。压缩机3从大气取入空气2并压缩。燃烧器7使压缩机3生成的压缩空气4与燃料5燃烧，生成高温高压的燃烧气体6。燃气轮机8由燃烧器7所生成的燃烧气体6驱动，将燃烧气体6的能量作为旋转动力输出。发电机9使用燃气轮机8的旋转动力发电。燃烧器7具备端缘10、外筒11、燃烧嘴17、内衬15以及燃烧室22。燃烧嘴17具备空气孔板12、燃料喷嘴板13以及多个燃料喷嘴14。压缩机3所生成的压缩空气4流经外筒11与内衬15之间的流道16，流入燃烧嘴17。但是，压缩空气4的一部分作为用于冷却内衬15的冷却空气18流入内衬15内。燃料5流经端缘10的燃料供给管19，流入燃料喷嘴板13，流经各燃料喷嘴14的燃料流道并从各燃料喷嘴14向空气孔板12喷射。在空气孔板12的空气孔20的燃料喷嘴14侧的入口，从燃料喷嘴14喷射的燃料5与流入燃烧嘴17的压缩空气4混合。燃料5与压缩空气4的混合气体21向着燃烧室22喷射，形成火焰23。燃料5不仅能使用天然气，还能使用焦炉气、炼油厂废气、或者煤气化气体等气体。在下文中，关于燃料5的流向，称作“上游”或者“下游”。图1中，左侧为上游，右侧为下游。图2是表示燃烧嘴17的结构要素的分解图。图2中，燃烧嘴17以截面图表示。燃烧嘴17具备空气孔板12、燃料喷嘴板13以及多个燃料喷嘴14。燃料喷嘴14在内部具备燃料5所流经的燃料流道14a，以从上游侧向下游侧延伸方式被燃料喷嘴板13支撑，将从上游侧供给的燃料5向下游侧喷射。燃料喷嘴板13具备孔部即燃料喷嘴安装用孔44，在燃料喷嘴安装用孔44中设置燃料喷嘴14。燃料喷嘴板13支撑燃料喷嘴14，将从上游侧流入的燃料5向燃料喷嘴14供给。燃料喷嘴14的上游侧端部30与燃料喷嘴板13的上游侧端部41以冶金方式接合，其接合部密封成燃料5不泄露。燃料喷嘴14的下游侧端部31与空气孔板12的空气孔20不接触，压缩空气4能自由流入空气孔20。燃料喷嘴14的上游侧端部30与燃料喷嘴板13的上游侧端部41通过焊接、钎焊等彼此接合。在下文中，描述燃料喷嘴14的上游侧端部30与燃料喷嘴板13的上游侧端部41通过焊接彼此接合的例子。此处，说明现有燃气轮机燃烧器中燃烧嘴的结构，尤其是在燃料喷嘴板固定有燃料喷嘴的结构。图3是表示现有燃气轮机燃烧器中在燃烧嘴的燃料喷嘴板13固定有燃料喷嘴14的结构的图，是燃料喷嘴14和燃料喷嘴板13的截面图。现有的燃气轮机燃烧器中，燃料喷嘴14的上游本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧器，其具备喷射燃料的燃料喷嘴以及具有插入部所插入的孔部的燃料喷嘴板，该插入部位于所述燃料喷嘴的根部侧，该燃气轮机燃烧器的特征在于，所述燃料喷嘴在所述插入部中的至少从燃料流动方向看的下游侧部分的外周面具备外螺纹部，所述燃料喷嘴板在所述孔部具备与所述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部，所述燃料喷嘴中所述插入部的上游侧端部以冶金方式与所述燃料喷嘴板的上游侧端部接合。

【技术特征摘要】
2016.11.21 JP 2016-2255911.一种燃气轮机燃烧器，其具备喷射燃料的燃料喷嘴以及具有插入部所插入的孔部的燃料喷嘴板，该插入部位于所述燃料喷嘴的根部侧，该燃气轮机燃烧器的特征在于，所述燃料喷嘴在所述插入部中的至少从燃料流动方向看的下游侧部分的外周面具备外螺纹部，所述燃料喷嘴板在所述孔部具备与所述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部，所述燃料喷嘴中所述插入部的上游侧端部以冶金方式与所述燃料喷嘴板的上游侧端部接合。2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，所述燃料喷嘴的所述插入部具备所述下游侧部分和所述上游侧部分，仅在所述插入部的所述下游侧部分的外周面具备所述外螺纹部，所述外螺纹部的根部直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷理，和田山芳英，三浦圭佑，
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