燃气轮机燃烧器以及燃气轮机制造技术

本发明专利技术提供一种燃气轮机燃烧器以及燃气轮机，减轻作用于形成于燃烧嘴的构造件的空腔的焊接部的热应力。燃烧嘴包括向多个燃料喷嘴分配燃料的空腔而构成，上述空腔由形成于上述燃烧嘴的构造件并在开口部具有台阶的槽和嵌入上述台阶并堵塞上述槽的盖划定，上述盖的剖面由覆盖上述槽的开口部的底板和向上述槽的深度方向延伸并收纳于上述台阶的凸缘形成为L字型，且相对于上述构造件焊接，在与上述槽正交的剖面上观察，构成上述空腔的侧面的上述凸缘的内面即盖侧内面与构成上述空腔的侧面的上述槽的内面即槽侧内面为同一面，上述盖侧内面与上述槽侧内面的边界从被构成上述空腔的顶板面的上述空腔的内面和上述盖侧内面夹持的上述空腔的第一拐角离开。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧器以及燃气轮机
本专利技术涉及燃气轮机燃烧器以及燃气轮机。
技术介绍
燃气轮机的燃烧器与从压缩机喷出的压缩空气一起在燃烧室中燃烧燃料，向涡轮供给生成的燃烧气体。通常，由于从多个燃料喷嘴向燃烧室中喷射燃料，因此会存在在燃烧嘴的构造件中具备向各燃料喷嘴分配燃料的空腔(歧管)的情况(参考专利文献1)现有技术文献专利文献1：日本特开2008-025910号公报燃烧嘴的构造件与由压缩机供给的压缩空气接触。由压缩机供给的压缩空气是高温(450度左右)。相对于此，向空腔供给的燃料是常温(十几度左右)，与压缩空气的温差大。因此，在空腔附近因压缩空气与燃料的温差而导致的热应力会作用于构造件上。通过预热燃料并向空腔供给能够减轻构造件的热应力，但在燃料的加热上会需要设备以及能量。顺便一提，空腔例如通过在燃烧嘴的构造件上设置凹部、并在该凹部上形成平板状的盖而形成。该情况下，若使构造件与盖的配合部分为镶嵌结构，则在剖面上构造件与盖的接触面为L字型。盖需要相对于构造件进行焊接并牢固地固定，若构造件与盖的L字型的接触面为局部熔化，则未接合的接触面为面向空腔的拐角的状态。未接合的接触面可以说是如龟裂的存在，即使在空腔的壁面上也尤其由于在热应力集中的拐角上存在龟裂，因此大的应力通过龟裂作用于焊接部。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够减轻作用于形成于燃烧嘴的构造件上的空腔的焊接部的热应力的燃气轮机燃烧器以及燃气轮机。为了实现上述目的，本专利技术提供一种燃气轮机燃烧器，其在从压缩机喷出的压缩空气中混合燃料并燃烧，并将生成的燃烧气体向涡轮供给，具备在内侧形成燃烧室的内筒、覆盖上述内筒并在与上述内筒之间形成供上述压缩空气流动的圆筒状的外周流路的外筒、安装于上述外筒的与上述涡轮相反侧的端部并面向上述燃烧室的燃烧嘴，上述燃烧嘴包括喷射燃料的多个燃料喷嘴以及向上述多个燃料喷嘴分配燃料的空腔而构成，上述空腔由形成于上述燃烧嘴的构造件并在开口部具有台阶的槽和嵌入上述台阶并堵塞上述槽的盖划定，上述盖的剖面由与上述槽的底面对置并覆盖上述槽的开口部的底板和从上述底板的缘部向上述槽的深度方向延伸并收纳于上述台阶的凸缘形成为L字型或U字型，并且，通过焊接接合于上述构造件，在与上述槽正交的剖面观察，构成上述空腔的侧面的上述凸缘的内面即盖侧内面与构成上述空腔的侧面的上述槽的内面即槽侧内面为同一面，上述盖侧内面与上述槽侧内面的边界从被构成上述空腔的顶板面的上述底板的内面和上述盖侧内面夹持的上述空腔的第一拐角离开。本专利技术的效果如下。根据本专利技术，能够减轻作用于形成于燃烧嘴的构造件的空腔的焊接部的热应力。附图说明图1是适用本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的一例的概略构成图。图2是本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的概略构成图。图3是表示图2所示的燃气轮机燃烧器的主要部分的概略构成图。图4是图2所示的燃气轮机燃烧器的端罩的概略构成图。图5是由图4中的V-V线形成的向视剖视图。图6是图5中的VI部分的放大图。图7是图2所示的燃气轮机燃烧器的主燃烧嘴的局部剖切剖视图。图8是图7中的VIII部分的放大图(主要部分放大图)。图9是由图8中的IX-IX线形成的向视剖视图。图中：10—压缩机，20—燃气轮机燃烧器，21—内筒，21a—燃烧室，22—外筒，23—燃烧嘴，30—涡轮，35c—槽的内面，40—基板(燃烧嘴的构造件)，44—燃料喷嘴，45—空腔，45a、45b—边界，46—槽，46a—台阶，46b—槽侧内面，47—盖，47a—底板，47b—凸缘，47c—盖侧内面，47d—顶板面，47e—第一拐角，47f—凹部，47g—薄壁部，47h—凹部的内面，47i—第二拐角，F—燃料供给源，L—熔入深度，P1—外周流路，t1—薄壁部的板厚，t2—薄壁部的邻接部的板厚，W—焊道宽度。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施方式。-燃气轮机-图1是适用本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的一例的概略构成图。该图所示的燃气轮机是驱动负载设备(未图示)的发动机，具备压缩机10、燃气轮机燃烧器(以下，简称为燃烧器)20、涡轮30以及排气室35。压缩机10的腔室(压缩机腔室11)被脚部12支撑，涡轮30的腔室(涡轮腔室31)被脚部32支撑，排气室35被脚部38支撑。负载设备代表性的是发电机，但也有适用泵的情况。并且，一般会有将燃气轮机称为“燃气涡轮发动机”的情况，在该情况下有时将涡轮称为“燃气轮机”。压缩机10具有吸入空气的空气吸入口14，在压缩机腔室11内具有入口导向叶片(IGV：InletGuideVane)14，在该入口导向叶片14的后方沿前后方向(转子5的轴向)交替地配置静叶片15与动叶片16。在静叶片15与动叶片16交替排列的级部的径向外侧上设置抽气室17。燃烧器20在压缩机10与涡轮30之间，在外周部以环状设置多个燃气轮机壳体(涡轮腔室31)。涡轮30在涡轮腔室31内具备沿前后方向(后述的转子5的轴向)交替地配置的多个静叶片33与动叶片34。在该涡轮腔室31的下游侧通过排气腔室36配置排气室35。排气室35具有与涡轮30连续的排气扩散器37。另外，转子(旋转轴)5以贯通压缩机10、燃烧器20、涡轮30以及排气室35的中心的方式定位。转子5中的压缩机10侧的端部被轴承6旋转自如地支撑，排气室35侧的端部被轴承7旋转自如地支撑。转子5中的属于压缩机10的部分在轴向上重叠多个在外周部上安装有多个动叶片16的圆盘而构成。转子5中的属于涡轮30的部分在轴向上重叠多个在外周部上安装有多个动叶片34的圆盘而构成。在图1的示例中，转子5中的排气室35侧的端部作为输出轴连结于负载设备(未图示)的驱动轴。在上述结构中，从空气取入口13吸入压缩机10的空气通过入口导向叶片14、静叶片15的叶片列、动叶片16的叶片列而被压缩，生成高温高压的压缩空气。在燃烧器20中，在由压缩机10供给的压缩空气中混合由燃料系统(图3)供给的燃料并燃烧，生成高温的燃烧气体并向涡轮30中供给。燃料也可以使用液体燃料，但本实施方式的燃料为气体燃料。作为在燃烧器20中生成的动作流体的高温高压的燃烧气体通过在涡轮30中通过静叶片33的叶片列与动叶片34的叶片列而旋转驱动转子5。涡轮30的输出的一部分作为压缩机10的动力使用，剩余部分作为负载设备4的动力使用。驱动了涡轮30的燃烧气体作为废气通过排气室35排出。在本实施方式中举例说明单轴的燃气轮机，但在专利技术的适用对象中也包括双轴式燃气轮机。双轴式燃气轮机包括旋转轴相互分离的高压涡轮以及低压涡轮，高压涡轮与压缩机连结于同轴，低压涡轮与涡轮连结于同轴。-燃气轮机燃烧器-图2是燃气轮机燃烧器的概略构成图，图3是表示图2所示的燃气轮机燃烧器的主要部分的概略构成图。这些图所示的燃烧器20相对于燃气轮机的壳体在该壳体的圆周方向上安装多个。各燃烧器20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机燃烧器，其在从压缩机喷出的压缩空气中混合燃料并燃烧，将生成的燃烧气体向涡轮供给，该燃气轮机燃烧器的特征在于，/n具备：/n在内侧形成燃烧室的内筒；/n覆盖上述内筒且在与上述内筒之间形成供上述压缩空气流动的圆筒状的外周流路的外筒；以及/n安装于上述外筒的与上述涡轮相反侧的端部且面向上述燃烧室的燃烧嘴，/n上述燃烧嘴包括喷射燃料的多个燃料喷嘴以及向上述多个燃料喷嘴分配燃料的空腔而构成，/n上述空腔由形成于上述燃烧嘴的构造件且在开口部具有台阶的槽和嵌入上述台阶并堵塞上述槽的盖划定，/n上述盖的剖面由与上述槽的底面对置并覆盖上述槽的开口部的底板和从上述底板的缘部向上述槽的深度方向延伸并收纳于上述台阶的凸缘形成为L字型或U字型，并通过焊接接合于上述构造件，/n在与上述槽正交的剖面上观察，构成上述空腔的侧面的上述凸缘的内面即盖侧内面与构成上述空腔的侧面的上述槽的内面即槽侧内面为同一面，/n上述盖侧内面与上述槽侧内面的边界从被构成上述空腔的顶板面的上述底板的内面和上述盖侧内面夹持的上述空腔的第一拐角离开。/n

【技术特征摘要】
20190227 JP 2019-0345701.一种燃气轮机燃烧器，其在从压缩机喷出的压缩空气中混合燃料并燃烧，将生成的燃烧气体向涡轮供给，该燃气轮机燃烧器的特征在于，
具备：
在内侧形成燃烧室的内筒；
覆盖上述内筒且在与上述内筒之间形成供上述压缩空气流动的圆筒状的外周流路的外筒；以及
安装于上述外筒的与上述涡轮相反侧的端部且面向上述燃烧室的燃烧嘴，
上述燃烧嘴包括喷射燃料的多个燃料喷嘴以及向上述多个燃料喷嘴分配燃料的空腔而构成，
上述空腔由形成于上述燃烧嘴的构造件且在开口部具有台阶的槽和嵌入上述台阶并堵塞上述槽的盖划定，
上述盖的剖面由与上述槽的底面对置并覆盖上述槽的开口部的底板和从上述底板的缘部向上述槽的深度方向延伸并收纳于上述台阶的凸缘形成为L字型或U字型，并通过焊接接合于上述构造件，
在与上述槽正交的剖面上观察，构成上述空腔的侧面的上述凸缘的内面即盖侧内面与构成上述空腔的侧面的上述槽的内面即槽侧内面为同一面，
上述盖侧内面与上述槽侧内面的边界从被构成上述空腔的顶板面的上述底板的内面和上述盖侧内面夹持的上述空腔的第一拐角离开。


2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：槻馆裕纪，大神邦裕，寺田义隆，西田幸一，
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