燃料喷嘴及燃气轮机燃烧器制造技术

本发明专利技术提供一种在具备多个燃料系统的燃料喷嘴中，因导通的燃料及燃烧空气的温度差而产生的热应力小的燃料喷嘴及使用了该燃料喷嘴的燃气轮机燃烧器。该燃料喷嘴具备多个流路，且特征在于，具有：第一流路，其导通燃料或燃烧空气；以及第二流路，其导通燃料或燃烧空气，且与上述第一流路不同，上述燃料喷嘴的构成部件中的至少配置有上述第一流路和上述第二流路的部位由一体的部件构成。二流路的部位由一体的部件构成。二流路的部位由一体的部件构成。

【技术实现步骤摘要】
燃料喷嘴及燃气轮机燃烧器


[0001]本专利技术涉及燃气轮机燃烧器使用的燃料喷嘴的构造，尤其涉及有效应用于引燃喷嘴的技术。

技术介绍

[0002]燃气轮机使用的燃料的种类各种各样，根据燃料卡路里和燃烧速度选定使用的燃烧器。对于卡路里低的燃料，使用扩散燃烧器，对于卡路里高的燃料，使用预混合燃烧器。与扩散燃烧相比，预混合燃烧能够降低火焰温度，因此没有水或蒸汽的喷雾，且能够降低NOx，广泛应用于当前燃气轮机。
[0003]在用于发电的燃气轮机中，主要将天然气作为燃料，大多天然气焚烧预混合燃烧器具备引燃喷嘴和主喷嘴，通过由引燃喷嘴形成的火焰实现了主预混合火焰的稳定化。
[0004]作为本
的
技术介绍
，例如具有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开了“一种燃气轮机的引燃燃烧嘴，其配置于燃气轮机的燃烧器的轴心而成，且具备：引燃燃烧喷嘴，其沿着轴向在内部独立地形成有多个预混合燃烧用的燃料流路和多个扩散燃烧用的燃料流路；引燃烧嘴筒，其相对于该引燃燃烧喷嘴呈同心状且其上游侧的端部以围绕上述引燃燃烧喷嘴的下游侧的端部的状态配置；以及多张回旋叶片，其以放射状配置于上述引燃燃烧喷嘴的下游侧的端部，对通过形成于上述引燃燃烧喷嘴的下游侧的端部与上述烧嘴筒的上游侧的端部之间的环状的空气通路的压缩空气赋予回旋力而使该压缩空气成为回旋气流”。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2010
‑
249449号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]如上所述地，大多天然气焚烧预混合燃烧器具备一根引燃喷嘴和八根主喷嘴，燃料系统由主系统和引燃系统这两个系统构成。引燃比率(引燃燃料流量/整体燃料流量)在点火时最多，随着负荷上升而降低，且在额定负荷下使引燃比率最低，抑制NOx的排出量。
[0010]另外，在燃料中的甲烷浓度发生了变化的情况下，燃烧性变化，因此需要通过空气旁通阀的调节来调整燃烧区域的燃空比，或者使引燃比率变化，调整成稳定的燃烧状态。
[0011]然而，在燃气轮机燃烧器的燃料喷嘴中，燃烧空气与燃料的温度差引起的热应力的产生常常成为问题。当产生过大的热应力时，低循环疲劳寿命不足，在运用上产生限制。特别是在如上述的天然气焚烧预混合燃烧器那样具备多个燃料系统的燃料喷嘴中，存在以下情况：根据运转状态导通燃料及燃烧空气(吹扫空气)等温度不同的流体，由此导致热应力增大。在燃料喷嘴产生的热应力导致燃料喷嘴的可靠性及耐久性的降低。
[0012]根据上述专利文献1，能够降低因压缩空气流动而产生的振动，并且能够防止启动
时的吹灭，但对于上述那样的因燃料以及燃烧空气(吹扫空气)等温度不同的流体的导通而产生的燃料喷嘴的热应力，没有进行任何考虑。
[0013]因此，本专利技术的目的在于提供一种在具备多个燃料系统的燃料喷嘴中因导通的燃料及燃烧空气的温度差而产生的热应力少的燃料喷嘴及使用了该燃料喷嘴的燃气轮机燃烧器。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]为了解决上述课题，本专利技术为一种燃料喷嘴，其具备多个流路，该燃料喷嘴的特征在于，具有：第一流路，其导通燃料或燃烧空气；以及第二流路，其导通燃料或燃烧空气，且与上述第一流路不同，上述燃料喷嘴的构成部件中的至少配置有上述第一流路和上述第二流路的部位由一体的部件构成。
[0016]另外，本专利技术为一种燃气轮机燃烧器，其特征在于，具有：燃烧器衬管，其构成使燃料与燃烧空气的混合气燃烧的燃烧室；尾筒，其将燃烧气体从上述燃烧室引导至涡轮机；引燃喷嘴，其向上述燃烧室供给燃料和燃烧空气；以及主喷嘴，其在上述引燃喷嘴的周围配置有多个，且向上述燃烧室供给燃料和燃烧空气，上述引燃喷嘴具有：第一流路，其导通燃料或燃烧空气；以及第二流路，其导通燃料或燃烧空气，且与上述第一流路不同，上述引燃喷嘴的构成部件中的至少配置有上述第一流路和上述第二流路的部位由一体的部件构成。
[0017]专利技术效果
[0018]根据本专利技术，能够实现在具备多个燃料系统的燃料喷嘴中因导通的燃料及燃烧空气的温度差而引起的热应力少的燃料喷嘴及使用了该燃料喷嘴的燃气轮机燃烧器。
[0019]由此，能够提供可靠性及耐久性优异的高性能的燃气轮机燃烧器。
[0020]上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
[0021]图1是表示通常的燃气轮机的结构例的图。
[0022]图2是表示通常的燃烧器的结构例的图。
[0023]图3是表示本专利技术的实施例1的燃料喷嘴的构造的剖视图。
[0024]图4A是图3的A
‑
A
’
剖视图。
[0025]图4B是图3的B
‑
B
’
剖视图。
[0026]图5是表示现有的燃料喷嘴的构造的剖视图。
[0027]图6A是图5的C
‑
C
’
剖视图。
[0028]图6B是图5的D
‑
D
’
剖视图。
[0029]图中：
[0030]1—压缩机，2—燃烧器，3—涡轮机，4—燃烧器衬管，5—尾筒(过渡段)，6—主喷嘴，7—引燃喷嘴，8—燃烧气体的流向，9、10、11—喷嘴构成部件，12—接合部，13—流路A，14—流路B，15—燃烧室。
具体实施方式
[0031]以下，使用附图对本专利技术的实施例进行说明。此外，在各图中对相同的结构标注相同的符号，对重复的部分省略其详细的说明。
[0032]实施例1
[0033]首先，参照图1、图2以及图5～图6B，对成为本专利技术的对象的燃气轮机燃烧器和现有的问题点进行说明。图1是表示通常的燃气轮机的结构例的图。图2是表示通常的燃烧器的结构例的图，示出为包括构成燃烧室15的燃烧器衬管4及尾筒(过渡段)5的燃烧器。图5是表示现有的引燃喷嘴7的构造的剖视图，图6A、图6B分别表示图5的C
‑
C
’
截面、D
‑
D
’
截面。
[0034]如图1所示，燃气轮机大致分成由压缩机1、燃烧器2以及涡轮机3构成。压缩机1将从大气吸入的空气作为工作流体隔热压缩，燃烧器2通过使燃料与从压缩机1供给来的压缩空气混合并燃烧而生成高温高压的燃烧气体，在涡轮机3中，在从燃烧器2导入的燃烧气体膨胀时产生旋转动力。来自涡轮机3的排气放出到大气中。
[0035]如图2所示，燃烧器2具备：构成使燃料与燃烧空气的混合气燃烧的燃烧室15的燃烧器衬管4；将燃烧气体从燃烧室15引导至涡轮机3的(燃烧气体的流向8)尾筒(过渡段)5；以及向燃烧室15供给燃料和燃烧空气的主喷嘴6及引燃喷嘴7。如上所述，主喷嘴6在一根引燃喷嘴7的周围配置有多个(例如八根)。
[0036]如图5所示，利用接合部12将通过基于钻头等的孔加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料喷嘴，其具备多个流路，该燃料喷嘴的特征在于，具有：第一流路，其导通燃料或燃烧空气；以及第二流路，其导通燃料或燃烧空气，且与上述第一流路不同，上述燃料喷嘴的构成部件中的至少配置有上述第一流路和上述第二流路的部位由一体的部件构成。2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，上述第一流路及上述第二流路在上述燃料喷嘴的周向上均分割成多个而配置。3.根据权利要求1或2所述的燃料喷嘴，其特征在于，在上述第一流路导通燃烧空气，在上述第二流路导通比上述燃烧空气温度低的燃料。4.根据权利要求1或2所述的燃料喷嘴，其特征在于，上述燃料喷嘴的前端附近仅配置有上述第一流路及上述第二流路中的上述第一流路，仅配置有上述第一流路的部位与配置有上述第一流路和上述第二流路的部位接合。5.根据权利要求4所述的燃料喷嘴，其特征在于，仅配置有上述第一流路的部位通过焊接或热等静压加压(HIP)法与配置有上述第一流路和上述第二流路的部位接合。6.一种燃气轮机燃烧器，其特征在于，具有：燃烧器衬管，其构成使燃料与燃烧空气的混合气燃烧的燃烧室；尾筒，其将燃烧气体从上述燃烧室引...

【专利技术属性】
技术研发人员：长桥裕明，寺田义隆，沼田祥平，五十岚祥太，和田康弘，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：