[發明專利]燃氣輪機燃燒器

在審

• 申請號: 201410601585.2
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104612833A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 平田義隆;吉田正平;宇留野智紀;林明典;高橋宏和
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F02C7/18
• 分類號: F02C7/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及燃氣輪機燃燒器。

背景技術

近年，在生產用的燃氣輪機燃燒器中，尋求環境負荷的降低，因燃燒而產生的氧化氮物(NO_X)的排量降低成為重要的課題。NO_X排量的降低通過抑制燃氣輪機燃燒器內的局部高溫區域的產生來實現。具體來說，在燃燒前將燃料與空氣混合，并以燃料和空氣的混合比比理論混合比低的狀態燃燒即可。因此，就NO_X排量的降低而言，增加燃燒用空氣的量而降低混合比是有效的。

可是，燃氣輪機燃燒器一般情況下具備將燃料和空氣混合的生成混合氣體的混合器以及配置于混合器下游的使混合氣體燃燒的內筒。在內筒的內部進行燃燒反應，因此內筒壁曝露在高溫的燃燒氣體中。因此，在以往的燃氣輪機燃燒器中，采用使用燃燒用空氣的一部分在內筒壁面上流通膜狀的冷卻空氣的膜冷卻構造。

一般情況下，從壓縮機向燃燒器供給的壓縮空氣被分配為內筒壁的冷卻空氣和燃燒用空氣。因此，若增加內筒壁的冷卻空氣的量則燃燒用空氣的量減少而難以降低NO_X的排量。因此，公開有如下方法，在內筒壁內形成冷卻空氣的通道，通過冷卻空氣經過通道而進行的對流冷卻和將流出通道的空氣使用于膜冷卻，來提高冷卻效果并削減冷卻空氣(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2009-79789號公報

近年，生產用燃氣輪機燃燒器為了削減排出的二氧化碳量而期望高效率化。因此，實現燃燒器出口(燃氣輪機入口)的燃燒氣體溫度的高溫化，必須提高燃燒器內筒的冷卻性能。另外，因為燃燒氣體溫度的高溫化是使NO_X排量增加的主要原因，所以為了使燃燒用空氣量增大，產生使冷卻空氣量減少的必要。為解決這些課題而期望進一步提高燃燒器內筒的冷卻性能。

發明內容

本發明基于上述情況而完成，其目的在于提供一種燃氣輪機燃燒器，能夠提高燃氣輪機燃燒器的內筒的冷卻性能和降低NO_X排量。

為了解決上述課題，例如采用權利要求記載的構成。本申請包括多個解決上述課題的機構，如果列舉其一例，則提供一種燃氣輪機燃燒器，其具備：將燃燒空氣和燃料燃燒而生成燃燒氣體的圓筒狀的內筒；同心圓狀地配置于上述內筒的外側的外筒；設置于上述外筒的上游側端部的端罩；以及由上述內筒的外周面和上述外筒的內周面形成的供燃燒用空氣流通的環狀流道，上述燃氣輪機燃燒器的特征在于，在上述內筒的外周面與內周面之間的內筒壁的內部形成有橫剖視為端部配置于上游側的コ字狀的流道，上述流道具備第一流道和第二流道，該第一流道沿與上述內筒的軸方向平行的方向形成且在一端側設置有向上述內筒壁的外側開口的供給孔，該第二流道的一端側設置有向上述內筒壁的內側開口的噴出孔且其另一端側與上述第一流道的另一端側連通，從上述供給孔流入的燃燒用空氣的一部分在上述第一流道朝向與上述燃燒氣體的流動方向相同的方向流動，之后折返而在上述第二流道朝向與上述燃燒氣體的流動方向相反的方向流動，并從上述噴出孔向上述內筒的內部噴出。

本發明的效果如下。

根據本發明，由于提高了燃氣輪機燃燒器的內筒的冷卻性能，因此能減少冷卻空氣量，增加燃燒空氣量。其結果，能夠提供能使NO_X排出量降低的可靠性高的燃氣輪機燃燒器。

附圖說明

圖1是將本發明的燃氣輪機燃燒器的第一實施方式的主要部分側剖視圖與燃氣輪機燃燒器設備整體的示意圖一并表示的概略構成圖。

圖2是表示構成本發明的燃氣輪機燃燒器的第一實施方式的內筒和尾筒的配置構成的概略構成圖。

圖3是放大表示圖2的Z部的內筒和尾筒的縱剖視圖。

圖4是圖2的A-A線的內筒的橫剖視圖。

圖5是圖4的B-B線的內筒與尾筒的縱剖視圖。

圖6是圖4的C-C線的內筒與尾筒的縱剖視圖。

圖7是構成以往的燃氣輪機燃燒器的內筒與尾筒的縱剖視圖。

圖8是表示設置于構成本發明的燃氣輪機燃燒器的第二實施方式的、內筒與尾筒的連接部的流道的橫剖視圖。

圖9是圖8的A-A線的內筒與尾筒的縱剖視圖。

圖10是圖8的B-B線的內筒與尾筒的縱剖視圖。

圖11是表示與從構成本發明的燃氣輪機燃燒器的第二實施方式的內筒的噴出孔到內筒下游端的長度對應的冷卻效率的特性圖。

圖12是表示設置于構成本發明的燃氣輪機燃燒器的第三實施方式的、內筒與尾筒的連接部的流道的橫剖視圖。