[发明专利]燃气轮机燃烧器及燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及向压缩气体供给燃料而混合并使该混合气体燃烧而得到燃烧气体的燃气轮机燃烧器、以及利用来自该燃气轮机燃烧器的燃烧气体来驱动叶轮而获得旋转动力的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机例如由压缩机、燃烧器和叶轮构成。此外，从空气取入口取入的空气通过由压缩机压缩而变为高温·高压的压缩空气，在燃烧器中，通过对该压缩空气供给燃料而使之燃烧，得到高温·高压的燃烧气体，利用该燃烧气体来驱动叶轮，并驱动与该叶轮连结的发电机。

此种燃气轮机的燃烧器中，为了防止返火和防止壁面烧损等，从位于预混合喷嘴的前端部的附近的燃烧筒的外壁取入外部空气，将所取入的外部空气作为薄膜空气，沿着燃烧筒的内壁面流动。但是，由于该薄膜空气在燃烧器内的燃烧气体的温度低的燃气轮机的部分负荷运转区域中，会对该燃烧气体产生骤冷，因此燃料气体(例如甲烷)燃烧，从一氧化碳(CO)化学反应为二氧化碳(CO₂)的时刻就会推迟，从而有可能大量地产生该一氧化碳或未燃烃(UHC)。

作为解决此种问题的方法，例如有下述专利文献1中记载的方法。该专利文献1中记载的燃气轮机的燃烧器中，在燃烧器后方的内筒壁中以同心状安装有形成圆锥台形的环状的节流构件。所以，薄膜空气因节流构件而朝向中心部流动，与高温的燃烧气体混合，从而可以促进燃烧反应，抑制一氧化碳或未燃烃的产生。

[专利文献]

专利文献1：日本特开平05-149543号公报

在上述的以往的燃气轮机的燃烧器中，在燃烧气体的温度低的燃气轮机的部分负荷运转区域中，通过利用节流构件将薄膜空气与高温的燃烧气体混合而促进燃烧反应，可以抑制一氧化碳或未燃烃的产生。但是，在燃烧气体的温度高的燃气轮机的额定负荷运转区域中，因节流构件而产生的涡流会过度促进燃烧反应，并且因涡流自身的不稳定性而有可能发生不稳定燃烧。

发明内容

本发明是解决上述的问题的发明，其目的在于，提供一种能够抑制一氧化碳等的产生并能够抑制不稳定燃烧的发生的燃气轮机燃烧器及燃气轮机。

用于达成上述的目的的本发明的燃气轮机燃烧器具备：使高压空气和燃料在内部燃烧而产生燃烧气体的燃烧筒、向该燃烧筒中供给燃烧用高压空气的燃烧用高压空气供给机构、对所述燃烧筒的高温空气供给燃料的燃料供给机构、向所述燃烧筒中沿着内壁面供给冷却用空气的冷却用空气供给机构、在所述燃烧筒的燃烧气体的流动方向的下游部内壁面沿着周向设置的节流构件，所述燃气轮机燃烧器的特征在于，所述节流构件被设于除了不会扰乱冷却用空气的流动的贯穿部以外的周向的规定的区域。

在本发明的燃气轮机燃烧器中，其特征在于，所述节流构件被夹隔着所述贯穿部在周向分割成多个地设置。

在本发明的燃气轮机燃烧器中，其特征在于，所述节流构件在所述燃烧筒的内壁面中设于相对于周向不对称的位置。

在本发明的燃气轮机燃烧器中，其特征在于，所述节流构件具有向所述燃烧筒的中心部侧突出的角部。

在本发明的燃气轮机燃烧器中，其特征在于，所述节流构件在燃烧气体的流动方向设有多个。

另外，本发明的燃气轮机是通过对用压缩机压缩了的压缩空气在燃烧器中供给燃料而燃烧、并将所产生的燃烧气体向叶轮供给而获得旋转动力的燃气轮机，其特征在于，所述燃烧器具有燃烧筒、向该燃烧筒中供给燃烧用高压空气的燃烧用高压空气供给机构、对所述燃烧筒的高温空气供给燃料的燃料供给机构、向所述燃烧筒中沿着内壁面供给冷却用空气的冷却用空气供给机构、和在所述燃烧筒的燃烧气体的流动方向的下游部内壁面沿着周向设置的节流构件，所述节流构件设于除了不会扰乱冷却用空气的流动的贯穿部以外的周向的规定的区域。

根据本发明的燃气轮机燃烧器，设有向燃烧筒中供给燃烧用高压空气的燃烧用高压空气供给机构、对燃烧筒的高温空气供给燃料的燃料供给机构、向燃烧筒中沿着内壁面供给冷却用空气的冷却用空气供给机构、在燃烧筒的燃烧气体的流动方向的下游部内壁面沿着周向设置的节流构件，将该节流构件设于除了不会扰乱冷却用空气的流动的贯穿部以外的周向的规定的区域。所以，在燃烧筒内，在设有节流构件的区域中，通过将冷却用空气利用该节流构件以朝向中心部流动的方式扰乱其流动，另外同时从节流构件下流流入的冷却用空气也借助由节流构件的产生的紊乱，与高温的燃烧气体混合而促进燃烧反应，就可以抑制一氧化碳或未燃烃的产生。另一方面，在设有贯穿部的区域，由于冷却用空气的流动未被扰乱地沿着内壁面流动，因此可以防止未燃预混合气的异常燃烧，并且可以利用贯穿部的存在来避免涡流的不稳定性。其结果是，可以抑制不稳定燃烧的发生。