[发明专利]燃料喷嘴及燃气轮机燃烧器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

作为本技术领域的背景技术，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”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-249449号公报

发明内容

发明所要解决的课题

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。

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。

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。

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。

因此，本发明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。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明为一种燃料喷嘴，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。