[发明专利]燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机，其向压缩的压缩空气供给燃料并使之燃烧，并且将所产生的燃烧气体向涡轮供给，从而得到旋转动力。

背景技术

一般的燃气轮机由压缩机、燃烧器和涡轮构成，从空气取入口取入的空气被压缩机压缩而变成高温高压的压缩空气，在燃烧器中，向该压缩空气供给燃料并使之燃烧，高温高压的燃烧气体驱动燃气轮机，从而驱动与该涡轮连接的发电机。

在这种燃气轮机中，如果燃烧器的燃烧温度达到高温，则排气气体中的氮氧化物(NOx)增加，因此，在燃烧器中设有冷却装置。作为现有的燃烧器的冷却装置，有蒸气冷却方式、空气冷却方式、回收式空气冷却方式等。

蒸气冷却方式的冷却装置是，通过向冷却通路供给由排热回收锅炉产生的蒸气来冷却该燃烧器，并且，用蒸气轮机回收冷却燃烧器后的蒸气的装置，该冷却通路为形成在构成燃烧器的内筒的壁内，由于该冷却装置在冷却时不使用空气，因此，能够充分地确保燃烧用空气，能够谋求低NOx化，并且，由于使用比热低的低温蒸气，因此冷却能力高，能够适用于超高温的燃气轮机。

空气冷却方式的冷却装置是，通过从缸室抽出由压缩机压缩的一部分压缩空气，将该压缩空气向形成在内筒壁内的冷却通路供给来冷却燃烧器，并且，将冷却燃烧器后的空气向排气气体通路喷出的装置，该冷却装置通过简单的结构能够冷却燃烧器。另外，回收式空气冷却方式的冷却装置是，在燃烧器壁的外侧设置流道套筒(フロ一スリ一ブ)，使由压缩机压缩的压缩空气从缸室空气流过流道套筒的环状通路而进行冷却，并且将冷却燃烧器后的空气向该燃烧器供给的装置，由于该冷却装置将冷却后的空气作为燃烧用空气回收，因此，能够充分地确保燃烧用空气，能够谋求低NOx化。

另外，作为燃气轮机的冷却装置，有记载在下述专利文件1中的装置。

专利文件1：(日本)特开2004-169584号公报

然而，所述的燃气轮机中的各种冷却装置存在如下所述的问题。在蒸气冷却方式的冷却装置中，由于利用由排热回收锅炉产生的蒸气来冷却燃烧器，因此，需要用于使蒸气在燃气轮机和排热回收锅炉之间循环的蒸气配管等附带设备，导致结构的大型化、复杂化。另外，为了冷却燃气轮机必须启动排热回收锅炉，运转控制变得复杂，并且，此时由于排热回收锅炉需要预热，因此启动时间变长。进而，由于用蒸气冷却燃烧器，因此，存在燃气轮机损失热量而导致设备效率低下的问题。

在空气冷却方式的冷却装置中，由于利用由压缩机压缩的一部分压缩空气来冷却燃烧器，因此，存在导致燃烧用空气减少，燃烧器中的燃烧温度上升而排气气体中的NOx增加的问题。另外，在超高温燃气轮机中，由于缸室温度上升至高温，因此，空气冷却方式的冷却装置的冷却能力低而难以实现冷却。进而，在回收式空气冷却方式的冷却装置中，虽然利用由压缩机压缩的压缩空气来冷却燃烧器，将冷却后的压缩空气供给到燃烧器中，并且能够以确保燃烧用空气来谋求低氮化物化，但是，由于在冷却燃烧器壁之后回收压缩空气，因此，存在燃烧器中的压力损失大，涡轮效率低下的问题。而且，由于需要在燃烧器内筒的外周侧设置流道套筒，因此，结构部件变多而导致结构复杂化。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，目的在于提供一种燃气轮机，其以抑制压缩空气的压力损失来能够使燃烧器冷却，从而能够抑制输出效率低下。

为了到达上述目的的第一方面发明的燃气轮机，在燃烧器中，向由压缩机压缩的压缩空气供给燃料并使之燃烧，并且将所产生的燃烧气体向涡轮供给，从而得到旋转动力，该燃气轮机的特征在于，设有：升压机构，使由所述压缩机压缩的一部分压缩空气升压；燃烧器冷却机构，利用由所述升压机构升压的压缩空气冷却所述燃烧器；以及第一空气供给机构，向所述燃烧器供给冷却所述燃烧器的压缩空气。

第二方面发明的燃气轮机，其特征在于，设有对由所述升压机构升压的压缩空气添加水分的水分添加机构，所述燃烧器冷却机构利用由该水分添加机构添加水分的压缩空气冷却所述燃烧器。

第三方面发明的燃气轮机，其特征在于，设有冷却由所述升压机构升压的压缩空气的压缩空气冷却机构，所述燃烧器冷却机构利用由该压缩空气冷却机构冷却的压缩空气冷却所述燃烧器。

第四方面发明的燃气轮机，其特征在于，所述压缩空气冷却机构利用由所述压缩机压缩的压缩空气冷却由所述升压机构升压的压缩空气。

第五方面发明的燃气轮机，其特征在于，所述压缩空气冷却机构利用向所述燃烧器供给的燃料冷却由所述升压机构升压的压缩空气。