[发明专利]燃烧器的尾筒、具备该尾筒的燃气轮机及尾筒的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧器的尾筒、具备该尾筒的燃气轮机及尾筒的制造方法。

本申请对2011年9月27日在日本提交的特愿2011-210710专利申请主张优先权，并将其内容援引于本文中。

背景技术

燃气轮机的燃烧器具备将高温/高压的燃烧气体送向涡轮的尾筒。该尾筒具备形成为筒状的筒体和设于筒体的下游端且用于与涡轮的第一级入口连接的凸缘。

关于燃烧器的筒体，通常，截面面积随着朝向下游侧而变小，在内部流动的燃烧气体的流速升高。因此，在尾筒中，燃烧气体相对于筒体的下游端部及凸缘的传热系数升高。即，在尾筒中，筒体的下游端部及凸缘处于最热的严酷环境下。

因此，在专利文献1中记载的尾筒中，为了对凸缘进行冷却而形成有贯通该连接凸缘的冷却空气通路。

专利文献1：日本特开2010-38166号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，为了提高涡轮的热效率，在尾筒内流动的燃烧气体的温度的高温化迅速发展，尾筒的下游侧端部的热环境变得更严酷。因此，期望即使在热环境更严酷的条件下也能够承受的尾筒。

因此，为了响应这种期望，本发明的目的在于提供即便在热环境更严酷的条件下使用也能够承受的燃烧器的尾筒及具备该尾筒的燃气轮机、尾筒的制造方法。

解决课题用的方法

用于实现上述目的的发明的燃烧器的尾筒的特征在于，

上述燃烧器的尾筒具有形成为筒状的筒体，高温的燃烧气体在上述筒体的内周侧流动而将上述燃烧气体送向涡轮，上述燃烧器的尾筒具有：筒状的筒主体；筒状的出口筒体，与上述筒主体的下游端接合，并与上述筒主体协同地构成上述筒体；及凸缘，从上述出口筒体的下游端部朝向上述出口筒体的外周侧延伸，

上述出口筒体与上述凸缘为一体成形物，在上述出口筒体上，在上述凸缘的上游侧且沿着上述凸缘的位置形成有从外周侧向内周侧凹陷且沿周向延伸的槽，并且形成有在沿着上述筒体的轴线的方向上延伸且在上述槽处开口的冷却流体通路。

在该尾筒中，由出口筒体与从该出口筒体的下游端部向外周侧延伸的凸缘的一体成形品形成尾筒的下游端部的暴露于燃烧气体的部分。在该部分中没有焊接部，因此能够避免尾筒的下游端部的焊接部中的热疲劳裂纹等。

另外，在该尾筒中，使冷却流体在出口筒体的冷却流体通路中流动，从而能够对尾筒的下游端部进行冷却。而且，在该尾筒中，冷却流体从出口筒体的冷却流体通路向在出口筒体中的凸缘的上游侧且沿着该凸缘的位置形成的槽内喷出，在该槽中，与在上下游方向上相向的一对槽侧面中的下游侧的槽侧面及与该下游侧的槽侧面相连的凸缘的上游端面碰撞。因此，在该尾筒中，能够对凸缘进行冷却效率极高的冲击冷却。

因此，根据该尾筒，即使在热环境更严酷的条件下也能够承受。

此处，在上述燃烧器的尾筒中，也可以形成有从上述槽向上述燃烧气体所存在的区域侧贯通的冷却流体通路。

在该尾筒中，在使用了被压缩机压缩后的压缩空气作为冷却流体的情况下，能够将对出口筒体及凸缘进行了冷却的压缩空气向燃烧气体中放出。

此外，也可以取代压缩空气而使用蒸气作为冷却流体。在这种情况下，优选为，暂时积存从上述出口筒体的上述冷却流体通路经由上述槽而从上述槽的开口出来的上述冷却流体的套管设于上述出口筒体的外周侧，能够回收从该套管内出来的蒸气。

此处，优选为，在上述燃烧器的尾筒中，上述出口筒体的内周面从与上述筒主体的接合部朝向下游侧呈直线状延伸。

在该尾筒中，能够比较容易地形成出口筒体与凸缘的一体成形品。而且，在该尾筒中，冷却流体通路也能够形成为直线状，因此也能够容易地形成该冷却流体通路。

另外，优选为，在上述燃烧器的尾筒中，在形成上述筒主体的筒主体板上形成有在沿着上述筒体的轴线的方向上延伸的冷却流体通路，上述冷却流体通路与上述出口筒体的上述冷却流体通路连通。

在该尾筒中，能够通过冷却流体冷却尾筒的下游端部的同时也冷却筒主体。因此，能够以较少的冷却流体高效地对尾筒的较宽的区域进行冷却。

另外，用于实现上述目的的发明的燃气轮机的特征在于，

具备：具有上述尾筒的上述燃烧器；压缩机，将压缩空气送向上述燃烧器；及由来自上述燃烧器的上述燃烧气体驱动的上述涡轮。

在该燃气轮机中也具备上述尾筒，因此即使在热环境更严酷的条件下也能够承受。因此，能够使燃气轮机以更高的温度工作，能够实现燃气轮机的高输出/高效化。