[发明专利]燃气轮机燃烧器、燃气轮机以及火焰传播管

说明书

本发明提供一种燃气轮机燃烧器、燃气轮机以及火焰传播管，不使通过燃气轮机燃烧器的火焰传播管的燃烧废气的温度下降，便能够冷却火焰传播管，降低热变形、烧损的可能性。在燃气轮机燃烧器中，火焰传播管(20)的嵌合部(40)的第二内筒部件(21B)的内周面及第一内筒部件(21A)的外周面的任一方的径向的截面形状具有多个曲率比作为相距该截面形状的中心的距离最大的部分的曲率的基准曲率小的小曲率部(49a)。

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧器，特别涉及具有多个使燃料与空气混合而燃烧的燃烧器且将燃烧器间用火焰传播管结合的燃气轮机燃烧器的构造。

背景技术

已知对于一台燃气轮机具备多个罐型的燃气轮机燃烧器(以下，记载为燃烧器)的称为多罐型燃气轮机的形式。通常，多罐型燃气轮机将多个燃烧器在燃气轮机的周围呈圆环状配置，在一个或多个燃烧器设置点火装置，剩余的燃烧器不具有单独的点火装置。不具有点火装置的燃烧器的点火使用称为火焰传播管的将在燃气轮机周向上相邻的两个燃烧器间连接的配管。燃气轮机启动时，使燃料流通于燃烧器，启动点火装置，对设置有该点火装置的燃烧器进行点火。点火后的燃烧器中，生成高温的已燃烧气体，与相邻的未点火的燃烧器相比，压力变高。利用该压力差，通过连接相邻的燃烧器彼此的火焰传播管，高温的已燃烧气体流入未点火的燃烧器，该已燃烧气体成为点火源，从而未点火的燃烧器也被点火。这样，经由火焰传播管，从具有点火装置的燃烧器向相邻的燃烧器逐渐进行点火，最终，全部燃烧器完成点火。当全部的燃烧器的点火完成而各个燃烧器的压力差消失时，经由火焰传播管的已燃烧气体的流通停止。

一般而言，火焰传播管由内筒和外筒双重管构成。内筒起到将相邻的燃烧器的燃烧室间连接而使高温的燃烧废气在内部流通的火炎传播的作用。外筒设于内筒的外周侧，将相邻的燃烧器的燃料用空气的流路间连接。通过设置外筒，内筒的内外的压力差降低，而且内筒被保护。

火焰传播管是点火操作所需的结构部件，点火时，需要使高温的已燃烧气体流通于内筒，可靠地实施点火。另一方面，内筒暴露于高温的已燃烧气体，因此需要探讨热变形、烧损的防止。在理想的状况下，点火时，高温的已燃烧气体临时流通于内筒后，燃烧器间的压力差消除，已燃烧气体不会流通于内筒。但是，实际上，存在以下情况：相邻的燃烧器产生微小的压力差，已燃烧气体在内筒持续流通。因此，为了使已燃烧气体的热不会对点火产生影响，产生对内筒的冷却进行探讨的必要。

另外，也需要探讨在燃烧器间结合火焰传播管时的装配性、对变形的对策等。一般，在多罐型燃气轮机中，为了缩短驱动轴的长度，将燃烧器在压缩机的周围相对于驱动轴倾斜地配置。相邻的燃烧器间的距离比较短，需要在被相邻的燃烧器的隔壁围住的比较狭窄的空间设置火焰传播管。另外，运转时，温度上升，构成燃烧器的隔壁热膨胀。因此，燃烧器除了沿驱动轴方向移动外，还沿驱动轴的径向移动，相邻的燃烧器由于热膨胀而相互分离。其结果，连接相邻的燃烧器的火焰传播管沿轴向伸展。即，也需要应对火焰传播管的沿轴向具有伸长性等的变形。

与这样的火焰传播管的冷却、装配性、变形的问题相关的现有技术例如公开有专利文献1、2。就专利文献1而言，为了冷却火焰传播管，在内管设置空气孔，使在外筒内流动的燃烧用空气经由该空气孔在内管内流通，从而实现内管的冷却。另外，对于装配性和对变形的对策，提示了对内筒进行分割，在火焰传播管的中途设置嵌套构造的嵌合部的方法。设置嵌套构造，能够使火焰传播管的长度在轴向上变化，从而能够提高对燃烧器的装配性，而且应对热变形。专利文献2提示了以下方法：在上述的内筒的嵌合部设置槽，经由该槽使燃烧用空气在内筒内流通，从而促进嵌合部的冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－14056号公报

专利文献2：美国专利第6705088号说明书

发明内容

发明所要解决的课题