[发明专利]燃气轮机燃烧器

说明书

本发明提供一种燃气轮机燃烧器，其能够有效地冷却尾筒框缘和1级静叶片端壁，并且能够实现低Nox化及燃烧性能提高。该燃气轮机燃烧器，其特征在于，具备：尾筒，其将燃烧气体从燃烧器引导至涡轮；框缘，其设置于所述尾筒的所述涡轮侧的出口部，且与所述涡轮的1级静叶片端壁具有规定的间隙而对置地配置；以及密封部件，其与所述框缘及所述1级静叶片端壁分别嵌合，对供给至所述间隙的冷却空气进行密封，所述框缘具有向所述1级静叶片端壁直接供给冷却空气的冷却孔。

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧器的结构，特别涉及适用于尾筒的框缘结构而有效的技术。

背景技术

在面向普通的发电设备、机械驱动器的燃气轮机中，从空气压缩机导入的高压空气从扩散器向车室导入，分为作为燃烧器的燃烧用空气而被烧嘴部使用的部分和作为燃烧器以及燃气轮机主体的冷却用而使用的部分而流入。

在燃烧器中通过燃料与空气的混合空气的燃烧而生成的燃烧气体从尾筒(过渡片)被导入到涡轮叶片。在涡轮中通过将导入到涡轮叶片的高温高压的燃烧气体绝热膨胀时产生的工作量转换为轴旋转力，从而从发电机得到输出。

另外，也存在一种机械驱动用途的设备，其利用该轴旋转力，代替发电机而使其他的压缩机旋转，从而将燃气轮机作为流体压缩的动力源来使用。

作为本技术领域的背景技术，例如有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开了“一种燃气轮机的高温部件，其是划定燃烧气体流动的燃烧气体流路的燃气轮机的高温部件，其特征在于，形成有：槽，其从沿着所述燃烧气体流路而与相邻的其他高温部件对置的端面向远离该其他高温部件的方向凹陷，且在该端面的延伸方向上延伸；冷却通路，其在被所述槽与所述燃烧气体流路夹着的区域中，沿所述延伸方向延伸；导入通路，其将所述槽与所述冷却通路连接；以及排出通路，其将所述冷却通路与所述燃烧气体流路连接。”

另外，在专利文献2中公开了“一种燃烧器冷却结构，其特征在于，具备：凸缘，其在燃烧器尾筒的壁部中，设置于作为排出燃烧气体的一侧的后端的所述燃烧器尾筒的外周，并且向所述燃烧器尾筒的外侧突出；尾筒密封件，其具有与该凸缘嵌合的钩形状，且与该凸缘嵌合而固定，并且设置于与所述燃烧器尾筒的后端的端面对置的位置；多个冷却流槽，其在所述燃烧器尾筒的壁部的内部沿所述燃烧器尾筒的轴向延伸地设置，并且至少其一部分贯通至所述燃烧器尾筒的后端的端面，并使冷却介质在其内部流动；以及贯通孔，其设置于所述燃烧器尾筒的后端的端面，并且从贯通至所述燃烧器尾筒的后端形状的所述冷却流槽排出所述冷却介质，从该贯通孔排出的所述冷却介质向所述尾筒密封件吹送。”

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2013-221455号公报

[专利文献2]日本特开2007-120504号公报

发明内容

发明要解决的课题

连接燃烧器的烧嘴和涡轮叶片的尾筒(过渡片)暴露于高温的燃烧气体，因此需要使用压缩机排出空气的一部分进行冷却。通常，采用利用来自冷却孔的空气膜进行保护的膜冷却、利用压缩机排出装置对外面进行冷却，降低内表面温度的对流冷却等结构。

另外，涡轮叶片也同样地暴露于高温的燃烧气体，因此需要通过叶片内部的冷却结构、膜冷却等来降低金属温度。

然而，在燃烧器及涡轮叶片分别使用冷却空气时，燃气轮机的效率降低、燃烧用空气变少，由此，烧嘴部中的局部的燃料与空气的比率(燃料空气比)变高，燃烧气体温度上升，金属温度也变高便成为了课题。局部的燃烧气体温度的上升会导致废气中的NOx(氮氧化物)浓度上升，金属温度的上升会导致高温部件的可靠性以及耐久性的降低。