燃气轮机燃烧器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及燃气轮机燃烧器。
【背景技术】
[0002]近年来，由于对环境保护的限制、社会的要求，要求具备压缩机、燃烧器及涡轮机等的燃气轮机更高效率化、低NOjt。在这种燃气轮机中，作为实现高效率化的方法，具有由燃烧器使燃气轮机入口的燃烧气体的温度上升的方法，但伴随由燃烧器形成的火焰温度的上升，排出量有可能增加。
[0003]作为抑制NOx的排出量的燃烧器，具有采用了预混合燃烧的燃烧器。预混合燃烧是向燃烧室供给将燃料与空气预先混合的混合气体并使其燃烧的燃烧方式。在这种燃烧器中，设有具备预混合器的燃烧嘴与相对于燃烧嘴配置于混合气体流动方向的下游侧的燃烧室。预混合器是生成混合气体的机器，从该预混合器向燃烧室供给混合气体并在燃烧室内燃烧。在预混合燃烧中，使燃烧与空气预先混合并供给至燃烧室，因此，形成于燃烧室内的火焰的温度均匀化，抑制燃烧器中的叫的排出量。但是，当空气的温度上升或燃料所含的氢气含有量增加时，燃烧温度增加，因此，形成于燃烧室内的火焰逆流至预混合器。有可能引起所谓的回火。因此，提出了抑制NOx的排出量且耐回火性优异的燃烧器(参照专利文献I等)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第4922878号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]专利文献I公开了下述结构:在多个燃料喷嘴的下游侧配设具备形成有多个第一空气孔的第一多孔板与形成有多个第二空气孔的第二多孔板的空气孔板，使从第一空气孔喷出的混合气体与第二多孔板碰撞，从第二空气孔喷出至燃烧室。但是，在部分负荷运转时，在从一部分燃料喷嘴喷射燃料的情况下，也从不供给燃料的第一空气孔喷出空气，因此，从一部分第一空气孔喷出的混合气体由在第一及第二多孔板之间从其他第一空气孔喷出的空气稀释，从第二空气孔喷出至燃烧室的混合气体的燃空比有可能下降为必要以上。在这样无法高精度地控制流入第二空气孔的混合气体的燃空比的情况下，在从燃气轮机的点火到额定负荷的一连串的运转过程中，难以维持稳定燃烧。
[0009]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种燃烧器，其能高精度地控制各空气孔的燃空比，在从燃气轮机的点火到额定负荷的一连串的运转过程中实现稳定燃烧，并且抑制NOx的排出量的燃烧器。
[0010]用于解决课题的方法
[0011 ] 为了实现上述目的，本发明的一方案的燃气轮机燃烧器具备:燃烧室，其使燃料与空气燃烧，并生成燃烧气体；多个燃料喷嘴，其配置为同心圆状的多个环状列；第一板，其配设于多个燃料喷嘴的下游侧，具有由分别与多个燃料喷嘴对应的多个空气孔构成的同心圆状的多个空气孔列；第二板，其具有分别与第一板的多个空气孔列对应的多个空气孔列；以及隔壁部，其在每个空气孔列隔开第一板与第二板之间的空间部。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，能提供一种燃烧器，其能高精度地控制各空气孔的燃空比，在从燃气轮机的点火到额定负荷的一连串的运转过程中实现稳定燃烧，并且抑制叫的排出量的燃烧器。
【附图说明】
[0014]图1是具备本发明的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备的整体结构图。
[0015]图2是本发明的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧嘴附近的局部结构图。
[0016]图3是本发明的第一实施方式的旋转板的放大图，是图4的II1-1II线的向视剖视图。
[0017]图4是从下游侧观察本发明的第一实施方式的旋转板的图。
[0018]图5是从下游侧观察本发明的第一实施方式的基板的图。
[0019]图6是以图5的虚线包围的区域的放大图。
[0020]图7是图6的VI1-VII线的向视立体图。
[0021]图8是示意地表示本发明的第一实施方式的燃烧嘴的燃料与空气的流动的图，是图6的VII1-VIII线的向视剖视图。
[0022]图9是表示本发明的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料分级的图。
[0023]图10是示意地表示本发明的第二实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。
[0024]图11是从下游侧观察本发明的第三实施方式的燃气轮机燃烧器的基板的图。
[0025]图12是本发明的第三实施方式的燃气轮机燃烧器的基板的放大图，是图11的XI1-XII线的向视剖视图。
[0026]图13是示意地表示本发明的第三实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。
[0027]图14是示意地表示本发明的第四实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。
[0028]图15是示意地表示本发明的第五实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。
[0029]图16是本发明的第六实施方式的燃气轮机燃烧器的剖视图。
[0030]图17是从下游侧观察本发明的第六实施方式的燃气轮机燃烧器的空气孔板的图，是图16的XVI1-XVII线的向视剖视图。
[0031]图18是以图16的单点划线包围的旋转板的一部分(A部)的放大图。
[0032]图19是以图17的单点划线包围的主燃烧嘴的一组(B部)的放大图。
【具体实施方式】
[0033]<第一实施方式>
[0034](结构)
[0035]1.燃气轮机设备
[0036]首先，参照附图对具备本实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机设备进行说明。
[0037]图1是具备本实施方式的燃气轮机燃烧器2的发电用燃气轮机设备1000的整体结构图。如图1所示，燃气轮机设备1000具备燃气轮机及发电机20。燃气轮机具备压缩机
1、燃气轮机燃烧器2及涡轮机3。
[0038]压缩机I对通过吸气部(未图示)吸入的吸入空气100加压而生成高压空气101，并供给至燃气轮机燃烧器2。燃气轮机燃烧器2使从压缩机I供给的高压空气101与通过燃料系统200 (后述)供给的燃料混合并燃烧，产生高温的燃烧气体102并供给至涡轮机3。涡轮机3通过从燃气轮机燃烧器2供给的燃烧气体102膨胀而驱动。发电机20通过由涡轮机3得到的驱动力旋转而产生电力。在本实施方式中，压缩机1、涡轮机3及发电机20由一体的轴21相互连结，由涡轮机3的驱动得到的驱动力通过轴21传递至压缩机I及发电机20。
[0039]2.燃气轮机燃烧器
[0040]燃气轮机燃烧器2具备燃烧嘴5、燃烧器内衬10、套筒11、尾筒内筒12、尾筒外筒13、燃料系统201?204及头40。燃气轮机燃烧器2收纳在燃气轮机装置的箱4的内部。在燃气轮机燃烧器2上设置燃烧嘴5，在该燃烧嘴5的燃烧气体102的流动方向的下游侧且燃气轮机燃烧器2的内部配设隔开从压缩机I供给的高压空气101与由燃气轮机燃烧器2生成的燃烧气体102的圆筒状的燃烧器内衬10。
[0041]在燃烧器内衬10的外周侧设有覆盖燃烧器内衬10的圆筒状的套筒11。形成于燃烧器内衬10与套筒11之间的环状空间构成从压缩机I供给至燃气轮机燃烧器2的高压空气101流动的流道48。
[0042]在形成于燃烧器内衬10的内侧的燃烧室50，燃烧从燃烧嘴5喷出的高压空气101与通过燃料系统200供给的燃料的混合气体。燃烧器内衬10的远离燃烧嘴5的一侧(燃烧气体102的流动方向的下游侧)插入尾筒内筒12的一端。尾筒内筒12将在燃烧室50中产生的燃烧气体102导入涡轮机3。尾筒内筒12的另一端与连接燃气轮机燃烧器2和涡轮机3的管道连接。在尾筒内筒12的外周侧设有覆盖尾筒内筒12的圆筒状的尾筒外筒13。套筒11的远离燃烧嘴5的一侧(燃烧气体102的流动方向的下游侧)插入尾筒外筒13的一端。尾筒外筒13在与尾筒内筒12之间构成环状的空间，其另一端向箱4内开口。尾筒内筒12与尾筒外筒13之间的空间构成从尾筒外筒13的另一端流入的高压空气101流动的流道47。
[0043]流入形成于尾筒内筒12与尾筒外筒13之间的流道47的高压空气101从尾筒内筒12的外壁面侧对尾筒内筒12进行对流冷却。另外，在流道47流动并流入形成于套筒11与燃烧器内衬10之间的环状的流道48的高压空气101用于设置在燃气轮机燃烧器2的内部的燃烧器内衬10的对流冷却。
[0044]在形成于套筒11与燃烧器内衬10之间的环状的流道48中流动的高压空气101的一部分从设于燃烧器内衬10的壁面的多个冷却孔(未图示)向燃烧器内衬10的内部流入，用于燃烧器内衬10的膜冷却。并且，未用于燃烧器内衬10的膜冷却的剩下的高压空气101在环状的流道48流动，并从设于燃气轮机燃烧器2的燃烧嘴5所具备的多个空气孔31作为燃烧空气供给至燃烧器内衬10内。之后，燃烧空气经过多个空气孔31从设于燃气轮机燃烧器2的燃烧嘴5喷出。
[0045]从四个燃料系统201?204向燃烧嘴5供给燃料。Fl?F4燃料系统20