[发明专利]烧嘴、燃烧器以及燃气轮机

说明书

烧嘴(6)从远离燃烧室(48)的基端侧向靠近所述燃烧室(48)的末端侧喷射燃料和空气的混合物，烧嘴(6)具备：燃料通路(76、78、80)，其具有在基端侧和末端侧之间使燃料折回并流通的第一连接通路(80)；第三通路(82)，其以包围所述燃料通路(76、78、80)的方式形成；第二连接通路(84)，其将通过了所述燃料通路(76、78、80)后的燃料从基端侧向末端侧导入到所述第三通路(82)；以及空气供给孔(62)，其在基端侧向所述第三通路(82)供给空气。因此，能够以简单的结构防止回火。

技术领域

本发明涉及烧嘴、燃烧器以及燃气轮机。

背景技术

作为燃气轮机之一，有一种具有燃烧器(DLE燃烧器)的燃气轮机，该燃烧器采用了稀薄预混燃烧方法(干式低排放(Dry Low Emission)燃烧方法)。该燃烧方法是在使预先混合了燃料和空气的预混合气进行燃烧的预混燃烧方式中，通过使预混合气进一步稀薄化，从而抑制对环境有害的NOx的排放量。对NOx的排放量设有严格的限制，因该排放量的限制而限定了进行燃烧的燃料的负载范围，并限定了烧嘴的使用范围。因此，如此在能够扩大烧嘴的使用范围的观点上，稀薄预混燃烧方法是很有效的。

从防止地球变暖以及有效利用资源的观点看，在燃气轮机中，除了利用燃气轮机的主要燃料即天然气之外，还期望利用从石油化学工厂等制造过程中产生的次要的副产物氢气。

然而，氢气比天然气的燃烧速度快。因此，对包含氢气的燃料进行燃烧的烧嘴与仅使天然气燃烧的烧嘴相比，火焰可能会进入到烧嘴主体内(该现象称为“回火”)，并烧毁烧嘴主体。

为了解决该问题，专利文献1公开了一种组合了防止回火技术的燃气轮机用预混燃烧器。该预混燃烧器是在预混合气的喷射口(环状喷嘴)的壁面附近设置冷却流路，在该冷却流路内使水等制冷剂循环，从而在壁面附近形成低温灭火区域，在此处对进入到喷射口内的火焰进行灭火。

然而，专利文献1的预混燃烧器需要有制冷剂流路、制冷剂循环量控制单元等多种设备。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-26352号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的问题在于：提供一种利用简单的结构就能够防止回火的烧嘴、燃烧器以及燃气轮机。

用于解决问题的方案

本发明的第一方式是提供一种烧嘴，所述烧嘴从远离燃烧室的基端侧向靠近燃烧室的末端侧喷射燃料和空气的混合物，具备：燃料通路，其具有在基端侧和末端侧之间使燃料折回并流通的折回部；预混合气通路，其以包围所述燃料通路的方式形成；燃料导入部，其将通过了所述燃料通路后的燃料从基端侧向末端侧导入到所述预混合气通路；以及空气供给部，其在基端侧向所述预混合气通路供给空气。

根据该烧嘴，氢气等低温燃料在燃料通路内所设的折回部中流通，能够对燃料通路的外周进行充分冷却。因而，即使火焰进入到以包围燃料通路的方式形成的预混合气通路(烧嘴主体内部)，也会与燃料通路的外周干扰而被灭火，因此能够防止回火。像这样，通过以简单的结构、且将燃料有效利用于冷却，就能够有效地防止回火。

该烧嘴还可以具备燃料供给部，该燃料供给部将包含氢气的多种燃料供给于所述燃料通路。

根据该烧嘴，由于设有折回部并形成很长的燃料流动的流路长度，因此，即使使用轻的且难以混合的氢气，也能够促进氢气与其他燃料的混合。

优选为所述燃料通路具有至少一个连通部，所述连通部对燃料通过所述折回部之前的所述燃料通路和通过之后的所述燃料通路进行连通。