CN108884762B - 燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

燃气轮机(1)具备：压缩机(2)，其生成压缩空气；机室(5)，其被导入压缩空气；燃烧器(3)，其生成燃烧气体；涡轮(4)，其由燃烧气体驱动；燃烧器冷却系统(6)，其具有能够相对于压缩机(2)独立地运转的副压缩机(62)、及抽出机室(5)内的空气并在由副压缩机(62)升压之后进行热交换的热交换器(61)，燃烧器冷却系统(6)将热交换后的空气向燃烧器(3)的筒体(30)的冷却通路(31)导入；以及燃烧器空气导入系统，其抽出在燃烧器冷却系统(6)中流通的空气并向燃烧器(3)内导入。

Description

燃气轮机
技术领域
本发明涉及燃气轮机。
本申请基于2016年3月30日申请的日本特愿2016-068018号而主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
通常的燃气轮机具备：对外部的空气进行压缩而生成高压空气的压缩机；使高压空气与燃料混合并燃烧而生成高温高压的燃烧气体的燃烧器；以及被燃烧气体驱动而旋转的涡轮。
作为在这样的燃气轮机中使用的燃烧器的一例，已知有下述专利文献1所记载的燃烧器。专利文献1的燃烧器主要具备供燃烧气体流通的燃烧筒和在燃烧筒内形成火焰的多个喷嘴。通过由喷嘴形成的火焰而在燃烧筒内产生高温高压的燃烧气体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-203146号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述那样的燃烧器的内部，在燃料与空气流通的过程中有时产生被称为返火的现象。返火是指，火焰传播至燃烧器内的在非预期的区域滞留的燃料而产生异常的燃烧的现象。
近年来，伴随着燃气轮机的性能提高，运转温度与以往相比处于上升的趋势，因此，上述的返火更加容易产生。另外，伴随着燃气轮机的运转温度的上升，存在NOx的产生量增大的可能性。
因此，针对即便在高温的运转条件下也能够充分地抑制返火的产生且能够降低NOx产生量这样的燃气轮机的需求日益增加。
本发明是为了解决上述课题而完成的，提供一种即便在高温下也能够稳定地运转的燃气轮机。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方案，燃气轮机具备：压缩机，其对外部空气进行压缩而生成压缩空气；机室，其被导入所述压缩空气；燃烧器，其使从所述机室内导入的所述压缩空气与燃料一起混合并燃烧而生成燃烧气体，并且具有供该燃烧气体在内侧通过的筒体；涡轮，其由所述燃烧气体驱动；燃烧器冷却系统，其具有能够相对于所述压缩机独立地运转的副压缩机、以及抽出所述机室内的空气并在由所述副压缩机升压之后进行热交换的热交换器，所述燃烧器冷却系统将热交换后的空气向所述筒体的冷却通路导入；以及燃烧器空气导入系统，其抽出在所述燃烧器冷却系统中流通的空气并向所述燃烧器内导入。
根据该结构，通过燃烧器空气导入系统，抽出在燃烧器冷却系统中流通的空气的一部分。通过将该抽出的空气向燃烧器内导入，由此能够降低在该燃烧器内的各部分产生空气、燃料气体的滞留或停滞等的可能性。由此，能够抑制返火。
根据本发明的第二方案，在上述燃气轮机中也可以为，所述燃烧器空气导入系统将从所述燃烧器冷却系统中的比所述热交换器靠所述机室侧的抽气位置抽出的空气向所述燃烧器内导入。
根据该结构，由于抽气位置位于比热交换器靠机室侧的位置，因此，在燃烧器空气导入系统中流动的空气的压力变得与机室内的压缩空气相同。即，不设置其他压缩机等就能够向燃烧器内的压力比较低的部位导入空气。
根据本发明的第三方案，在上述燃气轮机中也可以为，所述燃烧器空气导入系统将从所述燃烧器冷却系统中的比所述热交换器靠所述冷却通路侧的抽气位置抽出的空气向所述燃烧器内导入。
根据该结构，抽气位置处于比热交换器靠冷却通路侧的位置。即，能够将由副压缩机压缩后的空气向燃烧器空气导入系统引导。由此，针对燃烧器中的压力比较高的部位也能够稳定地导入空气。
根据本发明的第四方案，在上述燃气轮机中也可以为，所述燃烧器具有：外筒，其设置在所述筒体的外周侧，在该外筒与该筒体的外周面之间形成供所述压缩空气流通的空气流路；以及栓，其形成有在所述空气流路中沿着与所述压缩空气的流通方向交叉的方向喷射所述燃料的喷射孔，在所述栓上形成有栓空气孔，该栓空气孔将从所述燃烧器空气导入系统供给来的空气朝向所述压缩空气的流通方向下游侧喷射。
根据该结构，由于在栓上设置有栓空气孔，因此，能够向该栓的周围供给空气。尤其是在栓的下游侧(压缩空气的流通方向上的下游侧)，容易形成停滞点，因此，存在含有大量燃料的空气滞留的可能性。然而，根据上述的结构，能够利用从栓空气孔供给来的空气将这样的滞留或停滞向下游侧推挤。由此，能够降低在栓的下游侧产生返火的可能性。
根据本发明的第五方案，在上述燃气轮机中也可以为，所述燃烧器具有：第一喷嘴，其向所述筒体内供给所述燃料，使所述燃料与所述压缩空气混合并燃烧；以及第一旋流器，其设置在所述第一喷嘴的外周侧，使所述燃烧气体产生旋涡，在所述第一喷嘴的前端形成有第一喷嘴空气孔，该第一喷嘴空气孔朝向所述旋涡的涡旋中心喷射从所述燃烧器空气导入系统供给来的空气。
在第一喷嘴前端的下游侧，通过上述的第一旋流器而产生旋涡(回旋流)。在包含这样的回旋流或涡旋的中心的区域，存在含有大量燃料的空气滞留的情况。然而，根据上述的结构，由于在第一喷嘴的前端形成有第一喷嘴空气孔，因此，能够朝向涡旋中心供给空气。通过该空气的流动，能够将在涡旋中心滞留的空气(含有大量燃料的空气)向下游侧推挤。因此，能够降低在第一喷嘴的下游侧产生返火或产生非预期的燃烧区域的可能性。
根据本发明的第六方案，在上述燃气轮机中也可以为，所述燃烧器具有第二喷嘴，该第二喷嘴与所述第一喷嘴平行地设置，且形成有喷射用于对该第一喷嘴点火的燃料的第二喷嘴喷射孔，在所述第二喷嘴上形成有第二喷嘴空气孔，该第二喷嘴空气孔以从外周侧包围所述第二喷嘴喷射孔的方式形成，且喷射从所述燃烧器空气导入系统供给来的空气。
根据该结构，在第二喷嘴形成有从外周侧包围第二喷嘴喷射孔的第二喷嘴空气孔。由此，能够降低含有大量燃料的空气在第二喷嘴喷射孔的周围滞留的可能性。此外，通过向第二喷嘴喷射孔的周围供给空气，能够实现实质上与预混合燃烧同等的燃烧条件。由此，例如在燃气轮机的负荷高的情况下等，能够降低NOx产生量。
发明效果
根据本发明，可提供一种即便在高温下也能够稳定地运转的燃气轮机。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机的结构的图。
图2是示出本发明的第一实施方式的燃烧器的结构的图。
图3是本发明的第一实施方式的燃烧器的主要部分放大图。
图4是示出本发明的第一实施方式的栓的结构的剖视图。
图5是图4中的V-V线向视图。
图6是示出本发明的第一实施方式的栓的变形例的剖视图。
图7是图6中的VII-VII线向视图。
图8是本发明的第二实施方式的燃烧器(第一喷嘴)的主要部分放大图。
图9是图10的IX-IX线向视图。
图10是本发明的第三实施方式的燃烧器(第二喷嘴)的主要部分放大图。
具体实施方式
[第一实施方式]
参照图1至图7对本发明的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的燃气轮机1具备压缩机2、燃烧器3、涡轮4、机室5、燃烧器冷却系统6以及燃烧器空气导入系统7。
压缩机2对外部空气进行压缩而生成高压的压缩空气。更详细而言，压缩机2具有绕主轴线Am旋转的压缩机转子8和从外周侧覆盖压缩机转子8的压缩机机室9。涡轮4具有绕主轴线Am旋转的涡轮转子10和从外周侧覆盖涡轮转子10的涡轮机室11。压缩机转子8与涡轮转子10通过在主轴线Am上一体地连接而形成燃气轮机转子12。另外，压缩机机室9与涡轮机室11通过相互连结而形成燃气轮机机室5(以下有时仅称为机室5。)。作为一例，在燃气轮机转子12的一端连接有发电机13。通过燃气轮机转子12的旋转而驱动发电机13，从而将电力向外部取出。燃烧器3通过使燃料在由上述的压缩机2生成的压缩空气中燃烧而生成高温高压的燃烧气体。
如图2所示，燃烧器3具有供燃烧气体在内部通过的燃烧筒30(筒体)。本实施方式的燃烧筒30具有双重管结构。燃烧筒30的内周侧的管与外周侧的管之间的空间成为冷却通路31。通过后述的燃烧器冷却系统6而供给的空气在该冷却通路31内流通。由此，能够保护暴露于燃烧气体的高温中的燃烧筒30避免受到热的影响。
燃烧器冷却系统6具有：将上述的机室5内的空间与燃烧筒30的冷却通路31连接的第一管线60；设置在该第一管线60上的热交换器61及副压缩机62。第一管线60的一端侧通过与机室5内连通而抽出在该机室5内流通的压缩空气的一部分。热交换器61使抽出的压缩空气与外部的空气之间进行热交换。由热交换器61热交换后的空气被副压缩机62升压而成为冷却空气。需要说明的是，该副压缩机62与上述的压缩机2分开设置，并且能够相对于该压缩机2独立地运转。
燃烧器空气导入系统7具有：将上述的第一管线60上的热交换器61的上游侧的抽气位置P与燃烧器3内连接的第二管线70；以及设置在该第二管线70上的流量调整阀71。在第二管线70中流通的空气在燃烧器3内均与燃料分开地分别向后述的栓38、第一喷嘴34、第二喷嘴35供给。
接着，参照图3对燃烧器3的详细结构进行说明。燃烧器3具有燃烧筒30、旋流器支承筒32、外筒33、第一喷嘴34以及第二喷嘴35。燃烧筒30形成为沿着中心轴线Ac延伸的筒状。旋流器支承筒32安装在燃烧筒30的一端侧。外筒33安装在旋流器支承筒32的一端侧。第一喷嘴34以及第二喷嘴35在燃烧筒30内被外筒33支承。需要说明的是，在以下的说明中，相对于旋流器支承筒32而言将外筒33所处的一侧称为上游侧。相对于旋流器支承筒32而言将燃烧筒30所处的一侧称为下游侧。
旋流器支承筒32具有比燃烧筒30小的外径尺寸。旋流器支承筒32的包含另一端部的部分贯穿燃烧筒30的内周侧。燃烧筒30借助连接构件36以无法脱落的方式固定于旋流器支承筒32。
外筒33是以堵塞形成于机室5的燃烧器贯穿孔50的方式设置的有底筒状的构件。外筒33具有：对上述的第二喷嘴35及第一喷嘴34进行支承的喷嘴台33A；以及将喷嘴台33A固定支承于机室5的外筒主体33B。
喷嘴台33A是以中心轴线Ac为中心而形成为大致圆盘状的构件，在包含其中心点的区域贯穿有一个第二喷嘴35。此外，多个第一喷嘴34沿着中心轴线Ac的周向相互隔开间隔地排列在第二喷嘴35的外周侧。第一喷嘴34及第二喷嘴35均形成为大致管状。从燃料供给源供给的燃料在第一喷嘴34及第二喷嘴35的内部流通。
在外筒主体33B的下游侧的面设置有与机室5的内壁嵌合的嵌合凸部33C。嵌合凸部33C从外筒主体33B的底部朝向下游侧突出。嵌合凸部33C的内周侧的面与上述的旋流器支承筒32的外周面隔开间隙地对置。该间隙成为用于将机室5内的压缩空气向燃烧器3内引导的空气流路FC。此外，将嵌合凸部33C的内周面与底部连接的部分形成为弯曲形状。另外，在旋流器支承筒32的上游侧端部与外筒主体33B的底部之间形成有间隙。由此，沿着空气流路FC从下游侧引导到上游侧的压缩空气被导入旋流器支承筒32的内侧。
此外，在外筒主体33B的内周面安装有用于向空气流路FC中供给燃料的栓37。栓37是以从外筒主体33B的内周面突出的方式设置的棒状的喷嘴。更详细而言，如图4、图5所示，栓37呈双重管结构。栓37具有供燃料F在内部流通的栓内管38A和设置在栓内管38A的外周侧的栓外管38B。
在栓内管38A与栓外管38B之间形成有沿着这些管的径向扩宽的间隙(栓空气流路38C)。该栓空气流路38C与上述的燃烧器空气导入系统7中的第二管线70连通。在第二管线70中流通的压缩空气在该栓空气流路38C内流通。在栓外管38B的延伸中途，设置有将该栓空气流路38C内的空气朝向外部喷射的栓空气孔38D。
此外，在栓外管38B的外周面，形成有将栓内管38A内与外部连通且喷射燃料的多个(两个)喷射孔38E。在本实施方式中，这两个喷射孔38E朝向与栓内管38A的延伸方向正交的方向开口。另外，两个喷射孔38E朝向在栓外管38B的直径方向上相互分离的方向开孔。
这样构成的栓37按照以下的姿势固定在外筒主体33B上。即，如图5所示，两个喷射孔38E朝向与空气流路FC中的压缩空气的流通方向交叉(正交)的方向开孔。栓空气孔38D朝向该压缩空气流去的方向开孔。
接着，对本实施方式的燃气轮机1的动作进行说明。当起动燃气轮机1时，首先，通过未图示的动力源对压缩机2进行驱动。通过压缩机2驱动而生成高压的压缩空气。压缩空气通过机室5内的空间而导入燃烧器3内。在燃烧器3内，向压缩空气中混合燃料之后，经过点火器(未图示)的点火，形成燃烧火焰。由此，生成高温高压的燃烧气体。燃烧气体进而通过机室5内的空间而导入后续的涡轮4内，驱动涡轮4进行旋转。由此，与涡轮转子10的轴端连结的发电机13等外部设备被驱动。
然而，在上述那样的燃气轮机1的运转中，通常燃烧气体的温度达到1500℃前后。为了在这样的高温环境下持续且稳定地进行运转，需要采用保护燃烧器3的各构件避免受到辐射热等的影响的措施。于是，在本实施方式的燃气轮机1中，通过上述的燃烧器冷却系统6对燃烧器3的一部分进行冷却。更具体而言，通过第一管线60而抽出机室5内的压缩空气的一部分之后，经由热交换器61的热交换和副压缩机62的压缩，向燃烧筒30的冷却通路31内供给该被抽出的压缩空气。由此，能够充分地保护燃烧筒30避免受到上述的辐射热等的影响。
另一方面，伴随着近年来的燃气轮机运转温度的上升，还担心在燃烧器3的各部分产生返火等现象。尤其是栓37沿着与压缩空气的流通方向交叉的方向延伸。因此，有时在栓外管38B的外周面上的下游侧的区域会形成停滞点。在从栓37喷射出的包含燃料的压缩空气滞留于这样的停滞点的情况下，燃烧筒30内的燃烧火焰在传播之后有时会被保焰。
然而，在本实施方式的栓37中，形成有朝向栓外管38B的下游侧开孔的栓空气孔38D。从栓空气孔38D通过燃烧器空气导入系统7而喷射机室5内的压缩空气。利用该压缩空气，能够将在栓外管38B的下游侧滞留的空气、燃料朝向下游侧推挤。即，充分地降低了在栓37的周边产生返火的可能性，由此，即便在高温环境下，也能够使燃气轮机l稳定地运转。
以上，对本发明的第一实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的主旨的范围内能够对上述结构加以各种变更。
例如，在上述实施方式中构成为，通过将栓37设为双重管结构而对燃料与空气独立地进行喷射。然而，栓37的方式不局限于此，也可以采用图6与图7所示的结构。
如图7所示，本变形例中的栓37(栓外管38B)在其内侧具有供燃料流通的燃料流路34C以及与燃料流路34C在栓37的直径方向上分离地设置的空气流路FC。从燃料流路34C供给来的燃料通过喷射孔38E向外部喷射。从空气流路FC通过栓空气孔38D向外部喷射空气。
根据这样的结构，除了能够获得与上述的第一实施方式同样的作用效果之外，还能够利用一个构件一体地形成栓37。因此，能够实现部件个数的削减和与此相伴的维护性的提高。
[第二实施方式]
接着，参照图8对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式在以下方面与上述第一实施方式不同。即，在本实施方式的燃烧器203中，从燃烧器空气导入系统7向第一喷嘴34供给空气。
更详细而言，如图8所示，第一喷嘴34具备：供燃料及压缩空气流通的筒状的第一喷嘴主体34A；以及比该第一喷嘴主体34A靠上游侧设置的第一旋流器MS。第一喷嘴主体34A从上游侧朝向下游侧延伸，并且，其下游侧的端部形成为随着从上游侧朝向下游侧而逐渐地缩径的尖头状。
在比第一喷嘴主体34A的下游侧端部稍靠上游侧的部分形成有用于喷射燃料的多个第一喷嘴喷射孔34B。第一喷嘴喷射孔34B在第一喷嘴主体34A的周向上隔开等间隔地排列。另外，在第一喷嘴主体34A的内部形成有用于使燃料流通的燃料流路34C。燃料流路34C呈与中心轴线Ac平行的直线状而延伸。第一喷嘴喷射孔34B相对于该燃料流路34C呈一定的角度。
此外，在第一喷嘴主体34A的下游侧端部(前端)形成有用于喷射压缩空气的第一喷嘴空气孔34D。第一喷嘴空气孔34D与形成在第一喷嘴主体34A的内部的第一喷嘴空气流路34E连通。该第一喷嘴空气流路34E的上游侧与上述的燃烧器空气导入系统7连接。即，从该第一喷嘴空气孔34D喷射自燃烧器空气导入系统7流通来的空气。
第一旋流器MS设置在第一喷嘴主体34A的外周面上的比上述的第一喷嘴喷射孔34B靠上游侧的位置。第一旋流器MS具有在第一喷嘴主体34A的周向上隔开等间隔地排列的多个旋流器叶片。在从第一喷嘴主体34A的径向观察时，各个旋流器叶片相对于第一喷嘴主体34A的延伸方向呈一定的角度。由此，从第一喷嘴34的上游侧流来的压缩空气被附加了旋涡成分(回旋流成分)。更具体而言，由第一旋流器MS产生了旋涡的流动一边在第一喷嘴34的周向上回旋一边从上游侧朝向下游侧流动。
针对如以上那样构成的燃烧器203的动作进行说明。首先，在燃烧器203的通常运转中，从第一喷嘴34的上游侧供给来的机室5内的压缩空气通过第一喷嘴34的外周侧的空间而流动。此时，由于在第一喷嘴34设置有第一旋流器MS，因此，该压缩空气的流动中包含上述的旋涡成分。
相对于包含旋涡成分的压缩空气的流动而言在更靠下游侧的区域混合从第一喷嘴喷射孔34B喷射出的燃料，生成预混合气体。由上述的第二喷嘴35形成的火焰向该预混合气体传播。由此，预混合气体被点火，形成在燃烧筒30内从上游侧朝向下游侧延伸的预混合燃烧火焰，并且，生成高温高压的燃烧气体。
在此，由于对预混合气体附加有上述的由第一旋流器MS形成的旋涡成分，因此，预混合燃烧火焰及燃烧气体也形成沿第一喷嘴34的周向回旋的流动。因此，在第一喷嘴34前端的延长线上形成旋涡的涡旋中心。在上述的预混合气体被捕捉而滞留于这样的涡旋中心的情况下，可能导致下游侧的火焰传播而产生返火。
然而，在本实施方式的燃烧器203中，如上述那样在第一喷嘴主体34A的前端形成有第一喷嘴空气孔34D。因此，能够从该第一喷嘴空气孔34D朝向涡旋中心喷射压缩空气。由此，能够增加涡旋中心的从上游侧向下游侧的流速成分。因此，能够降低预混合气体在涡旋中心滞留的可能性。同时，也能够利用供给来的压缩空气来降低涡旋中心的燃料浓度。因此，根据本实施方式的燃烧器203，能够充分地降低在第一喷嘴34的周边产生返火的可能性。
[第三实施方式]
接着，参照图9、图10对本发明的第三实施方式进行说明。在本实施方式的燃烧器303中，从燃烧器空气导入系统7向第二喷嘴35供给压缩空气。
更详细而言，如图9所示，第二喷嘴35具有双重管结构。第二喷嘴35具有第二喷嘴内侧管35A和第二喷嘴外侧管35B。第二喷嘴内侧管35A沿着中心轴线Ac延伸。第二喷嘴内侧管35A在内部形成有供燃料流通的燃料流路334C。第二喷嘴外侧管35B与第二喷嘴内侧管35A同轴设置。第二喷嘴外侧管35B从外侧覆盖第二喷嘴内侧管35A。
第二喷嘴内侧管35A形成为圆筒状。在第二喷嘴内侧管35A的下游侧的端面形成有朝向下游侧开口的多个第二喷嘴喷射孔35C。更详细而言，如图10所示，这些第二喷嘴喷射孔35C在中心轴线Ac的周向上隔开等间隔地排列有多个。在本实施方式中形成有八个第二喷嘴喷射孔35C。
在第二喷嘴内侧管35A的内部且比上述的第二喷嘴喷射孔35C靠内周侧的位置，设置有以中心轴线Ac为中心而呈圆筒状的隔壁35D。在该隔壁35D与第二喷嘴内侧管35A的内周面之间，形成有沿中心轴线Ac的径向扩宽的空间。该空间成为用于供燃料流通的燃料流路334C。
第二喷嘴外侧管35B设置为从中心轴线Ac的外周侧及下游侧覆盖第二喷嘴内侧管35A。在第二喷嘴外侧管35B与第二喷嘴内侧管35A之间设置有多个间隔件35E。利用该间隔件35E，在第二喷嘴内侧管35A与第二喷嘴外侧管35B之间形成有空间。该空间通过与上述的燃烧器空气导入系统7连通而成为供压缩空气流通的第二喷嘴空气流路35F。在第二喷嘴空气流路35F上设置有用于调整该流路中的空气流量的流量调整阀71。
在第二喷嘴外侧管35B的下游侧的端面，形成有在与上述的第二喷嘴喷射孔35C相同的周向位置处开孔的多个(八个)第二喷嘴空气孔35G。各个第二喷嘴空气孔35G具有比第二喷嘴喷射孔35C大的孔径。即，如图10所示，在从中心轴线Ac方向观察的情况下，第二喷嘴喷射孔35C的外周侧被第二喷嘴空气孔35G的开孔端缘包围。
需要说明的是，这些第二喷嘴喷射孔35C及第二喷嘴空气孔35G均朝向相对于中心轴线Ac稍微倾斜的方向开孔。具体而言，随着从上游侧朝向下游侧，第二喷嘴喷射孔35C及第二喷嘴空气孔35G以朝向径向外侧的方式开孔。此外，在本实施方式中，第二喷嘴喷射孔35C的下游侧端部从第二喷嘴内侧管35A的下游侧端面朝向下游侧稍微突出。
另外，在第二喷嘴外侧管35B的外周面上，与上述的第二实施方式中的第一旋流器MS同样地设置有第二旋流器PS。第二旋流器PS具有在中心轴线Ac的周向上隔开间隔地排列的多个旋流器叶片。通过该第二旋流器PS，向沿着第二喷嘴35的外周面从上游侧流来的压缩空气附加了旋涡成分。
接着，对本实施方式的燃烧器303的动作进行说明。在燃烧器303的运转中，自机室5内供给的压缩空气沿着第二喷嘴35的外周面从上游侧朝向下游侧流通。此外，通过燃料流路334C供给来的燃料通过第二喷嘴喷射孔35C向下游侧喷射。该燃料由未图示的点火装置点火，产生扩散燃烧火焰(引燃火焰)。该引燃火焰通过向从第一喷嘴34供给来的预混合气体传播而形成上述的预混合燃烧火焰，产生高温高压的燃烧气体。
此外，在本实施方式中，在从第二喷嘴喷射孔35C喷射的燃料的流动中，通过上述的第二喷嘴空气孔35G供给压缩空气。即，能够从第二喷嘴35喷射压缩空气与燃料预混合后的状态的气体。另外，通过在第二喷嘴空气流路35F的延长上设置有流量调整阀71，从而能调整压缩空气的流量。
根据这样的结构，例如在燃气轮机1以低负荷带运转的情况下等、需要稳定的燃烧时，通过将上述压缩空气的流量设为零，从而能够使引燃火焰成为扩散燃烧火焰。
另一方面，在燃气轮机1以高负荷带运转的情况下等、欲降低NOx生成量时，通过从第二喷嘴空气孔35G供给压缩空气，从而能够从第二喷嘴35吹出预混合气体。即，除了第一喷嘴34之外，通过第二喷嘴35也能够实现与预混合燃烧同等的燃烧条件。这样，能够根据燃气轮机1的运转状态而调整由第二喷嘴35形成的火焰的特性。因此，能够更加稳定且有效地使燃气轮机1运转。
此外，如上所述，在从第二喷嘴空气孔35G喷射的压缩空气的作用下，第二喷嘴35附近处的流体的流速增加。其结果是，能够充分地降低高浓度的燃料滞留在该区域或者对该滞留的燃料成分点火而产生返火的可能性。
以上，参照附图对本发明的各实施方式进行了说明。需要说明的是，上述的结构只不过是一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。
例如，第二喷嘴35与第一喷嘴34的相对位置关系不受到上述实施方式的限定，也能够根据设计或规格而采用其他方式。另外，燃烧器3、燃烧器203、燃烧器303并非局限于设置于燃气轮机1，只要是通常的需要燃烧的机械装置，在任何装置中都能够中应用。
另外，在上述实施方式中，作为向燃烧器空气导入系统7供给压缩空气的供给源而以从燃烧器冷却系统6进行抽气的结构为例进行了说明。然而，也可以采用向燃烧器空气导入系统7直接引导机室5内的压缩空气的结构。
此外，在上述实施方式中，针对从燃烧器冷却系统6中的比热交换器61靠机室5侧的抽气位置P抽出压缩空气的例子进行了说明。然而，也可以采用从燃烧器冷却系统6中的比热交换器61靠冷却通路31侧的其他抽气位置P抽出压缩空气的结构。在该结构中，抽气位置P位于比热交换器61靠冷却通路31侧的位置。即，能够将由副压缩机62压缩后的空气向燃烧器空气导入系统7引导。由此，能够针对燃烧器3中的压力比较高的部位稳定地导入空气。
工业实用性
根据上述燃气轮机，可提供即便在高温下也能够稳定地运转的燃气轮机。
附图标记说明
1 燃气轮机
2 压缩机
3 燃烧器
4 涡轮
5 机室
6 燃烧器冷却系统
7 燃烧器空气导入系统
8 压缩机转子
9 压缩机机室
10 涡轮转子
11 涡轮机室
12 燃气轮机转子
13 发电机
30 燃烧筒
31 冷却通路
32 旋流器支承筒
33 外筒
34 第一喷嘴
35 第二喷嘴
36 连接构件
37 栓
50 燃烧器贯穿孔
60 第一管线
61 热交换器
62 副压缩机
70 第二管线
71 流量调整阀
203 燃烧器
303 燃烧器
334C 燃料流路
33A 喷嘴台
33B 外筒主体
33C 嵌合凸部
34A 第一喷嘴主体
34B 第一喷嘴喷射孔
34C 燃料流路
34D 第一喷嘴空气孔
34E 第一喷嘴空气流路
35A 第二喷嘴内侧管
35B 第二喷嘴外侧管
35C 第二喷嘴喷射孔
35D 隔壁
35E 间隔件
35F 第二喷嘴空气流路
35G 第二喷嘴空气孔
PS 第二旋流器
38A 栓内管
38B 栓外管
38C 栓空气流路
38D 栓空气孔
38E 喷射孔
Ac 中心轴线
Am 主轴线
FC 空气流路
MS 第一旋流器
P 抽气位置。

Claims (3)

1.一种燃气轮机，其中，
所述燃气轮机具备：
压缩机，其对外部空气进行压缩而生成压缩空气；
机室，其被导入所述压缩空气；
燃烧器，其使从所述机室内导入的所述压缩空气与燃料一起混合并燃烧而生成燃烧气体，并且具有供该燃烧气体在内侧通过的筒体；
涡轮，其由所述燃烧气体驱动；
燃烧器冷却系统，其具有能够相对于所述压缩机独立地运转的副压缩机、以及抽出所述机室内的空气并在由所述副压缩机升压之前进行热交换的热交换器，所述燃烧器冷却系统将热交换后的空气向所述筒体的冷却通路导入；以及
燃烧器空气导入系统，其抽出在所述燃烧器冷却系统中流通的空气并向所述燃烧器内导入，
所述燃烧器冷却系统具有将所述机室内的空间与所述冷却通路连接的第一管线，
所述副压缩机及所述热交换器配置于所述第一管线，
所述燃烧器空气导入系统具有以将在由所述热交换器热交换之前在所述第一管线中流通的空气导入所述燃烧器内的方式将所述第一管线上的所述热交换器与所述机室之间和所述燃烧器连接的第二管线，
所述燃烧器具有：
外筒，其设置在所述筒体的外周侧，在该外筒与该筒体的外周面之间形成供所述压缩空气流通的空气流路；以及
栓，其形成有在所述空气流路中沿着与所述压缩空气的流通方向交叉的方向喷射所述燃料的喷射孔，
在所述栓上形成有栓空气孔，该栓空气孔将从所述燃烧器空气导入系统供给来的空气朝向所述压缩空气的流通方向下游侧喷射，
所述栓空气孔与所述第二管线连接。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其中，
所述燃烧器具有：
第一喷嘴，其向所述筒体内供给所述燃料，使所述燃料与所述压缩空气混合并燃烧；以及
第一旋流器，其设置在所述第一喷嘴的外周侧，使所述燃烧气体产生旋涡，
在所述第一喷嘴的前端形成有第一喷嘴空气孔，该第一喷嘴空气孔朝向所述旋涡的涡旋中心喷射从所述燃烧器空气导入系统供给来的空气，
所述第一喷嘴空气孔与所述第二管线连接。
3.根据权利要求2所述的燃气轮机，其中，
所述燃烧器具有第二喷嘴，该第二喷嘴与所述第一喷嘴平行地设置，且形成有喷射用于对该第一喷嘴点火的燃料的第二喷嘴喷射孔，
在所述第二喷嘴上形成有第二喷嘴空气孔，该第二喷嘴空气孔以从外周侧包围所述第二喷嘴喷射孔的方式形成，且喷射从所述燃烧器空气导入系统供给来的空气。
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