연료 연소장치가 개시된다. 개시된 연료 연소장치는 1차연료 분사체 및 상기 1차연료 분사체 주위에 배치되는 둘 이상의 2차연료 분사체를 구비하는 연료분사모듈, 상기 연료분사모듈로 산화제를 공급하는 공기주입모듈, 및 상기 연료분사모듈로 연료를 공급하는 연료공급모듈을 포함하되, 상기 2차연료 분사체는 상기 1차연료 분사체를 중심으로 하여 원주 상에 방사상으로 배치되고, 상기 1차연료 분사체로부터 1차공간이 형성되고, 상기 1차공간과 이격되어 상기 2차연료 분사체로부터 2차공간이 형성되어져, 다단 화염이 형성되는 것을 특징으로 한다.상기 연료 연소장치는 연료분사체의 물리적 구조에 따른 부분산화에 의한 화염형성으로 인해 연료농후영역인 1차 공간과 연료희박영역인 2차 공간이 명확하게 구분된 형태로서, 화염 내 국부적인 고온영역을 최소화하여 Thermal NOx 생성을 최대한 억제하게 되며, 추가적으로 전체 연료량의 약 50% 이하를 부분 산화반응에 의한 가연성 가스 상태로 전환함에 따라 연료 중 질소 성분의 산화에 의한 Fuel NOx 생성을 원천적으로 저감할 수 있다.