[發(fā)明專利]具有稀釋孔的燃氣輪機過渡件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910165587.0
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN101644447A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設計）人: K·K·文卡塔拉曼;W·K·赫斯勒;P·波波維克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;曹 若

技術領域

本發(fā)明涉及燃氣輪機燃燒器技術，更具體地涉及用于使熱燃燒氣 體在渦輪燃燒器與第一級渦輪噴嘴之間流動的過渡件。

背景技術

眾所周知，燃燒常規(guī)碳氫化合物燃料的燃氣輪機通常產(chǎn)生空氣污 染排放物。這些排放物通常是氮氧化物、一氧化碳和未燃的碳氫化合 物。同樣眾所周知的是，使分子態(tài)氮氧化和使一氧化碳氧化為二氧化 碳取決于渦輪燃燒器產(chǎn)生的熱氣流的溫度，該熱氣流經(jīng)過渡件流到第 一級噴嘴。為了提高與排放物相關的燃燒器性能，氣體溫度必須在充 足的時間期間足夠高以氧化一氧化碳，又不會太高以致產(chǎn)生過量的氮 氧化物。

已提出各種原理來將反應區(qū)溫度維持在形成NO_x的水平以下或 者通過減少高溫留置時間使得NO_x形成反應沒有足夠的時間發(fā)生，或 兩者兼?zhèn)洹Ｒ环N降低燃燒器中的反應區(qū)溫度的方法是在燃燒前提供稀 薄的燃料-空氣混合物。該稀薄的混合物可至少部分地通過供應稀釋空 氣到燃燒器襯套以吸收熱量并將溫升降低至熱NO_x不會形成的水平 來實現(xiàn)。然而，在很多情形中，即使具備稀薄的預混燃料和空氣，但 是溫度太高致使產(chǎn)生不期望的排放物。

也已提出供應稀釋空氣到燃燒器與第一級噴嘴之間的過渡件。例 如，在一種現(xiàn)有技術的過渡件中，兩個稀釋孔定位在過渡件的出口附 近、靠近第一級噴嘴。

在共有的公報No.US?2005/0204741A1中，提供了一種過渡件稀 釋空氣處理系統(tǒng)，其有助于稀釋混合和減少排放。具體而言，該稀釋 空氣處理系統(tǒng)在預定的軸向和周向位置處提供稀釋空氣射流到過渡 件中，以在有效利用壓縮機排氣的同時優(yōu)化減少排放物。然而，各種 現(xiàn)有技術方案還是存在不期望的排放物的問題。

發(fā)明內(nèi)容

在一個示范性但非限制性的實施例中，本發(fā)明涉及一種燃氣輪機 過渡件，其包括：具有前端和后端的通道本體，該通道本體限定用于 限制燃燒產(chǎn)物流從燃燒器到渦輪第一級噴嘴的罩殼(enclosure)；以及 多個稀釋孔，其形成在通道本體中，位于表1所列的選定的X、Y、Z 坐標組所限定的位置處，該X、Y、Z坐標從位于過渡件出口平面中 心處的零基準點起測量。

在另一方面，本發(fā)明涉及一種燃氣輪機過渡件，其包括：具有前 端和后端的通道本體，該通道本體限定用于限制燃燒產(chǎn)物流從燃燒器 到渦輪第一級噴嘴的罩殼；以及多個稀釋孔，該多個稀釋孔形成在所 述通道本體中，位于在表1所列X、Y、Z坐標組中的選定組所限定 的位置處，該X、Y、Z坐標組從在過渡件后端位于出口平面中心處 的原點測量，其中，該通道本體的長度大致為20英寸，且其中，該 多個稀釋孔的直徑在0.3英寸到1.75英寸的范圍內(nèi)。

在再一方面，本發(fā)明涉及一種燃氣輪機過渡件，其包括：具有前 端和后端且長度大致為20英寸的通道本體，該本體限定用于限制燃 燒產(chǎn)物流從燃燒器到渦輪第一級噴嘴的罩殼；以及5到17個形成在 該通道本體中的稀釋孔，其中，該多個稀釋孔的直徑在0.3英寸到1.75 英寸的范圍內(nèi)，并且組合的開口截面面積在2平方英寸到7.5平方英 寸之間，該稀釋孔的位置選自表1所列的X、Y和Z坐標組的任意組 合。

現(xiàn)在將結(jié)合鑒別如下的附圖描述本發(fā)明。

附圖說明

圖1是經(jīng)過常規(guī)的燃氣輪機燃燒器和過渡件的截面；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示范性但非限制性的實施例的結(jié)合了稀 釋孔的過渡件的俯視圖；以及

圖3是圖2所示的過渡件的側(cè)視圖；以及

圖4是圖2和圖3所示的過渡件的后端視圖，其中示出了基準出 口平面的原點。

具體實施方式