[發(fā)明專利]無帽式燃燒器組件中的橫移式燃料噴嘴

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010005233.2
• 申請日: 2010-01-12
• 公開（公告）號: CN101956975A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設計）人: L·B·小戴維斯;J·V·奇特諾;T·E·約翰遜;W·S·齊明斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/48;F23D14/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;劉華聯(lián)

背景技術

用于環(huán)式(annular)和環(huán)管式(can-annular)設計的重載燃氣渦輪的預混合干式低NOx(DLN)燃燒系統(tǒng)基于燃料分級、空氣分級或者兩者的結合。這使得該燃燒系統(tǒng)能夠在較廣泛的條件中操作。當與現(xiàn)代燃氣渦輪的負載循環(huán)相比時，預混合燃燒的窗口較窄。因此，盡管主體條件(bulk?condition)可將設計置于其操作限制(即排放、可燃性等)之外，但是燃燒系統(tǒng)內(nèi)的條件典型地是分級的，以產(chǎn)生穩(wěn)定燃燒的局部區(qū)域。

此外，分級給予“調節(jié)(tune)”燃燒系統(tǒng)使其遠離潛在地破壞性聲學不穩(wěn)定的機會。預混合系統(tǒng)可經(jīng)歷燃燒“動態(tài)”。改變火焰形狀、提供阻尼或者錯開燃料到火焰前鋒的對流時間的能力都被用作意圖控制這些事件發(fā)生的方法。然而，這些特征傾向于為不可調節(jié)的或者可僅僅以諸如排放的另一個基本邊界為代價而得以實施。

動態(tài)緩解是持續(xù)調查的源泉。許多燃燒器設計具有使燃料流分級(通常稱為“燃料分流”)的裝置，但這產(chǎn)生排放懲罰。其它設計具有多個燃料噴射面以產(chǎn)生對流時間的混合。再者，許多途徑是可能的，諸如燃料施壓(forcing)、諧振器、1/4波長管等等。

聲學不穩(wěn)定性是熱釋放波動與燃燒室的固有聲學模式的一個或更多個同時發(fā)生的指示。這些熱釋放波動與燃燒室相互作用的方式在很大程度上由火焰形狀和燃料/空氣混合物到火焰前鋒的傳送時間所確定。兩個參數(shù)通常通過改變?nèi)剂系饺紵鲀?nèi)多個噴嘴的分布而被操縱。如果噴嘴是在共同的軸平面上，那么主要作用是改變火焰形狀。反而，如果噴嘴處于不同的軸向位置，那么主要作用是改變對流時間。此外，處于共同平面上的噴嘴可導致有害的噴嘴至噴嘴的火焰前鋒的相互作用，除非使一個噴嘴“偏置”以從穩(wěn)定角度來看勝過相鄰噴嘴。然而，任何調整都導致操作性的降低。也就是說，由于很好建立的NOx形成對局部火焰溫度的指數(shù)依賴(exponentialdependency)，共同平面上的不均勻燃料分布導致相對更高的NOx排放。此外，如果一個噴嘴組在其它的上游(例如“四分”系統(tǒng))，則處于不同軸向位置的不均勻燃料分布可產(chǎn)生潛在的火焰保持(flameholding)位置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，燃燒器包括具有中心體的燃料噴嘴組件、至少包圍中心體的一部分的內(nèi)護罩、至少包圍內(nèi)護罩的一部分的外護罩、以及形成在外護罩的一部分上的多個冷卻孔，冷卻空氣引入到內(nèi)護罩與外護罩之間的空間并從多個冷卻孔排出。燃燒器還包括在軸向方向上至少移動中心體的促動器。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，燃燒器包括具有中心體的至少一個燃料噴嘴組件、至少包圍中心體的一部分的護罩、以及布置在中心體與護罩之間的葉片。燃燒器還包括在軸向方向上至少移動中心體的促動器。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，燃燒器包括中心燃料噴嘴組件和多個外部燃料噴嘴組件，多個外部燃料噴嘴組件各具有中心體和外護罩，多個外部燃料噴嘴組件構造成以包圍關系與中心柱彼此鄰接，以便在多個外部燃料噴嘴組件的任何兩個鄰接的外部燃料噴嘴組件之間不存在間隙。

通過結合附圖的以下說明，這些和其它優(yōu)點及特征將更明顯。

附圖說明

被稱作本發(fā)明的本主題在本說明最后的權利要求中特別指出并清楚地聲明。通過結合附圖的以下詳細說明，本發(fā)明的前述和其它的特征及優(yōu)點顯而易見，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有橫移式(traversing)燃料噴嘴組件的燃燒器的截面圖；

圖2是具有圖1的橫移式燃料噴嘴組件的燃燒器的更詳細的截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的具有多個橫移式燃料噴嘴的燃燒器的透視圖；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的具有橫移式燃料噴嘴組件的燃燒器的截面圖。

參考附圖，以下詳細說明示例性地闡釋本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。部件列表100??燃燒器104??燃料噴嘴組件108??燃燒器殼體112??端蓋116??葉片120??內(nèi)護罩124??中心體128??襯里132??密封組件136??隔板/帽狀組件140??密封件144??外護罩148??促動器機構152??浸入?yún)^(qū)156??冷卻孔160??饋送孔300??燃燒器304??燃料噴嘴組件306??燃料噴嘴308??燃料噴嘴組件310??中心體312??護罩314??葉片316??順應式密封件400??燃燒器

具體實施方式