[發(fā)明專利]具有內(nèi)冷卻的燃氣渦輪機預(yù)混合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010125720.2
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101865470A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W·D·約克;T·E·約翰遜;B·P·萊西;C·X·斯蒂芬森
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/48
• 分類號: F23D14/48;F23D14/70
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本文所公開的主題涉及構(gòu)造成使用來在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器中燃燒的燃料和空氣預(yù)混合的燃氣渦輪機預(yù)混合器。更具體地，本文所公開的主題涉及用于燃氣渦輪機預(yù)混合器的冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃氣渦輪發(fā)動機燃燒燃料和空氣的混合物以產(chǎn)生熱燃燒氣體，熱燃燒氣體又驅(qū)動一個或多個渦輪機。具體地，熱燃燒氣體推動渦輪機葉片旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動軸來旋轉(zhuǎn)一個或多個負載，例如發(fā)電機。如所理解的，火焰在具有燃料和空氣的可燃混合物的燃燒區(qū)域內(nèi)形成。不幸的是，火焰有時會變得位于未設(shè)計成緊鄰反應(yīng)的表面上或接近這些表面，這會導(dǎo)致由于燃燒熱而造成的損壞。燃料/空氣預(yù)混合器中的此現(xiàn)象通常稱為駐焰(flame?holding)。例如，駐焰可發(fā)生在燃料-空氣預(yù)混合器上或附近，預(yù)混合器可由于燃燒熱而快速地失效。同樣地，火焰有時會從燃燒區(qū)域向上游傳播，并由于燃燒熱而引起不同部件的損壞。此現(xiàn)象通常稱為回火(flashback)。

發(fā)明內(nèi)容

下文概述了與最初要求保護發(fā)明的范圍相稱的某些實施例。這些實施例不意圖限制所要求保護發(fā)明的范圍，相反這些實施例旨在僅提供本發(fā)明的可能形式的簡述。實際上，本發(fā)明可包括類似于或不同于下文陳述的實施例的多種形式。

在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括燃料噴嘴，該燃料噴嘴包括：中心體、布置在該中心體周圍的外管、布置在中心體和外管之間的空氣通道、布置在空氣通道中的葉片，其中，葉片包括燃料進口、燃料出口、布置在燃料進口和燃料出口之間的分隔器和延伸通過該中心體至燃料進口進入葉片的燃料通道，其中燃料通道繞分隔器從燃料進口至燃料出口沿非直線方向延伸通過葉片。

在第二實施例中，一種燃氣渦輪機燃料噴嘴包括中心體，該中心體包括：具有第一流道和第二流道的多方向流道，該第一流道構(gòu)造成沿第一軸向方向引導(dǎo)燃料，該第二流道構(gòu)造成沿與第一軸向方向相反的第二軸向方向引導(dǎo)燃料；布置在中心體周圍的外管；布置在中心體和外管之間的空氣通道；布置在空氣通道中的葉片，其中，葉片包括相對于第一軸向方向布置在葉片的下游腔中的燃料進口、相對于第一軸向方向布置在葉片的上游腔中的燃料出口、從下游腔至上游腔的燃料通道和構(gòu)造成獨立于該燃料通道將燃料引至上游腔的旁路。

在第三實施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪機燃料噴嘴，該燃料噴嘴包括具有構(gòu)造成沿下游方向使燃料和空氣渦旋的渦旋葉片的空氣-燃料預(yù)混合器，其中，渦旋葉片包括從下游尾部沿上游方向通過該渦旋葉片的基本長度的內(nèi)冷卻劑通道。

附圖說明

當參考附圖閱讀下列具體實施方式時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，其中，在所有附圖中相似的字符代表相似的部件，其中：

圖1是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的一個實施例的示意性方框圖；

圖2是根據(jù)本技術(shù)的一個實施例的如圖1中所示的燃氣渦輪發(fā)動機的剖視側(cè)視圖；

圖3是如圖2中所示的燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器的頭端透視圖，其圖示了根據(jù)本技術(shù)的某些實施例的多個燃料噴嘴；

圖4是如圖3中所示的燃料噴嘴的橫截面?zhèn)纫晥D，其圖示了根據(jù)本技術(shù)的某些實施例的具有內(nèi)冷卻的預(yù)混合器；

圖5是如圖4中所示的燃料噴嘴的透視剖視圖，其圖示了根據(jù)本技術(shù)的某些實施例的預(yù)混合器的渦旋葉片內(nèi)的內(nèi)冷卻；

圖6是如圖5中所示的預(yù)混合器的剖面?zhèn)纫晥D，其圖示了根據(jù)本技術(shù)的某些實施例的渦旋葉片內(nèi)的內(nèi)冷卻；

圖7是如圖5中所示的預(yù)混合器的剖面?zhèn)纫晥D，其圖示了根據(jù)本技術(shù)的某些實施例的渦旋葉片內(nèi)的內(nèi)冷卻；以及

圖8是如圖5中所示的預(yù)混合器的剖面?zhèn)纫晥D，其圖示了根據(jù)本技術(shù)的某些實施例的渦旋葉片內(nèi)的內(nèi)冷卻。

具體實施方式

以下將描述本發(fā)明的一個或多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，在本說明書中不會描述實際實施方案的所有特征。應(yīng)了解的是，在任何此類實際實施方案的研發(fā)中，如在任何工程項目或設(shè)計項目中，要實現(xiàn)研發(fā)者的具體目標，必須做出許多實施方案特定的決定，例如，遵守與系統(tǒng)相關(guān)的限制以及與商業(yè)相關(guān)的限制，這些限制可能從一個實施方案到另一個實施方案而變化。此外，還應(yīng)了解的是，這種研發(fā)的努力可能是復(fù)雜而耗時的，但對于受益于本發(fā)明公開的技術(shù)人員，這依然會是一種設(shè)計、制作、制造的日常任務(wù)。

當介紹本發(fā)明的各種實施例的元件時，用詞“一”、“一個”、“該”以及“所述”意在指存在有一個或多個元件。用語“包含”、“包括”以及“具有”意在為包含性的，并且意指除列舉的元件外還可能有其它的元件。