[發明專利]用于渦輪發動機的混合燃燒產物與吹掃空氣的燃燒器組件

無效

• 申請號: 201110007613.4
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102183040A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: A·辛赫;G·O·克雷默
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00;F02C7/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本發明涉及用于渦輪發動機的燃燒器組件。

背景技術

在發電行業中使用的渦輪發動機典型地包括由多個燃燒器包圍的壓縮機區段。在各個燃燒器中，來自渦輪的壓縮機區段的壓縮空氣被引入燃燒器襯套的內部中。壓縮空氣與燃料混合，然后空氣-燃料混合物被點燃。然后燃燒氣體離開燃燒器且進入發動機的渦輪區段中。

燃料噴嘴安裝在燃燒器襯套的上游端處，并且燃料噴嘴將燃料輸送到壓縮空氣流中，以產生空氣-燃料混合物，該空氣-燃料混合物燃燒。燃料噴嘴可包括在燃燒器周圍布置成環圈的一次燃料噴嘴(primary?fuel?nozzle)，以及位于燃燒器的中心處的二次燃料噴嘴(secondary?fuel?nozzle)。典型地，一次燃料噴嘴將把空氣-燃料混合物輸送到一次燃燒區(primary?combustion?zone)中。順著燃燒器的長度比一次燃料噴嘴延伸更遠的二次燃料噴嘴將把空氣-燃料混合物輸送到二次燃燒區(secondary?combustion?zone)中，二次燃燒區順著燃燒器的長度比一次燃燒區定位得更遠。

二次燃料噴嘴可包括位于二次燃料噴嘴的端部的正下游的引燃燃料(pilot?fuel)輸送通路，該引燃燃料輸送通路將燃料輸送到“引燃火焰”。引燃火焰意在為十分穩定的，從而使得引燃火焰將一直保持點燃，不管在燃燒器的一次燃燒區和二次燃燒區中正在發生什么。但是，引燃火焰已知是造成不期望的燃燒副產物(例如氮的氧化物(NOx))的重要因素。

發明內容

在第一個方面，本發明可體現為一種用于渦輪發動機的燃燒器組件，該燃燒器組件包括燃燒器襯套、位于燃燒器襯套的頭部端處的燃燒器蓋，以及安裝在燒器蓋上的至少一個燃料噴嘴燃。該至少一個燃料噴嘴包括至少一個吹掃空氣通路(purge?air?passageway)。燃燒器組件還包括燃燒產物回流管線，該燃燒產物回流管線具有在燃燒器的燃燒區的下游的位置處通入燃燒器的內部中的第一端。燃燒產物回流管線的第二端聯接到該至少一個燃料噴嘴上。燃燒產物回流管線將燃燒產物流從燃燒區的下游的位置運送到至少一個燃料噴嘴。來自燃燒產物回流管線的燃燒產物在該至少一個燃料噴嘴的至少一個吹掃空氣通路中與吹掃空氣(purge?air)混合。

在第二個方面，本發明可體現為一種用于渦輪發動機的燃燒器組件的燃料噴嘴，該燃料噴嘴包括殼體、位于殼體內的至少一個燃料輸送通路、位于殼體內的至少一個吹掃空氣通路，以及燃燒產物接收配件。燃料噴嘴使吹掃空氣與通過燃燒產物接收配件接收到的燃燒產物混合。燃料噴嘴還沿著該至少一個吹掃空氣通路運送吹掃空氣和燃燒產物的混合物。

在另一方面，本發明可體現為一種操作渦輪發動機的燃料噴嘴的方法，該方法包括將吹掃空氣流運送到燃料噴嘴，將燃燒產物流從燃料噴嘴的下游的位置運送返回燃料噴嘴，使吹掃空氣和燃燒產物混合，以及將吹掃空氣和燃燒產物的混合物運送通過燃料噴嘴的吹掃空氣通路。

附圖說明

圖1是示出了用于渦輪發動機的燃燒器組件的第一個實施例的截面圖；

圖2是示出了用于渦輪發動機的燃燒器組件的第二個實施例的截面圖；

圖3是示出了用于渦輪發動機的燃燒器組件的第三個實施例的截面圖；

圖4是示出了用于渦輪發動機的燃燒器組件的第四個實施例的截面圖。

圖5是顯示了燃料噴嘴的第一個實施例的截面圖；

圖6是顯示了燃料噴嘴的第二個實施例的截面圖；以及

圖7是顯示了燃料噴嘴的第三個實施例的截面圖。

部件列表

12?壓縮機

15?燃燒器殼體

20?過渡管道

30?流套管(flow?sleeve)

40?燃燒器襯套

50?燃燒器蓋

60?一次燃料噴嘴

70?二次燃料噴嘴

80?氣室(plenum)

90?一次燃燒區

95?二次燃燒區

100?回流管線

110?回流管線的第一端

115?產物回流閥

120?第二端

130?吹掃空氣通路

132?通路

140?燃料輸送通路

145?燃料噴射器

146?燃料孔口

150?引燃燃料通路

162?燃料供應管線

164?吹掃空氣供應管線

166?燃燒器產物供應管線

具體實施方式