[發(fā)明專利]帶有結合的通道的燃料噴嘴和操作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110007992.7
• 申請日: 2011-01-06
• 公開（公告）號: CN102116479A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設計）人: A·R·罕;C·X·斯蒂芬森;W·S·齊明斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/48
• 分類號: F23D14/48
• 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

本文公開的主題一般地涉及渦輪機械。更具體地，該主題公開涉及用于渦輪機械的穿過燃料噴嘴的燃料和空氣通道。

背景技術

隨著對于燃氣渦輪機排放的要求變得更加嚴格，滿足此類要求的一種途徑是從擴散焰燃燒器轉向利用貧燃料和空氣混合物的燃燒器，該燃燒器利用完全預混合操作模式來減少例如NO_x和CO的排放。這些燃燒器在本領域中被稱為干式低NO_x(DLN)、干式低排放(DLE)或貧預混合(LPM)式燃燒系統(tǒng)。這些燃燒器典型地包括多個一級噴嘴(primary?nozzle)，其被點燃而用于燃燒器的低負載和中等負載操作。在完全預混合操作期間，一級噴嘴供給燃料，以便為二次火焰供應燃料。一級噴嘴典型地包圍二次噴嘴(secondary?nozzle)，二次噴嘴被用于燃燒器的中等負載直至完全預混合模式操作。二次噴嘴在燃燒器中用于若干功能，包括為完全預混合模式供給燃料，為支持一級噴嘴操作的引燃火焰供應燃料和空氣，以及在操作模式變化期間提供用于利用的變換燃料(transfer?fuel)。在引燃模式中，用于引燃操作的燃料被引導通過典型地位于燃料噴嘴的中心上的引燃燃料通道，并且要與引燃燃料混合的空氣被通過包圍引燃燃料通道的多個引燃空氣通道提供。在燃料噴嘴的變換操作期間，將附加燃料作為單獨的燃料流通過位于噴嘴中的一組變換通道推動通過噴嘴并進入燃燒區(qū)域，該組變換通道與引燃燃料通道分開。當噴嘴不處于變換模式下時，當前實踐是通過使變換空氣流過變換通道而凈化燃料的變換通道。在此操作中，引燃燃料被此低溫凈化空氣流所包圍。用于引燃燃料、變換燃料和變換空氣、以及引燃空氣的二次噴嘴中的分離的通道導致了一種復雜的噴嘴組件。此外，典型噴嘴的引燃由于引燃燃料和空氣通道的結構而是燃料受限的，從而不能在引燃中利用高反應性的燃料。

發(fā)明內容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，操作用于渦輪機械燃燒器的二次燃料噴嘴的一種方法包括通過引燃燃料通道朝向燃燒區(qū)域輸送引燃燃料流，并通過布置在引燃燃料通道周圍的多個變換通道而朝向燃燒區(qū)域輸送空氣流。引燃燃料流和空氣流在燃燒區(qū)域中燃燒，并且變換燃料流通過多個變換通道輸送以用于在燃燒區(qū)域中燃燒。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于渦輪機械燃燒器的二次燃料噴嘴包括引燃燃料通道，引燃燃料通道沿著燃料噴嘴軸向延伸，構造成將引燃燃料流輸送至燃燒區(qū)域。多個變換通道布置在引燃燃料通道周圍并構造成輸送用于在燃燒區(qū)域中與引燃燃料流進行燃燒的空氣流，并且還構造成將變換燃料流輸送至燃燒區(qū)域。

從以下結合附圖所做的描述中將使這些以及其他優(yōu)點和特征變得更為明晰。

附圖說明

在說明書所附的權利要求中特別指出并明確要求保護與本發(fā)明相關的主題。從以下結合附圖所作的詳細說明中將明晰本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點，其中：

圖1是用于渦輪機械的燃燒器的一個實施例的示意性的橫截面圖；

圖2是用于圖1的燃燒器的二次燃料噴嘴的一個實施例的示意性的透視圖；

圖3是二次燃料噴嘴的一個實施例的橫截面圖；

圖4是二次燃料噴嘴的末梢的一個實施例的示意性的橫截面圖；和

圖5是圖4的二次燃料噴嘴的末梢的另一示意性的橫截面圖。

詳細說明將參照附圖通過示例解釋本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。

部件列表

10燃燒器

12一級噴嘴

14二次噴嘴

16中心軸線

18噴射孔

20末梢

22末梢孔

24遠端

26引燃燃料通道

28二次燃料通道

30變換通道

32擴散器

34末梢端

36側壁

38引燃燃料源

40引燃燃料

42燃燒區(qū)域

44引燃火焰

46引燃空氣

48燃料流

50變換燃料源

具體實施方式

圖1中顯示了燃燒器10的一個實施例。燃燒器包括包圍二次噴嘴14的多個一級噴嘴12。現(xiàn)在參看圖2，二次噴嘴14是具有中心軸線16的大體環(huán)形結構，其包括位于二次燃料噴嘴14的末梢20上游的多個噴射孔18。末梢20包括位于末梢20的遠端24處的多個末梢孔22。