[發明專利]燃料噴嘴組件

無效

• 申請號: 201110186591.2
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102297429A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: S·霍斯拉;T·A·希利;D·S·策亨鮑爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/64
• 分類號: F23D14/64;F23D14/78;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

本發明公開大致涉及燃氣渦輪機系統，更具體地說涉及燃氣渦輪機系統中的燃料噴嘴組件。

背景技術

燃氣渦輪機系統廣泛地應用于諸如發電等領域。傳統的燃氣渦輪機系統包括壓縮機、燃燒器和渦輪。在典型的燃氣渦輪機系統中，壓縮空氣從壓縮機提供至燃燒器。進入燃燒器的空氣與燃料混合并燃燒。熱的燃燒氣體從燃燒器流向渦輪以驅動燃氣渦輪機系統并產生功率。

天然氣典型地用作用于燃氣渦輪機系統的主要燃料。天然氣在燃燒器中或其附近與燃料噴嘴組件中的空氣相混合，從而提供用于燃燒的稀薄的預混合的空氣/燃料混合物。燃氣渦輪機系統典型地還需要輔助燃料，其容許系統在不能獲得主要燃料時繼續運轉。輔助燃料典型地是液態燃料，例如油。

用于在燃料噴嘴組件中供應輔助燃料的典型的現有技術方案供應輔助燃料作為直接噴灑到點火源中或其附近的燃料流。同利用主要燃料獲得的相對較稀薄的預混合的空氣/燃料混合物相反，此燃料流是相對較濃燃料的混合物。因此，燃燒的輔助燃料混合物的溫度和引起的NO_X的生成率典型地是不適宜地高。為了降低溫度和NO_X水平，典型地供應水和壓縮的霧化空氣并在燃料噴灑到點火源中時使水和壓縮的霧化空氣與輔助燃料相混合。然而，此系統是相對較低效、浪費且昂貴的。例如，必須利用獨立的系統供應水和供應并壓縮霧化的空氣。

此外，因為輔助燃料通過燃料噴嘴組件供應并流動，所以其可能造成結焦。結焦是燃料分子被氧化熱解或破壞性分餾成更小的有機化合物，并且在高溫下進一步分解成固體碳粒子。結焦因而造成固體碳粒子沉積在燃料噴嘴組件的各種表面上，導致燃料噴嘴組件中的流中斷。

因而，在本領域中將需要一種用于使輔助燃料在燃料噴嘴組件中預混合的裝置。另外，在燃料噴嘴組件中用于供應輔助燃料的裝置將是有利的，其減少了相關的費用并提高了相關的效率。此外，在燃料噴嘴組件中將需要用于供應輔助燃料的裝置，其防止或減少了燃料噴嘴組件中的結焦。

發明內容

本發明的方面和優勢將在以下描述中將部分地陳述，或者可從描述中明白，或者可通過本發明的實踐獲悉。

在一個實施例中，公開了一種用于在燃料噴嘴組件的預混合環狀空間中使輔助燃料預混合的嵌件。該嵌件包括筒芯，該筒芯穿過燃料噴嘴組件的至少一部分，并構造成使輔助燃料流過其中。嵌件還包括聯接在筒芯上的轉接器，轉接器限定了燃料氣室和至少一個徑向延伸的噴射孔。該至少一個噴射孔構造成從筒芯接受至少一部分輔助燃料，并將輔助燃料噴射到預混合環狀空間中。

在另一實施例中，公開了一種用于使輔助燃料預混合的燃料噴嘴組件。燃料噴嘴組件包括其間限定了預混合環狀空間的外燃燒管和內燃燒管，內燃燒管進一步限定了內環狀空間。燃料噴嘴組件還包括一種嵌件，該嵌件包括筒芯和轉接器，筒芯延伸穿過燃料噴嘴組件的至少一部分，并構造成使輔助燃料流過其中，而轉接器聯接在筒芯和內燃燒管上，轉接器限定了燃料氣室和至少一個徑向延伸的噴射孔。噴射孔構造成從筒芯接受至少一部分輔助燃料，并將輔助燃料噴射到預混合環狀空間中。

參照以下描述和所附權利要求，本發明的這些以及其它的特征、方面和優點將變得更好理解。包含在本說明書中并組成本說明書的一部分發附圖顯示了本發明的實施例，并且與細節描述一起用于解釋本發明的原理。

附圖說明

在參照附圖所做的說明書中為本領域中的普通技術人員闡述了本發明的完整且能夠實施的發明公開，包括其最佳模式，其中：

圖1是本發明公開的燃氣渦輪機系統的若干部分的橫截面圖；

圖2是本發明公開的燃料噴嘴組件中的嵌件的一個實施例的橫截面圖；

圖3是圖2中所示的本發明公開的轉接器的一個實施例的透視圖；

圖4是本發明公開的嵌件的另一實施例的橫截面圖；

圖5是本發明公開的嵌件的另一實施例的橫截面圖；且

圖6是本發明公開的嵌件的另一實施例的橫截面圖。

零部件列表：

10燃氣渦輪機

12壓縮機段

14燃燒器段

16燃燒器

18渦輪段

20燃燒系統

22過渡件

24燃燒外殼

26端蓋

28燃料噴嘴組件

30流套筒

32燃燒室

34沖擊套筒

42空氣

44入口流量調節器

46通道

48通道

50通道

56空氣旋流器葉片