[發明專利]燃料噴嘴和用于運行燃燒器的方法

無效

• 申請號: 201210129596.6
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102759122A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: P·波波維奇;G·O·克雷默;W·T·羅斯;V·貝爾耶夫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/58
• 分類號: F23R3/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本公開大體涉及燃燒器，并且更具體而言，涉及燃燒器中的燃料噴嘴。

背景技術

燃氣輪機系統廣泛地用于諸如動力發生的領域中。傳統的燃氣輪機系統包括壓縮機、燃燒器和渦輪。在傳統的燃氣輪機系統中，將壓縮空氣從壓縮機提供給燃燒器。進入燃燒器的空氣與燃料混合且燃燒。熱的燃燒氣體從燃燒器流到渦輪，以驅動燃氣輪機系統和產生動力。

典型地利用天然氣作為燃氣輪機系統的主要燃料。在一些系統中，天然氣流過燃料噴嘴，并且與工作流體混合，以提供用于燃燒的工作流體/燃料混合物。在其它系統中，燃燒器可為低氧系統和/或閉環系統的一部分，而工作流體可為低氧工作流體。在這些實施例中，燃料和氧化劑可流過燃料噴嘴，并且與工作流體混合在一起，以提供用于燃燒的合適的混合物。常常，在與任何大量工作流體混合之前，燃料和氧化劑可以近化學計量的比率流過燃料噴嘴，以確保高效率的燃燒。

在燃燒之前，已知的燃料噴嘴和燃燒器可能不會充分混合燃料和工作流體或氧化劑。這可導致效率較低的燃燒。特別地，在低氧系統中，燃料和氧化劑的不充分的混合可導致燃料和氧化劑在燃燒器中駐留較長時間，這可導致燃料和氧化劑被低氧工作流體稀釋。這個稀釋可降低燃燒效率。

因而，用于燃燒器的改進的燃料噴嘴和用于運行燃燒器的方法在本領域中將是期望的。例如，提供燃料與工作流體和/或氧化劑的改進的混合且改進燃燒效率的燃料噴嘴和方法將是有利的。具體而言，在低氧系統中提供改進的燃燒效率的燃料噴嘴和方法將是期望的。

發明內容

將在以下描述中部分地闡述本發明的各方面和優點，或者根據描述，本發明的各方面和優點可為顯而易見的，或者可通過實踐本發明來學習本發明的各方面和優點。

在一個實施例中，公開了一種用于燃燒器的燃料噴嘴。該燃料噴嘴包括內部管道，內部管道限定用于使燃料或氧化劑中的一個流過其中的第一流道，內部管道包括構造成對燃料或氧化劑中的該一個施加旋流的第一旋流裝置。燃料噴嘴進一步包括中間管道，中間管道至少部分地包圍內部管道，并且限定用于使燃料或氧化劑中的一個流過其中的第二流道，中間管道包括構造成對燃料或氧化劑中的該一個施加旋流的第二旋流裝置。燃料噴嘴進一步包括外部管道，外部管道至少部分地包圍中間管道，并且限定用于使燃料或氧化劑中的一個流過其中的第三流道，外部管道包括構造成對燃料或氧化劑中的該一個施加旋流的第三旋流裝置。第一旋流裝置、第二旋流裝置或第三旋流裝置中的至少一個包括多個旋流葉片，旋流葉片的至少一部分構造成對燃料或氧化劑中的該一個施加旋流。

在另一個實施例中，公開了一種用于運行燃燒器的方法。該方法包括使燃料和氧化劑流過燃料噴嘴，該燃料噴嘴包括各自構造成使燃料或氧化劑中的一個流過其中的內部管道、中間管道和外部管道。內部管道、中間管道或外部管道中的至少一個包括多個旋流葉片。該方法進一步包括在燃料噴嘴中對燃料和氧化劑施加旋流，以及將燃料和氧化劑從燃料噴嘴排到燃燒區中。

參照以下描述和所附權利要求，本發明的這些和其它特征、方面與優點將變得更好理解。結合在本說明書中且構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且與描述一起用來闡明本發明的原理。

附圖說明

在說明書中闡述了針對本領域普通技術人員的本發明的完整和能夠實施的公開，包括其最佳模式，說明書參照了附圖，其中：

圖1是根據本公開一個實施例的燃氣輪機系統的若干部分的橫截面圖；

圖2是根據本公開的一個實施例的燃燒器和燃料噴嘴的一部分的透視圖；

圖3是根據本公開的一個實施例的燃料噴嘴的正視圖；

圖4是根據本公開的一個實施例的燃料噴嘴的沿著圖4的線4-4的橫截面側視圖；以及

圖5是根據本公開的一個實施例的燃料噴嘴的具有多個剖面部分的側視圖。

具體實施方式

現在將詳細參照本發明的實施例，在圖中示出了實施例的一個或多個實例。以闡明本發明而非限制本發明的方式來提供各個實例。事實上，對本領域技術人員將顯而易見的是，可在本發明中作出各種修改和變型，而不偏離本發明的范圍或精神。例如，示出或描述成一個實施例的一部分的特征可用于另一個實施例，以產生另外的另一個實施例。因而，意圖的是本發明覆蓋在所附權利要求及其等效方案的范圍內的這樣的修改和變型。