[發明專利]渦輪機燃燒器組件

無效

• 申請號: 201210280857.4
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102927592A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: A.R.罕;K.K.文卡塔拉曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;胡斌

技術領域

本說明書所公開的主題涉及渦輪機領域，并且更具體地，涉及用于渦輪機的燃燒器組件。

背景技術

總體而言，燃氣渦輪機對燃料/空氣混合物進行燃燒，燃料/空氣混合物釋放熱能以形成高溫氣流。高溫氣流通過熱氣路徑被導入渦輪部。渦輪部將來自高溫氣流的熱能轉化成使渦輪軸旋轉的機械能。渦輪部可以被用于多種應用中，例如用于向泵或發電機提供動力。

在燃氣渦輪機中，發動機效率隨著燃燒氣流溫度的升高而提高。遺憾的是，較高的氣流溫度產生較高水平的氮氧化物(NO_X)——同時受聯邦和州管理的一種排放物。因此，在以高效范圍對燃氣渦輪機進行操作同時還保證NO_X的輸出保持在規定水平以下之間存在仔細的平衡手段。實現低NO_X水平的一個方法是保證燃料與空氣在燃燒之前的良好混合。實現低NO_X水平的另一個方法是采用在較低的火焰溫度下燃燒時產生較少排放物的反應性較高的燃料。

發明內容

根據本發明的一個方面，一種燃燒器組件包括具有燃燒室的燃燒器體部，以及安裝至燃燒器體部的噴嘴支承件。噴嘴支承件包括中心開口以及圍繞中心開口延伸的多個開口。中心火焰耐受噴嘴組件位于中心開口內，并且多個微混合器噴嘴組件圍繞中心火焰耐受噴嘴組件安裝在多個開口中的相應開口中。中心火焰耐受噴嘴組件以及多個微混合器噴嘴組件中的每一個都構造和布置成將空氣-燃料混合物輸送至燃燒室中。

進一步的，所述中心火焰耐受噴嘴組件包括預混噴嘴。

進一步的，所述預混噴嘴包括火焰耐受旋流噴嘴。

進一步的，所述火焰耐受旋流噴嘴包括中心體部，圍繞所述中心體部設置的燃燒管，所述中心體部包括分隔部，所述分隔部形成冷卻室和出口室。

進一步的，所述燃燒器組件包括：在所述中心體部與所述燃燒管之間延伸的至少一個旋流器葉片，所述至少一個旋流器葉片流體連接至所述出口室。

進一步的，所述分隔部包括至少一個旁通開口，所述至少一個旁通開口使所述冷卻室與所述出口室直接流體連接。

進一步的，所述中心體部包括內體部構件和外體部構件、由所述內體部構件限定的流體通路以及被限定在所述外體部構件與所述內體部構件之間的環形逆流通道。

進一步的，所述多個微混合器噴嘴組件中的每一個都包括多個小型管，所述多個小型管中的每一個都包括構造和布置成形成空氣-燃料混合物的空氣入口和燃料入口。

根據本發明的另一個方面，一種渦輪機包括壓縮機部、操作性地連接至壓縮機部的渦輪部以及流體連接至壓縮機部和渦輪部的燃燒器組件。該燃燒器組件包括具有燃燒室的燃燒器體部，以及安裝至燃燒器體部的噴嘴支承件。噴嘴支承件包括中心開口以及圍繞中心開口延伸的多個開口。中心火焰耐受噴嘴組件位于中心開口內，并且多個微混合器噴嘴組件圍繞中心火焰耐受噴嘴組件安裝在多個開口中的相應開口中。中心火焰耐受噴嘴組件以及多個微混合器噴嘴組件中的每一個都構造和布置成將空氣-燃料混合物輸送至燃燒室中。

進一步的，所述中心火焰耐受噴嘴組件包括預混噴嘴。

進一步的，所述預混噴嘴包括火焰耐受旋流噴嘴。

進一步的，所述火焰耐受旋流噴嘴包括中心體部，圍繞所述中心體部設置的燃燒管，所述中心體部包括分隔部，所述分隔部形成冷卻室和出口室。

進一步的，所述渦輪機進一步包括：在所述中心體部與所述燃燒管之間延伸的至少一個旋流器葉片，所述至少一個旋流器葉片流體連接至所述出口室。

進一步的，所述分隔部包括至少一個旁通開口，所述至少一個旁通開口使所述冷卻室與所述出口室直接流體連接。

進一步的，所述中心體部包括內體部構件和外體部構件、由所述內體部構件限定的流體通路以及被限定在所述外體部構件與所述內體部構件之間的環形逆流通道。

進一步的，所述多個微混合器噴嘴組件中的每一個都包括多個小型管，所述多個小型管中的每一個都包括構造和布置成形成空氣-燃料混合物的空氣入口和燃料入口。