[發(fā)明專利]燃燒器以及用于調(diào)整穿過燃燒器的流的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210401527.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN103062796A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)鐘昊;吳春陽;J.D.貝里;J.T.斯圖爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F23R3/00
• 分類號(hào): F23R3/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種燃燒器以及用于調(diào)整(condition)穿過燃燒器的流的方法。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，所述燃燒器和方法可用于使穿過燃燒器的工作流體的流標(biāo)準(zhǔn)化(normalize)。

背景技術(shù)

燃燒器通常用于工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)電操作中，用以點(diǎn)燃燃料，以產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。例如，燃?xì)鉁u輪機(jī)通常包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器，以發(fā)電或產(chǎn)生推力。用來發(fā)電的典型燃?xì)鉁u輪機(jī)包括位于前部的軸流式壓縮機(jī)、位于中部附近的一個(gè)或多個(gè)燃燒器，以及位于尾部的渦輪機(jī)。周圍空氣可供應(yīng)到壓縮機(jī)，并且壓縮機(jī)中的旋轉(zhuǎn)槳葉和固定葉片逐漸向工作流體(空氣)傳遞動(dòng)能，以產(chǎn)生處于高能狀態(tài)的壓縮工作流體。隨后，壓縮工作流體離開壓縮機(jī)并流過一個(gè)或多個(gè)噴嘴進(jìn)入各燃燒器中的燃燒室，在燃燒室中，壓縮工作流體與燃料混合并點(diǎn)燃，從而產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。燃燒氣體在渦輪機(jī)中膨脹做功。例如，燃燒氣體在渦輪機(jī)中膨脹可使連接至發(fā)電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。

各種設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)均會(huì)影響燃燒器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。例如，較高的燃燒氣體溫度通常會(huì)提高燃燒器的熱力學(xué)效率。然而，較高的燃燒氣體溫度也會(huì)改善逆燃或火焰穩(wěn)定條件，其中燃燒火焰朝著由噴嘴提供的燃料移動(dòng)，這可能在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)對(duì)噴嘴造成嚴(yán)重?fù)p害。此外，較高的燃燒氣體溫度通常會(huì)提高二價(jià)(diatomic)氮的分解(disassociation)速率，從而增加氮氧化物(NOX)的產(chǎn)量。相反，與燃料流減小和/或部分負(fù)載運(yùn)行(關(guān)閉)相關(guān)的較低燃燒氣體溫度通常會(huì)降低燃燒氣體的化學(xué)反應(yīng)速率，從而增加一氧化碳和未燃燒的烴類化合物的產(chǎn)量。因此，對(duì)用于調(diào)整穿過燃燒器的流的設(shè)計(jì)和方法的持續(xù)改進(jìn)將用于在大范圍的燃燒器運(yùn)行水平上提高燃燒器的熱力學(xué)效率，保護(hù)燃燒器免受災(zāi)難性損害，并且/或者減少不需要的排放物。

發(fā)明內(nèi)容

以下說明將闡明本發(fā)明的各方面內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)，或者，這些方面和優(yōu)點(diǎn)在該說明中可能是顯而易見的，或者通過實(shí)施本發(fā)明能夠獲悉。

本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例為一種燃燒器，其包括徑向延伸越過(across)所述燃燒器的至少一部分的端帽。所述端帽包括與下游表面軸向分離的上游表面。燃燒室位于所述端帽下游。多個(gè)預(yù)混合管從緊鄰所述上游表面的預(yù)混合管入口延伸穿過所述端帽的所述下游表面，以提供穿過所述端帽到達(dá)所述燃燒室的流體連通，并且所述多個(gè)預(yù)混合管包括用于調(diào)整穿過所述多個(gè)預(yù)混合管的流的構(gòu)件。

本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例為一種燃燒器，其包括徑向延伸越過所述燃燒器的至少一部分的端帽。所述端帽包括與下游表面軸向分離的上游表面。防護(hù)罩周向包圍所述端帽的至少一部分，并且在所述上游表面和所述下游表面之間至少部分構(gòu)成燃料腔室。多個(gè)預(yù)混合管延伸穿過所述端帽的所述上游表面和所述下游表面，并且包括預(yù)混合管入口，以及用于調(diào)整穿過所述多個(gè)預(yù)混合管的流的構(gòu)件。

本發(fā)明也可包括一種用于調(diào)整穿過燃燒器的流的方法，所述方法包括：使工作流體流過軸向延伸穿過端帽的第一組預(yù)混合管，所述端帽徑向延伸越過所述燃燒器的至少一部分；使所述工作流體流過軸向延伸穿過所述端帽的第二組預(yù)混合管，其中所述第二組預(yù)混合管包括用于調(diào)整穿過所述第二組預(yù)混合管的流的構(gòu)件；以及，使燃料流過所述第一組預(yù)混合管或所述第二組預(yù)混合管中的至少一者。

所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可通過閱讀本說明書來更好地了解此類實(shí)施例的特征和方面及其他內(nèi)容。

附圖說明

本說明書的其余部分參考附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地詳細(xì)揭示了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的示例性燃燒器的簡(jiǎn)化截面圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的圖1所示燃燒器的一部分的放大截面圖；

圖3至圖10為根據(jù)本發(fā)明各項(xiàng)實(shí)施例的預(yù)混合管入口的放大透視圖；以及

圖11為圖1至圖2所示端帽的上游表面的一部分的下游平面視圖。

元件符號(hào)列表：

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各實(shí)施例，附圖中將圖示本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。具體實(shí)施方式中使用數(shù)字和字母標(biāo)識(shí)來指代附圖中的特征。附圖和說明中相同或類似的標(biāo)識(shí)用于指代本發(fā)明的相同或類似的部分。