[發明專利]具有帶有尖端冷卻的燃料噴射器的系統

有效

• 申請號: 201210442429.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103087777B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: A.N.基肖爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,譚祐祥

技術領域

本文所公開的主題涉及燃料噴射器，且更具體而言，涉及用于氣化器的燃料噴射器。

背景技術

多種燃燒系統采用燃料噴射器以將燃料噴入燃燒室。例如，整體氣化聯合循環(IGCC)發電設施包括帶有一個或多個燃料噴射器的氣化器。燃料噴射器將諸如有機原料的燃料與氧和蒸汽一起供應到氣化器中以生成合成氣。通常，燃燒發生在燃料噴射器下游。然而，緊鄰燃料噴射器的燃燒所產生的火焰和/或熱量可降低燃料噴射器的壽命，特別是在燃料噴射器超出一定溫度時。例如，燃料噴射器可經受朝尖端和/或靠近火焰的其它位置的不斷增加的更高溫度。遺憾的是，燃料噴射器的壽命可被這樣高的溫度降低，甚至在使用現有冷卻技術時。

發明內容

在范圍方面與初始要求保護的發明相一致的某些實施例總結如下。這些實施例不意圖限制要求保護的發明的范圍，相反，這些實施例意圖僅提供本發明的可能形式的簡要總結。實際上，本發明可包括可類似于或不同于下文所述實施例的各種形式。

在第一實施例中，系統包括氣化燃料噴射器。氣化燃料噴射器包括圍繞噴射通道的尖端部分，噴射通道構造成沿下游方向噴射流體。尖端部分包括：內壁，其圍繞噴射通道且沿下游方向從頸部延伸至邊沿；外壁，其圍繞內壁且從頸部延伸至邊沿；以及冷卻劑室，其在內壁與外壁之間。外壁包括沿下游方向遠離邊沿延伸的彎曲壁部分。

在第二實施例中，系統包括燃料噴射器。燃料噴射器包括：燃料通道，其構造成沿下游方向噴射燃料；氧通道，其構造成沿下游方向噴射氧；以及尖端部分，其圍繞燃料通道和氧通道。尖端部分包括：內壁，其圍繞燃料通道和氧通道且沿下游方向從頸部延伸至邊沿；外壁，其圍繞內壁且從頸部延伸至邊沿；以及冷卻劑室，其在內壁與外壁之間。外壁包括沿下游方向遠離邊沿延伸的彎曲壁部分。尖端部分包括徑向通過外壁進入冷卻劑室的冷卻劑入口和冷卻劑出口。

在第三實施例中，系統包括燃燒室和聯接到燃燒室的燃料噴射器。燃料噴射器包括構造成沿下游方向噴射燃料的燃料通道和圍繞燃料通道的尖端部分。尖端部分包括：內壁，其圍繞燃料通道且沿下游方向從頸部延伸至邊沿；外壁，其圍繞內壁且從頸部延伸至邊沿；以及冷卻劑室，其在內壁與外壁之間。外壁包括沿下游方向遠離邊沿延伸的彎曲壁部分。外壁具有相對于燃料噴射器的縱向軸線的外壁直徑，并且外壁直徑從邊沿到頸部逐漸地增加，并且然后逐漸地減小。

附圖說明

當參考附圖閱讀下面的具體實施方式時，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解，在所有圖中相同的標記表示相同的部件，在附圖中：

圖1是帶有冷卻劑室的燃料噴射器的實施例的軸向剖視圖；

圖2是帶有冷卻劑室的燃料噴射器的實施例的底視圖；

圖3是具有兩個曲率半徑(radii)的燃料噴射器的尖端部分的實施例的軸向剖視圖；

圖4是具有兩個曲率半徑的燃料噴射器的尖端部分的實施例的軸向剖視圖；

圖5是具有一個曲率半徑的燃料噴射器的尖端部分的實施例的軸向剖視圖；以及

圖6是示出屈曲特性的燃料噴射器的尖端部分的實施例的軸向剖視圖。

部件列表

104 燃料噴射器

152 縱向軸線

154 上游側

156 下游側

158 氧

160 第一氧通道

162 燃料

164 燃料通道

166 預混合區

170 第二氧通道

172 尖端部分

174 內壁

176 外壁

178 冷卻劑室

180 冷卻劑

182 冷卻盤管(coil)

184 頸部

186 邊沿

190 下游方向

192 熱燃燒氣體

200 進口

201 第一側

202 出口

203 第二側

216 上部

218 下部

219 交界面(interface)

220 內壁厚度

222 外壁厚度

224 頸部厚度

226 第一彎曲部分

228 第二彎曲部分

230 直部

232 第一曲率半徑

234 第一中心