[發(fā)明專利]用于將燃料供應(yīng)到燃燒器的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310149399.5
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103375816A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.W.羅米格;L.J.斯托亞;P.B.梅爾頓;T.E.約翰遜;G.A.博德曼
• 申請（專利權(quán)）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: 李強(qiáng);譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及一種用于將燃料供應(yīng)到燃燒器的系統(tǒng)。在特定實(shí)施例中，圍繞燃燒器周向布置的一個或多個噴射器可以將液體燃料、氣體燃料和/或工作流體的貧混合物供應(yīng)到燃燒器。

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)通常包括一個或多個燃燒器，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或多個燃燒器，以及位于尾部的渦輪。環(huán)境空氣可以供應(yīng)到壓縮機(jī)，并且壓縮機(jī)中的旋轉(zhuǎn)葉片和固定輪葉逐漸向工作流體（空氣）施加動能，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)并流過一個或多個噴嘴，在噴嘴中，壓縮工作流體與燃料混合并且在燃燒室中點(diǎn)燃，從而產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。燃燒氣體經(jīng)由過渡連接件流到渦輪并且在渦輪中膨脹做功。例如，燃燒氣體在渦輪中膨脹可以使連接到發(fā)電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。

離開渦輪機(jī)的燃燒氣體包括不同量的氮氧化物、一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔铮约捌渌黄谕呐欧盼铮渲忻糠N排放物的實(shí)際量取決于燃燒器設(shè)計(jì)和操作參數(shù)。例如，燃料空氣混合物在燃燒室中的滯留時間較長通常會增加氮氧化物的含量，而燃料空氣混合物在燃燒室中的滯留時間較短則通常會增加一氧化碳和未燃燒的碳?xì)浠衔锏暮俊ｎ愃频兀吖β什僮髋c較高的燃燒氣體溫度相關(guān)聯(lián)，這通常會增加氮氧化物的含量，而低燃料空氣混合物和/或關(guān)閉操作與較低的燃燒氣體溫度相關(guān)聯(lián)，這則通常會增加一氧化碳和未燃燒的碳?xì)浠衔锏暮俊?/p>

在一種特定的燃燒器設(shè)計(jì)中，一個或多個延遲貧噴射器、通道或管道可以圍繞燃料噴嘴下游的燃燒室周向布置。離開壓縮機(jī)的壓縮工作流體的一部分可以轉(zhuǎn)向成流過噴射器，以便與燃料混合，從而產(chǎn)生貧燃料空氣混合物。貧燃料空氣混合物隨后可以流入燃燒室中，在燃燒室中，該混合物點(diǎn)燃，以提升燃燒氣體溫度，并且提高燃燒器的熱力學(xué)效率。盡管周向布置的延遲貧噴射器有效提高了燃燒氣體溫度，而并未對應(yīng)地增加不期望的排放物，但供應(yīng)到延遲貧噴射器的液體燃料通常會導(dǎo)致燃料通道中出現(xiàn)過度焦化（coking）的情況。此外，將貧燃料空氣混合物周向傳送到燃燒室中還可能導(dǎo)致液體燃料沿著燃燒室和過渡連接件的內(nèi)部流動，從而形成局部熱痕，所述局部熱痕可能會降低這些部件的低循環(huán)疲勞極限。因此，一種用于供應(yīng)液體和/或氣體燃料以進(jìn)行延遲貧燃燒，而不會沿著燃燒室和過渡連接件的內(nèi)部產(chǎn)生局部熱痕的系統(tǒng)將非常有用。

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)在說明中可能是顯而易見的，或者通過實(shí)施本發(fā)明能夠推導(dǎo)出。

本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例是一種用于將燃料供應(yīng)到燃燒器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括燃燒室和燃料噴嘴，所述燃料噴嘴提供進(jìn)入所述燃燒室的流體連通。圍繞所述燃燒室周向布置的多個通道提供進(jìn)入所述燃燒室的流體連通。液體燃料腔提供到所述多個通道的流體連通。隔板周向環(huán)繞所述多個通道內(nèi)部的所述液體燃料腔的至少一部分，并且形成圍繞所述液體燃料腔的多個凸起（lobes）。

優(yōu)選的，其中所述多個通道中的至少一個通道在所述燃燒室內(nèi)延伸。

優(yōu)選的，其中所述液體燃料腔的至少一部分周向環(huán)繞所述燃燒室。

優(yōu)選的，其進(jìn)一步包括周向環(huán)繞所述燃燒室的至少一部分的套筒，而且其中所述多個通道提供穿過所述套筒的流體連通。

優(yōu)選的，其進(jìn)一步包括多個氣體燃料端口，所述多個氣體燃料端口周向環(huán)繞所述多個通道內(nèi)部的所述隔板。

優(yōu)選的，其中所述液體燃料腔在多個液體燃料端口處終止，所述多個液體燃料端口在所述多個凸起之間徑向?qū)R。

優(yōu)選的，其中所述隔板限定所述液體燃料腔與所述隔板之間限定的第一流體通道，并限定所述隔板與所述多個通道之間限定的第二流體通道。

本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種用于將燃料供應(yīng)到燃燒器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括燃燒室和內(nèi)襯（liner），所述內(nèi)襯周向環(huán)繞所述燃燒室的至少一部分。多個通道延伸穿過所述內(nèi)襯并延伸到所述燃燒室中。液體燃料腔在所述多個通道中的每個通道內(nèi)延伸。隔板周向環(huán)繞所述多個通道內(nèi)部的所述液體燃料腔的至少一部分，并且形成圍繞所述液體燃料腔的多個凸起。

優(yōu)選的，其中所述多個通道中的至少一個通道在所述燃燒室內(nèi)延伸。

優(yōu)選的，其進(jìn)一步包括周向環(huán)繞所述燃燒室的至少一部分的套筒，而且其中所述多個通道提供穿過所述套筒的流體連通。

優(yōu)選的，其進(jìn)一步包括多個氣體燃料端口，所述多個氣體燃料端口圍繞所述多個通道內(nèi)部的所述隔板周向布置。