[發明專利]用于延遲貧油噴射燃燒器系統的空氣管理裝置以及輸送空氣流的方法

有效

• 申請號: 201310470782.0
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103727534B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 陳偉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D11/36
• 分類號: F23D11/36;F23R3/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,嚴志軍

技術領域

本發明涉及一種燃燒器系統，確切地說，涉及一種用于延遲貧油噴射燃燒器系統的空氣管理裝置，以及在此類延遲貧油噴射燃燒器系統內輸送空氣流的方法。

背景技術

在諸如燃氣渦輪機等燃燒應用中，例如，燃燒器部分包括由燃燒器襯里限定的燃燒器腔室，所述燃燒器襯里通常被套管環繞，例如流動套管。空氣流通常流過置于燃燒器襯里與套管之間的通道以冷卻燃燒器襯里，以及將空氣流輸送到位于燃燒器襯里前端的空氣燃料噴射器。空氣流來自空氣供應，所述空氣供應還必須將空氣提供給其他區域以用于各種用途。此類區域可以包括延遲貧油噴射器，所述延遲貧油噴射器將空氣噴射到燃燒器腔室中，以便減小向大氣環境中進行不需要的排放。隨著延遲貧油噴射燃燒器系統的使用日益普遍，并且越來越多地使用空氣供應來將空氣提供給延遲貧油噴射器，冷卻燃燒器襯里可能存在困難，因為空氣供應中用于冷卻套管與燃燒器襯里之間通道的可用空氣減少。

基于空氣流被直接供應到空氣燃料噴射器，當燃燒發生波動并且燃燒壓力突然增加時，燃燒系統需要承受背壓(back pressure)。燃燒器腔室內壓力升高會立即將可燃燃料/空氣混合物“推入”諸如壓縮機排出段（CDC）等空氣供應腔室內。此類可燃混合物可能損壞CDC并且導致關機。

發明內容

根據本發明的一方面，提供一種用于延遲貧油噴射燃燒器系統的空氣管理裝置，所述空氣管理裝置包括限定燃燒器腔室的燃燒器襯里。此外，所述空氣管理裝置還包括環繞所述燃燒器襯里的至少一部分的套管，所述燃燒器襯里和所述套管限定冷卻環帶，用于將冷卻空氣流從所述燃燒器襯里的后端附近輸送到所述燃燒器襯里的前端。所述空氣管理裝置進一步包括冷卻空氣流分配器區域，所述冷卻空氣流分配器區域配置用于將冷卻空氣流分割為第一冷卻空氣流部分和第二冷卻空氣流部分，其中所述第一冷卻空氣流部分輸送到至少一個主空氣燃料噴射器，其中所述第二冷卻空氣流部分輸送到至少一個貧油直接噴射器，所述貧油直接噴射器延伸穿過所述套管和所述冷卻環帶，以便將所述第二冷卻空氣流部分噴射到所述燃燒器腔室內。

進一步地，其中所述冷卻空氣流來自空氣供應。

進一步地，其中所述空氣供應的大致100%作為所述冷卻空氣流輸送到所述冷卻環帶。

進一步地，其中所述至少一個貧油直接噴射器包括多個貧油直接噴射器。

進一步地，其中所述多個貧油直接噴射器以軸向間隔方式分級布置。

進一步地，其中所述冷卻空氣流分配器區域置于所述燃燒器襯里的所述前端附近。

進一步地，進一步包括過渡件，所述過渡件置于所述燃燒器襯里的所述后端附近，所述過渡件的至少一部分被所述套管環繞。

進一步地，所述至少一個貧油直接噴射器延伸穿過所述套管和所述燃燒器襯里。

進一步地，所述至少一個貧油直接噴射器延伸穿過所述套管和所述過渡件。

進一步地，進一步包括過渡件，所述過渡件置于所述燃燒器襯里的所述后端附近，環繞所述燃燒器襯里的所述套管包括流動套管，并且所述過渡件至少部分被沖擊套管環繞。

進一步地，所述至少一個貧油直接噴射器延伸穿過所述流動套管和所述燃燒器襯里。

進一步地，所述至少一個貧油直接噴射器延伸穿過所述沖擊套管和所述過渡件。

進一步地，所述冷卻空氣流分配器區域置于所述流動套管附近的軸向位置上。

進一步地，所述冷卻空氣流分配器區域置于所述沖擊套管附近的軸向位置上。

根據本發明的另一方面，提供一種輸送用于延遲貧油噴射器燃燒器系統的空氣流的方法。所述方法包括將冷卻空氣流輸送到冷卻環帶中，所述冷卻環帶由燃燒器襯里和環繞所述燃燒器襯里的至少一部分的套管限定，其中所述冷卻空氣流通過所述冷卻環帶從所述燃燒器襯里的后端附近輸送到所述燃燒器襯里的前端。所述方法還包括將所述冷卻空氣流分割為第一冷卻空氣流部分和第二冷卻空氣流部分。所述方法進一步包括將所述第一冷卻空氣流部分輸送到至少一個主空氣燃料噴射器。所述方法進一步包括將所述第二冷卻空氣流輸送到至少一個貧油直接噴射器，所述貧油直接噴射器延伸穿過所述套管和所述冷卻環帶，以便將所述第二冷卻空氣流部分噴射到燃燒器腔室內。

如上所述的方法，進一步包括將被推出所述燃燒器腔室之外的回火燃料空氣混合物輸送到以下其中至少一項附近，以便所述回火燃料空氣混合物重新進入所述燃燒器腔室內：所述至少一個主空氣燃料噴射器和所述至少一個貧油直接噴射器。