[發明專利]配備有亥姆霍茲共振器的燃氣渦輪機燃燒器組件

有效

• 申請號: 201380068658.X
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN105121961A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 朱塞佩·卡內帕;塞爾焦·法謝;塞爾焦·里佐;多米尼克·齊托
• 申請（專利權）人: 安薩爾多能源公司
• 主分類號: F23R3/34
• 分類號: F23R3/34;F23R3/28
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及一種配備有亥姆霍茲共振器的渦輪機燃燒器組件。

背景技術

如已知的，在大型燃氣渦輪機中，特別是在用于電力生產的設備中使用的那些大型燃氣渦輪機中，需要解決可能導致火焰不穩定和燃燒品質明顯降低的熱聲振蕩的問題。因此，根據功率和效率的機器性能以及設備靈活性顯著惡化。排放也會降低。

正在流行的解決方案包括使用亥姆霍茲共振器，其在給定頻帶中具有減弱聲學振蕩的效果。亥姆霍茲共振器包括共振室，共振室被設置為通過流體開口或通道與外部流體連通，特別是與燃燒室流體連通。共振室的容量和流體通道的特征決定共振器有效時所在的頻帶。

已知的共振器通常相對于燃燒室安裝，安裝在燃燒器插入件上或直接安裝在燃燒器上。

在第一種情況下，共振器固定于燃燒室的外壁并且通過側壁本身與內部連通。該解決方案允許產生高容量共振器，但在另一方面具有許多缺點。首先，為了容納共振器，需要特別改進燃燒室。此外，共振器的存在影響冷卻步驟并且導致結構承受大的重量。

安裝在插入件上的共振器很容易被應用，但僅允許獲得給定的小的可用空間的適度的容量。

安裝在燃燒器上的共振器被設置為共振室直接與燃燒器內部流體連續，特別地，與空氣和流體混合通道流體連續。通常通過流體注射噴嘴下游的開口獲得連接。該解決方案是關鍵的，因為其直接作用于從燃燒區域傳播到混合通道內的壓力振蕩。如果共振器不能完全被調整到要被減弱的頻率，則壓力振蕩不能被充分減弱，甚至可能被放大。

發明內容

因此，本發明的目標是提供一種用于渦輪機的燃燒器，其允許克服所述的限制。

根據本發明，提供一種如權利要求1限定的渦輪機燃燒器組件。

附圖的簡要說明

現在將參照附圖描述本發明，附圖示出其中的一些非限制實施方式，其中：

-圖1是沿縱向平面截取的燃氣渦輪機系統的一部分的側視圖；

-圖2是沿縱向平面截取的、包含在圖1中的系統中的、根據本發明的實施方式的燃燒器組件的側視圖；

-圖3是沿不同的縱向平面截取的并且為了清晰而部分被移除的、圖2中的燃燒器組件的放大細節的透視圖；以及

-圖4是圖3中細節的不同透視圖，其中為了清晰而部分被移除。

實施本發明的最優方式

參照圖1，用于產生電力的燃氣渦輪機系統作為一個整體通過附圖標記1表示，并且包括壓縮機2、燃燒室3和渦輪機5。

壓縮機2、燃燒室3和渦輪機5形成為渦輪機組件，渦輪機組件可被供給多種形式的液體燃料，特別地、但是不僅僅是天然氣、合成氣、柴油。

壓縮機2和渦輪機5安裝至相同軸以形成轉子7，轉子7容納在殼體8中并且沿軸線A延伸。

更詳細地，轉子7設置有多個排列為環形陣列的壓縮機轉子葉片10和渦輪機轉子葉片11，壓縮機轉子葉片10和渦輪機轉子葉片11沿轉子7自身的軸線A順次布置。

壓縮機定子葉片12和渦輪機定子葉片13的陣列固定于殼體8，并且各自在壓縮機轉子葉片10和渦輪機轉子葉片11之間被分隔開。

在此描述的實施方式中，燃燒室3是圓環類型的，并且圍繞壓縮機2和渦輪機5之間的轉子7布置。然而，這不應認為是限制，因為本發明也可有利地使用不同類型、特別是筒倉類型的燃燒室。

燃燒室3包括多個燃燒器組件15，其被布置在圓周上并且被均勻地、成角度地隔開。燃燒器組件15通過各自的燃燒器插入件17安裝至燃燒室的各自的燃燒器座16。

圖2示出用于將燃料、特別是燃氣供給到燃燒室3的一個燃燒器組件15的細節。燃燒器組件15沿軸線B延伸，并且包括主外圍燃燒器20、與主燃燒器20同軸的中心輔助燃燒器21以及亥姆霍茲共振器22。

主燃燒器20是預混合型的，其圍繞輔助燃燒器21布置并且固定于各自的燃燒器插入件17。更詳細地，主燃燒器20延伸穿過燃燒器插入件17的中心開口17a，使得主燃燒器20的出口在燃燒器室3中。

主燃燒器20設置有渦流或湍流產生裝置，稱為對角旋流器，表示為附圖標記23。