[發明專利]用于燃料噴嘴的液體燃料筒

有效

• 申請號: 201380080821.4
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN105705863B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: B.B.舍爾什恩約夫;A.Y.格拉西莫夫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D11/10
• 分類號: F23D11/10;F23D11/16;F23D11/38;F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;周心志

一種用于燃氣渦輪燃料噴嘴的液體燃料筒包括：管，其具有入口端和帶一個或更多個燃料流出孔口的出口端；和均化器，其位于管內，在出口端的附近和上游。均化器由在相對端處開口的基本上圓柱形的本體和從該基本上圓柱形的本體徑向向外地突出的第一排周向地間隔的凸緣形成，其中所述凸緣的徑向外緣與管的內表面接合，從而形成用于液體燃料和水乳狀液的多個孔口。均化器本體還可設有多個周向地間隔的徑向定向的孔口，以促進燃料/水乳狀液的更好混合。

技術領域

本發明涉及燃氣渦輪中的燃料燃燒，且具體而言，涉及用于干式低NOx(DLN)燃燒器的燃燒噴嘴。

背景技術

燃氣渦輪燃燒器混合大量的燃燒和壓縮空氣，焚燒所得的混合物，且生成燃燒氣體以驅動渦輪。用于工業燃氣渦輪的常規燃燒器通常包括圓柱形燃燒“筒”的環形陣列，在其中，空氣和燃料混合且發生燃燒。來自壓縮機(例如，軸向壓縮機)的壓縮空氣流入燃燒器中，且燃料穿過延伸到各筒中的燃料噴嘴組件而噴射。

由受讓人開發的DLN系統使用兩級預混燃燒器，該兩級預混燃燒器設計成與天然氣燃料一起使用且能夠利用液體燃料操作。在常規示范構造中，六個主燃料噴嘴包繞燃燒器環形陣列中的各個的中心燃料噴嘴。簡而言之，一個示范DLN燃燒系統在四個不同模式中操作：

1. 主 - 燃料僅至主噴嘴。燃料僅在主級中。該操作模式用于直到預選的燃燒基準溫度，在低到中負載下點燃、加速和操作機器。

2. 貧-貧 - 燃料至主噴嘴和副噴嘴二者。火焰在主級和副級二者中。該操作模式用于兩個預選燃燒基準溫度之間的中間負載。

3. 副 - 燃料僅至副噴嘴。火焰僅在副區中。該模式為貧-貧與預混模式之間的過渡狀態。需要該模式以在將燃料重新引入變為主預混區的區域中之前熄滅主區中的火焰。

4. 預混 - 燃料至主噴嘴和副噴嘴二者。火焰僅在第二級中。該操作模式在燃燒基準溫度設計點處和附近實現。在預混模式中產生最佳排放。

將認識到的是，主噴嘴和副噴嘴二者可為雙燃料噴嘴，從而貫穿負載范圍允許從氣體到油的自動轉移。關于副噴嘴或中心噴嘴，當依靠液體燃料操作時，燃料作為燃料和水的混合物(在燃燒器的外部混合)而被供應至中心噴嘴。燃料和水必須良好地混合，因為低質量的混合物可提供過多的水和不足的燃料，或反之亦然(或貫穿供應射流中的二者的不均勻分配)，這對燃燒具有不利影響，從而導致較高的NOx排放。因此，需要提供一種機構，通過該機構，在噴射到燃燒室中之前實現水和燃料的較高質量的乳狀液。

發明內容

在一個示范但非限制性的實施例中，用于燃氣渦輪燃料噴嘴的液體燃料筒包括：管，其具有入口管和設有一個或更多個燃料流出孔口的出口端；和均化器，其位于該管內，在出口端的附近和上游，均化器由在相對端處開口的基本上圓柱形的本體形成，具有從該基本上圓柱形的本體徑向向外地突出的第一排周向地間隔的凸緣，且其中該凸緣的徑向外緣與該管的內表面接合。

在另一示范方面中，本發明提供了一種用于燃氣渦輪燃料噴嘴的液體燃料筒，其包括：管，其具有入口端和帶一個或更多個燃料流出孔口的出口端；均化器，其位于該管內，在出口端的附近和上游，該均化器由三個相鄰但軸向地間隔的盤形成，包括設有相對小的中心開口的第一上游盤；設有相對大的中心開口的第二中間盤；和設有小于第一中心且由多個外開口包繞的中心開口的第三下游盤。

在又一方面中，本發明提供了一種包括噴嘴本體的用于燃氣渦輪的燃料噴嘴，該燃料噴嘴構造成包括圍繞中心居中地定位的液體燃料筒的環形、同心的燃料和空氣通路；液體燃料筒包括：管，其具有入口端和帶一個或更多個燃料流出孔口的出口端；和均化器，其位于該管內，在出口端的附近和上游，均化器由在相對端處開口的基本上圓柱形的本體和從該基本上圓柱形的本體徑向向外地突出的第一排周向地間隔的凸緣形成，其中凸緣的徑向外緣與管的內表面接合。

現在將結合以下標出的附圖來更詳細描述本發明。

附圖說明