[發明專利]一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構

在審

• 申請號: 201410440764.2
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104165379A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 李珊珊;井文明;呂煊
• 申請（專利權）人: 北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及燃氣輪機燃燒室的結構設計，尤其涉及一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構。

背景技術

圖1為一種典型的燃燒室頭部結構，值班噴嘴2布置于中心，多個主噴嘴3環形均勻布置于值班噴嘴2的外側；值班噴嘴2采用擴散或預混燃燒模式，值班噴嘴2下游設置錐形穩焰板21，目的在于增強整個燃燒室頭部的穩焰性能，值班噴嘴2承擔點火以及主要的穩焰功能。從端蓋引出多個燃料噴管4，分別深入對應值班噴嘴2以及主噴嘴3中軸線區域，燃料噴管上設置燃料噴射裝置5，噴注燃料并增強摻混。值班噴嘴2下游的錐形穩焰板21在工作狀態時，流體溫度可達2000K左右，極易被燒毀。傳統的方法從頭部引冷卻氣給錐形穩焰板21降溫，但是對于F級燃機，可以用的冷卻氣小于全部空氣量的10％，卻需要承擔冷卻過渡段以及各種密封件的功能，因此能夠分給錐形穩焰板21的冷卻氣量只有2％-3％左右，較難有理想的冷卻效果。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提出一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構，采用該結構可以有效解決現有技術中錐形穩焰板冷卻設計方面的難題，有效減少該區域冷卻氣用量。

本發明所采用的技術方案如下：

一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構，包括值班噴嘴、錐形穩焰板、多個主噴嘴和燃料噴管；值班噴嘴布置于燃燒室頭部結構的中心，多個主噴嘴環形均勻布置于值班噴嘴外側，錐形穩焰板布置于值班噴嘴下游，燃料噴管從端蓋引出，值班噴嘴以及主噴嘴均設置燃料噴注裝置，其特征在于，該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構還包括第一燃料環管、第二燃料環管以及第三燃料供給管；所述錐形穩焰板為中空結構；所述第一燃料環管的上游端與燃料噴管連通，其下游端與錐形穩焰板下端部連通；所述第二燃料環管的上游端與錐形穩焰板的上端部連通，其下游端與第三燃料供給管連通，第三燃料供給管與主噴嘴的燃料噴注裝置相連通；

燃氣經第一燃料環管后從下端部進入錐形穩焰板中空結構內，再從錐形穩焰板的上端部進入第二燃料環管，經第三燃料供給管流入主噴嘴的燃料噴注裝置，并與主噴嘴的內的空氣混合。

優選的，第一燃料環管下游端距錐形穩焰板上端部的距離L1為錐形穩焰板上端部距下端部的距離L2的2/3-1。

本發明的另一可采用的技術方案如下：

一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構，包括值班噴嘴、錐形穩焰板、多個主噴嘴和燃料噴管；值班噴嘴布置于燃燒室頭部結構的中心，多個主噴嘴環形均勻布置于值班噴嘴外側，錐形穩焰板布置于值班噴嘴下游，燃料噴管從端蓋引出，值班噴嘴以及主噴嘴均設置燃料噴注裝置，其特征在于，該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構還包括第一燃料環管、第二燃料環管以及第三燃料供給管；所述錐形穩焰板為中空結構；所述第一燃料環管的上游端與燃料噴管連通，其下游端與錐形穩焰板上端部連通；所述第二燃料環管的上游端與錐形穩焰板的下端部連通，其下游端與第三燃料供給管連通，第三燃料供給管與值班噴嘴的燃料噴注裝置相連通；

燃氣經第一燃料環管后從上端部進入錐形穩焰板中空結構內，再從錐形穩焰板的下端部進入第二燃料環管，經第三燃料供給管流入值班噴嘴的燃料噴注裝置，并與值班噴嘴內的空氣混合。

優選的，第二燃料環管上游端距錐形穩焰板上端部的距離L3為錐形穩焰板上端部距下端部距離L2的2/3-1。

優選的，上述兩種技術方案中，錐形穩焰板的中空結構內側內表面設置肋片；所述的燃料噴管為圓管，第三燃料供給管為多個圓管或一個環管。

本發明與現有技術相比有以下突出的優點及有益效果：

本發明涉及的帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構在值班噴嘴錐形穩焰板的高溫段設置中空結構，通過燃料噴管、第一燃料環管引溫度較低的未燃燃氣進入中空結構區域，對該區域進行冷卻，燃氣對中空區域冷卻后，通過第二燃料環管以及第三燃料供給管將燃氣回轉注入燃料噴注裝置，為燃料噴注系統提供燃料。該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結構簡單，有效利用了燃氣的回轉流動對值班噴嘴錐形穩焰板進行冷卻，同時對溫度較低的未燃燃氣進行了加熱，有效提高燃氣與空氣的混合效果，提高燃燒效率。

附圖說明

圖1為現有技術一種典型的燃燒室頭部結構。

圖2a為本發明第一種實施例截面示意圖，圖2b為圖2a的左視圖。

圖3a為本發明另一種實施例截面示意圖，圖3b為圖3b的左視圖。

圖中符號說：2-值班噴嘴；21-錐形穩焰板；3-主噴嘴；4-燃料噴管；41-第一燃料環管；42-第二燃料環管；43-第三燃料供給管；5-燃料噴注裝置。

具體實施方式