[發(fā)明專利]具有外部供應燃料的延遲貧噴射(LLI)系統(tǒng)的渦輪機燃燒器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410556421.2
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104566468A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: J.T.斯圖爾特;T.E.約翰遜;C.P.基納;H.M.奧斯特比
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/36
• 分類號: F23R3/36;F02C7/22
• 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

技術領域

本文中公開的主題涉及渦輪機領域，且更具體地，涉及具有外部供應燃料的延遲貧噴射(late?lean?injection)(LLI)系統(tǒng)的渦輪機燃燒器。

背景技術

渦輪機包括壓縮機部分和燃燒器組件，壓縮機部分通過共同壓縮機/渦輪軸聯(lián)接至渦輪部分。入口空氣流朝壓縮機部分經過空氣進氣口。在壓縮機部分中，入口空氣流朝燃燒器組件通過多個順序級壓縮。在燃燒器組件中，壓縮空氣流與燃料混合以形成可燃燒混合物，其傳入燃燒器的燃燒室中。可燃燒混合物在燃燒室中燃燒以形成熱氣體。熱氣體通過多個渦輪級膨脹，從而作用于安裝在葉輪上的渦輪動葉上以做功，該功輸出例如用于為發(fā)生器、泵供能或向車輛供能。來自渦輪部分的廢氣常常傳到熱回收蒸汽發(fā)生器，其產生傳到蒸汽渦輪部分的蒸汽流。

總體而言，壓縮空氣和燃料經由一個或多個燃料噴嘴通過燃燒器的頭端部引入。可燃燒混合物在燃燒器的燃燒區(qū)中燃燒，且通過過渡件流至渦輪部分。在一些情形中，額外的可燃燒流體在燃燒區(qū)的下游引入燃燒器中。在其他情形中，額外的可燃燒流體可引入過渡件中。當燃燒時，額外的可燃燒流體可消耗可燃燒混合物的未燃燒成分以改善來自渦輪機的排放。

發(fā)明內容

根據(jù)示例性實施例的一個方面，渦輪機燃燒器組件包括燃燒器，燃燒器包括燃燒器本體，其從頭端部通過燃燒區(qū)延伸到第二端部。至少一個噴射器構造且布置成將第一可燃燒流體在燃燒器本體的頭端部處引入燃燒區(qū)中。至少一個延遲貧噴射器(LLI)，其構造且布置成在第一可燃燒流體的下游引入第二可燃燒流體。外部流體輸送系統(tǒng)流體地連接到至少一個LLI。外部流體輸送系統(tǒng)包括至少一個可燃燒流體輸送導管，其從流體地連接至LLI的第一端部延伸到渦輪機燃燒器組件外部的第二端部。第二端部構造且布置成將第二可燃燒混合物輸送到LLI。

根據(jù)示例性實施例的另一方面，渦輪機系統(tǒng)包括壓縮機部分、操作地連接到壓縮機部分的渦輪部分以及燃燒器組件，其流體地連接到壓縮機部分和渦輪部分。燃燒器組件包括燃燒器，其具有從頭端部通過燃燒區(qū)延伸到第二端部的燃燒器本體。至少一個噴射器構造且布置成將第一可燃燒流體在燃燒器本體的頭端部處引入燃燒區(qū)中。至少一個延遲貧噴射器(LLI)構造且布置成在第一可燃燒流體的下游引入第二可燃燒流體。外部流體輸送系統(tǒng)流體地連接到至少一個LLI。外部流體輸送系統(tǒng)包括至少一個可燃燒流體輸送導管，其從流體地連接至LLI的第一端部延伸到渦輪機燃燒器組件外部的第二端部。第二端部構造且布置成將第二可燃燒混合物輸送到LLI。

根據(jù)示例性實施例的又一方面，渦輪機系統(tǒng)包括壓縮機部分、操作地連接到壓縮機部分的渦輪部分、驅動地連接到壓縮機部分和渦輪部分中的一者的機械負載，以及流體地連接到壓縮機部分的進氣系統(tǒng)。進氣系統(tǒng)構造且布置成調節(jié)進入壓縮機部分的入口的流體。燃燒器組件流體地連接到壓縮機部分以及渦輪部分。燃燒器組件包括燃燒器，其具有從頭端部通過燃燒區(qū)延伸到第二端部的燃燒器本體。至少一個噴射器構造且布置成將第一可燃燒流體在燃燒器本體的頭端部處引入燃燒區(qū)中。至少一個延遲貧噴射器(LLI)構造且布置成在第一可燃燒流體的下游引入第二可燃燒流體。外部流體輸送系統(tǒng)流體地連接到至少一個LLI。外部流體輸送系統(tǒng)包括至少一個可燃燒流體輸送導管，其從流體地連接至LLI的第一端部延伸到渦輪機燃燒器組件外部的第二端部。第二端部構造且布置成將第二可燃燒混合物輸送到LLI。

一種渦輪機(3)燃燒器組件(20)，包括：

燃燒器(22)，其包括從頭端部(54)通過燃燒區(qū)(58)延伸到第二端部(56)的燃燒器本體(52)；

至少一個噴射器(60)，其構造且布置成將第一可燃燒流體在燃燒器本體(52)的頭端部(54)處引入燃燒區(qū)(58)中；

至少一個延遲貧噴射器(LLI)(90-92)，其構造且布置成在第一可燃燒流體的下游引入第二可燃燒流體；以及

外部流體輸送系統(tǒng)(40)，其流體地連接到至少一個LLI(90-92)，外部流體輸送系統(tǒng)(40)包括至少一個可燃燒流體輸送導管(110)，其從流體地連接到LLI(90-92)的第一端部(112)延伸到渦輪機(3)燃燒器組件(20)外部的第二端部(113)，第二端部(113)構造且布置成將第二可燃燒流體輸送到LLI(90-92)。

優(yōu)選地，還包括：燃料供應導管(120)，其從流體地連接到至少一個可燃燒流體輸送導管(110)的第二端部(113)的第一端部部分(123)通過中間部分(125)延伸到第二端部部分(124)，第二端部部分(124)流體地連接到可燃燒流體的外部供應部。