[實用新型]燃氣渦輪機及用于控制壓縮工作流體流速的系統

有效

• 申請號: 201420123944.3
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN204063127U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: L.J.斯托亞;P.B.梅爾頓;R.M.迪欽蒂奧
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/16
• 分類號: F23R3/16;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;胡斌

技術領域

本實用新型大體涉及一種燃氣渦輪機的燃燒器。更具體地說，本實用新型涉及一種用于控制工作流體流向具有延遲貧燃料噴射器的燃燒器的空氣流速的系統。?

背景技術

用于發電的典型燃氣渦輪機包括位于前部的軸流式壓縮機、位于壓縮機下游的一個或多個燃燒器和位于尾部的渦輪機。環境空氣可以供應到壓縮機，并且壓縮機中的旋轉葉片和固定輪葉逐漸賦予工作流體(空氣)以動能，以產生處于高能狀態的壓縮工作流體。壓縮工作流體離開壓縮機并朝向燃燒器的頭端流動，在燃燒器的頭端，所述壓縮工作流體在端蓋處反轉方向并流過一個或多個噴嘴而進入限定在每個燃燒器中的燃燒室內的一次燃燒區中。壓縮工作流體與一個或多個燃料噴嘴中和/或燃燒室內的燃料混合并點燃以生成具有高溫與高壓的燃燒氣體。燃燒氣體在渦輪機中膨脹以產生功。例如，燃燒氣體在渦輪機中的膨脹可以使連接至發電機的軸旋轉從而發電。?

在一個特定的燃燒器設計中，又稱為延遲貧燃料噴射器的一個或多個燃料噴射器在噴嘴和/或一次燃燒區下游周向布置在燃燒室周圍。離開壓縮機的壓縮工作流體中的一部分輸送穿過燃料噴射器來與燃料混合以產生貧燃料空氣混合物。然后，貧燃料空氣混合物可以噴射到燃燒室中以用于在二次燃燒區中進行額外燃燒以升高燃燒氣體溫度并提高燃燒器的熱力學效率。延遲貧燃料噴射器能有效地提高燃燒氣體溫度，而不會相應地增加不希望的排放物如氮的氧化物(NO_X)的產生。延遲貧燃料噴射器特別有益于減少在燃氣渦輪機的基本負載?和/或調降(turndown)操作過程中的NO_X。相比之下，在某些非基本負載操作模式過程中，如在啟動、冷燃料和液體燃料操作過程中，延遲貧燃料噴射是不希望的，因此延遲貧燃料噴射器不供應燃料。?

雖然可以在燃氣渦輪機的操作期間關斷流向延遲貧燃料噴射器的燃料，但流向延遲貧燃料噴射器的壓縮工作流體卻輸送穿過限定在外殼體如壓縮機排出殼體內的被動回路并且因此無法關斷。結果，壓縮工作流體流過延遲貧燃料噴射器和襯管并與流過熱氣體路徑的燃燒氣體混合，由此引起對燃燒氣體的空氣稀釋，從而導致不希望的排放水平。為了克服空氣稀釋的影響，操作員必須使供給一次燃燒區的一個或多個燃料噴嘴過火。然而，過火導致燃燒襯管和/或過渡導管壁的高溫，這限制了那些熱氣體路徑部件的機械壽命。因此，用于控制壓縮工作流體流向燃料噴射器的流速的系統將是有用的。?

實用新型內容

本實用新型即旨在解決如前所提到的現有技術中的有關技術問題。本實用新型的具體方面和優點會在以下說明中進行闡述，或可以從說明書中清楚，或者可以通過實踐本實用新型來了解。?

本實用新型的一個實施例是一種用于控制壓縮工作流體流向燃燒器的燃料噴射器的空氣流速的系統。所述系統大體包括圍繞所述燃燒器的至少一部分的外殼體。所述外殼體至少部分地限定圍繞燃燒器的至少一部分的高壓腔室。外殼體包括延伸穿過外殼體的抽氣口和進氣口，其中所述抽氣口與所述高壓腔室流體連通。燃燒器至少部分地延伸穿過高壓腔室。燃燒器包括燃燒襯管；多個燃料噴射器，其圍繞所述燃燒襯管周向布置；內導流套管，其圍繞所述燃燒襯管；外空氣防護罩，其周向圍繞所述內導流套管和所述多個燃料噴射器；以及噴氣腔室，其限定在所述外空氣防護罩與所述燃燒襯管之間。所述噴氣腔室的入口與進氣口流體連通。外部流體回路提供抽氣口與進氣口之間的流體連通。擋板在外空氣防護罩與外殼體之間徑向延伸。所述擋板提供噴氣腔室的入口通道與高壓腔室之間的流動隔離。?

本實用新型的另一個實施例是一種用于控制壓縮工作流體流向燃燒器的燃料噴射器的空氣流速的系統。所述系統大體包括圍繞燃燒器的至少一部分、并且至少部分地限定高壓腔室的外殼體。所述外殼體包括延伸穿過外殼體的抽氣口和進氣口，其中所述抽氣口與所述高壓腔室流體連通。燃燒器包括延遲貧燃料噴射模塊。所述延遲貧燃料噴射模塊包括燃燒襯管；內導流套管，其周向圍繞所述燃燒襯管的一部分；多個燃料噴射器，其圍繞所述內導流套管和所述燃燒襯管周向布置；外空氣防護罩，其周向圍繞所述多個燃料噴射器；以及噴氣腔室，其限定在所述外空氣防護罩與所述內導流套管之間。外空氣防護罩至少部分地限定所述噴氣腔室的入口，其中所述入口與所述進氣口流體連通。外部流體回路提供抽氣口與進氣口之間的流體連通。擋板在外空氣防護罩與外殼體之間徑向延伸。所述擋板提供噴氣腔室的入口通道與高壓腔室之間在外殼體內的流動隔離。?