[實用新型]預混燃燒方式的燃燒室

有效

• 申請號: 201420450324.0
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN204176646U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 方子文;李珊珊
• 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: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/58
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本實用新型涉及預混燃燒技術領域，具體而言，涉及一種預混燃燒方式的燃燒室。

背景技術

由于環境保護的要求越來越嚴格，在近年來的燃氣輪機燃燒器中越來越多地使用預混燃燒的方式來降低氮氧化物(NO_x)的排放。

圖1顯示了一種相關技術中采用的預混燃燒方式的燃燒室頭部結構。值班噴嘴1布置在中心，多個主噴嘴2均勻地布置在值班噴嘴1周圍。主噴嘴2均采用預混燃燒模式以減少污染物排放。值班噴嘴1采用擴散燃燒模式或者預混燃燒模式，在擴張段11內形成穩定的火焰，作為主噴嘴2生成預混火焰的火種使用，由此維持預混燃燒。預混火焰的溫度一般在1800K以上，擴張火焰一般在2200K以上。由于火焰存在于擴張段11內，需要對噴嘴的擴張段進行熱防護。為了保證值班噴嘴1的壽命，除了在擴張段11內壁面噴涂隔熱涂層外，往往還需要使用冷氣進行冷卻。

為了減少NO_x的排放，先進的預混燃燒室用燃料預先混合了最大數量的空氣，所以只有很少的空氣可以用來冷卻。另一方面，冷卻氣與燃燒室的壓差也是影響冷卻效率的重要因素。冷卻氣的壓力越高，冷卻效率越高。圖2是對圖1的局部放大，在該燃燒室頭部結構中，從頭部進入的空氣，一部分通過漏氣孔61和間隙21流出，用來防回火；另一部分通過襯套12上的氣孔121進入到襯套12與擴張段11形成的通道中，用來冷卻擴張段11。對于該冷卻方案，一方面空氣在繞過罩帽3進入到頭部結構中，以及在罩帽3內部無規則流動的過程中都有較大的壓力損失；另一方面由于不能準確控制冷卻氣的進出口面積，從而不能有效地控制冷卻氣的流量。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，如何實現對燃燒室頭部冷卻氣的有效控制，并提高冷卻效率。

為此目的，本實用新型提出了一種預混燃燒方式的燃燒室，包括：值班噴嘴，包括直段和擴張段，所述擴張段的外側套設有襯套；多個主噴嘴，設置在所述值班噴嘴周圍；罩帽，套設在所述多個主噴嘴之外；擋板，設置在所述直段與所述罩帽之間，包括對所述多個主噴嘴進行限位的多個預留孔；多個導流管，設置在所述襯套與所述罩帽之間，位于所述擋板靠近所述擴張段的一側，所述導流管靠近所述擴張段的一側管壁上設置有至少一個出氣孔，其中，所述罩帽與所述導流管的連接處設置有可調進氣孔，所述襯套與所述導流管的連接處設置有導氣孔。

優選地，由所述可調進氣孔流入所述導流管的氣體一部分通過所述出氣孔流入所述多個主噴嘴與所述罩帽的間隙，并從所述間隙流出所述燃燒室，另一部分通過所述導氣孔流入所述襯套與所述擴張段之間，并從所述襯套與所述擴張段末端構成的冷卻氣出口流出所述燃燒室。

優選地，所述至少一個出氣孔的總面積為所述進氣孔面積的20％至40％。

優選地，所述冷卻氣出口的面積大于所述進氣孔的面積與所述至少一個出氣孔的總面積之差。

優選地，所述導流管的中心線到所述值班噴嘴出口的距離，大于所述擴張段軸向長度的50％。

優選地，所述擋板與所述導流管的距離在0至10毫米之間。

優選地，所述襯套與所述值班噴嘴和所述主噴嘴的出口截面的軸向距離在0至20毫米之間。

優選地，所述擋板與所述罩帽、所述值班噴嘴、所述主噴嘴和所述襯套的連接處均為密封連接。

優選地，所述導流管與所述罩帽和所述襯套的連接處為密封過渡，且為密封連接。

優選地，所述導流管包括直管和/或變截面管道。

通過上述技術方案，可以控制可調進氣孔的面積來方便有效地調節冷卻氣的流量及分布，而且導流管規范了冷卻氣的流動，使得流阻大大減小，從而提高了冷卻效率。此外，導流管的引入同時提供了支撐，提高了燃燒室結構整體的穩定性。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本實用新型的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本實用新型進行任何限制，在附圖中：

圖1示出了相關技術中預混燃燒方式的燃燒室頭部結構示意圖；

圖2示出了相關技術中預混燃燒方式的燃燒室結構的局部放大示意圖；

圖3示出了根據本實用新型一個實施例的預混燃燒方式的燃燒室結構示意圖；

圖4示出了根據本實用新型一個實施例的預混燃燒方式的燃燒室結構局部放大示意圖；

圖5示出了根據本實用新型一個實施例的預混燃燒方式的燃燒室出口結構示意圖；

圖6示出了根據本實用新型一個實施例的預混燃燒方式的燃燒室剖面示意圖。

附圖標號說明：