[發明專利]用于燃氣渦輪發動機燃燒器導流罩的圓錐-平坦隔熱罩

有效

• 申請號: 201811533079.9
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN110094759B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: A.M.埃爾卡迪;A.M.丹尼斯;E.M.羅伯森;M.A.穆勒;G.E.梅爾特爾;S-C.李
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;金飛

燃氣渦輪發動機燃燒器(16)圓錐?平坦隔熱罩(110、111)包括環形圓錐區段(142、143)，其從平坦區段(144、145)向上游延伸并與之成整體，該平坦區段(144、145)帶有可相對中心線(20)大體垂直或傾斜的朝下游表面(222)。平坦區段(144、145)包括：徑向外和內邊緣(162、164)，其中至少一個是圓形的并繞中心線(20)界定；和在中心線(20)上具有起點(176)的周向分開的順時針和逆時針徑向邊緣(172、174)。燃氣渦輪發動機燃燒器(16)包括在布置成非對稱或不對稱模式的一個或更多圓形排列(140、141)中的圓錐?平坦隔熱罩(110、111)。在圓形排列(140、141)中的圓錐?平坦隔熱罩(110、111)的兩個或更多組(A、B、C)可安裝在導流罩板(50)上，并且圓錐?平坦隔熱罩(110、111)中的一個或更多不同于組(A、B、C)中的一個或更多。

本申請是于2015年6月26日提交的中國專利申請201510530180.9的分案申請。

相關申請的交叉引用

本非臨時申請根據35U.S.C.§119(e)主張對在2014年6月26日提交的名為“用于燃氣渦輪發動機燃燒器導流罩(dome)的圓錐-平坦隔熱罩”的美國臨時專利申請No.62/017472的優先權，在此通過引用將其全部并入本文。

技術領域

本申請大體涉及燃氣渦輪發動機燃燒器，并且更具體地，涉及在燃氣渦輪發動機燃燒器中的燃燒器導流罩上的隔熱罩。

背景技術

在全世界范圍內的空氣污染關注導致了更加嚴格的排放標準。這些標準調整作為燃氣渦輪發動機運行的結果產生的氮氧化物(NOx)、未燃盡的碳氫化合物(HC)、以及一氧化碳(CO)的排放。尤其是，氧化氮在燃氣渦輪發動機內作為高燃燒器火焰溫度的結果形成。對燃氣渦輪發動機進行改造以努力減少氧化氮排放通常會在所關聯的燃氣渦輪發動機的運行聲學水平方面產生不利的影響。

作為基于燃料-空氣化學計量法、總質量流的常規運行條件和其它運行條件的后果，破壞性的或不被期望的聲學壓力振動或壓力脈沖可能在燃氣渦輪發動機的燃燒器中產生。在燃氣渦輪發動機設計中朝向滿足聯邦和地區空氣污染標準所需的低NOx排放的當前趨勢導致了貧預混燃燒系統的使用，在貧預混燃燒系統中燃料和空氣在火焰反應區域上游被均勻地混合。為了維持低的火焰溫度，轉而將不期望的氣態NOx排放的產生限制到可接受的水平，這些燃燒系統在其下運行的燃料空氣比或當量比與更常規的燃燒器相比“更貧”的多。

該方法通常使用水或蒸汽噴射以用于實現低排放，但是與帶有水或蒸汽噴射且在低當量比下的運行相關的燃燒不穩定也傾向于在燃燒器中不被接受地產生高動態壓力振動，這能造成硬件損壞和其它運行問題。壓力脈沖能在發動機上產生不利的效果，包括燃燒器硬件的機械和熱疲勞。由于在這樣的設計中更高得多比例的空氣被導入燃料-空氣混合器，因而壓力脈沖的問題被發現在低排放燃燒器中甚至更加相關。

干低排放(DLE)燃燒器是傾于燃燒聲學的并且典型地包括設計特征和/或控制邏輯以減小燃燒聲學的激烈性。這些包括消音器、多燃料系統、以及補充燃料回路。多燃料系統允許在燃燒室內的火焰溫度變化。LM2500 DLE和LM6000 DLE結合了被獨立地供應燃料的三個預混器的環。這允許外、中、和內預混器具有不同的火焰溫度。

補充燃料回路已用于在不同于主噴射位置的位置處將相對小部分的燃料噴射入燃燒器。在熱釋放中的該異相波動用來減少壓力波動的振幅。在一些實施方式中，補充燃料也在燃燒室內引起溫度變化。

在通用電氣LM2500 DLE和LM6000 DLE燃燒器的至少一些中，補充燃料從每一個其它預混器中噴射出。通向不帶有補充燃料的預混器的燃料流通常比帶有補充燃料的那些預混器要低。