[發明專利]一種適用于燃氣輪機燃燒室的旋流噴嘴裝置

在審

• 申請號: 202011315572.0
• 申請日: 2020-11-21
• 公開（公告）號: CN112283749A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王瑋;肖俊峰;高松;王峰;李曉豐
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種適用于燃氣輪機燃燒室的旋流噴嘴裝置，該旋流噴嘴包括可獨立加工、拆卸的擴散空氣腔、擴散燃料腔、噴嘴外罩、預混旋流組件、擴散旋流組件、噴嘴內芯等部件，并在噴嘴外罩布置預混燃料進氣孔和預混空氣進氣孔。在燃機燃燒室運行時，預混燃料由預混燃料進氣孔直供旋流噴嘴內部預混通道，與壓縮空氣在旋流葉片上游進行初步混合，初步預混氣再經旋流葉片旋流，進一步在預混通道內混合。在更換燃料噴嘴部件時，可視燃料噴嘴各部件的損壞情況更換。采用本發明不需在旋流葉片內部設置燃料腔，可降低旋流噴嘴的加工難度；因本發明提供的燃料噴嘴各部件可獨立加工、拆卸和安裝跟換，可降低燃機電廠旋流噴嘴的維修、更換成本。

技術領域

本發明屬于燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種適用于燃氣輪機燃燒室的旋流噴嘴裝置。

背景技術

燃氣輪機作為一種高效能源轉換裝置，被廣泛應用于工業領域。燃氣輪機燃料噴嘴作為燃燒室的核心部件之一，在燃機小修、中修、大修以及燃燒室部件損壞時需更換。目前，在役燃氣輪機多采用DLN旋流噴嘴(或DLN燃燒器)主要包括噴嘴外罩、噴嘴中心體、噴嘴旋流葉片、清吹管等部件，且噴嘴旋流葉片安裝在噴嘴中心體上。其中，噴嘴外罩、噴嘴中心體和旋流葉片構成環形通道，壓縮空氣由噴嘴上游進入環形通道，在環形通道內流動；噴嘴中心體內部設有預混和擴散燃料通道；旋流葉片內部設有預混燃料腔，與噴嘴中心體內部的預混燃料供給通道聯通，旋流葉片表面設有燃料孔，且與預混燃料腔聯通，預混燃料經噴嘴中心體的預混燃料通道注入旋流葉片的預混燃料腔，并通過旋流葉片表面的燃料孔噴射進入環形腔，在旋流葉片下游的預混段內與壓縮空氣進行預混，再噴射進入燃燒室燃燒。擴散燃料則通過擴散噴嘴中心體內部對的通道，經中心體頭部的擴散旋流通道噴射進入燃燒室。

在役燃機燃燒室的旋流噴嘴存在如下問題：1)噴嘴旋流葉片為空心葉片，其內部設置有燃料腔、擴散空氣腔，且旋流葉片上設置有燃料孔，旋流葉片加工工藝復雜，造成旋流噴嘴設計加工難度大、成本高；2)除噴嘴內芯，噴嘴各個部件以焊接，或者緊密配合的方式連接成一體，燃機小修、中修和大修每次更換燃燒室旋流噴嘴時，不論旋流噴嘴熱端和冷端部件是否損壞，其必須整體維修或者更換，燃機發電企業每年需額外花費大量的費用。

發明內容

為解決在役燃氣輪機燃燒室燃料噴嘴中心體加工難度大、且更換維護費用較高等問題，本發明提供了一種適用于燃氣輪機燃燒室的旋流噴嘴裝置。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種適用于燃氣輪機燃燒室的旋流噴嘴裝置，包括擴散空氣腔、擴散燃料腔、噴嘴外罩、預混旋流組件、擴散旋流組件和噴嘴內芯；其中，擴散空氣腔、擴散燃料腔和噴嘴外罩依次相連，噴嘴內芯位于在擴散旋流組件內部，擴散旋流組件位于在預混旋流組件內部，預混旋流組件位于噴嘴外罩內部；噴嘴內芯采用位于噴嘴內芯前端的噴嘴內芯壓條安裝在擴散旋流端蓋上；擴散旋流組件與擴散燃料腔采用擴散旋流組件的擴散燃料端蓋上端的內螺紋實現連接；預混旋流組件與擴散燃料腔依靠擴散燃料腔下端的外螺紋與位于預混旋流組件的預混旋流組件前腔上端的外螺紋緊密連接；噴嘴外罩和擴散燃料腔依靠噴嘴外罩上的法蘭和擴散燃料腔端蓋實現緊密連接；

擴散空氣腔帶有擴散空氣進氣孔、擴散燃料腔帶有擴散燃料進氣孔，噴嘴外罩帶有預混空氣進氣孔和預混燃料進氣孔，預混旋流組件帶有旋流葉片，擴散燃料腔、預混旋流組件與噴嘴外罩共同組成預混旋流通道，擴散旋流組件帶有擴散旋流通道，擴散燃料腔、擴散旋流組件與預混旋流組件共同組成擴散燃料通道，擴散空氣腔、噴嘴內芯與擴散旋流組件共同組成擴散空氣通道。

本發明進一步的改進在于，擴散空氣腔的擴散空氣端蓋中心處帶有擴散空氣進氣孔。

本發明進一步的改進在于，擴散燃料腔端蓋預留有壓舌板，用于進一步固定噴嘴內芯壓條，實現噴嘴內芯與擴散旋流組件之間的緊密連接，確保噴嘴內芯不松動。