[發明專利]雙級葉片混合的雙燃料燃燒室

在審

• 申請號: 202210613681.3
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115200047A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 張弛;高安雯;林宇震;韓嘯
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡程瀟

本發明提供一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，包括預燃級組件、主燃級組件和燃燒室本體，主燃級組件環繞設置于預燃級組件的外側，主燃級組件內設有主燃級通道，主燃級通道內設有一級旋流葉片和二級旋流葉片，燃燒室本體與主燃級組件的主燃級通道相連通，一級旋流葉片和二級旋流葉片的內部分別開設有第一燃料腔室和第二燃料腔室，第一燃料腔室設有第一進料孔和第一噴料孔，第二燃料腔室設有第二進料孔和第二噴料孔，第一噴料孔和第二噴料孔均朝向主燃級通道，第一噴料孔和第二噴料孔分別噴出異種燃料。通過兩級葉片之間產生的復雜漩渦強化燃料摻混效果，提高燃料與空氣的摻混均勻度，從而實現更低的污染排放和更均勻的燃燒室出口溫度。

技術領域

本發明涉及燃燒室技術領域，尤其涉及一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室。

背景技術

雙燃料燃氣輪機是利用雙燃料燃燒技術，在同一臺機組中同時使用兩種及以上燃料的燃氣輪機機組，其核心是雙燃料燃燒室，研發的目的是滿足燃氣輪機的燃料多樣性要求，拓寬燃氣輪機的應用領域。在對雙燃料燃燒室的研制中，還需要在噴嘴設計、雙燃料混燒技術、低排放燃燒技術等方面開展深入的研究，尤其是雙燃料的混燒技術，處理不當會導致燃燒室的回火及NO_X排放升高等問題。

為解決雙燃料摻混均勻度的問題，大多數雙燃料燃燒室的主燃級都是由一級徑向旋流器提供摻混，燃料由直射式噴孔射流進入空腔，在空腔內完成燃料與空氣的預混。但大部分的燃燒室的一級旋流器雖能做到一定的摻混作用，但并不能達到很好的雙燃料摻混均勻度，而雙燃料摻混均勻度的摻混均勻度會對后續的燃燒程度及污染物的產生有著很大影響。

發明內容

本發明提供一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，用以解決現有技術中的雙燃料燃燒室不能達到很好的雙燃料摻混均勻度，造成后續的燃燒程度不足及污染物較多的技術問題，以提高雙燃料的摻混均勻度以及燃料與空氣的摻混均勻度，從而實現更低的污染排放和更均勻的燃燒室出口溫度。

本發明提供一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，包括：

預燃級組件；

主燃級組件，環繞設置于所述預燃級組件的外側，所述主燃級組件內設有主燃級通道，所述主燃級通道內設有一級旋流葉片和二級旋流葉片；

燃燒室本體，與所述主燃級組件的所述主燃級通道相連通；

其中，所述一級旋流葉片和所述二級旋流葉片的內部分別開設有第一燃料腔室和第二燃料腔室，所述第一燃料腔室設有第一進料孔和第一噴料孔，所述第二燃料腔室設有第二進料孔和第二噴料孔，所述第一噴料孔和所述第二噴料孔均朝向所述主燃級通道，所述第一噴料孔和所述第二噴料孔分別噴出異種燃料。

根據本發明提供的一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，所述第一噴料孔位于所述一級旋流葉片的前端，用于噴出第一燃料，所述第二噴料孔位于所述二級旋流葉片的前端，用于噴出第二燃料，其中，所述第一燃料和第二燃料為異種燃料，所述第一噴料孔和所述第二噴料孔的噴料方向相同或不同。

根據本發明提供的一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，所述一級旋流葉片內設有至少兩個所述第一燃料腔室，兩個所述第一燃料腔室所對應的所述第一噴料孔分別位于所述一級旋流葉片的前端和后端，且至少兩個所述第一噴料孔的噴料方向不同，用于噴出異種燃料。

根據本發明提供的一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，所述第一噴料孔和所述第二噴料孔共設有10-50個，且所述第一噴料孔和所述第二噴料孔的張角均為30-90°。

根據本發明提供的一種雙級葉片混合的雙燃料燃燒室，所述主燃級組件包括：主燃級旋流器和主燃級外環，所述主燃級外環環繞設置于所述主燃級旋流器的外側，所述主燃級通道設置于所述主燃級旋流器內。