[发明专利]带有可移除的引导组件的燃气轮机燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明总的涉及用于燃气轮机的燃料喷射器，并且更特别地，涉及带有可移除的引导组件的燃气轮机燃料喷射器。 

背景技术

燃气轮机(“GTE”)通过从由压缩空气的流束中的燃料的燃烧所产生的热气流中提取能量而产生动力。一般来讲，GTE具有连接至下游涡轮的上游空气压缩机，其中燃烧室位于所述涡轮和所述空气压缩机之间。当压缩空气和燃料的混合物在燃烧室中被点燃时释放出能量。结果产生的热气被定向在涡轮叶片上方，使涡轮旋转，由此产生机械动力。在典型的GTE中，一个或多个燃料喷射器将某些类型的化石燃料定向进入燃烧室中用于燃烧。化石燃料的燃烧导致在GTE废气排放物中产生某些不希望的组分。这些不希望的组分包括：一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)，其共同称为NO_X。在某些国家，政府法规限制可以由GTE排放出的NO_X的可允许水平。 

从GTE产生的NO_X排放物的量随燃烧室中的火焰温度而增加。因此，一项GTE制造厂家用以满足NO_X法规的技术是降低GTE的燃烧室中的火焰温度。燃烧室中的低的火焰温度可以通过减少输送进入燃烧室的空燃混合物中的燃料含量及在空燃混合物被定向进入燃烧室之前彻底混合空气中的燃料而得以实现。这样的具有较低燃料含量的良好混合的空燃混合物称为贫油预混混合物。虽然这种贫油预混混合物减少了NO_X排放物，但是将混合物中的燃料含量降至低于阈值可以造成产生的火焰不稳定。不稳定的火焰可能导致不希望的燃烧室内的压力振荡，最终引起火焰的灭火(称为“贫油熄火”)。 

为在满足NO_X排放物法规的同时提供稳定的火焰，一些GTE燃料 喷射器提供多个燃料路径或流束，比如主燃料流束和引导燃料流束。在这样的系统中，主燃料流束将贫油预混燃料流束提供给燃烧室用于低NO_X运行，而引导燃料流束将富油燃料源提供给燃烧室用于火焰稳定和启动。在1995年4月11日授权给本发明的受让人的专利，即专利号US5404711(‘711专利)的美国专利描述了带有主燃料流束和引导燃料流束的GTE燃料喷射器。虽然‘711专利的喷射器已经被证明是可靠且稳固的，并且已经获得了广泛的商业成功，但提供‘711专利的引导燃料流束的组件被永久地连接到喷射器结构的其他部分以提供防止燃料和空气泄露的良好密封。由于GTE燃料喷射器接近于燃烧火焰定位，喷射器的部件可能会受到高温损伤作用。虽然‘711专利的引导组件的永久连接防止了燃料和空气泄露，但在现场环境中更换受损的引导部件变得困难。本发明旨在解决如上提出的一个或多个问题。 

发明内容

在一个方面中，公开了一种用于燃气轮机的燃料喷射器。燃料喷射器包括具有纵向轴线的喷射器壳体。喷射器壳体包括：一个或多个燃料进口；绕纵向轴线环形地布置的一个或多个燃料室；和进气口。燃料喷射器还包括绕纵向轴线圆周地布置的具有近端和远端的预混筒。预混筒在近端处流体连接于燃料室和进气口，并且被构造成在远端处机械地连接到燃气轮机的燃烧室。燃料喷射器还包括径向地向预混筒内布置的引导组件。引导组件可以包括第一端部和第二端部。第二端部可移除地连接到喷射器壳体，并且第一端部邻近预混筒的远端。引导组件流体地连接到燃料室、进气口、和燃烧室。 

在另外一个方面中，公开了一种组装燃气轮机的燃料喷射器的方法。该方法包括：将管状内部部件插入管状中间部件中；并将该中间部件插入管状外部部件中。该方法还包括：使内部部件在燃料喷射器的管状中心部件上滑动；并绕燃料喷射器的纵向轴线旋转外部部件以将外部部件可移除地连接至燃料喷射器。