[发明专利]用于副燃料喷嘴的管状燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机燃烧器，并且更具体地涉及用于减少空气污染物如氮氧化物(NO_x)的燃气涡轮机燃烧器的改进方案。 

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括压缩机段、燃烧器段，以及至少一个涡轮段。压缩机压缩与燃料相混合且引入到燃烧器中的空气。然后，点燃该混合物，产生热的燃烧气体。将燃烧气体引入到涡轮中，该涡轮从燃烧气体中获取能量向压缩机供以动力，以及用于产生有用功向负载如发电机供以动力。 

现有的干式低NO_x(DLN)燃烧系统具有副燃料喷嘴，其提供支持主火焰的火焰。离开副燃料喷嘴的燃料/空气混合物没有完全地预混合并且有助于从燃气涡轮机中生成NO_x。 

希望的是，增大副燃料喷嘴中的空气/燃料的混合度，以实现减少来自于燃气涡轮机的NO_x。 

发明内容

在示例性实施例中，用于燃气涡轮机的副燃料喷嘴包括与多个环形燃料通路相联接的燃料歧管，以及与燃料歧管成流体连通且设置成包绕该多个环形燃料通路的管状燃料喷射器。管状燃料喷射器包括多个轴向定向的空气槽口，以及设置在该多个空气槽口之间的多个燃料喷嘴孔。多个燃料喷射孔定向成使得来自于燃料歧管的燃料至少沿径向喷射，以便与流过该多个空气槽口的空气相混合。 

在另一个示例性实施例中，用于燃气涡轮机的副燃料喷嘴包括与 多个环形燃料通路相联接的燃料歧管，以及与燃料歧管成流体连通且设置成包绕该多个环形燃料通路的管状燃料喷射器。管状燃料喷射器包括设置成围绕管状燃料喷射器的圆周的多个轴向定向的空气槽口，以及设置在该多个空气槽口之间的多个燃料喷射孔。该多个燃料喷射孔包括轴向定向的喷射孔以及径向定向的喷射孔，使得来自于燃料歧管的燃料沿径向和轴向喷射，以便与流过该多个空气槽口的空气相混合。 

在又一个示例性实施例中，燃料喷射器设置成用于燃气涡轮机中的副燃料喷嘴。燃料喷射器包括轴向定向的空气槽口，以及设置在空气槽口之间的多个燃料喷嘴孔。该多个燃料喷射孔包括轴向定向的喷射孔以及径向定向的喷射孔，使得经由该多个燃料喷射孔输入的燃料沿径向和轴向二者进行喷射，以便与流过空气槽口的空气相混合。 

附图说明

图1为现有技术公知的干式低NO_x燃烧器的局部截面图； 

图2为现有技术的副预混合/扩散燃料喷嘴的局部截面图； 

图3示出了用于现有技术的副燃料喷嘴的插塞(peg)布置； 

图4示出了现有技术的副喷嘴的插塞中的燃料排放孔的布置； 

图5示出了用于燃料预混合的现有技术的歧管； 

图6为示出燃料喷嘴的管状燃料喷射器的透视图；以及 

图7为管状燃料喷射器的局部放大图。 

零件清单 

12燃气涡轮机 

14压缩机 

16燃烧器 

18叶片 

20过渡管路 

24上游燃烧室 

26下游燃烧室 

28文丘里喉管区域 

30燃烧器流动套筒 

32涡轮机外壳 

36主喷嘴 

38副喷嘴 

40后壁 

42空气旋流器 

44圆柱形壁 

46槽口或散热孔(1ouver) 

48槽口或散热孔 

50中心本体 

52衬套 

54旋流器 

56副燃料喷嘴组件 

P₁扩散管 

P₂管 

58气体本体 

60外套筒部分 

62内部中空心子部分 

64预混合燃料通路 

68轴向空气通路 

70开孔 

75副喷嘴本体 

77安装法兰 

78径向孔 

80径向气体喷射器管道(插塞) 

82孔口 

85中心腔 

90预混合区域 

96旋流器槽口 

98引导孔(pilot bore) 

100引导孔口 

108直径减小的前端