[发明专利]无帽式燃烧器组件中的横移式燃料喷嘴

说明书

背景技术

用于环式(annular)和环管式(can-annular)设计的重载燃气涡轮的预混合干式低NOx(DLN)燃烧系统基于燃料分级、空气分级或者两者的结合。这使得该燃烧系统能够在较广泛的条件中操作。当与现代燃气涡轮的负载循环相比时，预混合燃烧的窗口较窄。因此，尽管主体条件(bulk condition)可将设计置于其操作限制(即排放、可燃性等)之外，但是燃烧系统内的条件典型地是分级的，以产生稳定燃烧的局部区域。

此外，分级给予“调节(tune)”燃烧系统使其远离潜在地破坏性声学不稳定的机会。预混合系统可经历燃烧“动态”。改变火焰形状、提供阻尼或者错开燃料到火焰前锋的对流时间的能力都被用作意图控制这些事件发生的方法。然而，这些特征倾向于为不可调节的或者可仅仅以诸如排放的另一个基本边界为代价而得以实施。

动态缓解是持续调查的源泉。许多燃烧器设计具有使燃料流分级(通常称为“燃料分流”)的装置，但这产生排放惩罚。其它设计具有多个燃料喷射面以产生对流时间的混合。再者，许多途径是可能的，诸如燃料施压(forcing)、谐振器、1/4波长管等等。

声学不稳定性是热释放波动与燃烧室的固有声学模式的一个或更多个同时发生的指示。这些热释放波动与燃烧室相互作用的方式在很大程度上由火焰形状和燃料/空气混合物到火焰前锋的传送时间所确定。两个参数通常通过改变燃料到燃烧器内多个喷嘴的分布而被操纵。如果喷嘴是在共同的轴平面上，那么主要作用是改变火焰形状。反而，如果喷嘴处于不同的轴向位置，那么主要作用是改变对流时间。此外，处于共同平面上的喷嘴可导致有害的喷嘴至喷嘴的火焰前锋的相互作用，除非使一个喷嘴“偏置”以从稳定角度来看胜过相邻喷嘴。然而，任何调整都导致操作性的降低。也就是说，由于很好建立的NOx形成对局部火焰温度的指数依赖(exponentialdependency)，共同平面上的不均匀燃料分布导致相对更高的NOx排放。此外，如果一个喷嘴组在其它的上游(例如“四分”系统)，则处于不同轴向位置的不均匀燃料分布可产生潜在的火焰保持(flameholding)位置。

发明内容

根据本发明的一个方面，燃烧器包括具有中心体的燃料喷嘴组件、至少包围中心体的一部分的内护罩、至少包围内护罩的一部分的外护罩、以及形成在外护罩的一部分上的多个冷却孔，冷却空气引入到内护罩与外护罩之间的空间并从多个冷却孔排出。燃烧器还包括在轴向方向上至少移动中心体的促动器。

根据本发明的另一个方面，燃烧器包括具有中心体的至少一个燃料喷嘴组件、至少包围中心体的一部分的护罩、以及布置在中心体与护罩之间的叶片。燃烧器还包括在轴向方向上至少移动中心体的促动器。

根据本发明的又一个方面，燃烧器包括中心燃料喷嘴组件和多个外部燃料喷嘴组件，多个外部燃料喷嘴组件各具有中心体和外护罩，多个外部燃料喷嘴组件构造成以包围关系与中心柱彼此邻接，以便在多个外部燃料喷嘴组件的任何两个邻接的外部燃料喷嘴组件之间不存在间隙。

通过结合附图的以下说明，这些和其它优点及特征将更明显。

附图说明

被称作本发明的本主题在本说明最后的权利要求中特别指出并清楚地声明。通过结合附图的以下详细说明，本发明的前述和其它的特征及优点显而易见，在附图中：

图1是根据本发明实施例的具有横移式(traversing)燃料喷嘴组件的燃烧器的截面图；

图2是具有图1的横移式燃料喷嘴组件的燃烧器的更详细的截面图；

图3是根据本发明另一个实施例的具有多个横移式燃料喷嘴的燃烧器的透视图；以及

图4是根据本发明又一个实施例的具有横移式燃料喷嘴组件的燃烧器的截面图。

参考附图，以下详细说明示例性地阐释本发明的实施例以及优点和特征。部件列表100  燃烧器104  燃料喷嘴组件108  燃烧器壳体112  端盖116  叶片120  内护罩124  中心体128  衬里132  密封组件136  隔板/帽状组件140  密封件144  外护罩148  促动器机构152  浸入区156  冷却孔160  馈送孔300  燃烧器304  燃料喷嘴组件306  燃料喷嘴308  燃料喷嘴组件310  中心体312  护罩314  叶片316  顺应式密封件400  燃烧器

具体实施方式