[实用新型]采用氮气冷却的高氢燃气轮机燃烧室的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于燃气轮机零部件范围，特别涉及一种采用氮气冷却的高氢燃气轮机燃烧室的装置，具体说，在燃烧室每个燃料喷嘴和与它反应的空气通道中间设置有氮气喷射微孔或氮气喷射微通道，用来阻止在燃料喷嘴附近发生燃烧。

技术背景

为了适应高效低污染和CO₂减排，整体煤气化联合循环(IGCC)结合CO₂捕集封存是煤炭洁净利用的有效手段。在此前提下，IGCC燃气轮机燃烧室中的燃料是含氢量很高的燃料。而氢气是易燃的燃料，在IGCC燃气轮机燃烧室燃料中，点火延迟随氢气含量的增加而减少，这样氢气含量的增加会使得燃气轮机燃烧室中在燃料喷嘴附近就开始燃烧进，并使得燃烧区缩短，从而会导致喷嘴附近的壁面出现超温。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中因含氢量很高的燃料，使得燃烧区缩短，从而会导致高氢燃气轮机燃烧室喷嘴附近的壁面产生高温的不足，而提出一种采用氮气冷却的高氢燃气轮机燃烧室的装置，其特征在于，在燃烧器头部设有空气气室、氮气气室，在空气气室前端固定氮气气室，燃料通道和燃料喷嘴固定在空气气室和氮气气室间，燃料喷嘴安装在燃烧室内；燃料喷嘴周围装设空气喷嘴；在燃料喷嘴和空气喷嘴间设置氮气微孔或微通道。燃料通过燃料通道进入安装在燃烧室内的燃料喷嘴，空气从空气气室经过空气喷嘴进入燃烧室；在燃料喷嘴和空气喷嘴间设置氮气微孔或微通道，氮气从氮气气室通过微孔或微通道进入燃烧室；氮气流速设计为低流速，氮气用来阻止空气和燃料在喷嘴出口附近混合，从而阻止空气和燃料在喷嘴出口附近燃烧产生高温；低温的氮气起到冷却燃料喷嘴附近壁面的作用。

本实用新型的有益效果是设计为低流速氮气阻止空气和燃料在喷嘴出口附近混合及燃烧；低温的氮气起到冷却燃料喷嘴附近壁面的作用，防止在高氢燃气轮机燃烧室喷嘴附近的壁面燃烧产生高温，以适应高效低污染和CO2减排的规定。

附图说明

图1是燃烧室头部冷却燃料喷嘴局部结构平面示意图。

图2是图1所示燃烧室头部冷却燃料喷嘴局部结构剖面示意图。

图中：1是空气喷嘴，2是氮气微孔或微通道，3是燃料喷嘴，4是燃料通道，5是空气气室，6是氮气气室。

具体实施方式

本实用新型提供一种采用氮气冷却的高氢燃气轮机燃烧室的装置，下面结合附图进一步详细描述本实用新型。

图1是本实用新型的燃烧室头部冷却燃料喷嘴局部结构平面示意图。在图1、图2中，在空气气室5前端固定氮气气室6，燃料通道4和燃料喷嘴3固定在空气气室5和氮气气室6间，燃料喷嘴3安装在在燃烧室内；燃料喷嘴3周围装设氮气微孔或微通道2；氮气气室6周围装设空气喷嘴1。

在图1、图2中描述了由燃料喷嘴3和环绕微孔的空气喷嘴1组成燃烧室头部局部的燃烧单元，在燃料喷嘴3和环绕微孔的空气喷嘴1中间是氮气微孔或微通道2。燃料、空气和氮气在燃烧室头部分别从三个独立的空间进入燃烧室，如实施例1中图2所示。燃料是从独立的燃料通道4中进入燃烧室，空气是从空气气室5中通过空气通道及空气喷嘴1进入燃烧室，而氮气是从氮气气室6通过氮气微孔或微通道2进入燃烧室。燃料喷嘴3中喷出来的是高速燃料气体，空气喷嘴1中流出的是高速空气，而氮气微孔或微通道2中出来的氮气流速较低。氮气阻止了燃料喷嘴3中喷出的燃料在刚出口处就和空气混合并进而燃烧，从而避免了在燃烧室喷嘴附近产生局部高温。

最后，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，在与本实用新型的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。