[发明专利]燃烧器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于燃烧流质燃料的燃烧器装置，并且尤其是用于燃气轮机设备的燃烧器装置。

背景技术

还利用用于燃烧流质燃料的燃烧器装置运行发电站和其它大型机械应用中的燃气透平。在此，尤其使用所谓的双燃料燃烧器，其设计用于选择地或组合地燃烧液态和气态的燃料，例如天然气和燃料油。

燃烧器装置的尺寸相应较大并且具有带有多个燃料输送通道的复杂结构。因此，通常将设置在中间的小尺寸引燃燃烧器用于稳定大的主燃烧器环绕引燃燃烧器布置的火焰，其中，所述引燃燃烧器带有独立的燃料供应装置和空气输送装置。大的主燃烧器主要在带有过量的氧气的稀混合气体运行中运行，以便由此实现有利的排放值。然而，用稀混合气体运行导致，主燃烧器的火焰至少在特定的运行状态下波动，所述波动通过引燃燃烧器持续的点燃效应补偿。这种类型的燃烧器装置例如记载在EP 0580683B1中。

由于不均匀的热量分布而在金属壳体的壁中(即，气和油能量载体的环形输送通道在其中较为紧密地布置的所谓的毂中)产生了机械应力，因此在这种燃烧器中提出了要求。气体环腔关于流入的空气的流动方向在所谓的旋流叶片的上游在输入侧向主燃烧器供应，该旋流叶片将空气流与燃烧气体形成混合旋流或者流过旋流叶片。还存在油料输送装置，该油料输送装置通常比气体输送装置布置得更靠近燃烧器出口。油料输送装置包括油料环腔以及通向油料环腔的油料输送通道，该油料输送通道设置在位于气体环腔和引燃燃烧器之间的毂壁上。

因为气体相比油料具有更小的密度，要求较大的横截面，因此，气体输送装置的尺寸比油料输送装置的尺寸明显更大。因此，带有气体输送装置的燃烧器毂部分具有比油料输送装置更大的、朝向空气通道的外表面。空气输送通过经过压气机预压缩的空气进行，因此这种输送的空气由于压缩而已经具有超过400℃的温度。因此，带有气体输送装置的燃烧器毂的区域迅速被加热到超过400℃的温度，并且维持在该运行温度上。反之，通向油料环腔的油料输送通道还远离热的空气输送通道，因此油料输送通道中的油几乎不会被加热并因此具有仅50℃的温度。

因为一方面燃烧器毂在气体环腔的范围内被强烈加热，而另一方面在相邻的油料输送通道的范围内被明显冷却，所以气体环腔和油料输送通道之间的壁承受大的温度梯度。由于温度梯度而产生了热应力，该热应力缩短了这种燃烧器毂的寿命或者要求使用高质量的材料和与此相关的费用。在其中有冷的燃料经过热的燃烧器毂区域的其它区域中，也会出现这种应力。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，在燃烧器装置的燃烧器毂中降低所述由热造成的应力。

该技术问题通过按权利要求1所述的燃烧器装置解决。各从属权利要求包含了本发明有利的设计构造。

用于燃烧流质燃料的燃烧设备的、按本发明的燃烧器装置包括燃烧器毂、至少一个空气输送通道和针对每一种燃料类型的至少一个燃烧输送通道，其中，至少一个燃料输送通道至少部分构造在所述燃烧器毂中。在至少一个燃料输送通道中设置有屏蔽壁，该屏蔽壁与燃料输送通道的壁相间隔，因此在燃料输送通道的壁和屏蔽壁之间形成不属于流经燃料输送通道的燃料的流动路径的间隙。屏蔽壁由构造在燃料输送通道中的套筒形成。为了保证套筒在燃料输送通道中正确的径向位置，该套筒配设有至少一个径向定位器件，该定位器件确保套筒与燃料输送通道的壁之间的间距，其中，该间距尤其也可以针对允许的最大传热率选择。然而，在此由于燃烧器毂中可用的结构空间而产生了限制。套筒的至少一个径向定位器件设计为环绕布置的、径向朝外突伸的定位凸起。

在按本发明的燃烧器装置中，间隙形成比包围燃烧器毂的金属导热更差的区域，该区域将燃烧器毂的金属与流动的燃料热隔绝并因此限制燃料和燃烧器毂之间的热交换。套筒尤其在其两端的区域内各具有一个环形的定位凸起。因此，套筒装置的对齐变得更可靠并且排除了燃料流中可能由于间隔而造成的固有振荡。

套筒的至少一个定位凸起还可以具有环形槽，如果定位凸起位于燃料输送通道和燃料输送管之间的连接位置的区域是特别有利的。然后，借助于环形槽可以在燃料输送管与燃料输送通道焊接或钎焊时避免定位凸起焊接或钎焊固定在燃料输送通道和/或燃料输送管上。

套筒还可以配设至少一个轴向定位器件，该定位器件与存在于燃料输送通道中的轴向定位器件共同作用，以便在轴向上定位套筒(30)。通过这种方式可以在没有材料结合的连接的情况下在轴向上定位套筒。在此，尤其可以在套筒的轴向定位器件和燃料输送通道中的轴向定位器件之间存在一轴向间隙，该轴向间隙使得套筒能沿轴向热膨胀，而不会由此产生应力。