[发明专利]预混合燃料喷嘴内部流通道的改进

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机燃烧器技术，并且更具体地说，涉及具有改进的内部流通道设计的燃气涡轮机燃料喷嘴结构。

背景技术

在典型的“罐-环状”式的燃气涡轮机燃烧器装置中，若干燃烧器以环形阵列围绕涡轮机转子轴线设置，并将燃烧气体供给到涡轮机的第一级中。压缩机使入口空气增压，该空气然后转向(或者相反地流动)到燃烧器，其在燃烧器那里被用来冷却热的气体通道部件(pathcomponent)并为燃烧过程提供空气。各燃烧器组件包括大体上圆柱形的燃烧器(包括燃烧室)、燃料喷射系统以及将热的燃烧气流从燃烧器引导到涡轮机段入口的过渡件或管。这种类型的燃气涡轮机通常可包括6、10、14或18个围绕涡轮机转子轴线而设置的燃烧器。

一种特定的干式低NO_x排放的燃烧系统包括用于各燃烧器的由多个燃料喷嘴组成的燃料喷射系统，该燃料喷嘴支撑在封闭了该燃烧器上游端的端盖上。各燃料喷嘴包括旋流器(swirler)以及位于该旋流器下游的径向定向的柱组件(peg assembly)。该旋流器与柱组件可以是整体铸件或多件铸件或者是装配的组件，并且通常具有从该燃料喷嘴体径向延伸出来的8-10个柱。各中空柱具有泪珠状的外形以及将燃料供给到多个口或孔的内部圆孔，燃料经该孔喷射到燃烧室中。该柱的径向外端被覆盖一个或多个孔的塞子封闭，需要另外钻孔穿过该塞子来重新打开该孔。另外，该塞子在流通道中导致不必要的内部“台阶”。同时，对于某些其它的低NO_x燃烧系统，必须容纳更高的燃料流量，同时保持预定的燃料供给压力以及相同的外形与尺寸。因此，必须改进该内部通路，以便容纳更高的流量，同时保持外部几何形状基本不变。

发明内容

在一示例性但非限制性的实施例中，提供了用于燃气涡轮机的喷嘴，其包括管状喷嘴体；以及在该管状喷嘴体前端与尾端之间的一位置从该管状喷嘴体径向地延伸的多个中空的燃料喷射柱(hollow fuelinjection peg)；其中，该多个中空的燃料喷射柱中的每一个均具有外部泪珠状的横截面形状，并且每个中空喷射柱中的燃料通路均具有基本匹配的内部泪珠状的横截面形状。

在另一示例性但非限制性的实施例中，提供了用于燃气涡轮机的喷嘴，其包括管状喷嘴体；以及在该管状喷嘴体前端与尾端之间的一位置从该管状喷嘴体径向地延伸的多个中空的燃料喷射柱；多个中空的燃料喷射柱在前端与尾端之间的一位置从该管状喷嘴体基本垂直地径向延伸；并且其中，该管状喷嘴体具有连接至其前端的基座法兰，该基座法兰形成为具有细长弓形燃料入口槽的环形阵列，用于将燃料供给至连接到该多个燃料喷射柱上的管状喷嘴体中的通路。

在还有另一示例性但非限制性的实施例中，提供了用于燃气涡轮机的喷嘴，其包括管状喷嘴体；以及在该管状喷嘴体前端与尾端之间的一位置从该管状喷嘴体径向地延伸的多个中空的燃料喷射柱；其中，该多个中空的燃料喷射柱中的每个中空的燃料喷射柱均具有径向外端壁，其中，每个中空喷射柱中的燃料通路均具有在所述管状喷嘴体与该径向外端壁之间连续地延伸的基本平滑的表面。

现在将结合下面所示的附图而更详细地描述本发明。

附图说明

图1是贯穿罐-环状式燃气涡轮机燃烧器的一个截面；

图2是可用于图1的燃烧器中的喷嘴结构的透视图；

图3是根据本发明的一示例性但非限制性的实施例的修改的喷嘴的一个截面；

图4是从图3的喷嘴上移走的喷嘴端盖安装法兰(也被称为“基座法兰”)的透视图；

图5和图6是可选的基座法兰构造的透视图；

图7是根据本发明的一示例性但非限制性的实施例，如图3中的燃料喷射柱的放大的局部透视图，其被剖开以便更清楚地显示该柱的径向内边缘处的圆化的转角，以及实心的外顶端部分；

图8是基本类似于图7但显示了靠近燃料喷射柱远端的之前的塞子的透视图；

图9是根据本发明的一示例性但非限制性的实施例，放大详细图示的如图7中所示的中空柱的入口；

图10是从图3上移走的喷嘴的旋流器部分的局部切除的透视图。

零部件清单