[发明专利]燃料喷嘴组件

说明书

技术领域

本发明公开大致涉及燃气涡轮机系统，更具体地说涉及燃气涡轮机系统中的燃料喷嘴组件。

背景技术

燃气涡轮机系统广泛地应用于诸如发电等领域。传统的燃气涡轮机系统包括压缩机、燃烧器和涡轮。在典型的燃气涡轮机系统中，压缩空气从压缩机提供至燃烧器。进入燃烧器的空气与燃料混合并燃烧。热的燃烧气体从燃烧器流向涡轮以驱动燃气涡轮机系统并产生功率。

天然气典型地用作用于燃气涡轮机系统的主要燃料。天然气在燃烧器中或其附近与燃料喷嘴组件中的空气相混合，从而提供用于燃烧的稀薄的预混合的空气/燃料混合物。燃气涡轮机系统典型地还需要辅助燃料，其容许系统在不能获得主要燃料时继续运转。辅助燃料典型地是液态燃料，例如油。

用于在燃料喷嘴组件中供应辅助燃料的典型的现有技术方案供应辅助燃料作为直接喷洒到点火源中或其附近的燃料流。同利用主要燃料获得的相对较稀薄的预混合的空气/燃料混合物相反，此燃料流是相对较浓燃料的混合物。因此，燃烧的辅助燃料混合物的温度和引起的NO_X的生成率典型地是不适宜地高。为了降低温度和NO_X水平，典型地供应水和压缩的雾化空气并在燃料喷洒到点火源中时使水和压缩的雾化空气与辅助燃料相混合。然而，此系统是相对较低效、浪费且昂贵的。例如，必须利用独立的系统供应水和供应并压缩雾化的空气。

此外，因为辅助燃料通过燃料喷嘴组件供应并流动，所以其可能造成结焦。结焦是燃料分子被氧化热解或破坏性分馏成更小的有机化合物，并且在高温下进一步分解成固体碳粒子。结焦因而造成固体碳粒子沉积在燃料喷嘴组件的各种表面上，导致燃料喷嘴组件中的流中断。

因而，在本领域中将需要一种用于使辅助燃料在燃料喷嘴组件中预混合的装置。另外，在燃料喷嘴组件中用于供应辅助燃料的装置将是有利的，其减少了相关的费用并提高了相关的效率。此外，在燃料喷嘴组件中将需要用于供应辅助燃料的装置，其防止或减少了燃料喷嘴组件中的结焦。

发明内容

本发明的方面和优势将在以下描述中将部分地陈述，或者可从描述中明白，或者可通过本发明的实践获悉。

在一个实施例中，公开了一种用于在燃料喷嘴组件的预混合环状空间中使辅助燃料预混合的嵌件。该嵌件包括筒芯，该筒芯穿过燃料喷嘴组件的至少一部分，并构造成使辅助燃料流过其中。嵌件还包括联接在筒芯上的转接器，转接器限定了燃料气室和至少一个径向延伸的喷射孔。该至少一个喷射孔构造成从筒芯接受至少一部分辅助燃料，并将辅助燃料喷射到预混合环状空间中。

在另一实施例中，公开了一种用于使辅助燃料预混合的燃料喷嘴组件。燃料喷嘴组件包括其间限定了预混合环状空间的外燃烧管和内燃烧管，内燃烧管进一步限定了内环状空间。燃料喷嘴组件还包括一种嵌件，该嵌件包括筒芯和转接器，筒芯延伸穿过燃料喷嘴组件的至少一部分，并构造成使辅助燃料流过其中，而转接器联接在筒芯和内燃烧管上，转接器限定了燃料气室和至少一个径向延伸的喷射孔。喷射孔构造成从筒芯接受至少一部分辅助燃料，并将辅助燃料喷射到预混合环状空间中。

参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解。包含在本说明书中并组成本说明书的一部分发附图显示了本发明的实施例，并且与细节描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参照附图所做的说明书中为本领域中的普通技术人员阐述了本发明的完整且能够实施的发明公开，包括其最佳模式，其中：

图1是本发明公开的燃气涡轮机系统的若干部分的横截面图；

图2是本发明公开的燃料喷嘴组件中的嵌件的一个实施例的横截面图；

图3是图2中所示的本发明公开的转接器的一个实施例的透视图；

图4是本发明公开的嵌件的另一实施例的横截面图；

图5是本发明公开的嵌件的另一实施例的横截面图；且

图6是本发明公开的嵌件的另一实施例的横截面图。

零部件列表：

10燃气涡轮机

12压缩机段

14燃烧器段

16燃烧器

18涡轮段

20燃烧系统

22过渡件

24燃烧外壳

26端盖

28燃料喷嘴组件

30流套筒

32燃烧室

34冲击套筒

42空气

44入口流量调节器

46通道

48通道

50通道

56空气旋流器叶片