[发明专利]具有带有尖端冷却的燃料喷射器的系统

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及燃料喷射器，且更具体而言，涉及用于气化器的燃料喷射器。

背景技术

多种燃烧系统采用燃料喷射器以将燃料喷入燃烧室。例如，整体气化联合循环(IGCC)发电设施包括带有一个或多个燃料喷射器的气化器。燃料喷射器将诸如有机原料的燃料与氧和蒸汽一起供应到气化器中以生成合成气。通常，燃烧发生在燃料喷射器下游。然而，紧邻燃料喷射器的燃烧所产生的火焰和/或热量可降低燃料喷射器的寿命，特别是在燃料喷射器超出一定温度时。例如，燃料喷射器可经受朝尖端和/或靠近火焰的其它位置的不断增加的更高温度。遗憾的是，燃料喷射器的寿命可被这样高的温度降低，甚至在使用现有冷却技术时。

发明内容

在范围方面与初始要求保护的发明相一致的某些实施例总结如下。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围，相反，这些实施例意图仅提供本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明可包括可类似于或不同于下文所述实施例的各种形式。

在第一实施例中，系统包括气化燃料喷射器。气化燃料喷射器包括围绕喷射通道的尖端部分，喷射通道构造成沿下游方向喷射流体。尖端部分包括：内壁，其围绕喷射通道且沿下游方向从颈部延伸至边沿；外壁，其围绕内壁且从颈部延伸至边沿；以及冷却剂室，其在内壁与外壁之间。外壁包括沿下游方向远离边沿延伸的弯曲壁部分。

在第二实施例中，系统包括燃料喷射器。燃料喷射器包括：燃料通道，其构造成沿下游方向喷射燃料；氧通道，其构造成沿下游方向喷射氧；以及尖端部分，其围绕燃料通道和氧通道。尖端部分包括：内壁，其围绕燃料通道和氧通道且沿下游方向从颈部延伸至边沿；外壁，其围绕内壁且从颈部延伸至边沿；以及冷却剂室，其在内壁与外壁之间。外壁包括沿下游方向远离边沿延伸的弯曲壁部分。尖端部分包括径向通过外壁进入冷却剂室的冷却剂入口和冷却剂出口。

在第三实施例中，系统包括燃烧室和联接到燃烧室的燃料喷射器。燃料喷射器包括构造成沿下游方向喷射燃料的燃料通道和围绕燃料通道的尖端部分。尖端部分包括：内壁，其围绕燃料通道且沿下游方向从颈部延伸至边沿；外壁，其围绕内壁且从颈部延伸至边沿；以及冷却剂室，其在内壁与外壁之间。外壁包括沿下游方向远离边沿延伸的弯曲壁部分。外壁具有相对于燃料喷射器的纵向轴线的外壁直径，并且外壁直径从边沿到颈部逐渐地增加，并且然后逐渐地减小。

附图说明

当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有图中相同的标记表示相同的部件，在附图中：

图1是带有冷却剂室的燃料喷射器的实施例的轴向剖视图；

图2是带有冷却剂室的燃料喷射器的实施例的底视图；

图3是具有两个曲率半径(radii)的燃料喷射器的尖端部分的实施例的轴向剖视图；

图4是具有两个曲率半径的燃料喷射器的尖端部分的实施例的轴向剖视图；

图5是具有一个曲率半径的燃料喷射器的尖端部分的实施例的轴向剖视图；以及

图6是示出屈曲特性的燃料喷射器的尖端部分的实施例的轴向剖视图。

部件列表

104 燃料喷射器

152 纵向轴线

154 上游侧

156 下游侧

158 氧

160 第一氧通道

162 燃料

164 燃料通道

166 预混合区

170 第二氧通道

172 尖端部分

174 内壁

176 外壁

178 冷却剂室

180 冷却剂

182 冷却盘管(coil)

184 颈部

186 边沿

190 下游方向

192 热燃烧气体

200 进口

201 第一侧

202 出口

203 第二侧

216 上部

218 下部

219 交界面(interface)

220 内壁厚度

222 外壁厚度

224 颈部厚度

226 第一弯曲部分

228 第二弯曲部分

230 直部

232 第一曲率半径

234 第一中心