[实用新型]一种旋流器及使用该旋流器的燃气轮机燃烧室喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种旋流器及使用该旋流器的燃气轮机燃烧室喷嘴。

背景技术

目前，燃气轮机制造商通过提升燃烧室出口温度来提高燃气轮机的热效率，同时，其产品需满足日益苛刻的污染物排放要求。采用传统碳氢化合物燃料的燃气轮机通常所产生的主要空气污染排放物为氮的氧化物、一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物。众所周知，氮氧化物的产生在很大程度上取决于燃烧室反应区的最高燃气温度。现有降低燃烧室反应区温度的方法，是在燃料进入燃烧区之前，将燃料和空气进行预混合形成贫混合物。贫预混燃烧室反应区中多余空气的热质量会降低反应区中的峰值温度，以减少氮氧化物的生成。

典型的燃气轮机预混合燃料喷嘴旋流器可采用铸造旋流叶片组件，其中使用圆型排列的成形空心叶片来旋动进气。空心叶片还用作燃料输送通道，其中各个叶片设有钻入侧面中的几个气体端口孔，燃料通过气体端口孔喷射到经过的空气流中。

如图1所示，为采用现有技术的用于预混燃料喷嘴的旋流器1’。该旋流器1’由带有中心燃料通道111’的内管11’、带有支路燃料通道1311’和燃料喷射孔1312’的旋流叶片13’和外管12’组成。燃料通过中心体内中心燃料通道111’，分别进入旋流叶片13’内的支路燃料通道1311’，并从燃料喷射孔1312’射出。通过燃料喷射孔1312’的位置和大小来实现燃料的分配。从燃料喷射孔1312’射出的燃料与来流空气进行预混合形成贫混合物，然后进入燃烧反应区中燃烧。在采用现有技术中的预混燃料喷嘴旋流器1’中，存在许多与加工和调试相关的问题。在预混燃料喷嘴设计中，需要对喷嘴进行流动试验，通过迭代调试对喷嘴流动性能进行优化。由于采用现有技术的预混燃料喷嘴旋流器1’为整体结构，且结构比较复杂，在加工燃料喷射孔1312’时，为保证钻孔的精度和粗糙度，对钻孔设备和工艺提出较高要求。同时，在迭代调试中，需要对燃料喷射孔1312’的位置和大小进行调节。如果燃料喷射孔1312’的开孔面积太大或需要对其位置进行调节，就没有方法来实现，而旋流器1’组件将无法重复使用，增加试验成本。

因此，针对以上不足，需要提供一种调节喷嘴内燃料流量分配方便的、旋流叶片上的燃料喷射孔加工容易的旋流器。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：旋流器中是通过改变燃料喷射孔的位置和大小来实现燃料的分配，传统的旋流器，其上的旋流叶片为整体式结构，对燃料的分配进行调整时，需要对整个旋流器进行更换，每一次调整都需要更换整个旋流器，调试非常不方便，影响喷嘴的生产制造周期和制造成本，并且旋流器的结构比较复杂，在加工燃料喷射孔时，为保证钻孔的精度和粗糙度，对钻孔设备和工艺提出较高要求，增加了旋流器的制造成本和制造难度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种旋流器，包括内管、外管和旋流叶片，所述旋流叶片包括旋流叶片前段和旋流叶片后段，所述旋流叶片后段位于所述内管与所述外管之间，并与所述内管和所述外管固定连接，所述旋流叶片前段可拆卸地安装在所述内管和所述外管之间，所述内管中设置有中心燃料通道，所述旋流叶片前段上设置有支路燃料通道和燃料喷射孔，所述中心燃料通道、所述支路燃料通道和所述燃料喷射孔之间相连通。

其中，所述外管上设置有安装孔，所述旋流叶片前段与所述安装孔相配合。

其中，所述内管上设置有凹槽，所述旋流叶片前段与所述凹槽相配合。

其中，所述旋流叶片前段与所述内管和所述外管之间通过钎焊连接。

其中，所述旋流叶片前段的旋流角度为0度。

其中，述旋流叶片前段占整个旋流叶片长度的10％-50％。

其中，所述内管、所述外管和所述旋流叶片前段一体铸造成型。

其中，所述旋流叶片前段呈板状，所述支路燃料通道应沿所述旋流叶片前段的长度方向设置，在所述支路燃料通道上均布有多个燃料喷射孔。

其中，所述燃料喷射孔为圆形通孔。

本实用新型还提供了一种燃气轮机燃烧室喷嘴，包括有上述任一实施例所述的旋流器。

(三)有益效果