[实用新型]一种燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及重型燃机干低排放燃烧室设计，具体涉及一种燃烧室。

背景技术

涡轮的进口温度是影响燃气涡轮发动机的效率的一个重要因素，因此随着燃气涡轮发动机功率、效率要求的不断提高，涡轮进口温度要求也逐渐升高，导致涡轮热负荷增加以及燃烧室NOx排放的增加。

近年来，国家对空气污染的控制更加重视，国家法规对燃气轮机的NOx排放限制也愈加严格。控制燃气轮机的NOx排放关键，在于控制燃烧区的火焰温度，随着燃机发展，燃烧室出口温度不断提高，预混合气与冷却空气之间的矛盾更加难以平衡，需要更优的燃烧室空气流动组织方式。

公开号为CN101349425B中国专利，涉及用于冷却低NOx燃烧器中的燃烧室/文丘里管的装置/方法，在该专利中，该装置从二次空气通道中吸入空气，在文丘里管内壁面收敛和扩张段形成冲击冷却，然后冷却空气向下游流动，通过下游的多个紊流器与冷却空气相互作用产生紊流冷却作用。但是，该装置在文丘里管出口处形成局部低温区，导致CO排放量增加；下游紊流冷却效果弱于冲击冷却，导致文丘里管内壁面平直段壁温较高；另外，文丘里管冷却空气直接排至燃烧区下游，不能作用预混空气使用来调整燃烧区预混当量比。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种燃烧室，以解决上述至少一个技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种燃烧室，包括中心体、燃烧室外壁和文丘里管，所述文丘里管包括从上游至下游依次连接的上游段、收敛段、扩张段以及下游段，并在所述文丘里管的内部形成环状的冷却空气通道；

所述上游段的内环形壁上开有上游空气出口，与所述冷却空气通道连通；所述下游段的外环形壁上开有下游空气进口，与所述冷却空气通道连通；所述冷却空气通道在下游出口处封闭；所述燃烧室外壁上开有与所述下游空气进口相对应的通孔。

可选地，所述上游段的内环形壁的型面呈柱状。

可选地，所述上游段的内环形壁的直径由上游至下游逐渐缩小。

可选地，所述收敛段与所述扩张段通过紊流器进行紊流冷却。

可选地，所述紊流器为同轴设置在所述收敛段和所述扩张段的内环形壁上的多个环状凸起。

可选地，所述收敛段与所述扩张段的外环形壁上开设有多圈外环形壁孔排，所述收敛段与所述扩张段通过所述外环形壁孔排形成冲击冷却。

可选地，所述燃烧室外壁上与所述外环形壁孔排相对应的位置处开设有文丘里进气口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的燃烧室中，冷却空气能够从下游空气进口进入冷却空气通道，对下游段的内环形壁进行冲击冷却，由于文丘里下游出口处封闭，冷却空气会向上游流动，从冷却空气在上游段的内环形壁的上游空气出口流出，对壁面进行冷却后不再直接进入主燃烧区，而是进入环形预混合区参与预混，一方面能够使得燃烧室在满足较高的燃烧室出口温度的同时降低NOx排放，同时能够防止主燃烧区局部火焰温度骤降甚至猝熄，减少CO的生成量；另外，文丘里冷却空气在冷却文丘里管后直接进入环形预混合区参与预混，能够调节火焰温度，成功地解决了文丘里冷却空气量与燃烧区火焰温度之间的矛盾；进一步，文丘里管下游段属于燃烧室中壁温较高的部分，使用冲击冷却的冷却效果更明显，能够增加燃烧室文丘里管部件的寿命。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是现有技术燃气轮机燃烧室的截面的简化视图；

图2是本实用新型燃气轮机燃烧室的截面的简化视图；

图3是图2中的文丘里管收敛段和扩张段采用紊流冷却的截面的视图

图4是图2中的文丘里管收敛段和扩张段采用冲击冷却的截面的视图。

附图标记：

燃烧室            10，48；

环形预混合区      11，49；

主燃烧区          12，50；

中心预混合区      13，51；

次燃烧区          14，52；

文丘里管          15，53；

内环形壁          16，54；

外环形壁          17，55；

收敛段            18，56；

扩张段            19，57；

喉道              20，58；