[发明专利]燃料喷嘴总成、燃料喷嘴模块以及燃气轮机

说明书

本发明涉及燃料喷嘴总成和包含燃料喷嘴总成的燃料喷嘴模块以及燃气轮机。燃料喷嘴总成包括：燃料喷嘴，向燃烧室供应燃料；护罩，与燃料喷嘴相隔，围绕燃料喷嘴，并在内壁和燃料喷嘴之间形成流路；轮圈，沿着护罩入口的外周缘形成，将空气引导至流路中；转向导向器，配置为与轮圈相隔，对要流入到流路中的空气的流动进行分配。转向导向器包括：转向隔板，与轮圈相隔，沿着轮圈的圆周方向延长形成，并对轮圈的一部分进行包裹；一对内隔板，沿着轮圈的直径方向延长，对转向隔板的圆周方向上的端部和燃料喷嘴的外表面进行连接，并配置在圆周方向上的各个端部。根据本发明，能够防止气穴的生成并均匀地供应要流入到燃料喷嘴中的空气。

技术领域

本发明涉及一种燃料喷嘴总成和包含上述燃料喷嘴总成的燃料喷嘴模块以及燃气轮机，尤其涉及一种能够均匀地供应要流入于燃烧室中的空气的燃料喷嘴总成和包含上述燃料喷嘴总成的燃料喷嘴模块以及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是一种通过使从压缩机排出的压缩空气和燃料发生燃烧而生成高温气体并利用上述高温气体驱动涡轮机旋转的动力机构，适用于复合火力发电和热合并发电等。

燃气轮机大体上可以分为压缩机、燃烧器以及涡轮机。压缩机用于通过接收涡轮机旋转时所生成的动力中的一部分而将所流入的空气压缩到高压状态，被压缩的空气将被传递到燃烧器一侧。

燃烧器用于通过对压缩空气和燃料进行混合和燃烧而生成高温的燃烧气体流并将其喷射到涡轮机一侧，被喷射出的燃烧气体能够通过驱动涡轮机发生旋转而获得旋转力。在产业用燃气轮机中所使用的燃烧器包括以环形配置的多个燃料喷嘴模块，在燃料喷嘴模块中将完成对空气以及燃料的混合。

在压缩机中被压缩的空气将流入到燃烧器中，而燃料则是通过排列在各个燃料喷嘴模块中的旋流叶片注入，从而实现燃料和空气的混合。燃料和空气的混合物在位于各个燃料喷嘴模块的下游方向上的燃烧室中燃烧，而燃烧气体将被排出至连接到涡轮机的流路中。

当压缩空气流入到燃料喷嘴总成中时将发生方向转换，此时可能会因为形成空气低速流动的区域即气穴(air pocket)而导致不均匀的空气流动。

只有保持一定的空气流速才能够均匀地向燃料喷嘴的内部供应空气并使空气和燃料均匀混合，从而进一步均匀地供应燃烧气体并确保稳定的燃烧。空气流速较低的区域可能会导致在燃料喷嘴的内部形成火焰，从而进一步导致燃料喷嘴的部件损坏的现象。而且，低速的空气流动还会导致空气与燃料混合物的局部变化，从而导致燃烧温度的上升或过多的氮氧化物(NOx)的生成。

先行技术文献

韩国注册专利第10-0013120号(名称：燃气轮机引擎用燃烧装置)

发明内容

本发明的一侧面在于，提供一种能够通过转向导向器防止气穴的生成并均匀地供应要流入到燃料喷嘴中的空气的燃料喷嘴总成和包含上述燃料喷嘴总成的燃料喷嘴模块以及燃气轮机。

适用本发明之一实施例的燃料喷嘴总成包括：燃料喷嘴，向燃烧室供应燃料；护罩(shroud)，与燃料喷嘴相隔，围绕燃料喷嘴，并在内壁和燃料喷嘴之间形成流路；轮圈，沿着护罩入口的外周缘形成，将空气引导至流路中；以及转向导向器，配置为与轮圈相隔，对要流入到流路中的空气的流动进行分配。其中，转向导向器包括：转向隔板，与轮圈相隔，沿着轮圈的圆周方向延长形成，对轮圈的一部分进行包裹；以及一对内隔板，沿着轮圈的直径方向延长，对转向隔板的圆周方向上的端部和燃料喷嘴的外表面进行连接，并配置在圆周方向上的各个端部。

在适用本发明之一实施例的燃料喷嘴总成中，与轮圈相向的面和轮圈的外表面之间的间隔在圆周方向上能够保持恒定。

在适用本发明之一实施例的燃料喷嘴总成中，转向隔板能够包括突出区域，该突出区域配置在转向隔板的圆周方向上的中心区域，以使转向隔板的与轮圈相向的面和轮圈的外表面之间的间隔在圆周方向上变大的方式突出形成。