[实用新型]一种燃气轮机的燃烧室及燃气轮机

说明书

本实用新型涉及燃气轮机领域，公开了一种燃气轮机的燃烧室及燃气轮机，该燃气轮机的燃烧室包括机匣以及设置在机匣内的火焰筒，火焰筒的一端设有端盖，另一端设有燃气出口；火焰筒的筒壁上沿周向同向设有多个喷嘴，针对这些喷嘴中的每一个喷嘴，喷嘴的喷射方向与该喷嘴所在的横截面的圆心之间的距离介于(0，r)之间，其中，r为火焰筒的半径；这些喷嘴用于向火焰筒内输送空气以及燃料，并使喷射出的空气以及燃料在火焰筒内形成旋流。上述实施例中，通过在火焰筒的筒壁上沿周向设置多个喷嘴，并使这些喷嘴喷出的空气以及燃料在火焰筒内形成旋流，从而代替了传统燃气轮机燃烧室中的旋流器，简化了燃烧室的结构。

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机领域，尤其涉及一种燃气轮机的燃烧室及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是一种把燃料的化学能转化为机械能、电能及热能的高端能源装备，具有热效率高、功率密度大、污染物排放低等特点，广泛应用在分布式能源、热电联产、飞机坦克动力等领域。

燃气轮机由压气机、燃烧室、涡轮及辅机几大部分组成，其中，燃烧室内发生燃料和空气的燃烧反应，产生高温燃气推动涡轮做功。燃烧过程产生的污染物排放主要取决于燃烧室内的燃烧组织情况。现有技术主要采用旋流器结构在火焰筒内产生旋流，强化空气与燃料的混合，形成回流区稳定火焰。旋流器安装于火焰筒的头部，由叶片等结构组成的，现有的低排放燃烧室通常采用多个旋流器组合安装的形式，结构较为复杂，给设计、加工和装配增加了难度。

实用新型内容

本实用新型提供一种燃气轮机的燃烧室及燃气轮机，用以代替传统燃气轮机燃烧室中的旋流器，简化燃烧室的结构。

本实用新型实施例提供了一种燃气轮机的燃烧室，该燃烧室包括机匣以及设置在所述机匣内的火焰筒，所述火焰筒的一端设有端盖，另一端设有燃气出口；

所述火焰筒的筒壁上沿周向同向设有多个喷嘴，这些喷嘴可以分布在同一横截面上或不同的横截面上；针对所述多个喷嘴中的每一个喷嘴，所述喷嘴的喷射方向与所述喷嘴所在的横截面的圆心之间的距离介于(0，r)之间，其中，r为火焰筒的半径；

所述多个喷嘴用于向所述火焰筒内输送空气以及燃料，并使喷射出的空气以及燃料在所述火焰筒内形成旋流。

上述实施例中，通过在火焰筒的筒壁上沿周向设置多个喷嘴，并使这些喷嘴喷出的空气以及燃料在火焰筒内形成旋流，从而代替了传统燃气轮机燃烧室中的旋流器，简化了燃烧室的结构。

可选的，所述多个喷嘴至少分布在所述火焰筒两个不同的横截面上，且每个横截面上至少有两个喷嘴。沿轴向方向，不同横截面上的喷嘴分布在火焰筒筒壁的不同位置，这样使火焰筒内部的反应区分布更加均匀，提高了火焰筒空间的利用率。

可选的，位于同一横截面上的喷嘴沿周向均匀分布。

可选的，所述多个喷嘴在所述火焰筒横截面上的投影互不重合，即不同横截面上的喷嘴交错设置。

可选的，所述端盖为凸形端盖，如半球形端盖或蝶形端盖。

具体的，针对最靠近所述端盖的一组喷嘴，所述喷嘴所在的横截面到所述端盖顶部的高度H与所述火焰筒的直径D之间的比值H/D不大于1.5。H过大时，火焰筒头部将形成一些无反应区域，造成头部空间的浪费。

可选的，所述喷嘴包括内套筒以及套装在所述内套筒上的外套筒，所述内套筒与燃气管路连通，用于向所述火焰筒内输送燃料；所述外套筒与位于所述机匣以及所述火焰筒之间的空气通道连通，用于向所述火焰筒内输送空气。

具体的，所述内套筒与所述外套筒同轴设置。

具体的，所述内套筒朝向所述火焰筒的一端位于所述外套筒内或与所述外套筒平齐。当内套筒的头部位于外套筒内时，燃料由内套筒喷出后与空气首先发生预混合，再进入火焰筒中；当内套筒的头部与外套筒的头部平齐时，燃气与空气在火焰筒内边扩散边燃烧。