[发明专利]喷嘴以及具有该喷嘴的燃烧室和燃气轮机

说明书

本发明涉及一种喷嘴以及具有该喷嘴的燃烧室和燃气轮机，所述喷嘴包括中心体、套罩和旋流器。所述中心体具有值班燃料通道和预混燃料通道，所述套罩套在所述中心体上，所述套罩与所述中心体之间形成环形的含氧气体通道，所述旋流器包括叶片，所述叶片可转动地设在所述含氧气体通道内，所述叶片的转动轴线平行于所述含氧气体通道的延伸方向，所述叶片具有燃料通道，所述预混燃料通道通过所述燃料通道和所述含氧气体通道连通。本发明的喷嘴的旋流器的叶片能够转动，能够提高含氧气体和燃料混合的均匀程度，还能够适用于不同种类的燃料。

技术领域

本发明涉及动力装置燃烧技术领域，具体地，涉及一种喷嘴以及具有该喷嘴的燃烧室和燃气轮机。

背景技术

相关技术中，燃气轮机的喷嘴利用旋流器将空气与燃料混合，提高混合均匀性有利于降低热点温度和污染排放。但是，相关技术的喷嘴的旋流器固定，燃气轮机在低负荷下工作时，空气与燃料混合不均匀。而且，旋流器的叶片固定，旋流器只能针对特定的燃料，适用性差。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

重型燃气轮机燃烧室主要通过预混燃烧技术来满足低污染排放要求。均匀掺混技术是重型燃气轮机燃烧室喷嘴的核心技术。气流掺混的越均匀，燃烧的最高温度越低，热点温度越小，出口温度分布越均匀，从而降低对涡轮结构及冷却设计的难度。但是在部分负荷小，由于空气流量降低，燃料流量减小导致燃料压力降低，燃料射流的穿透深度减小，燃料与空气的在周向上的掺混均匀性将降低，将导致污染排放和热点温度增大。此外，当前的技术方案通常针对特定的气态燃料，当气态燃料的类型发生变换，密度及热值变化将导致质量流量变换从而影响喷射压力，则喷嘴的结构将需要进行适应性改进。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种喷嘴，该喷嘴的旋流器的叶片能够转动，能够提高含氧气体和燃料混合的均匀程度，还能够适用于不同种类的燃料。

本发明的实施例提出一种燃烧室，该燃烧室能够提高含氧气体和燃料混合的均匀程度，还能够适用于不同种类的燃料。

本发明的实施例提出一种燃气轮机，该燃气轮机能够提高含氧气体和燃料混合的均匀程度，还能够适用于不同种类的燃料。

根据本发明实施例的喷嘴，包括：

中心体，所述中心体具有值班燃料通道和预混燃料通道；

套罩，所述套罩套在所述中心体上，所述套罩与所述中心体之间形成环形的含氧气体通道；和

旋流器，所述旋流器包括叶片，所述叶片可转动地设在所述含氧气体通道内，所述叶片的转动轴线平行于所述含氧气体通道的延伸方向，所述叶片具有燃料通道，所述预混燃料通道通过所述燃料通道和所述含氧气体通道连通。

根据本发明实施例的喷嘴，叶片能够转动，且叶片具有连通预混燃料通道和含氧气体通道的燃料通道，叶片能够在含氧气体的气流作用下转动，从而能够提高含氧气体和燃料混合均匀程度，而且能够将不同种类的燃料与含氧气体混合均匀。

由此，本发明实施例的喷嘴能够提高含氧气体和燃料混合的均匀程度，还能够适用于不同种类的燃料。

在一些实施例中，所述中心体包括：

中心管，所述中心管具有所述值班燃料通道；和

外管，所述外管套设在所述中心管上，所述外管和所述中心管之间限定出所述预混燃料通道。

在一些实施例中，所述外管的部分可旋转地设置，所述外管的旋转轴线平行于所述含氧气体通道的延伸方向，所述外管的所述部分与所述叶片相连以便所述叶片转动。