[发明专利]氨燃料预分解-再生冷却燃烧室、燃气轮机及运行方法

权利要求书

1.氨燃料预分解-冷却再生燃烧室，包括燃烧室外筒(203)和设置在燃烧室外筒内的火焰筒(206)，所述火焰筒(206)和所述燃烧室外筒之间为空气通道(205)，所述火焰筒一端设置有喷嘴组(209)，且在喷嘴组的喷出端形成燃烧区(207)，所述燃烧区位于所述火焰筒内，其特征在于，所述空气通道(205)内设置有第一氨燃料通道和第二氨燃料通道，能够分别通入液氨燃料；所述空气通道(205)内靠近所述喷嘴组(209)一侧设置有燃料换热器(211)，所述燃料换热器(211)与所述喷嘴组连通；所述燃料换热器(211)分别设置有冷介入口端和热介入口端；所述火焰筒(206)内设置有氨分解通道(208)，所述氨分解通道(208)进口端与所述第二氨燃料通道相连，出口端和燃料换热器(211)热介入口端相连；所述第一氨燃料通道靠近喷嘴组一端设置，且其出口端与所述燃料换热器(211)冷介入口端相连。

2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述第一氨燃料通道选用管式结构，第二氨燃料通道选用盘管结构或槽道结构。

3.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述氨分解通道(208)选用耐高温管道或双层板壳结构，所述双层板壳结构之间形成能够作为燃料通道的中空夹层。

4.根据权利要求1或3所述的燃烧室，其特征在于，所述氨分解通道(208)内设置有催化剂层，能够填充催化剂。

5.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述空气通道(205)内还设置有第三氨燃料通道，其出口端与所述喷嘴组(209)相连。

6.根据权利要求5所述的燃烧室，其特征在于，所述第三氨燃料通道选用盘管结构或槽道结构。

7.氨燃料预分解-冷却再生燃气轮机，其特征在于，包括压气机(1)、燃料源(5)，如权利要求1-6中任一项所述的燃烧室(2)，以及涡轮(3)，其中所述燃烧室(2)至少设置一个；所述压气机(1)、燃料源(5)分别与所述燃烧室(2)相连。

8.燃气轮机氨燃料预分解-再生冷却方法，其使用如权利要求7所述的燃气轮机，其特征在于，所述方法包括：

使空气通过压气机(1)压缩后作为热工质送入燃烧室外筒与火焰筒(206)之间形成的空气通道(205)，一部分空气从喷嘴组(209)作为助燃气喷出；一部分空气从火焰筒筒壁缝隙或开孔进入燃烧区，辅助燃烧并冷却燃烧区；

使液氨燃料分别通过第一氨燃料通道和第二氨燃料通道进入燃烧室，分别作为第一燃料和第二燃料；

第一燃料通过第一氨燃料通道进入燃料换热器作为冷介质；

第二燃料在第二氨燃料通道内不断受热升温并蒸发成为过热气态氨燃料，能够使得空气通道及其内空气被冷却，然后过热气态氨燃料进入氨分解通道；过热气态氨燃料在氨分解通道内被分解为含氢混合气，并能够冷却燃烧区；

含氢混合气作为热介质进入燃料换热器，与冷介质在燃料换热器中进行间壁式换热或混合换热后通入喷嘴组作为混合燃料，与进入喷嘴组的空气混合、燃烧，并在燃烧区产生高温燃气。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述燃烧室还包括第三氨燃料通道，所述方法还包括：

使一部分液氨燃料通过第三氨燃料通道进入燃烧室，并在第三氨燃料通道内不断吸热升温并蒸发成为气态氨燃料，能够使得空气通道及其内空气被冷却，然后气态氨燃料通入喷嘴组作为纯氨燃料；

混合燃料、纯氨燃料与进入喷嘴组的空气混合、燃烧，并在燃烧区产生高温燃气。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述第一燃料与第二燃料的质量流量比为(0.3-1.6):1。