[其他]燃气轮机的燃烧装置

说明书

本发明涉及一种燃气轮机的燃烧装置，它包括一个金属制成的具有一衬套体部分以及一个与衬套体部分端面相连的衬帽的内套筒，该内套筒表面上有冷却空气孔;一个向上述内套筒供给燃料的燃料喷枪;一个环绕上述的内套筒，并与内套筒的筒壁一同构成一个环形空气通道的外套筒。

对应用于发电厂的燃气轮机装置，一向有这样的要求，即为了控制环境污染，尽可能减少排气中含有的有害成份。人们一向建议采取的办法是向燃烧室注入水或蒸气，以减少排气中含有的有害成份氮氧化合物，即所谓NOX。这种做法在降低NOX方面是可行的。

在为了降低NOX而注入水或蒸气的燃烧装置中，与不注水的装置比较，产生了一系列问题。

水喷嘴与用来正常供应燃料的燃料喷枪相结合而制成。伴随注水而生的问题可能发生在与燃料喷枪连接的衬帽构件以及燃烧装置的衬套体上。特别需要指出，喷射的水雾理应与燃烧气体混合，但有一部分水雾是通过衬帽构件上作为空气冷却所用的间隙与小孔进入燃烧气体。通过空气冷却孔进入的水将对衬帽构件发生重要影响，造成该构件耐久性降低。换句话说，当注入水的水滴附着于那些承受燃烧火焰直接辐射热的金属构件时，这些金属构件承受强大的热应力而产生裂纹。

本发明旨在提供一种长寿命的燃烧装置。在这种装置中，虽仍注入水却能避免产生裂纹。

本发明的目的是这样实现的：为了减弱受到的燃烧火焰的辐射热，在所述的内套筒的衬帽受到火焰辐射的一侧涂布了一层陶瓷涂层;为了避免生成妨碍空气冷却的氧化物，在该衬帽的另一侧涂布了一层由耐蚀金属材料组成的且在高温耐蚀特性方面比构成所述的内套筒的基体金属更好的涂层。

本发明的装置的特点在于：即便当水喷咀中流出的水附着于衬帽，衬帽上几乎不产生热应力，即几乎没有局部温升。因为，本发明人的研究结果表明，避免局部发生下列问题是有益的：1.来自燃烧气体火焰的热量传入构件;2.水触及高温下的构件而造成温度梯度的变化;3.由于构件表面状况的变化而产生的对冷却效应的热阻尼。实验业已证明：燃烧装置的裂纹并不仅仅由于注水引起的突然冷却，而且还由于在构件局部极度受热情况下用水冷却所造成。本发明者发现，通过消除局部区域的过热现象，可避免产生裂纹。在本发明中，所说的问题都通过对衬帽构件进行表面处理而得以较好的解决。

附图简介如下：

图1.燃烧装置的剖面图

图2.应用了本发明的燃烧装置衬帽部分的剖面图

图3.图2第Ⅲ部分的局部放大剖面图

图4.沿图2所示Ⅸ方向的前视图

图5.图4中D部分的放大示意图

图6与图7衬帽壁横截面中的温度分布

图8图10温度特性曲线图

如图1及图2所示，该燃烧装置具有一个由一衬套体5和一个衬帽16，33所组成的内套筒，该衬帽10，33包括一个锥体1，20，一个帽环4，26，一个套环3和一个端板（未标出）;一个燃料喷枪11;一个管状的外套筒50。外套筒和内套筒一起形成了一个环形通道51。

参见图1，裂纹可能产生在燃烧装置的衬帽10的金属构件上，理由解释如下：