用于燃料和气体的喷射系统技术方案

技术编号:13858568 阅读:53 留言:0更新日期:2016-10-18 22:31
本实用新型专利技术的实施例提供用于燃料和气体的喷射系统。根据一个实施例,一种喷射系统能够包括:混合区域,该混合区域嵌入在涡轮喷嘴的表面内并且定位在第一出口与第二出口之间,该涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与该发电系统的涡轮级分开,其中第一出口定向成与第二出口基本相对;第一喷射管道,该第一喷射管道用于通过第一出口向混合区域传输载气;和第二喷射管道,该第二喷射管道用于通过第二出口向混合区域传输燃料;其中载气和燃料在离开第一喷射管道和第二喷射管道时在混合区域内混杂。

【技术实现步骤摘要】

本技术总体涉及用于燃料和气体的喷射系统。更具体地,本技术涉及用于将燃料和载气引入发电系统的部件中的喷射器系统。所述部件例如能够包括诸如用于燃气涡轮机系统或者其它类型的涡轮机的之类的燃烧器和再热燃烧器。
技术介绍
涡轮系统(也称为涡轮机)能够为例如发电机产生动力。诸如热气体或蒸汽之类的工作流体能够流过涡轮叶片组,该涡轮叶片组联接到涡轮系统的转子。工作流体作用在叶片上的力使那些叶片(以及转子的联接主体)旋转。在许多情况下,转子主体通过机械方式联接到电动机器(例如发电机)的传动轴。就这个意义上而言,涡轮系统转子开始旋转也能够使发电机中的传动轴旋转并且使电流产生特定的功率输出。为了在基于燃烧的涡轮机中产生工作流体,燃料或者其它的反应物能够在存在空气的情况下燃料,以产生热气体流用于做功,即致动涡轮系统的叶片。一些燃烧器应用自动点火的原理在燃烧器中存在空气的情况下燃烧燃料。自动点火指的是将燃料和空气在高温反应室中混杂,其中燃料和空气能够在室内侧燃烧,而无需火焰来激活反应。在传统的系统中,燃料被在延伸到室中一定距离的混合管道中增加到涡轮机的空气流。燃料和空气能够在到达室前在混合管道中混合,在该室处,通过自动点火发生燃烧反应。
技术实现思路
本技术的实施例总体涉及用于燃料和气体的喷射系统。具体而言,根据本技术的喷射系统提供用于以不同方式混合燃料、空气、和/或惰性气体以及能够产生用于在氧气和燃料燃烧之前混合、并且在混合物离开燃烧室之前完成反应的不同量的停留时间的系统。本技术的第一方面提供一种喷射系统,包括:混合区域,该混合区域嵌入在涡轮喷嘴的表面内并且定位在第一出口与第二出口之间,该涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与该发电系统的涡轮级分开,其中第一出口定向成与第二出口基本相对;第一喷射管道,该第一喷射管道用于通过第一出口向混合区域传输载气;和第二喷射管道,该第二喷射管道用于通过第二出口向混合区域传输燃料;其中载气和燃料在离开第一喷射管道和第二喷射管道时在混合区域内混杂。其中,所述混合区域嵌入在所述涡轮喷嘴的表面的凹入部内。其中,所述喷射系统还包括:混合室,所述混合室嵌入在所述涡轮喷嘴的表面内并且将所述混合区域封闭在其中;和排气通道,所述排气通道在所述混合区域与所述混合室的外部之间延伸穿过所述混合室;其中,所述排气通道的轮廓防止所述涡轮喷嘴外侧的燃烧气体流体传送到所述混合室中。其中,所述燃烧器包括所述发电系统的再热燃烧器,并且所述涡轮喷嘴的表面暴露于通过所述再热燃烧器的流体流,其中所述发电系统包括燃气涡轮机系统。其中,所述第一喷射管道和所述第二喷射管道中的至少一个由导热材料构成,使得所述第一喷射管道或所述第二喷射管道中的一个中的相应的流体从所述涡轮喷嘴的表面吸收热。其中,所述喷射系统还包括嵌入在所述涡轮喷嘴内的歧管,其中所述歧管与所述第一喷射管道以及多个载气进给管道流体连通。本技术的第二方面提供一种喷射系统,包括:至少一个第一喷射管道,该至少一个第一喷射管道用于通过第一出口将燃料传输到涡轮喷嘴的表面,该涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与该发电系统的涡轮级分开;第二喷射管道,该第二喷射管道用于通过第二出口将载气传输到涡轮喷嘴的表面,该至少一个第一喷射管道定位在第二喷射管道内;和至少一个屏障,该至少一个屏障定位在第二喷射管道和至少一个第一喷射管道之间,其中该至少一个屏障将至少一个第一喷射管道中的燃料与第二喷射管道的载气分开。其中,所述至少一个第二喷射管道包括多个第二喷射管道,并且所述多个第二喷射管道中的每一个都定位在所述第一喷射管道内;其中,所述至少一个屏障包括多个屏障,所述多个屏障中的每一个都定位在所述第一喷射管道与所述多个第二喷射管道中的相应的一个第二喷射管道之间,并且其中所述多个屏障中的每一个都将所述多个第二喷射管道中的每一个的燃料与所述第一喷射管道的载气分开。其中,所述喷射系统还包括定位在所述涡轮喷嘴的表面内的混合室,其中载气和燃料在离开所述第一喷射管道和所述第二喷射管道时在所述混合室内混杂。其中,所述第一喷射管道由导热材料构成,使得所述第一喷射管道和所述第二喷射管道中的一个的相应流体通过所述导热材料从所述涡轮喷嘴的表面吸收热。其中,所述涡轮喷嘴的表面包括所述涡轮喷嘴的前缘、后缘、吸力表面、压力表面、和侧壁中的一个。本技术的第三方面提供一种喷射系统,包括:至少一个第一喷射管道,该至少一个第一喷射管道用于通过第一出口将燃料和载气中的一种传输到涡轮喷嘴的表面,该涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与该发电系统的涡轮级分开;和至少两个第二喷射管道,该至
少两个第二喷射管道用于通过相应的多个第二出口将燃料和载气中的另一种传输到涡轮喷嘴的表面,该多个第二喷射管道与第一喷射管道相邻;其中,该至少一个第一喷射管道和至少两个第二喷射管道的线性布置形成用于燃料和载气的出口的交替顺序。其中,所述至少两个第二出口包括围绕所述至少一个第一出口基本圆形地定位的多个第二出口的一部分。其中,所述喷射系统还包括定位成接近所述涡轮喷嘴的表面的混合区域,其中载气和燃料在离开所述第一出口和所述多个第二出口时在所述混合区域内混杂。其中,所述第一出口和所述多个第二出口中的每一个都基本彼此共面。其中,所述第一喷射管道和所述多个第二喷射管道以基本行形图案布置,并且所述涡轮喷嘴的表面包括所述涡轮喷嘴的前缘和后缘中的一个。其中,所述多个第二喷射管道中的每一个都与载气热连通。其中,所述涡轮喷嘴的表面暴露于通过所述发电系统的再热燃烧器的流体流,其中所述发电系统包括燃气涡轮机系统。本申请的喷射系统能够由于允许相对于其它的喷射系统通过涡轮喷嘴喷射更大比例的总燃气涡轮机燃料流来利用现有的再热燃烧器技术,从而改进效率。附图说明通过以下结合示出了本技术的各个实施例的附图对本技术的各个方面的详细描述,本技术的这些和其它的特征将更加易于理解:图1是包括再热燃烧器的燃气涡轮机系统的示意图。图2至图4是根据本技术的实施例的用于燃料和载气的喷射系统的透视局部视图。图5至图6是根据本技术的另一个实施例的用于燃料和载气的另一个喷射系统的透视局部视图。图7至图8是根据本技术的不同实施例的用于燃料和载气的又一个喷射系统的透视局部视图。图9是根据本技术的实施例的位于燃烧器和涡轮部段之间的涡轮喷嘴的剖面图。应当注意到,本技术的视图不必成比例。附图旨在仅示出本技术的典型方面,并且因此不应当被认为对本技术的范围构成限制。在附图中,相似的附图标记代表附图之间相似的元件。具体实施方式当在本文中讨论时,本技术的方面总体涉及用于将载气和可燃燃料中的一种或两种喷射到发电系统中的系统。在示例性实施例中,根据本技术的喷射系统能够将燃料和载气喷射到燃气涡轮机系统的反应室中。燃气涡轮机系统中一种类型的反应室能够包括再热燃烧器的反应室。本技术描述了用于喷射燃料和载气的若干种喷射系统,所述若干种喷射系统可以定位在将反应室与涡轮级分开的涡轮喷嘴的一个或多个特定位置处。使用用于一种介质的第一出口和用于不同介质的第二出口的不同的相对位置和取向,能够在喷射系统和/或反应室内实现不同类型的喷射后混合。诸如“内”、“外”、“下方”、“之下”、“下部”、本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种喷射系统,包括:混合区域,所述混合区域被布置在涡轮喷嘴的表面处并且定位在第一出口与第二出口之间,所述涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与所述发电系统的涡轮级分开,其中所述第一出口定向成与所述第二出口基本相对;第一喷射管道,所述第一喷射管道用于通过所述第一出口向所述混合区域传输载气;和第二喷射管道,所述第二喷射管道用于通过所述第二出口向所述混合区域传输燃料;其中载气和燃料在离开所述第一喷射管道和所述第二喷射管道时在所述混合区域内混杂。

【技术特征摘要】
2014.12.11 US 14/5677531.一种喷射系统,包括:混合区域,所述混合区域被布置在涡轮喷嘴的表面处并且定位在第一出口与第二出口之间,所述涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与所述发电系统的涡轮级分开,其中所述第一出口定向成与所述第二出口基本相对;第一喷射管道,所述第一喷射管道用于通过所述第一出口向所述混合区域传输载气;和第二喷射管道,所述第二喷射管道用于通过所述第二出口向所述混合区域传输燃料;其中载气和燃料在离开所述第一喷射管道和所述第二喷射管道时在所述混合区域内混杂。2.根据权利要求1所述的喷射系统,其特征在于,所述混合区域嵌入在所述涡轮喷嘴的表面的凹入部内。3.根据权利要求1所述的喷射系统,其特征在于,所述喷射系统还包括:混合室,所述混合室嵌入在所述涡轮喷嘴的表面内并且将所述混合区域封闭在其中;和排气通道,所述排气通道在所述混合区域与所述混合室的外部之间延伸穿过所述混合室。4.根据权利要求3所述的喷射系统,其特征在于,所述排气通道的轮廓防止所述涡轮喷嘴外侧的燃烧气体流体传送到所述混合室中。5.根据权利要求1所述的喷射系统,其特征在于,所述燃烧器包括所述发电系统的再热燃烧器,并且所述涡轮喷嘴的表面暴露于通过所述再热燃烧器的流体流,其中所述发电系统包括燃气涡轮机系统。6.根据权利要求1所述的喷射系统,其特征在于,所述第一喷射管道和所述第二喷射管道中的至少一个由导热材料构成,使得所述第一喷射管道或 所述第二喷射管道中的一个中的相应的流体从所述涡轮喷嘴的表面吸收热。7.根据权利要求1所述的喷射系统,其特征在于,所述喷射系统还包括嵌入在所述涡轮喷嘴内的歧管,其中所述歧管与所述第一喷射管道以及多个载气进给管道流体连通。8.一种喷射系统,包括:至少一个第一喷射管道,所述至少一个第一喷射管道用于通过第一出口将载气传输到涡轮喷嘴的表面,所述涡轮喷嘴将发电系统的燃烧器与所述发电系统的涡轮级分开;第二喷射管道,所述第二喷射管道用于通过第二出口将燃料传输到所述涡轮喷嘴的表面,至少一个第二喷射管道定位在所述第一喷射管道内;和至少一个屏障,所述至少一个屏障定位在所述第一喷射管道和所述至少一个第二喷射管道之间,其中所述至少一个屏障将所述至少一个第一喷射管道中的载气与所述第二喷射管道的燃料分开。9.根据权利要求8所述的喷射系统,其特征在于,所述至少一个第二喷射管道包括多个第二喷射管道,并且所述多个第二喷射管道中的每...

【专利技术属性】
技术研发人员:SK维德纳LB戴维斯GT福斯特KM格雷厄姆K文卡塔拉曼
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:新型
国别省市:美国;US

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