用于驱散燃料溢出的系统以及燃气涡轮燃烧器技术方案

本发明专利技术提供一种用于驱散燃料溢出的系统以及燃气涡轮燃烧器。所述系统包括燃料喷射器和燃料供应组件。所述燃料供应组件具有提供燃料的燃料供应管线和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道。所述燃料喷射器包括周边主体、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室。所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料。所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。所述燃气涡轮燃烧器包括具有用于驱散燃料溢出的系统的轴向燃料分级(AFS)系统。

System for dissipating fuel spillage and gas turbine burner

The invention provides a system for dissipating fuel spillage and a gas turbine burner. The system includes a fuel injector and a fuel supply assembly. The fuel supply component has a fuel supply pipeline and a purge air conduit arranged coaxially around the fuel supply pipeline, thereby limiting the annular channel around the fuel supply pipeline. The fuel injector includes a peripheral body, a fuel injection port associated with the surrounding body, and an internal mixing chamber downstream of the fuel injection port in the direction of the fuel flow. The fuel supply line supplies fuel to the fuel injection port. The surrounding body defines a fuel overflow channel through the surrounding body, the fuel overflow channel having an inlet with the fluid connected with the annular channel and an outlet connected with the fluid of the mixed chamber. The gas turbine burner includes an axial fuel rating (AFS) system with a system for dissipating fuel spills.

【技术实现步骤摘要】
用于驱散燃料溢出的系统以及燃气涡轮燃烧器政府权利的声明依据合同号DE-FC26-05NT42643-ARRA而在政府支持下制作本说明书中所公开的本专利技术，所述合同依据2009年美国复苏与再投资法案(ARRA)而由美国能源部(DOE)授予。政府拥有本专利技术的某些权利。
本专利技术的领域大体上涉及燃料供应导管(fuelsupplyconduits)，且更具体地说，涉及用于驱散来自燃料供应导管组件的燃料溢出的系统，所述燃料供应导管组件用于燃烧器组件的轴向燃料分级(AFS)系统。
技术介绍
至少一些已知涡轮组件包括压缩机、燃烧器(combustor)和涡轮。气体流入压缩机中并被压缩。压缩气体接着被溢出到燃烧器中且与燃料混合，且所得混合物被点燃以产生燃烧气体。燃烧气体被从燃烧器输送通过涡轮，由此驱动涡轮，涡轮又可为连接到涡轮的发电机供电。许多已知涡轮组件包括多个燃烧罐，其中每一燃烧罐使用在前端处包括主要燃料喷嘴(primaryfuelnozzle)的燃料系统。在一些已知燃烧罐中，燃烧罐进一步包括轴向燃料分级(AxialFuelStaging；AFS)系统，AFS系统具有在主要燃料喷射器下游的次级燃料喷射器(secondaryfuelinjector)。每一燃烧罐包括限定燃烧腔室的衬管(liner)。主要燃料喷嘴将燃料和压缩气体喷射到燃烧腔室内的主要燃烧区(combustionzone)中，且次级燃料喷射器将燃料和压缩气体喷射到主要燃烧区下游的燃烧腔室内的次级燃烧区中。次级燃料喷射器的燃料由连接到次级燃料喷射器的燃料供应导管供应。然而，因为燃料供应导管常常定位于燃烧罐的外表面上，所以燃料供应导管例如在安装或维护期间容易发生损坏或错位。此外，如果导管发生了损坏或错位，那么存在导管可能开始泄漏燃料的可能性。
技术实现思路
在一个方面中，一种用于驱散燃料溢出(dissipatingfuelegress)的系统包括燃料喷射器(fuelinjector)和燃料供应组件。所述燃料供应组件具有提供燃料的燃料供应管线(supplyline)，和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管(purgeairconduit)，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道(annularchannel)。所述燃料喷射器包括周边主体(perimeterbody)、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口(fuelinjectionport)，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室(internalmixingchamber)。所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料。所述燃料喷射器的所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。其中，所述燃料溢出通道的所述出口在所述燃料喷射端口的下游。其中，所述周边主体在其中进一步限定有燃料吹扫空腔(fuelpurgecavity)，所述燃料吹扫空腔定位于所述燃料溢出通道的所述入口与所述出口之间。其中，所述燃料溢出通道包括在所述燃料吹扫空腔上游的第一部分和在所述燃料吹扫空腔下游的第二部分，所述第一部分包括所述入口且所述第二部分包括所述出口。其中，多个出口从所述燃料吹扫空腔延伸，所述多个出口中的每一个均在所述燃料喷射端口的下游。所述的系统进一步包括从所述吹扫空气导管和所述燃料喷射器径向朝外定位的保护性外壳。其中，所述燃料喷射器进一步包括从所述周边主体径向朝内定位的中心主体(centerbody)。其中，所述燃料喷射器进一步包括安置于所述中心主体与所述周边主体之间的多个旋流叶片(swirlvanes)。其中，所述中心主体中限定有燃料仓室(plenum)，所述燃料仓室与所述燃料供应管线流体连通，且所述燃料喷射端口被限定通过所述中心主体。在另一方面中，还提供一种燃气涡轮燃烧器，其具有具本专利技术燃料溢出驱散系统的轴向燃料分级系统。在再一方面中，还提供一种燃气涡轮燃烧器，其包括：轴向燃料分级(AFS)系统，所述AFS系统包括燃料供应组件和用于燃烧器的燃料喷射器。燃料供应组件具有提供燃料的燃料供应管线和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道。所述燃料喷射器包括限定所述燃料喷射器的一部分的周边主体、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室。所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料。所述燃料喷射器的所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。所述的燃气涡轮燃烧器进一步包括具有前端和后端且在所述前端与所述后端之间限定燃烧腔室的衬管，所述燃料喷射器在所述前端与所述后端之间沿着所述衬管定位，以相对于所述燃烧器的纵轴在径向方向上将燃料喷射到所述燃烧腔室中。其中，所述燃料喷射器是沿着所述衬管定位的多个燃料喷射器中的一个，所述多个燃料喷射器中的每一个具有相应的燃料供应组件。其中，所述燃料溢出通道的所述出口在所述燃料喷射端口的下游。其中，所述周边主体在其中进一步限定有燃料吹扫空腔，所述燃料吹扫空腔定位于所述燃料溢出通道的所述入口与所述出口之间。其中，所述燃料溢出通道包括在所述燃料吹扫空腔上游的第一部分和在所述燃料吹扫空腔下游的第二部分，所述第一部分包括所述入口且所述第二部分包括所述出口。其中，多个出口从所述燃料吹扫空腔延伸，所述多个出口中的每一个在所述燃料喷射端口的下游。其中，所述燃料喷射器进一步包括从所述周边主体径向朝内定位的中心主体。其中，所述燃料喷射器进一步包括安置于所述中心主体与所述周边主体之间的多个旋流叶片。其中，所述中心主体在其中限定有燃料仓室，所述燃料仓室与所述燃料供应管线流体连通，且所述燃料喷射端口被限定通过所述中心主体。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本专利技术实施例的这些和其它特征、方面以及优点，在附图中：图1是示范性涡轮组件的示意性图示；图2是用于与图1中所展示的涡轮组件的燃烧器一起使用的示范性AFS系统的示意性图示；图3是根据本专利技术的一个方面的次级(AFS)燃料喷射器的示意性俯视平面图，所述AFS燃料喷射器限定内腔和用于驱散燃料溢出的多个出口；图4是如安装在燃烧器中的图3的次级(AFS)燃料喷射器的示意性剖面图示，其中所述剖面是沿着燃烧器的纵轴截取的；图5是根据本专利技术的另一方面的替代性次级(AFS)燃料喷射器的透视图；图6是图5的替代性次级(AFS)燃料喷射器的示意性剖面图示，其中所述剖面是沿着喷射器的径向平面截取的；且图7是图5的替代性次级(AFS)燃料喷射器的示意性俯视平面图，所述AFS燃料喷射器限定内腔和用于驱散燃料溢出的多个出口，为了清晰起见而省略了安装法兰。具体实施方式书面描述使用实例来公开用于驱散燃料供应导管内的燃料溢出的本专利技术系统的各个方面和特征。包括对最优模式的描述的本书面描述意图使所属领域的技术人员能够实践本说明书中所描述的改善方案，包括制造并使用任何装置和系统以及执行任何并入的方法。本改善方案的可获专利的范围由权利要求书限定，并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果这种其它实例具有与权利要求的字面语言本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于驱散燃料溢出的系统，所述系统包括：燃料供应组件，其具有提供燃料的燃料供应管线和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道；用于燃烧器的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：限定所述燃料喷射器的一部分的周边主体、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室；其中所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料；且其中所述燃料喷射器的所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。

【技术特征摘要】
2016.12.30 US 15/3952821.一种用于驱散燃料溢出的系统，所述系统包括：燃料供应组件，其具有提供燃料的燃料供应管线和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道；用于燃烧器的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：限定所述燃料喷射器的一部分的周边主体、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室；其中所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料；且其中所述燃料喷射器的所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述燃料溢出通道的所述出口在所述燃料喷射端口的下游。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述周边主体在其中进一步限定有燃料吹扫空腔，所述燃料吹扫空腔定位于所述燃料溢出通道的所述入口与所述出口之间。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述燃料溢出通道包括在所述燃料吹扫空腔上游的第一部分和在所述燃料吹扫空腔下游的第二部分，所述第一部分包括所述入口且所述第二部分包括所述出口。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：多个出口从所述燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ休斯，J纳塔拉简，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US