具有带稀释孔的过渡件和联接到过渡件的燃料喷射系统的涡轮机技术方案

本实用新型专利技术提供一种具有带稀释孔的过渡件和联接到过渡件的燃料喷射系统的涡轮机。所述涡轮机包括燃烧器、涡轮、过渡件以及燃料喷射系统，燃料和空气在所述燃烧器中燃烧，所述涡轮布置成用于接收来自燃烧器的燃烧产物，所述过渡件流体地置于燃烧器和涡轮之间并且包括主体，所述主体形成以限定稀释孔，所述稀释孔配置成允许空气进入燃烧器并且能使蒸汽朝着从燃烧器到涡轮行进的燃烧产物主流进行喷射，所述燃料喷射系统支持性地联接到过渡件并且配置成朝着燃烧产物主流喷射燃料，由此恢复由稀释孔使能的蒸汽喷射减小的燃烧产物主流的火焰温度。

【技术实现步骤摘要】
具有带稀释孔的过渡件和联接到过渡件的燃料喷射系统的 涡轮机
本技术所公开的主题涉及涡轮机，并且更特别地，涉及具有带稀释孔的过渡 件和联接到过渡件的燃料喷射系统的涡轮机。
技术介绍
典型的润轮机（turbomachine)包括燃烧器（combustor)、润轮（turbine)和过渡 件（transition piece)。燃烧器具有头端并且包括从头端向后延伸的内衬。内衬形成以限 定燃烧区域，在所述燃烧区域中第一量的燃料和压缩空气混合并且燃烧以产生燃烧产物主 流。涡轮布置在燃烧器的下游并且配置成接收来自燃烧器的燃烧产物。在涡轮内，燃烧产 物在发电操作中膨胀。 在配置成用于蒸汽喷射的一些涡轮机中，蒸汽喷射到过渡件中以便功率增大并且 冷却火焰。涡轮机几何形状设计成针对蒸汽操作期间的排放标准设定燃料/空气比率，并 且因此设定火焰温度。 当涡轮机在没有蒸汽喷射的情况下（即，在干操作期间）运转时蒸汽喷射系统的缺 陷暴露。只能通过欠燃烧（under-firing)燃气涡轮保持该情况下的排放标准，并且由此产 生较小的功率输出，原因是涡轮机几何形状根据蒸汽操作设计。如果燃烧器几何形状设计 成针对干操作期间的排放标准设定燃料/空气比率并且因此设定火焰温度，则当涡轮机在 有蒸汽的情况下运转时缺陷产生。只能通过过燃烧燃气涡轮保持该情况下的排放标准，这 导致减少热气体路径部分的寿命。
技术实现思路
根据本技术的一方面，一种涡轮机被提供并且包括：燃烧器，燃料和空气在所 述燃烧器中燃烧；涡轮，所述涡轮布置成用于接收来自所述燃烧器的燃烧产物；过渡件，所 述过渡件流体地置于所述燃烧器和所述涡轮之间并且包括主体，所述主体形成以限定稀释 孔，所述稀释孔配置成允许空气进入所述燃烧器并且能使蒸汽朝着从所述燃烧器到所述涡 轮行进的燃烧产物主流进行喷射；以及燃料喷射系统，所述燃料喷射系统支持性地联接到 所述过渡件并且配置成朝着燃烧产物主流喷射燃料，由此恢复由所述稀释孔使能的蒸汽喷 射减小的燃烧产物主流的火焰温度。 其中，所述过渡件的所述主体包括：前部分，所述前部分与所述燃烧器的后部分同 轴；后部分，所述后部分联接到所述涡轮的所述前部分；以及中心部分，所述中心部分从所 述前部分曲线地延伸到所述后部分。 其中，所述燃料喷射系统包括：至少一个或多个燃料喷射器，燃料借助于所述至少 一个或多个燃料喷射器朝着燃烧产物主流可喷射；以及燃料回路，所述燃料回路配置成将 燃料输送到所述燃烧器的头端和所述至少一个或多个燃料喷射器。 其中，可用燃料供应的0到大约20%朝着所述燃烧产物主流可喷射。 其中，可用燃料供应的大约11%朝着所述燃烧产物主流可喷射。 其中，所述稀释孔具有活动几何形状。 根据本技术的另一方面，一种涡轮机被提供并且包括：燃烧器，第一量的燃料 和空气在所述燃烧器中燃烧；涡轮，所述涡轮布置成用于接收来自所述燃烧器的燃烧产物； 过渡件，所述过渡件流体地置于所述燃烧器和所述涡轮之间并且包括主体，所述主体形成 以限定稀释孔，所述稀释孔配置成允许空气进入所述燃烧器并且能使蒸汽朝着从所述燃烧 器到所述涡轮行进的燃烧产物主流进行喷射；以及燃料喷射系统，所述燃料喷射系统支持 性地联接到所述过渡件并且配置成朝着燃烧产物主流喷射第二量的燃料。 其中，所述过渡件的所述主体包括：前部分，所述前部分与所述燃烧器的后部分同 轴；后部分，所述后部分联接到所述涡轮的所述前部分；以及中心部分，所述中心部分从所 述前部分曲线地延伸到所述后部分。 其中，所述燃料喷射系统包括：至少一个或多个燃料喷射器，第二量的燃料借助于 所述至少一个或多个燃料喷射器朝着燃烧产物主流可喷射；以及燃料回路，所述燃料回路 配置成将所述第一量的燃料输送到所述燃烧器的头端并且将所述第二量的燃料输送到所 述至少一个或多个燃料喷射器。 其中，所述第二量的燃料是可用燃料供应的0到大约20%。 其中，所述第二量的燃料是可用燃料供应的大约11%。 其中，所述稀释孔具有活动几何形状。 根据本技术的又一方面，一种涡轮机被提供并且包括：燃烧器，第一量的燃料 和空气在所述燃烧器中燃烧；涡轮，所述涡轮布置成用于接收来自所述燃烧器的燃烧产物； 过渡件，所述过渡件流体地置于所述燃烧器和所述涡轮之间并且包括主体，所述主体形成 以限定稀释孔，所述稀释孔配置成允许空气进入所述燃烧器并且能使蒸汽朝着从所述燃烧 器到所述涡轮行进的燃烧产物主流进行喷射；燃料喷射系统，以及控制器。所述燃料喷射系 统支持性地联接到所述过渡件并且配置成朝着燃烧产物主流喷射第二量的燃料。所述控制 器可操作地联接到所述燃料喷射系统并且配置成调节所述第一量和所述第二量的燃料的 相对量。 其中，所述过渡件的所述主体包括：前部分，所述前部分与所述燃烧器的后部分同 轴；后部分，所述后部分联接到所述涡轮的所述前部分；以及中心部分，所述中心部分从所 述前部分曲线地延伸到所述后部分。 其中，所述燃料喷射系统包括：至少一个或多个燃料喷射器，第二量的燃料借助于 所述至少一个或多个燃料喷射器朝着燃烧产物主流可喷射；以及燃料回路，所述燃料回路 配置成将所述第一量的燃料输送到所述燃烧器的头端并且将所述第二量的燃料输送到所 述至少一个或多个燃料喷射器。 其中，所述控制器配置成导致所述第二量的燃料是可用燃料供应的0到大约20%。 其中，所述控制器配置成导致所述第二量的燃料是可用燃料供应的大约11%。 其中，所述控制器配置成根据预定计划调节所述第一量和所述第二量的燃料的相 对量。 其中，所述控制器配置成根据以下之一调节所述第一量和所述第二量的燃料的相 对量：正在启动的蒸汽操作模式；以及正在启动的干操作模式。 其中，所述稀释孔具有活动几何形状并且可操作地联接到所述控制器，所述控制 器还配置成控制所述稀释孔的活动几何形状。根据结合附图进行的以下描述，这些和其它 优点和特征将变得更明显。 【附图说明】 被视为本技术的主题在说明书的结尾的权利要求中特别地被指出并且不同 地要求权利。从结合附图进行的以下详细描述将显而易见本技术的前述和其它特征和 优点，其中： 图1是根据实施例的涡轮机的示意图；以及 图2是根据实施例的涡轮机的控制器的示意图。 详细描述通过例子参考附图解释本技术的实施例以及优点和特征。 【具体实施方式】 下面提供的描述涉及具有用于功率增大的蒸汽喷射和轴向分级喷射或延迟贫喷 射（late lean injection;简称LLI)的组合的润轮机。轴向分级喷射或LLI被杠杆调节以 使蒸汽喷射功率增大更适销。也就是说，例如用于E级重型燃气涡轮发动机的轴向分级喷 射或LLI能使稳定燃烧贯穿在明显增加的燃烧温度范围内。这一新的灵活性通过远离火焰 区域分流燃料(燃料分级）以保持适宜的燃烧器排放而实现。 轴向分级喷射或LLI通过调节参与反应区域的燃料的量主动地调谐燃烧器。这 样，反应或火焰温度可以被调节以补偿由蒸汽的引入导致的火焰温度减小。调节火焰温度 和补偿蒸汽喷射的能力迄今为止只能通过硬件配置变化可能实现。蒸汽喷射与延迟贫喷射 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，其包括：燃烧器，燃料和空气在所述燃烧器中燃烧；涡轮，所述涡轮布置成用于接收来自所述燃烧器的燃烧产物；过渡件，所述过渡件流体地置于所述燃烧器和所述涡轮之间并且包括主体，所述主体形成以限定稀释孔，所述稀释孔配置成允许空气进入所述燃烧器并且能使蒸汽朝着从所述燃烧器到所述涡轮行进的燃烧产物主流进行喷射；以及燃料喷射系统，所述燃料喷射系统支持性地联接到所述过渡件并且配置成朝着燃烧产物主流喷射燃料，由此恢复由所述稀释孔使能的蒸汽喷射减小的燃烧产物主流的火焰温度。

【技术特征摘要】
2013.03.13 US 13/799,7641. 一种涡轮机，其包括： 燃烧器，燃料和空气在所述燃烧器中燃烧； 涡轮，所述涡轮布置成用于接收来自所述燃烧器的燃烧产物； 过渡件，所述过渡件流体地置于所述燃烧器和所述涡轮之间并且包括主体，所述主体 形成以限定稀释孔，所述稀释孔配置成允许空气进入所述燃烧器并且能使蒸汽朝着从所述 燃烧器到所述涡轮行进的燃烧产物主流进行喷射；以及 燃料喷射系统，所述燃料喷射系统支持性地联接到所述过渡件并且配置成朝着燃烧 产物主流喷射燃料，由此恢复由所述稀释孔使能的蒸汽喷射减小的燃烧产物主流的火焰温 度。2. 根据权利要求1所述的涡轮机，其中所述过渡件的所述主体包括： 前部分，所述前部分与所述燃烧器的后部分同轴； 后部分，所述后部分联接到所述涡轮的所述前部分；以及 中心部分，所述中心部分从所述前部分曲线地延伸到所述后部分。3. 根据权利要求1所述的涡轮机，其中所述燃料喷射系统包括： 至少一个或多个燃料喷射器，燃料借助于所述至少一个或多个燃料喷射器朝着燃烧产 物主流可喷射；以及 燃料回路，所述燃料回路配置成将燃料输送到所述燃烧器的头端和所述至少一个或多 个燃料喷射器。4. 根据权利要求1所述的涡轮机，其中可用燃料供应的0到大约20%朝着所述燃烧产 物主流可喷射。5. 根据权利要求1所述的涡轮机，其中可用燃料供应的大约11%朝着所述燃烧产物主 流可喷射。6. 根据权利要求1所述的涡轮机，其中所述稀释孔具有活动几何形状。7. -种涡轮机，其包括： 燃烧器，第一量的燃料和空气在所述燃烧器中燃烧； 涡轮，所述涡轮布置成用于接收来自所述燃烧器的燃烧产物； 过渡件，所述过渡件流体地置于所述燃烧器和所述涡轮之间并且包括主体，所述主体 形成以限定稀释孔，所述稀释孔配置成允许空气进入所述燃烧器并且能使蒸汽朝着从所述 燃烧器到所述涡轮行进的燃烧产物主流进行喷射；以及 燃料喷射系统，所述燃料喷射系统支持性地联接到所述过渡件并且配置成朝着燃烧产 物主流喷射第二量的燃料。8. 根据权利要求7所述的涡轮机，其中所述过渡件的所述主体包括： 前部分，所述前部分与所述燃烧器的后部分同轴； 后部分，所述后部分联接到所述涡轮的所述前部分；以及 中心部分，所述中心部分从所述前部分曲线地延伸到所述后部分。9. 根据权利要求7所述的涡轮机，其中所述燃料喷射系统包括： 至少一个或多个燃料喷射器，第二量的燃料借助于所述至少一个或多个燃料喷射器朝 着燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：CE罗莫泽，DW西蒙斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US