燃烧器的燃烧器头部和带有这种燃烧器的燃气涡轮机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃烧器的燃烧器头部和带有这种燃烧器的燃气涡轮机，燃烧器头部包括带有至少一个燃料喷嘴(2)的第一燃烧器级(1)，所述燃烧器头部(46)具有基体(16)以用于布置所述燃料喷嘴，其中作为多个燃料供应装置的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴的燃料供给，其中所述供给通道(17,18)完全地在所述基体(16)中围绕纵轴线(20)环绕。对于不同的燃烧器级设有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置(6,9,12,15)，其中对于每个燃料供应装置在燃烧器头部(46)的基体(16)中分别构造有分离的供给通道(17,18,19)。

Burner head of burner and gas turbine with the same

The utility model relates to a burner and burner head with the gas turbine combustor, including the burner head with at least one fuel nozzle (2) of the first burner stage (1), wherein the burner head (46) having a substrate (16) for arranging the fuel nozzle, the multiple fuel supply a part of the device on the substrate (16) were constructed with the supply channel (17,18,19) related to the fuel supply at least one fuel burner for the cascade, wherein the supply channel (17,18) completely in the matrix (16) around the longitudinal axis (20) around. For different levels of a burner fuel supply device can separate and independent adjustment (6,9,12,15), one for each fuel supply device in the burner head (46) of the substrate (16) were constructed with supply channel separation (17,18,19).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种燃烧器的燃烧器头部，包括带有至少一个燃料喷嘴的第一燃烧器级，其中至少另一燃烧器级分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴，其中对于不同的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置；以及一种带有包括这种燃烧器头部的燃烧器的燃气涡轮机。
技术介绍
越来越多地使用力-热-耦合系统例如为企业分散地供给电、热、和/或机械能，该力-热-耦合系统利用尤其以微型燃气涡轮机形式的内燃机运转。这种微型燃气涡轮机为低功率级的燃气涡轮机，即直到大约500kW的额定功率。这种类型的力-热-耦合系统以已知的结构形式除了内燃机本身之外还包括可由内燃机驱动的尤其以发电机形式的力转换器以及包括废热装置以用于利用在内燃机的废气中包含的废热。所提及的燃气涡轮机在压缩机和涡轮之间具有燃烧器，在该燃烧器中利用氧化介质在通常情况中利用空气氧化或燃烧燃料。燃料和氧化介质的必要的混合在燃烧器头部中发生，该燃烧器头部典型地设计为燃烧器法兰，并且燃烧腔后置于该燃烧器头部。燃烧器头部沿着燃烧器纵轴线延伸并且通常包括多个相对于燃烧器纵轴线以径向间距布置在基体中的氧化介质通道。每个燃料喷嘴均通入到氧化介质通道中。通常通过单个的软管发生燃料供给，这些软管通过位于上游的外部的分配器环被供料。因此全部的燃料喷嘴具有唯一的、共同的燃料供应装置并且由此为唯一的、共同的燃烧器级的一部分。其能够根据需要以其全体接通或切断。所提及的组件在设计运转点中最佳地工作，而例如用于部分载荷运转或用于瞬态运转过程的功率匹配则变得困难的。燃烧进程和效率并非是最佳的。此外出现高昂的制造消耗、装配消耗以及拆卸消耗，并且由于单个构件的数量多而出现提升的成本消耗。由于带有常常由结构空间决定的小的密封面的单个密封件而引起的高的泄漏风险、由于安装复杂性而引起的易出错率、外部的燃料分配器环的以及从燃料分配器环到燃料喷嘴的单个的软管和/或管连接的需求视作为其它缺点。
技术实现思路
本技术的任务在于，如此改进这种类型的燃烧器头部，即使得在构造简单的情况下灵活地匹配运转参数是可行的。该任务通过这样的燃烧器头部解决，即该燃烧器头部包括带有至少一个燃料喷嘴的第一燃烧器级，其中至少另一燃烧器级分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴，其中对于不同的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置，其中燃烧器头部具有基体以用于布置燃料喷嘴，其中作为多个燃料供应装置的一部分在基体中分别构造有供给通道以用于相关联的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴的燃料供给，其中基体沿着纵轴线延伸，其中供给通道完全地在基体中围绕纵轴线环绕。此外本技术的任务在于，给出带有改善的燃烧器的燃气涡轮机。该任务通过带有这样的涡轮机、尤其燃气涡轮机或微型燃气涡轮机解决，即该燃气涡轮机带有包括之前描述的燃烧器头部的燃烧器，其中该燃气涡轮机至少通过燃烧器的废气流的一部分驱动，其中燃烧器头部具有：实施为先导级的第一燃烧器级，该第一燃烧器级带有实施为先导燃料喷嘴的第一燃料喷嘴；和至少两个另外的实施为主级的燃烧器级，该燃烧器级分别带有相关联的多个实施为主燃料喷嘴的燃料喷嘴，其中对于不同的实施为主级的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置，其中燃烧器头部具有基体以用于容纳燃料喷嘴，其中对于每个燃料供应装置在基体中分别构造有分离的供给通道，其中基体沿着纵轴线延伸，并且其中供给通道完全地在基体中围绕纵轴线环绕。根据本技术设置成，对于所提及的燃烧器级附加地设置有至少另一、优选地至少两个另外的燃烧器级，其分别带有至少一个相关联的燃料喷嘴，其中对于不同的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置。优选地燃烧器级中的至少一个具有与该相应的燃烧器级相关联的许多的多个燃料喷嘴。适宜地第一燃烧器级构造为先导级(Pilotstufe)，其中该先导级只具有一个构造为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴，并且其中至少另一、优选地所有另外的燃烧器级构造为主级。尤其实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴居中地布置，其中至少另一燃烧器级的燃料喷嘴环形地围绕居中的、实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴布置。在功率需求可变时一个或多个燃烧器级能够通过其相应的燃料供应装置接入或断开，由此出现分级的功率输出(Leistungsentfaltung)。可选的居中的先导级使燃烧稳定并且保证了在瞬态调节过程中可靠的功能。但全部的燃料流的只有少量的一部分在先导级中被转化。最大的燃料转化和功率份额由优选地多级的主级准备。通过主级实施成两级或多级可如此对功率需求的改变进行匹配，即使得断开主级的一个或多个级，而主级的一个或多个保留的级在其最佳运转点中工作。由此根据本技术的燃烧器头部或装备有该燃烧器头部的燃烧器即使在部分载荷中或在瞬态运转过程中也以改善的效率工作。在结构上可容易地实现分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置，以由此获得功率匹配的简单的可行性。在一种优选的改进方案中，在至少一个燃料供应装置中设置有尤其可控制的用于调整燃料流量的流量限制元件，尤其为阀、瓣片、节流件和/或分配器。备选地或附加地可为适宜的是，至少一个单个的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴和尤其所有燃料喷嘴实施为关键的(kritisch)喷嘴。借助于可控制的流量限制元件可不仅完全地阻止或释放燃料流，藉此能够接入或断开单个的喷嘴或整个的燃烧器级。还产生流量减小的可行性，藉此可调整部分载荷运转。在使用所谓的关键的喷嘴时节流件促使在确定的阈值压力之上燃料流量不会随着上升的燃料压力继续增加。只要燃料压力保持在提及的阈值压力之上，则即使当燃料压力波动出现时，燃料流量也至少近似恒定。得到稳定的燃烧条件。燃烧器头部具有基体以用于布置尤其用于容纳燃料喷嘴，其中作为多个和尤其所有燃料供应装置的一部分在基体中分别构造有供给通道以用于相关联的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴和尤其地所有燃料喷嘴的燃料供给。通过供给通道集成到燃烧器头部的基体中能够放弃根据
技术介绍
通常和必要以复杂的方式布置软管、管道或类似物。在燃烧器头部的基体中的供给通道的设计方案在设计时在构造方面是简单的，能够成本有利地制造，并且此外在功能方面是可靠的。基体沿着纵轴线延伸，其中供给通道完全地在基体中围绕纵轴线环绕且尤其地构造为在其敞开的侧边处封闭的槽。这种槽能够根据安装情况简单地加入到一个或多个周缘面中和/或一个端面和/或两个彼此相对而置的端面中，其中槽那么彼此具有径向的和/或轴向的错位。借助于槽可在制造消耗小的情况下得到相关联的燃料喷嘴的简单的、成本有利的且可靠的供给。可为有利的是，燃料喷嘴的至少一部分，尤其至少一个实施为主级的燃烧器级的燃料喷嘴构造为布置、优选地固定且尤其可松开地固定在基体处的喷嘴枪(Düsenlanzen)。备选地或与此组合地在一种优选的变型方案中在基体中布置有燃烧器级的多个氧化介质通道，其中至少一个燃烧器级的相关联的燃料喷嘴通过在基体中的燃料通道构造，并且其中燃料通道的喷嘴轴线相对于氧化介质通道的通道纵轴线具有径向的方向分量。这种燃料通道能够容易地且利用小的消耗例如通过孔、槽或任何其它的凹口构造在燃烧器头部的基体中。利用径向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃烧器(45)的燃烧器头部(46)，包括带有至少一个燃料喷嘴(2)的第一燃烧器级(1)，其中至少另一燃烧器级(4,7,10,13)分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴(5,8,11,14)，其中对于不同的燃烧器级(1,4,7,10,13)设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置(3,6,9,12,15)，其特征在于，所述燃烧器头部(46)具有基体(16)以用于布置所述燃料喷嘴(2,5,8,11,14)，其中作为多个燃料供应装置(3,6,9,12,15)的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的燃料供给，其中所述基体(16)沿着纵轴线(20)延伸，其中所述供给通道(17,18)完全地在所述基体(16)中围绕纵轴线(20)环绕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.28 DE 102013016202.51.一种用于燃烧器(45)的燃烧器头部(46)，包括带有至少一个燃料喷嘴(2)的第一燃烧器级(1)，其中至少另一燃烧器级(4,7,10,13)分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴(5,8,11,14)，其中对于不同的燃烧器级(1,4,7,10,13)设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置(3,6,9,12,15)，其特征在于，所述燃烧器头部(46)具有基体(16)以用于布置所述燃料喷嘴(2,5,8,11,14)，其中作为多个燃料供应装置(3,6,9,12,15)的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的燃料供给，其中所述基体(16)沿着纵轴线(20)延伸，其中所述供给通道(17,18)完全地在所述基体(16)中围绕纵轴线(20)环绕。
2.根据权利要求1所述的燃烧器头部，其特征在于，至少两个另外的燃烧器级(4,7,10,13)分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴(5,8,11,14)。
3.根据权利要求1所述的燃烧器头部，其特征在于，所述燃烧器级(1,3,6,9,12)中的至少一个具有与该燃烧器级(1,3,6,9,12)相关联的许多的多个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)。
4.根据权利要求1所述的燃烧器头部，其特征在于，所述第一燃烧器级(1)构造为先导级，其中所述先导级只具有一个构造为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴(2)，并且所述至少另一燃烧器级(4,7,10,13)构造为主级。
5.根据权利要求4所述的燃烧器头部，其特征在于，所有另外的燃烧器级(4,7,10,13)构造为主级。
6.根据权利要求4所述的燃烧器头部，其特征在于，实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴(2)布置成居中，并且所述至少另一燃烧器级(4,7,10,13)的燃料喷嘴(5,8,11,14)环形地围绕居中的、实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴(2)布置。
7.根据权利要求1所述的燃烧器头部，其特征在于，在至少一个燃料供应装置(3,6,9,12,15)中设置有可控制的用于调整燃料流量的流量限制元件。
8.根据权利要求7所述的燃烧器头部，其特征在于，所述流量限制元件为可控制的。
9.根据权利要求1所述的燃烧器头部，其特征在于，至少一个单个的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)实施为关键的喷嘴。
10.根据权利要求9所述的燃烧器头部，其特征在于，至少一个单个的燃烧器级(1,4,7,10,13)的所有的燃料喷嘴(2,5,8,11,14)实施为关键的喷嘴。
11.根据权利要求1所述的燃烧器头部，其特征在于，作为所有的燃料供应装置(3,6,9,12,15)的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的燃料供给。
12.根据权利要求11所述的燃烧器头部，其特征在于，所述供给通道(17,18,19)构造成用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的所有燃料喷嘴(2,5,8,11,...

【专利技术属性】
技术研发人员：A维登霍恩，T基泽尔，
申请(专利权)人：杜尔系统有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE