具有流体振荡器的用于燃气轮机的燃烧器和具有至少一个这种燃烧器的燃气轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种具有预混合通道(68)的燃烧器，所述预混合通道径向向外由壁限界并且在运行时用于将燃料和空气混合，其中在所述预混合通道中设置有燃烧器矛状件(72，94)和多个燃料喷射器，所述燃料喷射器从所述燃烧器矛状件(72)朝向所述壁延伸并且具有燃料喷嘴(80，80a，80b)。燃烧器实现了在运行时减少有害物质排放或者减少压力脉冲。对此燃料输送装置包括至少一个流体振荡器(85)，所述流体振荡器具有交互作用室(26)，其中所述交互作用室的入口(28)连接到所述燃料输送装置的燃料管道(82)上，并且所述交互作用室的第一流出管道(86)至少延伸至第一燃料喷嘴(80a)并且第二流出管道(88)至少延伸至第二燃料喷嘴(80b)，其中所述流体振荡器对于每个流出管道包括反馈管路(38a，38b)，其中所述反馈管路通过其一端在位于至少一个所述燃料喷嘴下游的区域中通入相应的流出管道中并且通过另一端通入所述交互作用室的流入区域(30)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有流体振荡器的用于燃气轮机的燃烧器和具有至少一个这种燃烧器的燃气轮机
本专利技术涉及一种用于燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器具有中央的燃烧器轴线和至少部分地包围所述燃烧器轴线的预混合通道。预混合通道由此具有如下通道横截面，所述通道横截面围绕燃烧器轴线伸展。中央的燃烧器轴线是假想的、无限长的线。通道横截面例如能够环形地设置或者设置为围绕燃烧器轴线的整圆。换句话说，预混合通道与燃烧器轴线共轴地伸展(相同的转动轴线)。环或者整圆的直径能够沿着燃烧器轴线部段改变。特别地，预混合通道能够至少部分地构成为环形腔通道(横截面是环形的)，所述环形腔通道能够过渡为预混合通道部段，所述预混合通道部段的横截面构成为整圆。
技术介绍
预混合通道径向向外由壁限界。预混合通道在运行时可由压缩机空气穿流。所述预混合通道用于混合燃料和空气，其中在预混合通道中设置有燃烧器矛状件或者燃烧器毂和多个燃料喷射器。从燃烧器矛状件/毂朝向壁延伸的燃料喷射器与至少部分地被燃烧器矛状件/毂包围的燃料输送装置流体连接并且具有燃料喷嘴。燃料喷射器例如不仅能够包括用于气态燃料的燃料喷嘴而且能够包括用于油运行的燃料喷嘴。这同样适用于如下燃烧器矛状件/毂，所述燃烧器矛状件/毂替选地也能够构成为不具有燃料喷嘴。燃烧器矛状件在本专利技术的范围中也能够称为燃烧器毂。燃烧器矛状件能够中央地设置在预混合通道中。燃烧器矛状件能够从上游伸入到预混合通道中，使得通道仅部分地径向向内由燃烧器矛状件限界。在这种情况下，预混合通道在燃烧器矛状件下游例如能够具有全圆形的横截面。但是，燃烧器矛状件也能够基本上延伸直至预混合通道的出口。作为替选方案，预混合通道能够径向向内至少部分地由中央地设置在通道中的燃烧器毂限界，所述燃烧器毂具有基本上截锥套状的表面，所述表面径向向内从上游直至毂的端部区域对预混合通道限界。预混合通道能够在毂下游过渡为横截面为全圆形的预混合区域。由此，预混合通道沿着毂具有环形的通道横截面，所述通道横截面的直径能够沿着流动方向减小。特别地，在燃烧器毂中能够设置有其它的预混合通道或者例如设置有中央的引燃器。预混合通道在本专利技术的范围中也能够称为预混合管道。燃料经由燃料喷射器喷入到预混合通道中并且能够与穿流预混合通道的压缩机空气流混合直至预混合通道的设置在下游的出口，使得预混合燃烧器在其出口处提供燃料/空气混合物以排到燃烧室中。除此之外，燃料也能够经由直接设置在燃烧器矛状件上的燃料喷嘴喷入。借助于根据本专利技术的燃烧器，致力于有害物质尽可能少的燃烧和在燃烧时避免热声不稳定性。特别地，预混合燃烧器在运行时虽然具有低的有害物质排放，但是对此更易于形成压力脉冲。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种用于燃气轮机的开始提出类型的燃烧器，借助于所述燃烧器在燃烧器运行时实现有害物质排放的减少或者实现压力脉冲的减小。根据本专利技术，所述目的在开始提出类型的燃烧器中通过如下方式实现：燃料输送装置包括至少一个流体振荡器，所述流体振动器具有交互作用室，其中交互作用室的入口连接到燃料输送装置的燃料管道上，并且交互作用室的第一流出管道至少延伸直至第一燃料喷嘴，并且第二流出管道至少延伸直至第二燃料喷嘴，其中流体振荡器对于每个流出管道包括反馈管路，其中反馈管路借助于其一端在位于至少一个燃料喷嘴下游的区域中通入相应的流出管道中，并且借助于另一端部通入交互作用室的流入区域中。至少第一燃料喷嘴并且至少第二燃料喷嘴或者第一组和第二组燃料喷嘴例如能够设置在共同的燃料喷射器上并且为了燃料在预混合通道中的尽可能均匀的分布而沿着径向方向分布式地设置。至少第一燃料喷嘴例如也能够设置在抽吸侧上并且至少第二燃料喷嘴例如能够设置在涡流叶片状地构成的燃料喷射器的压力侧上。第一组和第二组燃料喷嘴例如也能够设置在不同的燃料喷射器上。例如，在基本上相对置地设置在燃烧矛状件上的燃料喷射器中。流体振荡器早已作为流体控制元件而已知，所述流体控制元件在没有昂贵的阀的情况下也是够用的。流体振荡器例如用于将空气输送到承载面的边界层中以避免边界层脱落。流体振荡器借助于施加在其入口上的并且处于压力下的流体流运行。该流体流在交互作用室中进入振荡，使得所述室的至少一个出口交替地加载有离开的射流。由此，脉冲式的流体流从流体振荡器的流出通道离开，其中流出通道交替地喷出流体。从现有技术中已知具有反馈管路的流体振荡器，所述反馈管路为了稳定交互作用室中的振荡将交互作用室的流出区域与交互作用室的流入区域连接。现有技术的反馈管路借助于其一端分别在交互作用室的出口附近通入交互作用室中并且借助于其另一端在出口上游在交互作用室的入口附近通入交互作用室中。如果相应的出口在振荡运行时加载有流体流，那么这引起反馈管路的端部处的提高的压力，所述压力通过流入区域上的管路继续引导到如下区域中，在所述区域处，流恰好贴靠在交互作用室的侧壁上。由此，振荡的流倾向于从侧壁脱离。这引起在交互作用室的流出区域和流入区域之间的压力比的、对振荡进行稳定的反馈。根据本专利技术，现在提出：反馈管路不像在现有技术中那样可通入交互作用室的流出区域中，而是在各一个流出管道中通入位于至少一个燃料喷嘴或者燃料喷嘴组下游的区域中，所述流出通道延伸至所述燃料喷嘴组。这根据本专利技术实现：预混合通道中的压力比在直接位于燃料喷嘴上游的预混合通道区域中可一起流入反馈信号中。流出通道能够在燃料喷嘴或燃料喷嘴组下游具有端部件，反馈管道通入所述端部件中。如果预混合通道中的静态压力在燃料喷嘴组的区域中较高，那么较少的燃料流动穿过流出管道并且流出管道中的动态压力是较低的。由此，在反馈管路的根据本专利技术的构成方案中，反馈信号是更低的，并且与在位于流出管道的燃料喷嘴上游的压力比相反的情况下在预混合通道中相比，燃料在流出管道中更长地流动。如果预混合管道中的静态压力在燃料喷嘴组的区域中较低，那么在对交互作用室的所属的出口进行加载时更多的燃料流动穿过所属的流出管道并且流出管道中的动态压力是更高的。因为位于流出管道的至少一个燃料喷嘴下游的所属的反馈管路通入流出管道中，所以通入流出管道的端部区域中的反馈管道中的压力是更高的并且所属的燃料射束更快地从交互作用室的流入区域中的侧壁处脱离并且对下一出口加载燃料。由此，燃料射束在交互作用室中的振荡更长时间地给如下流出管道加载燃料，所述流出管道的至少一个燃料喷嘴通入预混合通道的如下区域中，在所述区域中存在更高的压力。由此均衡如下效果：通常较少的燃料从燃料喷嘴离开，所述燃料喷嘴通入通道压力较高的区域中，或者更多的燃料被喷入到压力低的区域中。通过这种均衡，根据本专利技术能够在预混合通道中产生更均匀的燃料浓度。由此，燃料的喷入通过至少两个连接到流体振荡器上的燃料喷嘴组或燃料喷嘴自主调节，而不需要附加的控制设备。所产生的在预混合通道中的燃料浓度的更均匀的分布引起有害物质排放的减小。通过在时间上和地点上波动的燃料喷入，此外引起从燃料喷嘴组喷出的燃料与流过的压缩空气的良好的混合。根据本专利技术，由于因流体振荡器引起的波动的燃料喷入，也引起燃烧器的延迟时间曲线的增宽，由此减小燃烧器与火焰的交互作用并且减少激起热声振动。为了阐述术语热声振动和延迟时间，应注意的是：在燃烧室中能够引起热量释放中的声振动和波动的交互作用。当处于如下频率时，这些声振动和波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧器(56，64，84)，所述燃烧器具有中央的燃烧器轴线和至少部分地围绕所述燃烧器轴线的预混合通道(60，68，92)，其中所述预混合通道径向向外由壁(70)限界并且在运行时能够由压缩机空气穿流并且用于将燃料和空气混合，其中在所述预混合通道中设置有燃烧器矛状件(58，72，94)或者燃烧器毂和多个燃料喷射器(79，79a，79b，98，100)，所述燃料喷射器从所述燃烧器矛状件或燃烧器毂朝向所述壁(70)延伸并且具有与燃料输送装置(73)流体连接的燃料喷嘴(80，80a，80b)，所述燃料输送装置至少部分地由所述燃烧器矛状件或燃烧器毂包围，其特征在于，所述燃料输送装置(73)包括至少一个流体振荡器(24a，24b，85)，所述流体振荡器具有交互作用室(26)，其中所述交互作用室的入口(28)连接到所述燃料输送装置的燃料管道(82)上，并且所述交互作用室的第一流出管道(86)至少延伸至第一燃料喷嘴(80a)而第二流出管道(88)至少延伸至第二燃料喷嘴(80b)，其中所述流体振荡器对于每个流出管道(86，88)包括反馈管路(38，38a，38b)，其中所述反馈管路通过其一端在位于至少一个所述燃料喷嘴下游的区域中通入相应的所述流出管道中，并且通过另一端通入所述交互作用室(26)的流入区域(30)中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.12 DE 102014218288.31.一种燃烧器(56，64，84)，所述燃烧器具有中央的燃烧器轴线和至少部分地围绕所述燃烧器轴线的预混合通道(60，68，92)，其中所述预混合通道径向向外由壁(70)限界并且在运行时能够由压缩机空气穿流并且用于将燃料和空气混合，其中在所述预混合通道中设置有燃烧器矛状件(58，72，94)或者燃烧器毂和多个燃料喷射器(79，79a，79b，98，100)，所述燃料喷射器从所述燃烧器矛状件或燃烧器毂朝向所述壁(70)延伸并且具有与燃料输送装置(73)流体连接的燃料喷嘴(80，80a，80b)，所述燃料输送装置至少部分地由所述燃烧器矛状件或燃烧器毂包围，其特征在于，所述燃料输送装置(73)包括至少一个流体振荡器(24a，24b，85)，所述流体振荡器具有交互作用室(26)，其中所述交互作用室的入口(28)连接到所述燃料输送装置的燃料管道(82)上，并且所述交互作用室的第一流出管道(86)至少延伸至第一燃料喷嘴(80a)而第二流出管道(88)至少延伸至第二燃料喷嘴(80b)，其中所述流体振荡器对于每个流出管道(86，88)包括反馈管路(38，38a，38b)，其中所述反馈管路通过其一端在位于至少一个所述燃料喷嘴下游的区域中通入相应的所述流出管道中，并且通过另一端通入所述交互作用室(26)的流入区域(30)中。2.根据权利要求1所述的燃烧器(56，64，84)，其特征在于，所述第一流出管道(86)延伸直至第一组燃料喷嘴(80a)，并且第二流出管道(88)延伸直至第二组燃料喷嘴(80b)，其中所述反馈管路(38a，38b)分别在位于相应组的燃料喷嘴(80，80a，80b)的下游的区域中通入相应的所述流出管道中。3.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，所述反馈管路(38a，38b)在至少一个燃料喷嘴(80a，80b)的下游连接到所述流出管道(86，88)上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，至少所述第一燃料喷嘴并且至少所述第二燃料喷嘴设置在不同的燃料喷射器(79a，79b)中。5.根据上...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·博埃特赫尔，奥尔加·戴斯，托马斯·格里布，马蒂亚斯·哈泽，维尔纳·克雷布斯，帕特里克·拉普，塞巴斯蒂安·普法德勒，丹尼尔·福格曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE