燃气轮机燃烧室制造技术

一种燃气轮机燃烧室，包括燃烧腔，所述燃烧腔形成于内圈火焰筒和外圈火焰筒之间，所述燃烧腔定义一轴向和围绕所述轴向的圆周方向；以及设置在所述燃烧腔内的若干喷嘴，所述若干喷嘴沿所述圆周方向均匀排列，每个喷嘴设有第一混合气出口和第二混合气出口，对于任意两相邻的第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴的第一混合气出口位于面向所述第二喷嘴的一侧，所述第二喷嘴的第二混合气出口位于面向所述第一喷嘴的一侧，所述外圈火焰筒设有第一空气流喷射结构，所述内圈火焰筒设有第二空气流喷射结构，所述第一混合气出口、第二混合气出口、第一空气流喷射结构和第二空气流喷射结构呈四角切圆布置。

Gas turbine combustor

A gas turbine combustor includes a combustion chamber, the combustion chamber is formed between the inner ring and the outer ring of the flame tube combustor, the combustion chamber defined around the axial and axial circumferential direction; and a plurality of nozzles arranged in the combustion chamber, wherein the plurality of nozzles are evenly arranged along the circumferential direction and each nozzle is provided with a first mixed gas outlet and second mixed gas exports, for any two adjacent to the first nozzle and the second nozzle, one side of the first nozzle first mixed gas outlet is located in facing the second nozzles, one side of the second nozzle second mixed gas outlet is located facing the first nozzle, the outer ring the flame tube is provided with a first air flow injection structure, the inner flame tube is provided with second air flow injection structure, the first mixed gas outlet, second mixed gas exports, No. An air flow jet structure and a second air flow jet structure are arranged in four tangential angles.

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧室
本专利技术涉及燃气轮机，特别是涉及一种燃气轮机燃烧室。
技术介绍
燃气轮机燃烧室中，燃料气和空气通过喷嘴实现预混合和速度型的改变，在喷嘴出口达到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空气混合比例，进入燃烧室进行燃烧，形成稳定的流场和燃烧场。然而，现有的燃气轮机燃烧室喷嘴存在燃气和空气在预混通道混合不均匀的问题，这样容易导致燃烧不稳定，产生较多污染排放物，预混通道有可能会发生回火，对喷嘴以及安装在预混通道内贵重的旋流器等元件造成烧蚀和毁坏。燃气轮机燃烧室内的喷嘴在喷射火焰至燃烧腔内的过程中，有可能会因为喷嘴内的压力过高，造成喷嘴喷射出来的火焰会直接喷射到火焰筒内壁或内设元器件上，甚至是直接喷射到相邻的喷嘴上，对其造成严重的烧蚀和损毁，大大降低燃气轮机燃烧室及其喷嘴的使用寿命。因此，急需一种合理有效的燃气轮机燃烧室结构及喷嘴结构来解决上述提出的至少一种问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种燃气轮机燃烧室以解决上述提出的至少一种问题。本专利技术提出一种燃气轮机燃烧室，包括燃烧腔，所述燃烧腔形成于内圈火焰筒和外圈火焰筒之间，所述燃烧腔定义一轴向和围绕所述轴向的圆周方向；以及设置在所述环形燃烧腔内的若干喷嘴，所述若干喷嘴沿所述圆周方向均匀排列，所述喷嘴用于将混合有燃气和空气的混合气喷入所述燃烧腔；每个喷嘴设有第一混合气出口和第二混合气出口，对于任意两相邻的第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴的第一混合气出口位于面向所述第二喷嘴的一侧，所述第二喷嘴的第二混合气出口位于面向所述第一喷嘴的一侧；所述外圈火焰筒设有第一空气流喷射结构，所述第一空气流喷射结构用于喷射朝向所述内圈火焰筒的第一空气流；所述内圈火焰筒设有第二空气流喷射结构，所述第二空气流喷射结构用于喷射朝向所述外圈火焰筒的第二空气流；所述第一混合气出口、第二混合气出口、第一空气流喷射结构和第二空气流喷射结构呈四角切圆布置。在一实施例中，在一径向截面中，所述第一喷嘴的第一混合气出口定义的第一喷射方向朝向所述内圈火焰筒和外圈火焰筒其中之一侧偏离所述第一喷嘴和第二喷嘴的圆心之间的连线，所述第二喷嘴的第二混合气出口定义的第二喷射方向朝向所述内圈火焰筒和外圈火焰筒其中另一侧偏离所述第一喷嘴和第二喷嘴的圆心之间的连线。在一实施例中，所述第一喷射方向偏离所述连线的角度为1°～15°，所述第二喷射方向偏离所述连线的角度为1°～15°。在一实施例中，所述第一空气流与沿所述第一喷射方向前进的第一火焰相交以改变所述第一火焰的行进方向为所述第一空气流的方向；所述第二空气流与沿所述第二喷射方向前进的第二火焰相交以改变所述第二火焰的行进方向为所述第二空气流的方向。在一实施例中，所述第一空气流喷射结构为所述外圈火焰筒上的若干第一气孔，所述第二空气流喷射结构为所述内圈火焰筒上的若干第二气孔。在一实施例中，所述内圈火焰筒和外圈火焰筒的设有若干贯穿的冷却孔，所述第一气孔和第二气孔的孔径大于所述冷却孔的孔径。在一实施例中，所述第一喷嘴的第一混合气出口喷出的沿所述第一喷射方向前进的第一火焰与从所述第一空气流喷射结构喷出的第一空气流相交，所述第一火焰与所述第一空气流相交后沿一弧形路径行进；所述第二喷嘴的第二混合气出口喷出的沿所述第二喷射方向前进的第二火焰与从所述第二空气流喷射结构喷出的第二空气流相交，所述第二火焰与所述第二空气流相交后沿另一弧形路径行进；所述两弧形路径合围形成四角切圆路径。在一实施例中，每个喷嘴包括主喷嘴，所述主喷嘴包括沿所述轴向延伸的主喷嘴筒状部，所述主喷嘴筒状部末端为封闭端，所述主喷嘴筒状部具有一内部燃气通道以及贯穿所述主喷嘴筒状部的燃气出口；喷嘴外壁，所述喷嘴外壁包括喷嘴外壁筒状部，所述喷嘴外壁筒状部环绕所述主喷嘴筒状部且与所述主喷嘴筒状部在径向上间隔从而在所述主喷嘴筒状部和喷嘴外壁筒状部之间形成环形空气通道，所述混合气出口贯穿所述喷嘴外壁筒状部且与所述燃气出口在径向上对应，使得从所述燃气出口喷出的燃气与所述空气通道内的空气混合后从所述混合气出口喷出。在一实施例中，所述喷嘴外壁具有喷嘴外壁端部，所述喷嘴外壁端部设有端部通孔并与所述主喷嘴筒状部的封闭端在轴向上间隔开。在一实施例中，所述燃气出口的孔径小于所述混合气出口的孔径。综上所述，本专利技术提供了一种燃气轮机燃烧室及其喷嘴，喷嘴包括主喷嘴及环绕主喷嘴设置的喷嘴外壁，主喷嘴形成燃气通道，喷嘴外壁与主喷嘴在径向上间隔以在二者之间形成空气通道，主喷嘴上设置燃气出口，喷嘴外壁上设置与燃气出口对应的混合气出口，使得燃气出口喷出的燃气与空气通道内的空气混合后从混合气出口喷出，每个喷嘴的混合气出口的喷射方向朝向相邻喷嘴。本专利技术的喷嘴结构设计巧妙，能更好地混合燃气和空气，并将混合气喷射入燃烧室的燃烧腔内进行燃烧，避免了高温火焰对火焰筒壁的损害。其次，燃烧室还可在外圈火焰筒和内圈火焰筒上设置空气流喷射结构，空气流喷射结构构造成其喷射出的空气流与相邻两喷嘴的相对的两混合气出口喷射出的火焰形成四角切圆，空气流可改变喷射火焰的行进方向，进而沿所述四角切圆循环运转，有效避免喷射火焰对燃烧室及喷嘴造成损坏，提高燃烧腔内的燃气燃烧效率。本专利技术的燃气轮机燃烧室结构简单，构思新颖，可最大程度降低对燃烧室各元件的损坏，提高燃烧室的燃烧效率，降低生产成本。附图说明图1是本专利技术一实施例的燃烧室沿一横向截面的俯视示意图。图2是图1中燃烧室的火焰筒外壁和内壁的结构示意图。图3是图1中燃烧室的喷嘴的侧视图。图4是图3中喷嘴的纵向剖视图。图5是本专利技术另一实施例的燃烧室沿一横向截面的俯视示意图。图6是图5中燃烧室的火焰筒外壁的结构示意图。图7是图5中燃烧室的火焰筒外壁和内壁的结构示意图。图8是图5中燃烧室沿一横向截面的仰视示意图。图9是图5中燃烧室的空心体结构的纵向剖视图。图10是本专利技术另一实施例的燃烧室的燃气气流和空气气流形成四角切圆的简化示意图。图11是上述实施例中喷嘴结构的另一实施例的结构示意图。图12是图11中喷嘴的部分结构的放大示意图。图13是图11中喷嘴结构的俯视示意图。具体实施方式在详细描述实施例之前，应该理解的是，本专利技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本专利技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本专利技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。如图1和图2所示，本专利技术提供一种燃气轮机燃烧室，所述燃烧室包括环形火焰筒10和若干喷嘴12，环形火焰筒10形成环形燃烧腔14，若干喷嘴12设置在环形燃烧腔14内，若干喷嘴12用于将混合有燃气和空气的混合气喷入环形燃烧腔14内。更具体地，在所示的实施例中，环形火焰筒10包括具有径向间隔的外圈火焰筒16和内圈火焰筒18，燃烧腔14形成于内圈火焰筒18与外圈火焰筒16之间。环形燃烧腔14定义一轴向和围绕所述轴向的圆周方向，若干喷嘴12固定在火焰筒10的端壁上，沿所述圆周方向排列且沿所述轴向延伸。优选的是，若干喷嘴12沿所述圆周方向均匀排列。如图3和图4所示，喷嘴12包括主喷嘴20及围绕主喷嘴20设置的喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧室，包括：燃烧腔，所述燃烧腔形成于内圈火焰筒和外圈火焰筒之间，所述燃烧腔定义一轴向和围绕所述轴向的圆周方向；以及设置在所述燃烧腔内的若干喷嘴，所述若干喷嘴沿所述圆周方向均匀排列，所述喷嘴用于将混合有燃气和空气的混合气喷入所述燃烧腔；其特征在于，每个喷嘴设有第一混合气出口和第二混合气出口，对于任意两相邻的第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴的第一混合气出口位于面向所述第二喷嘴的一侧，所述第二喷嘴的第二混合气出口位于面向所述第一喷嘴的一侧；所述外圈火焰筒设有第一空气流喷射结构，所述第一空气流喷射结构用于喷射朝向所述内圈火焰筒的第一空气流；所述内圈火焰筒设有第二空气流喷射结构，所述第二空气流喷射结构用于喷射朝向所述外圈火焰筒的第二空气流；所述第一混合气出口、第二混合气出口、第一空气流喷射结构和第二空气流喷射结构呈四角切圆布置。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机燃烧室，包括：燃烧腔，所述燃烧腔形成于内圈火焰筒和外圈火焰筒之间，所述燃烧腔定义一轴向和围绕所述轴向的圆周方向；以及设置在所述燃烧腔内的若干喷嘴，所述若干喷嘴沿所述圆周方向均匀排列，所述喷嘴用于将混合有燃气和空气的混合气喷入所述燃烧腔；其特征在于，每个喷嘴设有第一混合气出口和第二混合气出口，对于任意两相邻的第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴的第一混合气出口位于面向所述第二喷嘴的一侧，所述第二喷嘴的第二混合气出口位于面向所述第一喷嘴的一侧；所述外圈火焰筒设有第一空气流喷射结构，所述第一空气流喷射结构用于喷射朝向所述内圈火焰筒的第一空气流；所述内圈火焰筒设有第二空气流喷射结构，所述第二空气流喷射结构用于喷射朝向所述外圈火焰筒的第二空气流；所述第一混合气出口、第二混合气出口、第一空气流喷射结构和第二空气流喷射结构呈四角切圆布置。2.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，在一径向截面中，所述第一喷嘴的第一混合气出口定义的第一喷射方向朝向所述内圈火焰筒和外圈火焰筒其中之一侧偏离所述第一喷嘴和第二喷嘴的中心之间的连线，所述第二喷嘴的第二混合气出口定义的第二喷射方向朝向所述内圈火焰筒和外圈火焰筒其中另一侧偏离所述第一喷嘴和第二喷嘴的中心之间的连线。3.如权利要求2所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述第一喷射方向偏离所述连线的角度为1～15°，所述第二喷射方向偏离所述连线的角度为1～15°。4.如权利要求2所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述第一空气流与沿所述第一喷射方向前进的第一火焰相交以改变所述第一火焰的行进方向为所述第一空气流的方向；所述第二空气流与沿所述第二喷射方向前进的第二火焰相交以改变所述第二火焰的行进方向为所述第二空气流的方向。5.如权利要求1或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，杨瑞，左成艺，王俊，
申请(专利权)人：深圳智慧能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44