具有预混合火焰稳定器的燃料喷嘴组件制造技术

燃料喷嘴组件(100)包括预混合室(114)、在预混合室内在内壁(102)与外壁(104)之间径向且轴向地延伸的空气流分隔件(116)、和配置在预混合室(114)内的多个引导静叶(122)。引导静叶中的一个或更多个包括与流分隔件(116)流体连通的燃料端口(130)。燃料喷嘴组件(100)还包括预混合板(110)，预混合板在燃料端口(130)的下游在内壁和外壁(102)、(104)之间径向地且在第一和第二侧壁(106)、(108)之间周向地延伸。预混合板(110)包括与下游侧(144)轴向地间隔的上游侧(142)和提供从预混合室(114)穿过预混合板(110)的流体流的多个通路(146)。

Fuel nozzle assembly with premixed flame holder

Fuel nozzle assembly (100) includes a pre mixing chamber (114), in the pre mixing chamber (102) in the inner wall and the outer wall (104) extending between the radial and axial flow of air separator (116), and the configuration in the pre mixing chamber (114) in a plurality of guide vanes (122). Guiding one or more of the stationary vanes includes a fuel port (130) that is in fluid communication with the flow divider (116). Fuel nozzle assembly (100) includes pre mixed plate (110), pre mixed in fuel port (130) downstream in the inner wall and the outer wall (102), (104) between the radial and the first and second side walls (106), (108) between circumferentially extending. The pre mixing plate (110) includes an upstream side (142) axially spaced from the downstream side (144) and a plurality of passages (146) providing fluid flow from the pre mixing chamber (114) through the pre mixing plate (110).

【技术实现步骤摘要】
具有预混合火焰稳定器的燃料喷嘴组件
本专利技术大体上涉及用于在燃气涡轮的燃烧器中使用的燃料喷嘴组件。更具体而言，本专利技术涉及一种燃料喷嘴组件，该燃料喷嘴组件具有用于在燃料喷射部位下游的火焰稳定性的预混合板。
技术介绍
典型的燃气涡轮大体上包括进口区段、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。进口区段清洁且调节工作流体(例如空气)，且将该工作流体供应至压缩机区段。压缩机区段逐渐地增大工作流体的压力，且将压缩的工作流体供应至燃烧区段。压缩工作流体和燃料在燃烧区段内混合且在燃烧室中焚烧，以生成具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体被沿热气体路径发送至涡轮区段中，在此它们膨胀以产生功。例如，燃烧气体在涡轮区段中的膨胀可使连接于发电机的轴旋转，以产生电。燃烧区段大体上包括环形地布置且配置在压缩机区段与涡轮区段之间的一个或更多个燃烧器。各种参数影响燃烧器的设计和操作。例如，燃气涡轮制造商的常规任务是在不产生非期望的空气污染排放物的情况下提高燃气涡轮效率。典型地由焚烧常规烃燃料的燃气涡轮产生的主要空气污染排放物是氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、和未焚烧的烃(UHC)。分子氮的氧化，且因此，NOx在空气呼吸发动机(诸如燃气涡轮)中的形成是温度的指数函数。燃烧气体的温度越高，则非期望的NOx排放物的形成速率越高。降低燃烧气体温度，从而控制NOx形成的一种方法是在燃烧室内在燃烧反应区的上游使用预混合类型的燃料喷射器或燃料喷嘴组件(诸如涡旋器或涡旋喷嘴（swozzle）类型燃料喷嘴组件)来预混合燃料和空气。在该类型的燃料喷嘴组件中，燃料被喷射到在限定在燃料喷嘴组件内的环形流动或预混合通路内的压缩空气流中。燃料和压缩空气在该环形通路内混合，且然后从燃料喷嘴组件的下游端部发送到燃烧室中。在燃烧期间，富空气或贫燃料可燃混合物中存在的过量空气的热量容量(heatcapacity)或热容(thermalcapacitance)在燃烧室中吸收热量，从而降低燃烧气体的温度，由此减少或防止NOx排放物的形成。在预混合通路内且在喷射点处进入燃烧室的贫可燃混合物的流场应是均匀或对称的，以便减少火焰停止(flameholding)的可能性，且实现期望的排放性能。因此，现有燃料喷嘴组件技术中的持续改善将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下列描述中阐述，或可从描述变得明显，或可通过本专利技术的实践而习得。本专利技术的一个实施例是用于燃气涡轮的燃料喷嘴组件。该燃料喷嘴组件包括预混合室，该预混合室限定在弧形内壁、弧形外壁、第一侧壁和周向地相对的第二侧壁之间。空气流分隔件在内壁与外壁之间径向地延伸，且在预混合室内轴向地延伸。空气流分隔件限定内部燃料回路。多个引导静叶配置在预混合室内。至少一个引导静叶在空气流分隔件与第一侧壁或第二侧壁中的一者之间周向地延伸。引导静叶中的一个或更多个包括与燃料回路流体连通的燃料端口。预混合板在燃料端口的下游在内壁和外壁之间径向地且在第一和第二侧壁之间周向地延伸。预混合板包括与下游侧轴向地间隔的上游侧和多个通路。通路提供从预混合室穿过预混合板的流体流。本专利技术的另一个实施例是用于燃气涡轮的燃烧器。燃烧器大体上包括限定在燃烧器内的燃烧室和配置在燃烧室上游的燃料喷嘴组件。该燃料喷嘴组件包括预混合室，该预混合室限定在弧形内壁、弧形外壁、第一侧壁和周向地相对的第二侧壁之间。空气流分隔件在内壁与外壁之间径向地延伸，且在预混合室内轴向地延伸。空气流分隔件限定内部燃料回路。多个引导静叶配置在预混合室内。至少一个引导静叶在空气流分隔件与第一侧壁或第二侧壁中的一者之间周向地延伸。引导静叶中的一个或更多个包括与燃料回路流体连通的燃料端口。预混合板在燃料端口的下游且在燃烧室的上游在内壁和外壁之间径向地且在第一和第二侧壁之间周向地延伸。预混合板包括与下游侧轴向地间隔的上游侧和多个通路。通路提供从预混合室穿过预混合板且到燃烧室中的流体流。本专利技术的另一个实施例包括燃气涡轮。燃气涡轮大体上包括压缩机、配置在压缩机下游的燃烧器、和配置在燃烧器下游的涡轮。燃烧器包括联接于外壳体的端部盖和限定在外壳体内的燃烧室。燃料喷嘴组件在端盖的下游延伸且在燃烧室的上游终止。该燃料喷嘴组件包括预混合室，该预混合室限定在弧形内壁、弧形外壁、第一侧壁和周向地相对的第二侧壁之间。空气流分隔件在内壁与外壁之间径向地延伸，且在预混合室内轴向地延伸。空气流分隔件限定内部燃料回路。多个引导静叶配置在预混合室内。至少一个引导静叶在空气流分隔件与第一侧壁或第二侧壁中的一者之间周向地延伸。引导静叶中的一个或更多个包括与燃料回路流体连通的燃料端口。预混合板在燃料端口的下游且在燃烧室的上游在内壁和外壁之间径向地且在第一和第二侧壁之间周向地延伸。预混合板包括与下游侧轴向地间隔的上游侧和多个通路。燃料喷嘴组件的上游侧包括多个同心地对准的环形壁和在径向地相邻的环形壁之间径向地延伸的多个周向地间隔的径向壁。环形壁和径向壁至少部分地限定去往各通路的进口，且通路提供从预混合室穿过预混合板且到燃烧室中的流体流。实施方案1.一种燃料喷嘴组件，其包括：预混合室，其限定在弧形内壁、弧形外壁、第一侧壁和周向地相对的第二侧壁之间；空气流分隔件，其在所述内壁与所述外壁之间径向地延伸，且在所述预混合室内轴向地延伸，其中，所述空气流分隔件限定内部燃料回路；多个引导静叶，其配置在所述预混合室内，其中，至少一个引导静叶在所述空气流分隔件与所述第一侧壁或所述第二侧壁中的一者之间周向地延伸，其中，所述引导静叶中的一个或更多个包括与所述燃料回路流体连通的燃料端口；和预混合板，其在所述燃料端口的下游在所述内壁和外壁之间径向地且在所述第一和第二侧壁之间周向地延伸，其中，所述预混合板包括与下游侧轴向地间隔的上游侧和多个通路，其中，所述通路提供从所述预混合室穿过所述预混合板的流体流。实施方案2.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，所述预混合板的上游侧包括多个同心地对准的环形壁和在径向地相邻的环形壁之间径向地延伸的多个周向地间隔的径向壁，其中，所述环形壁和所述径向壁至少部分地限定去往各通路的进口。实施方案3.根据实施方案2所述的燃料喷嘴组件，其中，所述通路在各通路的进口附近与所述环形壁和所述径向壁融合。实施方案4.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，所述引导静叶中的一个或更多个至少部分地在其中限定燃料通路。实施方案5.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，流分隔件连接于所述燃料喷嘴组件的基部部分。实施方案6.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，所述多个引导静叶中的至少一个引导静叶的上游部分朝所述外壁径向地弯曲。实施方案7.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，所述多个引导静叶包括在流分隔件与所述第一侧壁之间周向地延伸的第一组引导静叶、和在流分隔件与所述第二侧壁之间周向地延伸的第二组引导静叶。实施方案8.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，所述多个引导静叶在变化的轴向距离处沿所述空气流分隔件轴向地延伸。实施方案9.根据实施方案1所述的燃料喷嘴组件，其中，所述多个引导静叶中的两个或更多个引导静叶的燃料端口轴向地偏移。实施方案10.一种用于燃气涡轮的燃烧器，包括：燃烧室，其限定在所述燃烧器内；和燃料喷嘴组件，其包括：预混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料喷嘴组件(100)，包括：预混合室(114)，其限定在弧形内壁(102)、弧形外壁(104)、第一侧壁(106)和周向地相对的第二侧壁(108)之间；空气流分隔件(116)，其在所述内壁(102)与所述外壁(104)之间径向地延伸，且在所述预混合室(114)内轴向地延伸，其中，所述空气流分隔件(116)限定内部燃料回路(120)；多个引导静叶(122)，其配置在所述预混合室(114)内，其中，至少一个引导静叶(122)在所述空气流分隔件(116)与所述第一侧壁(106)或所述第二侧壁(108)中的一者之间周向地延伸，其中，所述引导静叶(122)中的一个或更多个包括与所述燃料回路流体连通的燃料端口(130)；和预混合板(110)，其在所述燃料端口(130)的下游在所述内壁和外壁(102)、(104)之间径向地且在所述第一和第二侧壁(106)、(108)之间周向地延伸，其中，所述预混合板(110)包括与下游侧(144)轴向地间隔的上游侧(142)和多个通路(146)，其中，所述通路(146)提供从所述预混合室(114)穿过所述预混合板(110)的流体流。

【技术特征摘要】
2015.12.28 RU 20151564191.一种燃料喷嘴组件(100)，包括：预混合室(114)，其限定在弧形内壁(102)、弧形外壁(104)、第一侧壁(106)和周向地相对的第二侧壁(108)之间；空气流分隔件(116)，其在所述内壁(102)与所述外壁(104)之间径向地延伸，且在所述预混合室(114)内轴向地延伸，其中，所述空气流分隔件(116)限定内部燃料回路(120)；多个引导静叶(122)，其配置在所述预混合室(114)内，其中，至少一个引导静叶(122)在所述空气流分隔件(116)与所述第一侧壁(106)或所述第二侧壁(108)中的一者之间周向地延伸，其中，所述引导静叶(122)中的一个或更多个包括与所述燃料回路流体连通的燃料端口(130)；和预混合板(110)，其在所述燃料端口(130)的下游在所述内壁和外壁(102)、(104)之间径向地且在所述第一和第二侧壁(106)、(108)之间周向地延伸，其中，所述预混合板(110)包括与下游侧(144)轴向地间隔的上游侧(142)和多个通路(146)，其中，所述通路(146)提供从所述预混合室(114)穿过所述预混合板(110)的流体流。2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件(100)，其中，所述预混合板(110)的上游侧(142)包括多个同心地对准的环形壁(154)和在径向地相邻的环形壁(154)之间径向地延伸的多个周向地间隔的径向壁(156)，其中，所述环形壁(154)和所述径向壁(156)至少部分地限定去往各通路(146)的进口(150)。3.根据权利要求2所述的燃料喷嘴组件(100)，其中，所述通路(146)在各通路(146)的进口(150)附近与所述环形壁(154)和所述径向壁(156)融合。4.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件(100)，其中，所述引导静叶(122)中的一个或更多个至少部分地在其中限定燃料通路(146)。5.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件(100)，其中，流分隔件(116)连接于所述燃料喷嘴组件(100)的基部部分(118)。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A瓦利夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US