A fuel injector is provided for injecting alternative fuel with different energy densities in a gas turbine. The first fuel supply passage (18) can be coupled to the fluid in a plurality of blades (20) in the radial pathway (22), the branch into multiple pathways (24) (e.g., axial pathway) with no jet in cross flow injection in the case of the first fuel injection. This can effectively reduce the tempering in fuel with relatively high flame speed. For the injection of fuel with second lobed mixer (32) (30) can be arranged in the fuel delivery pipe (12) downstream end. Fuel route structure (38) can be constructed in the corresponding beam second within the fuel route to second fuel injection relative to the central region radially outwardly the occurrence of mixer. This can help to improve (e.g., relatively more evenly) mixing of air and fuel.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在燃气涡轮机中喷射替代燃料的包括波瓣混合器和叶片的燃料喷射器关于联邦政府资助的研发的声明本专利技术的研发部分地由美国能源部授予的合同号DE-FC26-05NT42644支持。因此,美国政府可享有本专利技术的某些权利。
技术介绍
1.
所公开的实施例大体涉及用于燃气涡轮机的燃料喷射器,并且更具体地,涉及包括波瓣混合器和叶片的燃料喷射器,其用于在涡轮机中喷射替代燃料。2.相关技术的描述经济考虑已经推动了除了使用诸如天然气和液体燃料(例如,油)的燃料外,能够使用替代燃料的燃气涡轮机的发展,替代燃料诸如可以涉及合成气体(例如,合成气)。这些合成气体通常来自诸如煤、石油焦或生物质的固体原料的气化过程。这些过程可以导致具有实质上不同的燃料性质的燃料,诸如成分、热值和密度,包括相对高的氢含量和沃泊指数(WI)显著变化的燃气流。沃泊指数通常用于比较包括不同成分的燃料的燃烧能量输出。例如,如果在大约相同的操作条件(诸如压力和阀设定)下,两种燃料具有相同的沃泊指数,则能量输出将实际上相同。使用具有不同的燃料性质的燃料能够提出各种挑战。例如,随着燃料的热值下降,将需要更大的流动面积以输送和喷射燃料到涡轮机中并且提供相同热值。因此,已知构造不同的通路用于喷射器流动以适应燃料的沃泊指数变化。另一挑战在于,与天然气相比较,具有高氢含量的燃料能够导致相对高的火焰速度,且所得到的高火焰速度能够在涡轮发动机的燃烧器中导致回火。参见美国专利8,661,779和8,511,087,作为涉及叶片的现有技术燃料喷射器的示例,其在燃气涡轮机中使用横向流动(cross-flow)中的传统射流来喷射 ...
【技术保护点】
一种用于燃气涡轮机的燃料喷射器,其包括:沿着所述燃料喷射器的中心轴线设置的燃料输送管结构,所述燃料输送管结构通过护罩围绕;布置在所述燃料输送管结构中的第一燃料供应通道;布置在所述燃料输送管结构和所述护罩之间的多个叶片;在每个叶片中的径向通路,所述径向通路与所述第一燃料供应通道流体连通以接收第一燃料,其中,所述径向通路被构造成分支成一组轴向通路,每个轴向通路均具有布置成沿空气流动的方向喷射所述第一燃料的孔口;和布置在所述燃料输送管结构中的第二燃料供应通道,所述第二燃料供应通道延伸至所述燃料输送管结构的下游端部,其中,带有用于第二燃料的燃料喷射的多个波瓣的混合器布置在所述下游端部处。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃气涡轮机的燃料喷射器,其包括:沿着所述燃料喷射器的中心轴线设置的燃料输送管结构,所述燃料输送管结构通过护罩围绕;布置在所述燃料输送管结构中的第一燃料供应通道;布置在所述燃料输送管结构和所述护罩之间的多个叶片;在每个叶片中的径向通路,所述径向通路与所述第一燃料供应通道流体连通以接收第一燃料,其中,所述径向通路被构造成分支成一组轴向通路,每个轴向通路均具有布置成沿空气流动的方向喷射所述第一燃料的孔口;和布置在所述燃料输送管结构中的第二燃料供应通道,所述第二燃料供应通道延伸至所述燃料输送管结构的下游端部,其中,带有用于第二燃料的燃料喷射的多个波瓣的混合器布置在所述下游端部处。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器,其中,所述混合器包括燃料-规定路线结构,其被构造成在相应波瓣内为所述第二燃料规定路线,以便所述第二燃料的燃料喷射在所述相应波瓣的径向中间部分和所述相应波瓣的径向最外面部分之间发生。3.根据权利要求2所述的燃料喷射器,其中,所述相应波瓣的所述径向中间部分设置在从相应波瓣高度的大约25%至所述相应波瓣高度的大约75%的范围中。4.根据权利要求2或权利要求3所述的燃料喷射器,其中,所述燃料-规定路线结构包括过渡表面,其被构造成将来自所述第二燃料供应通道的燃料流动朝在所述相应波瓣中的管道过渡。5.根据权利要求4所述的燃料喷射器,其中,所述燃料-规定路线结构包括轴向地延伸通过所述相应波瓣的规定路线表面,所述规定路线表面设置在所述相应波瓣的所述径向中间部分处以部分地限定在所述相应波瓣中的所述管道。6.根据权利要求5所述的燃料喷射器,其中,所述燃料-规定路线结构包括突出部,其延伸超出所述相应波瓣预定轴向距离并且包括朝向所述燃料-规定路线结构的末端的弯曲轮廓。7.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器,其中,所述多个叶片包括相应扭转角度。8.根据权利要求7所述的燃料喷射器,其中,每个波瓣均相对于叶片设置在直接下游处。9.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器,其中,所述输送管结构包括同轴设置的内管和外管,其中,所述内管包括所述第二燃料供应通道,并且其中,所述第一燃料供应通道环状地设置在所述内管和所述外管之间。10.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器,其中,所述第一燃料并且所述第二燃料包括具有不同能量密度的燃料。11.一种燃气涡轮机,其包括根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器。12.一种用于燃气涡轮机的燃料喷射器,其包括:沿着所述燃料喷射器的中心轴线设置的燃料输送管结构,所述燃料输送管结构;布置在所述燃料输送管结构中的第一燃料供应通道;围绕所述燃料输送管结构周向设置的多个叶片;在每个叶片中的径向通路,所述径向通路与所述第一燃料供应通道流体连通以接收第一燃料,其中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:WR拉斯特,TA富克斯,RH巴特利,
申请(专利权)人:西门子能源公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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