燃烧器联焰管制造技术

本发明专利技术提供一种燃烧器联焰管，用于混合气流和燃料流。该燃烧器可以包括用于气流的气道、位于气道中用于燃料流的多个燃料喷射器以及位于燃料喷射器上游的气道内的联焰管。联焰管可以包括位于其下游侧上的多个吹扫孔，以减小由气道中的联焰管造成的气流中的尾流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及具有联焰管(crossfiretube)的燃气涡轮发动机燃烧器，联焰管具有定位在其中的吹扫孔，以限制其下游的尾流(wake)或其它类型的流动干扰。
技术介绍
在传统的燃气涡轮发动机等中，操作效率通常随着燃烧流的温度的増加而提高。但是，较高的燃烧流温度可以导致产生较高水平的氮氧化物(“N0X”)和其它类型的不期望的排放物。这些排放物可以同时受到美国联邦和国家规定的制约，并且还受到国外类似的规定的制約。因此，在高效温度范围内对燃气涡轮发动机进行操作的同时还保证氮氧化物的输出以及其它类型的规定排放物保持在強制水平以下之间进行平衡。若干类型的已知的燃气涡轮发动机设计(例如那些使用干式低N0X( “DLN”)燃烧器的设计)通常对反应区或燃烧区上游的燃料流和气流进行预混合，以便通过多个预混合燃料喷嘴降低氮氧化物排放物。这样的预混合易于降低总体燃烧温度，并且因此降低氮氧化物排放物等。但是,预混合可能会有若干操作问题,例如火焰稳定、回火、自动点火等。当使用高反应性燃料时，这些问题可能尤其是值得考虑的。例如，在给定点火源的条件下，在具有任何显著部分的氢或其它类型的燃料时，火焰可以出现在燃料喷嘴上游的燃烧器的头部端。因此，任何类型的富含燃料的凹部都可以维持火焰，并且对燃烧器造成损坏。其它的预混合问题可能是由燃料流和气流中的不规则性造成的。例如，存在可以通过流套筒与衬套之间的进入通路破坏流动的若干流动阻碍件。通过具有将燃料喷射到头部端上游的气流中的燃料喷射器叶片的燃烧器，这些流动干扰可以在叶片的后缘上产生流动再循环区域。这些再循环区域可以导致可燃的燃料空气混合物的稳定凹部(stablepockets),从而能够在给定点火源的条件下接着导致火焰稳定(flame holding)或者其它类型的燃烧事件。流动阻碍件的一个示例是联焰管(crossfire tube)。总体而言，联焰管可以用于连接邻近的燃烧器筒。联焰管通过邻近燃烧筒中的已点燃燃料提供一个燃烧筒中燃料的点火。因此，联焰管消除了对各个筒中的単独点火器的需要。联焰管还用于平衡邻近的燃烧器筒之间的压力。联焰管通常位于预混合燃料喷射器的上游，并且通过衬套与流套筒之间的进入流路。这样ー来，联焰管可能造成可以包围ー个或多个预混合燃料喷射器的流路中的尾流(wake)。如上所述，这样的尾流可以造成再循环区域，并且因此造成燃料稳定以及其它类型的流动干扰。因此，需要一种改进的燃烧器设计。这样的改进的设计应当适应由联焰管等造成的流动干扰，从而避免火焰稳定、回火、自动点火以及其它类型的流动干扰(flowdisturbance)。此外,这样的改进应当使得效率提高以及部件寿命延长。
技术实现思路
因此，本专利技术以及所得到的专利提供一种用于混合气流和燃料流的燃烧器。该燃烧器可以包括用于气流的气道；多个燃料喷射器，所述多个燃料喷射器位于气道中以用于燃料流；以及联焰管，所述联焰管位于气道内，处于燃料喷射器的上游。联焰管可以包括位于其下游侧上的多个吹扫孔，以减小由气道中的联焰管造成的气流中的尾流。所述气道由衬套和流套筒限定。所述多个吹扫孔位于多个列中；所述多个吹扫孔包括周向方向；所述多个吹扫孔位于多个分组中；所述多个吹扫孔还可包括轴向方向。所述燃烧器进ー步包括流动通过所述多个吹扫孔的吹扫气体流，所述吹扫气体流产生了位于所述联焰管下游的边界层吸力区域。所述尾流在所述燃料喷射器的上游处被消除或减小。所述燃烧器进ー步包括一对燃烧器，并且其中所述联焰管在所述ー对燃烧器之间延伸。所述燃烧器进ー步包括所述多个燃料喷射器下游处的多个燃料喷嘴；及位于所述多个燃料喷嘴下游处的燃烧区。 本专利技术以及所得到的专利进一歩提供ー种操作预喷嘴燃料喷射系统的方法。该方法可以包括以下步骤使空气流动通过气道；使燃料流动通过多个燃料喷射器；在具有联焰管的燃料喷射器上游的气流中产生尾流；使吹扫气体流动通过联焰管中的多个吹扫孔；在联焰管附近产生边界层吸力区域；以及通过边界层吸カ区域消除或减小燃料喷射器上游的尾流。所述方法进ー步包括减小所述多个燃料喷射器附近的再循环区域的步骤，和降低所述多个燃料喷射器附近的火焰稳定的步骤。本专利技术以及所得到的专利进一歩提供一种用于混合气流和燃料流的燃烧器。该燃烧器可以包括用于气流的气道、位于气道中用于燃料流的多个燃料喷射器，以及位于燃料喷射器上游的气道内的联焰管。联焰管可以包括位于其下游侧上的ー个或多个吹扫孔，吹扫气体流流动通过联焰管，从而产生联焰管下游的边界层吸力区域。所述ー个或多个吹扫孔位于多个列中，可包括周向方向；所述ー个或多个吹扫孔位于多个分组中，可包括轴向方向。通过结合若干附图和所附权利要求阅览下文的详细说明，本专利技术以及所得到的专利的这些以及其它的特征和改进对于本领域技术人员而言将变得可实现。附图说明图I是可以在本说明书中使用的已知的燃气涡轮发动机的示意图。图2是已知的燃烧器的侧视横截面图。图3是可以在本说明书中进行描述的具有联焰管的燃烧器的局部透视图。图4是可以在本说明书中进行描述的具有联焰管的燃烧器的备选实施例。图5是图3和图4的联焰管的操作示意图。附图标记列表10 燃气涡轮发动机15 压缩机20 气流25 燃烧器30燃料流35燃烧气体流40涡轮机45负载50燃烧室55燃料喷嘴60进入气道65衬套 70流套筒75壳体80流动阻碍件85联焰管100燃烧器110气道120 衬套130 流套筒140 燃料喷射器170 联焰管180 吹扫孔190 下游侧200 列210 周向方向220 分组230 轴向方向240 吹扫气体250 边界层吸力区域260 尾流具体实施例方式现在參照附图，其中相似的附图标记在全部若干视图中代表相似的元件，图I示出了可以在本说明书中使用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15压缩进入的气流20。压缩机将压缩的气流20输送到燃烧器25。燃烧器25将压缩的气流20与压缩的燃料流30混合，并且对混合物进行点火以产生燃烧气体流35。尽管仅示出了单个燃烧器25，但是燃气涡轮发动机10可以包括任何数量的燃烧器25。燃烧气体流35接着输送至涡轮机40。燃烧气体流35对涡轮机40进行驱动，从而产生机械功。涡轮机40中产生的机械功对压缩机15以及例如发电机等外部负载45进行驱动。燃气涡轮发动机10可以使用天然气、各种类型的合成气以及/或者其它类型的燃料。燃气润轮发动机 10 可以是由 Schenectady (New York)的 General Electric Company提供的多种不同的燃气涡轮发动机中的任何ー种等。燃气涡轮发动机10可以具有不同的构造并且可以使用其它类型的部件。本专利技术还可以使用其它类型的燃气涡轮发动机。本专利技术还可以同时使用多种燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮机以及其它类型的发电设备。图2示出了可以与燃气涡轮发动机10 —起使用的已知的燃烧器25的一部分的简化示例。总体而言，燃烧器25可以包括燃烧室50，燃烧室50具有定位在其中的多个燃料喷嘴55。气流20可以通过进入气道60从压缩机15进入燃烧器25。燃烧室50的衬套65与流套筒70之间可以限定进入气道60。壳体75可以包绕流套筒70本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.28 US 13/0728201.一种用于混合气流(20)和燃料流(30)的燃烧器(100)，其包括 用于所述气流(20)的气道(110)； 多个燃料喷射器(140)，所述多个燃料喷射器(140)位于所述气道(110)中、以用于所述燃料流(30);以及 联焰管(170)，所述联焰管(170)位于所述气道(110)内，处于所述多个燃料喷射器(140)的上游； 其中所述联焰管(170)包括位于其下游侧(190)上的多个吹扫孔(180)，以减小由所述气道(110)中的所述联焰管(170)造成的所述气流(20)中的尾流(260)。2.根据权利要求I所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述气道(110)由衬套(120)和流套筒(130)限定。3.根据权利要求I所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述多个吹扫孔(180)位于多个列(200)中。4.根据权利要求I所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述多个吹扫孔(180)包括周向方向(210)。5.根据权利要求I所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述多个吹扫孔(180)位于多个分组(220)中。6.根据权利要求I所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述多个吹扫孔(180)包括轴向方向(230)。7.根据权利要求I所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述燃烧器(100)进ー步包括流动通过所述多个吹扫孔(180)的吹扫气体流(240)。8.根据权利要求7所述的燃烧器(100)，其特征在于，所述吹扫气体流(240)产生了位于所述联焰...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·安托尼奥诺，P·B·梅尔顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：