本发明专利技术涉及用于减小在燃烧器中的燃烧动态性的系统和方法。一种用于减小在燃烧器(10)中的燃烧动态性的系统包括横跨燃烧器(10)径向延伸的端帽(28)并且包括与下游表面(34)轴向隔开的上游表面(32)。燃烧室(26)在端帽(28)的下游，并且管(24)从上游表面(32)延伸通过下游表面(34)。各管(24)提供通过端帽(28)到燃烧室(26)的流体连通。系统还包括用于减小在燃烧器(10)中的燃烧动态性的装置。一种用于减小在燃烧器(10)中的燃烧动态性的方法包括使工作流体流过通过横跨燃烧器(10)径向延伸的端帽(28)轴向延伸的管(24)，并且阻碍流过第一组管(56)的工作流体的至少一部分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体涉及用于减小在燃烧器中的燃烧动态性(combustion dynamics)的系统和方法。
技术介绍
燃烧器通常用于工业和发电操作中以点燃燃料来产生具有高温和高压的燃烧气体。例如，燃气涡轮典型地包括一个或多个燃烧器以生成功率或者推力。用于生成电力的典型燃气涡轮包括在前部的轴流压缩器、围绕中部的一个或多个燃烧器和在尾部的涡轮。外界空气可供给到压缩器并且在压缩器中的旋转叶片和静止导叶逐渐地给予动能到工作流体(空气)以产生处于高能状态的压缩工作流体。压缩工作流体离开压缩器并且流过一个或多个喷嘴进入在各燃烧器中的燃烧室内，在燃烧室中压缩工作流体与燃料混合并且点燃以生成具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体在涡轮中膨胀以做功。例如，在涡轮中的燃·烧气体的膨胀可使连接到发电机的轴旋转以发电。各种设计和操作参数影响燃烧器的设计与操作。例如，更高的燃烧气体温度大体改善燃烧器的热力效率。然而，更高的燃烧气体温度还促进逆燃或火焰稳定状态，在逆燃或火焰稳定状态中燃烧火焰朝正由喷嘴供给的燃料移动，从而可能在相对少的次数内导致对喷嘴的严重损坏。另外，更高的燃烧气体温度大体增加双原子的氮的分裂率，从而增加氮氧化物(NOx)的产生。相反,与减小的燃料流和/或部分载荷负荷操作(弹性操作(turndown))相关联的较低的燃烧气体温度大体减小燃烧气体的化学反应速率，从而增加一氧化碳和未燃烧的烃的产生。在特定燃烧器设计中，多个预混合器可在端帽中径向排列以提供流体连通，用于工作流体和燃料通过端帽并且进入燃烧室内。虽然在实现更高的操作温度的同时免于逆燃或火焰稳定并且控制不受欢迎的排放物的方面是有效的，但是一些燃料和操作状态产生伴随在燃烧器中的高氢燃料成分的非常高的频率。与高频率相关联的在燃烧器中增加的振动可减小一个或多个燃烧器构件的使用寿命。可选地，或额外地，燃烧动态性的高频率可产生在预混合器和/或燃烧室内的压力脉冲，其影响燃烧火焰的稳定性，减小针对逆燃或火焰稳定的设计裕度和/或增加不受欢迎的排放物。因此，减小在燃烧器中的共振频率的系统和方法将在如下方面是有用的在很宽的燃烧器操作水平范围内提高燃烧器的热力效率；保护燃烧器使之免于灾难性的损坏；和/或减小不受欢迎的排放物。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在以下说明书中在下面陈述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本专利技术的实践来学习。本专利技术的一个实施例是用于减小在燃烧器中的燃烧动态性的系统。系统包括横跨燃烧器的至少一部分径向延伸的端帽，并且端帽包括与下游表面轴向隔开的上游表面。燃烧室在端帽的下游，并且多个管从上游表面通过端帽的下游表面延伸。各管提供通过端帽到燃烧室的流体连通。系统还包括用于减小在燃烧器中的燃烧动态性的装置。本专利技术的另一实施例是用于减小在燃烧器中的燃烧动态性的系统，其包括横跨燃烧器的至少一部分径向延伸的端帽。端帽包括与下游 表面轴向隔开的上游表面。燃烧室在端帽的下游。多个管从上游表面延伸通过端帽的下游表面，并且各管提供通过端帽到燃烧室的流体连通。第一阻碍物至少部分横跨第一组管延伸。本专利技术还可包括用于减小在燃烧器中的燃烧动态性的方法。方法包括使工作流体流过通过横跨燃烧器的至少一部分径向延伸的端帽轴向延伸的多个管，并且阻碍流过多个管的第一组的工作流体的至少一部分。在阅读本说明书后，本领域技术人员将更好地理解这些实施例的特征和方面及其它。附图说明针对本领域技术人员的本专利技术的全面且能够实现的公开，包括其最佳模式在本说明书的剩余部分中，包括对于附图的参考而更具体地陈述，其中 图I是根据本专利技术的一个实施例的示范燃烧器的简化截面视 图2是根据本专利技术的实施例在图I中所示的端帽的上游轴向视 图3是根据本专利技术的可选实施例在图I中所示的端帽的上游轴向视 图4是根据本专利技术的可选实施例在图I中所示的端帽的上游轴向视 图5是根据本专利技术的第一实施例在图I中所示的端帽的放大截面视 图6是根据本专利技术的第二实施例在图I中所示的端帽的放大截面视 图7是根据本专利技术的第三实施例在图I中所示的端帽的放大截面视 图8是根据本专利技术的第四实施例在图I中所示的端帽的放大截面视 图9是根据本专利技术的一个实施例在图8中所示的管的轴向视图；并且 图10是根据本专利技术的可选实施例在图8中所示的管的轴向视图。部件列表 10燃烧器 12外壳 14端盖 16流动孔 18冲击套筒 20过渡件 22衬套 24管 26燃烧室 28端帽 30管的群 32上游表面 34下游表面 36管进口38罩 40燃料压室 42空气压室 44水平隔板 46燃料导管 48燃料端口 50空气端口 52间隙 54干扰区域 56第一组管 60流体边界 62弯曲表面 64穿孔板 66第二穿孔板 68管出口 70热障涂层。具体实施例方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。本详细描述使用数字和字母标识来指示附图中的特征。在附图和描述中相同或类似的标识用于指示本专利技术的相同或类似的部件。各实例以解释本专利技术而非限制本专利技术的方式提供。事实上，对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中做出修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。因此，意图本专利技术涵盖属于所附权利要求及其等价物的范围之内的这种修改和变型。本专利技术的各种实施例包括用于减小燃烧器中的燃烧动态性的系统和方法。在特定实施例中，本系统和方法可设立燃烧动态性的干扰区域，在该干扰区域中在一个或多个管中的共振频率使通过环绕管激励的燃烧动态性的频率衰减。因此，本专利技术的各种实施例可允许扩展的燃烧器操作状态、为各种燃烧器构件延长寿命和/或维护周期、维持足够的逆燃或火焰稳定的设计裕度和/或减小不受欢迎的排放物。虽然本专利技术的示范实施例为了说明起见而将大体以合并入燃气涡轮的燃烧器为背景进行描述，但是本领域技术人员将容易理解本专利技术的实施例可应用于任何燃烧器并且除非在权利要求中明确地叙述，否则不受限于燃气润轮燃烧器。图I示出了根据本专利技术的一个实施例诸如将包括于燃气涡轮中的示范燃烧器10的简化截面。外壳12和端盖14可环绕燃烧器10以包含流动至燃烧器10的工作流体。工作流体通过在冲击套筒18中的流动孔16以沿着过渡件20和衬套22的外侧流动，以提供对流冷却到过渡件20和衬套22。在工作流体到达端盖14时，工作流体反转方向以流过多个管24进入燃烧室26内。管24在燃烧室26的上游的端帽28中径向排列。如本文中所用地，术语“上游”和“下游”指的是构件沿流体路径的相对位置。例如，如果流体从构件A流动至构件B，则构件A在构件B的上游。相反，如果构件B接收来自构件A的流体流，则构件B在构件A的下游。燃烧器10的各种实施例可包括不同数量和排列的管24，并且图2、图3和图4提供了在本专利技术的范围内的管24在端帽28中的各种排列的上游视图。如图2所示，管24可横跨整个端帽28径向排列。可选地，如图3和图4所示，管24可以以圆形、三角形、正方形、椭圆形或实际上任何形状的群30排列，并且管24的群30可在端帽28中以各种几何形状排列。例如，管24的群30可排列成环绕单一群30的六个群本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于减小在燃烧器(10)中的燃烧动态性的系统，包括：a.?端帽(28)，其横跨所述燃烧器(10)的至少一部分径向延伸，其中，所述端帽(28)包括与下游表面(34)轴向隔开的上游表面(32)；b.?所述端帽(28)下游的燃烧室(26)；c.?多个管(24)，其从所述上游表面(32)延伸通过所述端帽(28)的下游表面(34)，其中，各管(24)提供通过所述端帽(28)到所述燃烧室(26)的流体连通；和d.?用于减小在所述燃烧器(10)中的燃烧动态性的装置。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：严钟昊，WS齐明斯基，TE约翰逊，S斯里尼瓦桑，WD约克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。