包括燃气涡轮机燃料喷嘴的系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于燃气涡轮机的燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括液体燃料盒。在一个实施例中，燃料喷嘴包括燃料增压室板，燃料增压室板将空气增压室与燃料增压室分开。该燃料喷嘴也包括多个混合管，多个混合管穿过燃料增压室从燃料增压室板延伸至面板。每一个混合管都包括：空气进口，空气进口构造成从空气增压室接收空气；燃料进口，燃料进口布置在燃料增压室内的管壁中，以将燃料从燃料增压室引导至混合管中从而产生燃料-空气混合物；以及燃料-空气出口，燃料-空气出口构造成将燃料-空气混合物从面板排出至燃烧区域中。该燃料喷嘴进一步包括液体燃料盒，液体燃料盒穿过空气增压室和燃料增压室延伸至面板。液体燃料盒包括液体燃料通路。

【技术实现步骤摘要】
包括燃气涡轮机燃料喷嘴的系统
本文中所公开的主题涉及燃料喷嘴，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮机燃烧器的燃料喷嘴。
技术介绍
总体而言，燃气涡轮机对燃烧器内的压缩空气和燃料的混合物进行燃烧，以产生热燃烧气体。热燃烧气体使涡轮机的叶片旋转，以使驱动负载(例如发电机)的轴旋转。燃烧器内的燃料喷嘴将燃料和空气喷射至燃烧器中。在一些设计中，燃料喷嘴包括一个或多个混合管，在燃料和空气进入燃烧区域之前，所述一个或多个混合管对燃料和空气进行预混。例如，可以采用混合管来对气体燃料和空气进行混合。然而，燃料喷嘴可以不设计成引导液体燃料通过混合管。例如，由于混合管的小尺寸，混合管可能变成被液体燃料堵塞。
技术实现思路
下文对在范围上与最初要求保护的本专利技术相当的某些实施例进行了概述。并不期望这些实施例对所要求保护的本专利技术的范围产生限制，相反，这些实施例仅旨在提供对本专利技术的可能形式的简要概述。的确，本专利技术可以包括可能与下文所阐述的实施例相似或不同的多种形式。在一个实施例中，一种系统包括燃气涡轮机燃料喷嘴。该燃气涡轮机燃料喷嘴包括燃料增压室板，燃料增压室板将空气增压室与燃料增压室分开。该燃气涡轮机燃料喷嘴也包括多个混合管，所述多个混合管穿过燃料增压室从燃料增压室板延伸至面板，其中每一个混合管都包括：空气进口，空气进口构造成从空气增压室接收空气；燃料进口，燃料进口布置在燃料增压室内的管壁中，以将燃料从燃料增压室引导至混合管中从而产生燃料-空气混合物；以及燃料-空气出口，燃料-空气出口构造成将燃料-空气混合物从面板排出至燃烧区域中。该燃料喷嘴进一步包括液体燃料盒，液体燃料盒穿过空气增压室和燃料增压室延伸至面板，其中液体燃料盒包括液体燃料通路。在第二实施例中，一种系统包括燃气涡轮机燃料喷嘴。该燃气涡轮机燃料喷嘴包括燃料增压室板和面板，面板与燃料增压室板间隔开，以限定位于面板与燃料增压室板之间的燃料增压室。面板包括围绕液体燃料盒孔沿周向布置的混合管孔。该燃气涡轮机燃料喷嘴也包括多个混合管，所述多个混合管穿过燃料增压室从燃料增压室板延伸至面板。每一个混合管都包括：空气进口，空气进口构造成从空气增压室接收空气；燃料进口，燃料进口布置在燃料增压室内的管壁中，以将燃料从燃料增压室引导至混合管中从而产生燃料-空气混合物；以及燃料-空气出口，燃料-空气出口构造成将燃料-空气混合物从面板排出至燃烧区域中。该燃料喷嘴进一步包括液体燃料盒，液体燃料盒延伸穿过燃料增压室板。液体燃料盒包括布置在液体燃料盒孔中的喷嘴部分、联接至喷嘴部分的液体燃料通路、以及围绕液体燃料通路布置的空气通路。在第三实施例中，一种系统包括燃气涡轮机燃料喷嘴。该燃气涡轮机燃料喷嘴包括多个扇形喷嘴，所述多个扇形喷嘴布置成彼此相邻，以形成圆形的横截面。所述多个扇形喷嘴中的每一个扇形喷嘴都包括燃料增压室板，燃料增压室板将空气增压室与燃料增压室板分开。所述多个扇形喷嘴中的每一个扇形喷嘴也包括多个混合管，所述多个混合管穿过燃料增压室从燃料增压室板延伸至面板。每一个混合管都包括：空气进口，空气进口构造成从空气增压室接收空气；燃料进口，燃料进口布置在燃料增压室内的管壁中，以将燃料从燃料增压室引导至混合管中从而产生燃料-空气混合物；以及燃料-空气出口，燃料-空气出口构造成将燃料-空气混合物从面板排出至燃烧区域中。该燃气涡轮机燃料喷嘴也包括液体燃料盒，液体燃料盒包括以同心配置布置的液体燃料通路和空气通路。液体燃料通路和空气通路构造成将液体燃料和空气从面板输出至燃烧区域中。附图说明当参照附图阅读下文的详细描述时，本专利技术的这些和其它的特征、方面、以及优点将变得更好理解，在附图中，相似的附图标记在全部附图中代表相似的部分，其中：图1是燃气涡轮机系统的实施例的示意性流程图，该燃气涡轮机系统可以采用具有液体燃料盒的扇形喷嘴；图2是图1的燃烧器的横截面图；图3是图1的燃烧器的扇形喷嘴的实施例的横截面图；图4是图1的燃烧器的主视图，其中示出了燃料喷嘴组件，该燃料喷嘴组件所具有的多个扇形喷嘴跨过燃烧器的内部集中配合在一起；图5是扇形喷嘴的另一个实施例的主视图，该扇形喷嘴包括液体燃料盒；图6是扇形喷嘴的另一个实施例的主视图，该扇形喷嘴包括液体燃料盒；图7是燃料喷嘴组件的实施例的透视图，该燃料喷嘴组件包括位于中心喷嘴内的液体燃料盒；以及图8是图1的燃烧器的扇形喷嘴的另一个实施例的横截面图。具体实施方式下文将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了提供对这些实施例的简洁描述，说明书中可能不会对实际实施方式的所有特征进行描述。应当领会，在开发任何这种实际实施方式的过程中，如在任何工程或设计项目中，必须进行多种特定的实施决策，以实现开发者的特定目标(例如遵守系统相关和商业相关的约束)，所述特定目标随着实施方式的不同而发生变化。此外，应当领会，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是无论如何，对于受益于本专利技术的本领域普通技术人员而言，这是设计、加工和制造的常规任务。当引入本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一个”和“所述”意在表示具有元件中的一个或多个元件。术语“包括”和“具有”意为包含的并且意味着除了所列出的元件还可能具有另外的元件。本专利技术涉及扇形喷嘴，所述扇形喷嘴包括液体燃料盒。每一个扇形喷嘴都可以具有允许扇形喷嘴与相邻的扇形喷嘴配合在一起以形成燃气涡轮机的燃烧器内的扇形喷嘴的环形圈的分段形状，例如楔形横截面。一系列混合管布置在每一个扇形喷嘴内，以产生被引导至燃烧区域的燃料-空气混合物。具体而言，混合管引导空气从靠近燃烧器端盖的空气增压室通过混合管到达喷嘴面。燃料增压室包绕混合管，并且来自燃料增压室的气体燃料通过管的侧面中的孔被引导至混合管中，以产生燃料-空气混合物。扇形喷嘴还可以包括液体燃料盒，该液体燃料盒将液体燃料(例如燃料油或其它馏分)引导至燃烧区域。因此，本文中所描述的扇形喷嘴可以提供对液体燃料、气体燃料、或者其组合进行操作的灵活性。液体燃料盒可以在混合管之间定位于扇形喷嘴内，并且在某些实施例中，液体燃料盒可以被混合管沿径向包绕。因此，液体燃料可以通过液体燃料盒被引导至燃烧区域，而不流过可能被液体燃料堵塞的混合管。液体燃料盒穿过燃料增压室从燃烧器端盖延伸至喷嘴面。在燃料增压室内，液体燃料盒可以安装在将液体燃料盒与燃料增压室内的燃料隔离开的管内。液体燃料盒包括用于引导液体燃料通过液体燃料盒的内部通路，并且也可以包括用于引导空气和/或水通过液体燃料盒的一个或多个外部通路。喷嘴部分可以定位在液体燃料盒的端部处，以引导燃料进入燃烧区域。根据某些实施例，喷嘴部分朝向混合管沿径向向外排出液体燃料，所述混合管围绕液体燃料盒沿径向布置。混合管可以以设计成促进燃料与空气的高效混合的布局围绕液体燃料盒沿径向布置。此外，在某些实施例中，混合管的周边的一排可以围绕扇形喷嘴的外圆周布置，以阻止液体燃料朝向衬垫流经扇形喷嘴。图1是燃气涡轮机系统10的实施例的方框图，燃气涡轮机系统10采用包括液体燃料盒的扇形燃料喷嘴。燃气涡轮机系统10可以是简单循环系统或组合循环系统的一部分。燃气涡轮机系统10包括燃烧器12，燃烧器12对燃料14进行燃烧以驱动燃气涡轮机系统10。根据某些实施例，燃料14可以是液体燃料或气体燃料，例如天然气、轻馏分油或重馏分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统包括：燃气涡轮机燃料喷嘴，所述燃气涡轮机燃料喷嘴包括：燃料增压室板，所述燃料增压室板将空气增压室与燃料增压室分开；多个混合管，所述多个混合管穿过所述燃料增压室从所述燃料增压室板延伸至面板，其中每一个混合管都包括：空气进口，所述空气进口构造成从所述空气增压室接收空气；燃料进口，所述燃料进口布置在位于所述燃料增压室内的管壁中，以将燃料从所述燃料增压室引导至所述混合管中从而产生燃料?空气混合物；以及燃料?空气出口，所述燃料?空气出口构造成将燃料?空气混合物从所述面板排出至燃烧区域中；以及液体燃料盒，所述液体燃料盒穿过所述空气增压室和所述燃料增压室延伸至所述面板，其中所述液体燃料盒包括液体燃料通路。

【技术特征摘要】
2012.01.04 US 13/343,4171.一种燃气涡轮机系统，所述系统包括：燃气涡轮机燃料喷嘴，所述燃气涡轮机燃料喷嘴包括：燃料增压室；空气增压室，所述空气增压室定位在所述燃料增压室的上游；燃料增压室板，所述燃料增压室板将所述空气增压室与所述燃料增压室分开；壳体，所述壳体包围所述燃料增压室；内部板，所述内部板布置在所述壳体内，以将位于所述燃料增压室下游的且布置在所述壳体内的内部空气增压室与所述燃料增压室分隔开；多个混合管，所述多个混合管穿过所述燃料增压室且从所述燃料增压室板延伸至面板，其中每一个混合管都具有管壁且包括：空气进口，所述空气进口构造成从所述空气增压室接收空气；燃料进口，所述燃料进口布置在位于所述燃料增压室内的所述管壁中，以将燃料从所述燃料增压室引导至所述混合管中从而产生燃料-空气混合物；以及燃料-空气出口，所述燃料-空气出口构造成将燃料-空气混合物从所述面板排出至燃烧区域中；基部，所述基部在所述空气增压室和所述燃料增压室的上游连接到燃气涡轮机燃料喷嘴，所述基部还构造成将燃气涡轮机燃料喷嘴固定至燃烧器的端盖；以及液体燃料盒，所述液体燃料盒在所述空气增压室和所述燃料增压室中延伸并穿过所述空气增压室和所述燃料增压室且延伸至所述面板，其中所述液体燃料盒包括液体燃料通路；其中所述多个混合管延伸穿过所述内部板和所述内部空气增压室；其中所述液体燃料通路由管状壁限定，并且所述管状壁在基部、空气增压室和燃料增压室中延伸且延伸穿过基部、空气增压室和燃料增压室。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体燃料盒基本位于所述面板内的中心位置处。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体燃料盒安装在管内，从而形成围绕所述液体燃料通路的空气通路。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料增压室板和所述面板均包括楔形横截面。5.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括燃料供给通路，所述燃料供给通路延伸穿过所述空气增压室和所述燃料增压室板，以将气体燃料引导至所述燃料增压室中。6.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括具有所述燃气涡轮机燃料喷嘴的涡轮机燃烧器或燃气涡轮发动机。7.一种燃气涡轮机系统，所述系统包括：燃气涡轮机燃料喷嘴，所述燃气涡轮机燃料喷嘴包括：燃料增压室板；面板，所述面板与所述燃料增压室板间隔开，以限定位于所述面板与所述燃料增压室板之间的燃料增压室，其中所述面板包括围绕液体燃料盒孔沿周向布置的混合管孔；多个混合管，所述多个混合管穿过所述燃料增压室且从所述燃料增压室板延伸至面板，其中每一个混合管都具有从上游管端延伸到下游管端的管壁且包括：空气进口，所述空气进口构造成从空气增压室接收空气；燃料进口，所述燃料进口布置在所述燃料增压室内的所述管壁中，以将燃料从所述燃料增压室引导至所述混合管中从而产生燃料-空气混合物；以及燃料-空气出口，所述燃料-空气出口构造成将燃料-空气混合物从所述面板排出至燃烧区域中，其中所述燃料增压室板围绕所述多个混合管的所述上游管端布置，并且所述面板围绕所述多个混合管的所述下游管端布置；以及第一液体燃料盒，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD贝里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
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