用于在涡轮发动机中使用的燃料喷射组件及其组装方法技术

本发明专利技术提供一种用于在涡轮发动机中使用的燃料喷射组件。该燃料喷射组件包括多个管组件，其中多个管组件中的每一个管组件都包括多个管。至少一个喷射系统联接至多个管组件中的至少一个管组件。喷射系统包括燃料输送管道和联接至燃料输送管道的流体供给构件，其中流体供给构件相对于管组件定位在上游的预定距离处并且包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分具有环形端部。该环形端部包括至少一个开口，以用于朝向管组件输送流体，从而在涡轮发动机操作期间减少燃烧器内的动压振荡并且/或者降低温度。

【技术实现步骤摘要】

本说明书中所公开的主题大体涉及涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于在涡轮发动机中使用的燃料喷射组件。
技术介绍
至少一些已知的润轮发电机用于热电联产(cogeneration)设施和电厂中。这种发动机可能对每单元质量流量的比功和功率具有高要求。这种涡轮发动机可以包括至少一个燃烧器，该至少一个燃烧器包括可以联接在燃烧器内的多个燃料喷嘴。压缩空气流动通过和经过喷嘴，以到达燃烧器内的燃烧区域。随着空气行进通过和经过燃料喷嘴，燃料被喷射到空气流中，并且空气和燃料混合在一起以产生燃料-空气混合物，燃料-空气混合物在燃烧器的燃烧区域中被点燃。为了提高操作效率，至少一些已知的涡轮发动机(例如燃气涡轮发动机)在升高的燃烧温度下操作。在至少一些已知的燃气涡轮发动机中，随着燃烧气体温度上升，发动机效率提高。然而，在较高温度下操作还可能使例如氮氧化物(NOx)的污染排放物的产生增加。在使这种排放物的产生减少的尝试中，至少一些已知的涡轮发动机包括改进的燃烧系统设计。例如，许多燃烧系统可以使用预混技术，所述预混技术包括管组件或微型混合器，所述管组件或微型混合器便于将例如稀释剂、气体、和/或空气的物质与燃料混合，以产生用于燃烧的燃料混合物。预 混技术还可以包括被称为掺氢的过程。在掺氢过程中，氢气(H2)与燃料混合，使得燃料和氢气混合物被引导至燃料喷嘴。已经证明掺氢能够使排放物水平降低并且有助于减少燃烧器贫油熄火(LBO)。然而，由于燃料均匀地分散在微型混合器内，因此在燃烧器中对称安装并且/或者在高氢气水平下操作的微型混合器可能引入大于IkHz的刺耳音频。此外，大于IkHz的刺耳频率范围可能是由于相邻喷嘴之间的火焰相互作用造成的。刺耳激励在整个燃烧组件和相关联的硬件部件上引起机械振动。此外，引入燃烧系统的振动可能使燃烧器以及相关联的部件的磨损增加，并且/或者可能缩短燃烧系统的使用寿命。
技术实现思路
在一个实施例中，提供一种用于在涡轮发动机中使用的燃料喷射组件。该燃料喷射组件包括多个管组件，其中多个管组件中的每一个管组件都包括多个管。至少一个喷射系统联接至多个管组件中的至少一个管组件。喷射系统包括燃料输送管道和联接至该燃料输送管道的流体供给构件，其中流体供给构件相对于管组件定位在上游的预定距离处并且包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分具有环形端部。该环形端部包括至少一个开口，以用于朝向管组件输送流体，从而在涡轮发动机操作期间降低燃烧器内的动压振荡(dynamic pressureoscillation)和 / 或温度。在另一个实施例中，提供一种涡轮发动机。该涡轮发动机包括压缩机和燃烧组件，该燃烧组件自压缩机的下游联接。燃烧组件包括至少一个燃烧器，该至少一个燃烧器包括至少一个燃料喷射组件。该燃料喷射组件包括多个管组件，其中多个管组件中的每一个管组件都包括多个管。至少一个喷射系统联接至多个管组件中的至少一个管组件。喷射系统包括燃料输送管道和联接至该燃料输送管道的流体供给构件，其中流体供给构件相对于管组件定位在上游的预定距离处并且包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分具有环形端部。该环形端部包括至少一个开口，以用于朝向管组件输送流体，从而在涡轮发动机操作期间降低燃烧器内的动压振荡和/或温度。在又一个实施例中，提供一种用于组装与涡轮发动机一起使用的燃料喷射组件的方法。提供多个管组件。多个管组件中的每一个管组件都包括多个管。将至少一个喷射系统联接至多个管组件中的至少一个管组件。喷射系统包括燃料输送管道和联接至该燃料输送管道的流体供给构件，其中流体供给构件包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分具有环形端部，并且环形端部包括至少一个开口，以用于朝向管组件输送流体，从而在所述涡轮发动机操作期间降低燃烧器内的动压振荡和/或温度。将流体供给构件定位在相对于管组件的上游的一定距离处。附图说明图1是示例性涡轮发动机的示意性横截面图；图2是可以与图1中所示的涡轮发动机一起使用的示例性燃料喷射组件的一部分并且沿区域2截取的示意性横截面图；图3是可以与图2中所示的燃料喷射组件一起使用的示例性喷射系统的一部分并且沿线3-3截取的放大示意性上游视图；图4是可以与图3中所示的喷射系统一起使用的示例性流体供给构件的一部分并且沿线4-4截取的放大示意性横截面图；图5是可以与图3中所示的喷射`系统一起使用的备选的流体供给构件的一部分并且沿线4-4截取的放大示意性横截面图；以及图6是可以与图3中所示的喷射系统一起使用的备选的流体供给构件的一部分并且沿线4-4截取的放大示意性横截面图。具体实施例方式本说明书中所描述的示例性设备、系统、和方法克服了与至少一些已知的涡轮发动机的燃烧系统相关的至少一些已知的缺点，所述燃烧系统将振动能量引入其中并且/或者在高温下操作。本说明书中所描述的实施例提供了一种燃料喷射组件，该燃料喷射组件可以与涡轮发动机一起使用，以便于大幅降低燃烧器内的动压振荡和/或局部峰值温度。该燃料喷射组件包括多个管组件，其中多个管组件中的每一个管组件都包括多个管。至少一个喷射系统联接至多个管组件中的至少一个管组件。喷射系统包括燃料输送管道和联接至该燃料输送管道的流体供给构件，其中流体供给构件相对于管组件定位在上游的一定距离处。流体供给构件包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分包括至少一个开口，以用于朝向管组件输送流体，从而在涡轮发动机操作期间降低燃烧器内的动压振荡和/或局部峰值温度。通过朝向管组件中的至少一个管组件输送流体，可以通过使燃料分配不均匀和稀释管组件中的燃料的一些部分来防止管组件内和/或相邻管组件之间的火焰相互作用，并且可以降低其中的动压振荡和/或局部峰值温度。图1是示例性涡轮发动机100的示意性横截面图。更具体地，涡轮发动机100是燃气涡轮发动机。尽管示例性实施例包括燃气涡轮发动机，但是本专利技术并不限于任何一种特定的发动机，并且本领域普通技术人员将理解，本专利技术可以结合其它的涡轮发动机使用。此外，在示例性实施例中，涡轮发动机100包括进气部段112、自进气部段112的下游联接的压缩机部段114、自压缩机部段114的下游联接的燃烧器部段116、自燃烧器部段116的下游联接的涡轮部段118、以及排气部段120。涡轮部段118通过转子轴122联接至压缩机部段114。在示例性实施例中，燃烧器部段116包括多个燃烧器124。燃烧器部段116联接至压缩机部段114，使得每个燃烧器124都定位成与压缩机部段114流动连通。燃料喷射组件126联接在每个燃烧器124内。涡轮部段118联接至压缩机部段114并且联接至负载128 (例如但不限于发电机和/或机械驱动应用)。在示例性实施例中，每个压缩机部段114和涡轮部段118都包括至少一个转子盘组件130，该转子盘组件130联接至转子轴122以形成转子组件132。在操作期间，进气部段112朝向压缩机部段114引导空气，其中在朝向燃烧器部段116排放空气之前，空气被压缩至较高的压力和温度。压缩空气与由每个燃料喷射组件126提供的燃料和其它流体进行混合并且被点燃以产生燃烧气体，并朝向涡轮部段118引导所述燃烧气体。更具体地，每个燃料喷射组件126都将燃料(例如天然气和/或燃油、空气、稀释剂、和/或惰性气体(例如氮气(N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在涡轮发动机中使用的燃料喷射组件，所述燃料喷射组件包括：多个管组件，其中所述多个管组件中的每一个管组件都包括多个管；以及至少一个喷射系统，所述至少一个喷射系统联接至所述多个管组件中的至少一个管组件，其中所述至少一个喷射系统包括燃料输送管道和联接至所述燃料输送管道的流体供给构件，其中所述流体供给构件相对于所述至少一个管组件定位在上游的预定距离处并且包括至少一个第一部分，所述至少一个第一部分包括环形端部，其中所述环形端部包括至少一个开口，以用于朝向所述至少一个管组件输送流体，从而在所述涡轮发动机操作期间降低燃烧器内的动压振荡和温度中的至少一个。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：严钟昊，TE约翰逊，吴春阳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：