延迟贫喷射系统技术方案

本发明专利技术公开一种延迟贫喷射系统。所述延迟贫喷射系统包括设置在燃烧区邻近处的至少一个燃料喷射器。还包括至少一个导向器，所述导向器用于将气流从邻近于压缩机排气出口的区域引导至所述至少一个燃料喷射器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涡轮机，确切地说，涉及延迟贫喷射系统。
技术介绍
燃气涡轮机广泛应用于工业生产和商业运作中。典型的燃气涡轮机包括位于前部的压缩机、位于中间的一个或多个燃烧器和位于尾部的涡轮机。压缩机向工作流体(例如，空气)施加动能，以产生压缩的工作流体并使之处于高能状态。随后，压缩的工作流体离开压缩机并流向燃烧器，在燃烧器中，压缩的工作流体与燃料混合并燃烧，从而产生高温高压的燃烧气体。燃烧气体流向涡轮机，在涡轮机中，燃烧气体膨胀以做功。为了保证燃气涡轮机的整体性能，一个具有良好工程性的喷射系统对于燃烧器是非常重要的，因此也是所期望的。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面,延迟贫喷射系统(late lean injection system)包括设置在燃烧区邻近处的至少一个燃料喷射器。还包括至少一个导向器，其用于将气流从邻近于压缩机排气出口的区域引导至所述至少一个燃料喷射器。根据本专利技术的另一方面，延迟贫喷射系统包括界定过渡区内部(transitioninterior)的过渡导管，所述过渡导管具有适用于连接到第一涡轮区的一端，以及相对端。还包括套管，所述套管在过渡导管的径向向外方向间隔分布，并且围绕所述过渡导管周向延伸。进一步包括至少一个燃料喷射器，其经配置以将燃料喷射到过渡区内部中。还进一步包括至少一个导向器，其用于将气流引导至所述至少一个燃料喷射器。根据本专利技术的又一方面，延迟贫喷射系统包括具有上游端和下游端的过渡导管。还包括设置在邻近过渡导管的上游端处的衬管。进一步包括导流套管，所述导流套管在衬管的径向向外方向间隔分布，并且围绕所述衬管周向延伸。还进一步包括至少一个燃料喷射器，其设置为邻近过渡导管和衬管中的至少一者。还包括至少一个导向器，其用于将气流从邻近于压缩机排气出口的区域引导至所述至少一个燃料喷射器。通过以下结合附图进行的说明可以更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。附图说明本说明书中的权利要求书详细指出并明确主张了本专利技术。通过以下结合附图进行的详细说明可以清楚地了解本专利技术的上述和其他特征以及优点，在附图中:图1是延迟贫喷射系统的第一实施例的侧视图，所述延迟贫喷射系统具有至少一个燃料喷射器；图2是延迟贫喷射的第二实施例的侧视图；图3是延迟贫喷射系统的第三实施例的侧视图；图4是具有至少 一个导向器的延迟贫喷射系统的截面图5是图4中的至少一个导向器中发生的气流渗透剖面的简化图；图6是另一实施例中具有至少一个导向器的延迟贫喷射系统的截面图；以及图7是图6中的至少一个导向器中发生的气流渗透剖面的简化图。具体实施方式参考附图并通过实例来介绍本专利技术的各实施例以及优点和特征。具体实施例方式参考图1，示出了本专利技术第一实施例的延迟贫喷射系统10。延迟贫喷射系统10包括燃气涡轮机系统的过渡件组件11，所述过渡件组件在燃烧室(未标出)与第一涡轮级(未图示)之间可操作地连接，并且包括由过渡导管12界定的内部21。过渡导管12将来自燃烧室的热燃烧气体传送到涡轮机的入口处，所述燃烧室通常在过渡导管12的上游。过渡导管12的至少一部分可以由冲击套管14包围在周围，所述冲击套管在所述过渡导管12的径向向外方向间隔分布。过渡件组件11的上游是衬管16。衬管16和过渡导管12的内部区域包括燃烧区，热气在其中燃烧，而且被导向涡轮机。衬管16的至少一部分由导流套管17包围在周围，所述导流套管在所述衬管16的径向向外方向间隔分布。图中示出压缩机排气缸32,而且所述压缩机排气缸包括压缩机排气出口 34。燃气涡轮机的燃烧室是延迟贫喷射(LLI)兼容的。LLI兼容的燃烧室为符合以下条件的任何燃烧室:具有超过2500° F的出口温度，或能够处理所含组分比甲烷更具活性/反应性、且该组分热侧滞留时间(hot side residence time)大于10毫秒(ms)的燃料。参考图2，示出了第二实施例的延迟贫喷射系统10。第二实施例的延迟贫喷射系统10与第一实施例的延迟贫喷射系统类似，但它不包括包围在过渡导管12周围的冲击套管14。参考图3 ，示出了第三实施例的延迟贫喷射系统10。第三实施例的延迟贫喷射系统10仅包括单个导管，所述单个导管为过渡导管12，其沿上游方向延伸到包括第一和第二实施例中的衬管16的区域。此外，通常称为套管19的单个套管在过渡导管12的径向向外位置包围在所述过渡导管12周围。不管在燃气涡轮机系统中使用何项实施例，多个燃料喷射器18各与多个外壳整合为一体或结构上由所述多个外壳支撑，所述多个外壳径向延伸到过渡导管12或衬管16二者的至少一者中。所述多个燃料喷射器18延伸穿过相应的导管，即，过渡导管12或衬管16，以到达不同的深度。也就是说，各燃料喷射器18都经配置以将第二燃料(即，LLI燃料)供应给燃烧区，其方法为在通过过渡导管12和/或衬管16的主流方向的大体横向方向上喷射燃料。对于上述各个实施例，强调多个燃料喷射器18可以设置在过渡导管12或衬管16的邻近处，尽管图示的实施例示出多个燃料喷射器18的布置是仅结合过渡导管12和衬管16 二者中的一者而进行设置的。此外，所述多个燃料喷射器18可以结合或连接过渡导管12和衬管16两者进行设置。所述多个燃料喷射器18可以设置在单个轴向圆周级上，所述单个轴向圆周级包括多个当前运行的燃料喷射器18，它们分别围绕过渡导管12和/或衬管16的单个轴向位置处的圆周进行设置。也可以了解，所述多个燃料喷射器18可以位于单个轴向级、多个轴向级，或多个轴向圆周级上。单个轴向级包括当前运行的单个燃料喷射器18。多个轴向级包括分别设置在多个轴向位置处的多个当前运行的燃料喷射器18。多个轴向圆周级包括多个当前运行的燃料喷射器18，它们围绕过渡导管12和/或衬管16的圆周、且在其多个轴向位置处进行设置。压缩机产生的气流进入压缩机排气缸32中。高压动态气流20从邻近于压缩机排气出口 34的压缩机排气缸32排出，并且沿下游方向朝着过渡导管12和/或衬管16急速流到邻近于燃料喷射器18的位置。为了减小所述燃料喷射器中所产生的气流压降，在燃料喷射器18中，空气和LLI燃料发生混合并穿入到过渡导管12和/或衬管16中，有利的是将高压动态气流20导入所述燃料喷射器18中。参考图4，示出了延迟贫喷射系统10的轴向位置的截面图。冲击套管14和/或导流套管17，或图2示出的实施例中的过渡导管12包括一个或多个导向器22，用于将高压动态气流20重新导入燃料喷射器18中。在示出的实例中，导向器22以戽斗(scoops)的形式出现，且经定位以对应于燃料喷射器18。基于此种与燃料喷射器18的对应，这些导向器与所述燃料喷射器18的情况相同，可以设置在单个轴向圆周级、单个轴向级、多个轴向级，或多个轴向圆周级上。冲击套管14和/或导流套管17包括对应于燃料喷射器18的孔24，而且导向器22设置在所述孔24的邻近处。典型的戽斗可以完全或部分地环绕每个孔24，或者部分或完全地覆盖孔24，而且通常为部分球形。例如，戽斗可以是带有或不带有顶部的半圆柱形。或者，导向器22可以采用以下各种其他形状的形式，所述各种其他形状提供类似的功能性，具体而言，引导(harnessing)高压动态气流20。此外,导向器22可以在冲击套管14和/或导流套管17的径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种延迟贫喷射系统，其包括：设置在燃烧区邻近处的至少一个燃料喷射器；以及至少一个导向器，其用于将气流从邻近于压缩机排气出口的区域引导至所述至少一个燃料喷射器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PB梅尔顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：