Gebiet der Erfindung
[0001] Die Offenbarung bezieht sich auf ein Venturi-Rohr für einen trockenen Stickoxid-(NOx)-Niedrigemissions-Brenner im Allgemeinen und insbesondere auf ein Leckagen reduzierendes Venturi-Rohr für einen trockenen Stickoxid-(NOx)-Niedrigemissions-Brenner.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Die vernieteten Stösse an dem Venturi-Rohr bestehender trockener Stickoxid-(NOx)-Niedrigemissions-Brenner (DLN-Brenner) erlauben einen variablen Luftaustritt in die Brennkammer hinein. Dieser Luftaustritt wurde als ein Schlüsselfaktor für Verbrennungsemissionen sowie der Variation von Brenner zu Brenner identifiziert.
Dementsprechend wäre ein Leckagen reduzierendes Mittel zur Verbindung des Venturi-Rohrs mit der Auskleidung von DLN-Brennern wünschenswert.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
[0003] Offenbart wird ein Leckagen reduzierendes Venturi-Rohr für einen trockenen Stickoxid-(NOx)-Niedrigemissions-Brenner, wobei das Venturi-Rohr einschliesst:
eine im Wesentlichen ringförmige äussere Verkleidung, eine im Wesentlichen ringförmige innere Auskleidung, einen durch die ringförmige innere Auskleidung und die ringförmige äussere Verkleidung definierten Venturi-Kanal, wobei der Venturi-Kanal ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, eine in der Nähe des vorderen Endes des Venturi-Kanals angeordnete vordere Schweissstelle, wobei die vordere Schweissstelle so ausgebildet ist, dass sie die ringförmige äussere Verkleidung mit der ringförmigen inneren Auskleidung verbindet, sowie eine in der Nähe des hinteren Endes des Venturi-Kanals angeordnete hintere Schweissstelle, wobei die hintere Schweissstelle so ausgebildet ist,
dass sie die ringförmige äussere Verkleidung mit der ringförmigen inneren Auskleidung verbindet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0004] Die folgenden Erläuterungen sind in keiner Weise als einschränkend zu verstehen. Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen sind ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen:
<tb>Fig. 1<sep>ist eine vereinfachte Darstellung eines Querschnitts eines Brenners, welche eine beispielhafte Ausführungsform eines Leckagen reduzierenden Venturi-Rohrs einschliesst; und
<tb>Fig. 2<sep>ist ein vereinfachter Querschnitt der Leckagen reduzierenden Venturi-Rohrs des Brenners von Fig. 2.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0005] Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein Abschnitt eines trockenen Stickoxid-(NOx)-Niedrigemissions-Brenners 10 ("trockene Stickoxid-(NOx)-Niedrigemission" bedeutet weniger als 9 ppm NOx) für eine Gasturbine veranschaulicht. Der Brenner 10 schliesst im Allgemeinen eine Brennkammer 12, Brennstoffdüsen 14 (einige Gasturbinen setzen wie hier veranschaulicht mehrere Düsen in jedem Brenner ein), eine ringförmige Vormischkämmer 16 und ein Leckagen reduzierendes Venturi-Rohr 18 ein (wobei das Venturi-Rohr im Folgenden in grösserem Detail beschrieben wird). Ein Turbinenkompressor (der nicht dargestellt ist) liefert einen Luftstrom in die Vormischkammer 16.
Der Brennstoff 20 wird über die Brennstoffdüsen 14, welche über ein Brennstofffluss-Steuergerät 26 gesteuert werden, an die Kammer 16 geliefert. Über eine oder mehrere Eintrittsöffnungen 28 wird Luft in die Kammer 16 eingeleitet.
[0006] Die Brennkammer 12 ist im Allgemeinen um eine Brenner-Mittellinie 30 herum zylindrisch gestaltet, und wird von einer Wandung 32 und einer Stammauskleidung oder Wandung 34 umschlossen. Das Brennstoff-Luft-Gemisch, das aus der Vormischkammer 16 in die Brennkammer 12 eintritt, bewegt sich in einer unterstromigen Richtung, wie durch die Pfeile 36 angezeigt wird. Beim Verlassen der Vormischkammer 16 wird das Brennstoff-Luft-Gemisch durch die zusammen-/ auseinanderlaufenden Wände 38 und 40 des Venturi-Rohrs 18 eingeschränkt. Die durch das Venturi-Rohr 18 ausgelöste Rezirkulation der Strömung dient als stumpfer Flammenhalter.
Dies veranlasst das Brennstoff-Luft-Gemisch, sich in die Brennkammer 12 hinein zu beschleunigen, wo es verbrannt wird und enorme Mengen Wärmefluss an dem Venturi-Rohr 18 erzeugt.
[0007] Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, schliesst das Leckagen reduzierende Venturi-Rohr 18 eine im Wesentlichen ringförmige äussere Verkleidung 42 sowie eine im Wesentlichen ringförmige innere Auskleidung 44 ein, welche in die Stammauskleidung 34 des Brenners 10 integriert sind. Die äussere Verkleidung 42 und die innere Auskleidung 44 definieren einen Venturi-Kanal 46, welcher ein vorderes Ende 48 und ein hinteres Ende 50 einschliesst. Der Venturi-Kanal 46 ist so aufgebaut, dass er Kühlluft (Druckluft) durch Einlasse 51 aufnimmt, die in der äusseren Auskleidung 44 angeordnet sind und in Fluidverbindung mit dem Venturi-Kanal 46 stehen. Die Kühl- bzw.
Druckluft wird von dem Turbinenkompressor (der nicht dargestellt ist) geliefert und erzeugt einen Kühleffekt auf das Venturi-Rohr 18. Es ist anzumerken, dass für den Zweck dieser Offenbarung das Venturi-Rohr 18 so definiert ist, dass es die Ausdehnungen des Venturi-Kanals 46 (d.h. vom vorderen Ende 48 des Kanals 46 bis zum hinteren Ende 50 des Kanals 46) wie in Fig. 1 und 2 gezeigt einschliesst.
[0008] Insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 2 schliesst das Venturi-Rohr 18 auch eine vordere Schweissstelle 52 und eine hintere Schweissstelle 54 ein. Die vordere Schweissstelle 52 ist an dem vorderen Ende 48 des Venturi-Kanals 46 angeordnet, so dass die Ausdehnung des Kanals 46 nach vorne an der vorderen Schweissstelle 52 endet.
Umgekehrt ist die hintere Schweissstelle 54 an dem hinteren Ende 50 des Venturi-Kanals 46 angeordnet, so dass die Ausdehnung des Kanals 46 nach hinten an der hinteren Schweissstelle 54 endet. Somit sind in der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 1 und 2 die vordere Schweissstelle 52 und die hintere Schweissstelle 54 an gegenüberliegenden Enden des Venturi-Kanals 46 angeordnet. Darüber hinaus verbinden sowohl die vordere Schweissstelle 52 als auch die hintere Schweissstelle 54 die ringförmige äussere Verkleidung 42 mit der ringförmigen inneren Auskleidung 44.
In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 1 und 2 sehen die vordere Schweissstelle 52 und die hintere Schweissstelle 54 diese Verbindungen durch eine Verschweissung der inneren ringförmigen Auskleidung 42 bzw. der äusseren ringförmigen Verkleidung 44 mit einem vorderen Y-Verbindungsstück 60 bzw. einem hinteren Y-Verbindungsstück 62 vor. Die Y-Verbindungsstücke 60 und 62 erlauben einen durchgehenden, von Leckagen freien Pfad in dem Kanal 46, was den Luftaustritt durch die Venturi-Rohrstösse minimiert, einen Hohlraum für die Prallkühlung schafft und eine Konstruktion des Venturi-Rohrs 18 mit akzeptablen Belastungen ermöglicht. Wie in den Figuren gezeigt, umfassen diese Y-Verbindungsstücke 60 und 62 eine im Allgemeinen "Y"-artige Gestalt, welche drei Fortsätze 70, 72 und 74 umfasst.
Die Fortsätze 70 und 72 verbinden die Verbindungsstücke 60 und 62 mit den zwei Wänden des Kanals 46 (über die Schweissstellen 52 und 54), während der Fortsatz 74 jedes Verbindungsstück 60 und 62 mit der Stammauskleidung 34 verbindet. Die Verbindung des Venturi-Rohrs 18 mit der Stammauskleidung 34 des Brenners 10 über diese vordere und hintere Schweissstelle 52 und 54 (und die Y-Verbindungsstücke 60 und 62) macht alle genieteten Venturi-Rohrstösse entbehrlich und minimiert Schwankungen bei den Luftaustritten von Brenner zu Brenner. Diese Schweissung verringert somit Emissionen verursachende Leckagen in die Brennkammer 12 hinein.
[0009] Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können bzw.
Elemente darin durch Gleichwertiges ersetzt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren dieser Erfindung anzupassen, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Daher ist wichtig festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt wird, die als beste in Erwägung gezogene Art der Ausführung der Erfindung offenbart wurde, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen einschliesst, die in den Schutzbereich der folgenden Ansprüche fallen. Darüber hinaus ist anzumerken, dass jede Verwendung der Begriffe erste/s/r, zweite/s/r etc., sofern nicht anders angegeben, keine Reihenfolge oder Priorität anzeigt, sondern nur zur Unterscheidung der Elemente voneinander dient.
Field of the invention
The disclosure relates to a Venturi tube for a dry nitrogen oxide (NOx) low-emission burner in general, and more particularly to a leak-reducing Venturi tube for a dry nitrogen oxide (NOx) low-emission burner.
Background of the invention
The riveted bumps on the Venturi tube existing dry nitrogen oxide (NOx) -low emission burner (DLN burner) allow a variable air outlet into the combustion chamber. This air leakage has been identified as a key factor for combustion emissions as well as burner to burner variation.
Accordingly, a leak reducing means for connecting the Venturi tube to the liner of DLN burners would be desirable.
Brief summary of the invention
Disclosed is a leakage reducing Venturi tube for a dry low NOx (NOx) emission burner with the Venturi tube included:
a substantially annular outer liner, a substantially annular inner liner, a venturi defined by the annular inner liner and the annular outer liner, the Venturi channel having a forward end and a trailing edge, one near the forward end A front weld site disposed at the end of the venturi channel, wherein the forward weld point is configured to connect the annular outer liner to the annular inner liner, and a rear weld location proximate the rear end of the Venturi channel, the rear weld location so educated
that it connects the annular outer panel to the annular inner panel.
Brief description of the drawings
The following explanations are in no way to be understood as limiting. With reference to the accompanying drawings, similar elements are denoted by like reference numerals:
<Tb> FIG. FIG. 1 is a simplified illustration of a cross section of a burner including an exemplary embodiment of a leakage reducing Venturi tube; FIG. and
<Tb> FIG. FIG. 2 <sep> is a simplified cross section of the leak reducing Venturi tube of the burner of FIG. 2. FIG.
Detailed description of the invention
Referring to Fig. 1, a portion of a dry low NOx (NOx) emission gasifier 10 ("dry nitrogen oxide (NOx) low emission" means less than 9 ppm NOx) for a gas turbine is illustrated. The combustor 10 generally includes a combustor 12, fuel nozzles 14 (some gas turbines employ multiple nozzles in each burner as illustrated herein), an annular premixing comb 16, and a leak reducing venturi 18 (the venturi being hereinafter referred to as a larger one) Detail is described). A turbine compressor (not shown) provides airflow into the premixing chamber 16.
The fuel 20 is delivered to the chamber 16 via the fuel nozzles 14, which are controlled via a fuel flow controller 26. Air is introduced into the chamber 16 via one or more inlet openings 28.
The combustor 12 is generally cylindrically shaped about a burner centerline 30 and is enclosed by a wall 32 and a log liner or wall 34. The fuel-air mixture entering the combustion chamber 12 from the premixing chamber 16 moves in a downstream direction as indicated by the arrows 36. Upon leaving the premixing chamber 16, the fuel-air mixture is restricted by the merging / diverging walls 38 and 40 of the venturi tube 18. The recirculation of the flow initiated by the venturi 18 serves as a blunt flame holder.
This causes the fuel-air mixture to accelerate into the combustion chamber 12 where it is burned and generates enormous amounts of heat flow at the venturi tube 18.
As shown in FIGS. 1 and 2, the leakage reducing Venturi tube 18 includes a substantially annular outer liner 42 and a substantially annular inner liner 44 which are integrated into the stem liner 34 of the burner 10. The outer liner 42 and the inner liner 44 define a venturi 46 which includes a forward end 48 and a rearward end 50. The venturi 46 is configured to receive cooling air (compressed air) through inlets 51 disposed in the outer liner 44 and in fluid communication with the venturi 46. The cooling or
Compressed air is supplied by the turbine compressor (not shown) and creates a cooling effect on the venturi 18. It is to be noted that for the purpose of this disclosure, the venturi 18 is defined to be the dimensions of the venturi 46 (ie, from the front end 48 of the channel 46 to the rear end 50 of the channel 46) as shown in Figs. 1 and 2 includes.
With particular reference to FIG. 2, the venturi tube 18 also includes a front weld 52 and a rear weld 54. The front weld 52 is located at the forward end 48 of the venturi 46 so that the extension of the channel 46 terminates forward at the front weld 52.
Conversely, the rear weld 54 is located at the rear end 50 of the venturi 46 so that the expansion of the channel 46 terminates rearwardly at the rear weld 54. Thus, in the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, the front weld 52 and the rear weld 54 are disposed at opposite ends of the venturi 46. In addition, both the front weld 52 and the rear weld 54 connect the annular outer liner 42 to the annular inner liner 44.
In the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, the front weld 52 and the rear weld 54 see these connections by welding the inner annular liner 42 and the outer annular liner 44, respectively, to a front Y-connector 60 and a rear Y-connector, respectively. Connector 62 before. The Y-connectors 60 and 62 permit a continuous, leak-free path in the channel 46 which minimizes air leakage through the Venturi pipe joints, provides a cavity for impingement cooling, and permits construction of the Venturi tube 18 with acceptable loads. As shown in the figures, these Y-connectors 60 and 62 comprise a generally "Y" -like shape comprising three extensions 70, 72 and 74.
The extensions 70 and 72 connect the connectors 60 and 62 to the two walls of the channel 46 (via the welds 52 and 54) while the extension 74 connects each connector 60 and 62 to the trunk liner 34. The connection of the venturi tube 18 to the stem liner 34 of the burner 10 via these forward and aft weld locations 52 and 54 (and the Y joints 60 and 62) eliminates any riveted Venturi tube bursts and minimizes fluctuations in the burner to burner air outlets , This welding thus reduces emissions causing leaks into the combustion chamber 12.
Although the invention has been described with reference to an exemplary embodiment, it is understood that various changes can be made or
Elements therein can be replaced by equivalent without departing from the scope of the invention. In addition, many changes may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of this invention without departing from the scope of the invention. Therefore, it is important to note that the invention is not limited to the specific embodiment disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention, but that the invention includes all embodiments falling within the scope of the following claims. In addition, it should be noted that any use of the terms first / s / r, second / s / r, etc., unless indicated otherwise, does not indicate an order or priority, but only serves to distinguish the elements from each other.