CN105715378B - 冷却和稀释空气的分开供给 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冷却和稀释空气的分开供给。具体而言，本发明涉及一种燃气涡轮发动机或发电站的燃烧器布置，包括至少一个燃烧室、用于将空气或气体掺合至离开燃烧室的热气流的至少一个混合器布置。混合器布置适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在燃烧室的下游延伸，其中，混合器包括从混合器布置的侧壁指向内的多个喷射管，以用于掺合空气部分来至少冷却离开燃烧室的热气流。混合器布置(220、222)应用于流自第一仓室的至少一定体积的稀释空气(129)和流自第二仓室的至少一定体积的冷却空气(130)。

Description

冷却和稀释空气的分开供给
技术领域
本发明涉及燃气涡轮发动机或发电站的冷却和稀释空气(稀释介质)布置的分开供给，包括至少一个燃烧室、用于将稀释空气掺合到离开燃烧室的热气流的至少一个混合器，其中，混合器适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在燃烧室的下游延伸，其中，混合器包括多个喷射管，该多个喷射管从混合器的侧壁指向内，以用于掺合稀释介质或空气以冷却离开燃烧室的热气流。
优选地，本发明涉及一种燃气涡轮发动机，其包括单个燃烧器或连续燃烧器布置。连续燃烧布置包括流体流动连接地按顺序布置的第一喷燃器、第一燃烧室、用于在操作期间将稀释气体掺合至离开第一燃烧室的热气体的混合器、第二燃烧室。
混合器适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在第一燃烧室与第二喷燃器之间延伸，第二喷燃器包括导管，该导管具有上游端处的适于连接到第一燃烧室的入口，和下游端处的适于连接到第二燃烧室的出口。
此外，例如，用于操作布置的构件涉及燃气涡轮发动机的筒形燃烧器。而且，操作布置还涉及可经历燃烧的每个其他发动机。
本发明的一个实例涉及一种燃气涡轮发动机，其具有围绕旋转轮廓设置的若干筒形燃烧器的样式。
筒形燃烧器是自主的圆柱形燃烧室。各“筒形燃烧器”具有其自身的燃料喷射器、点火器、衬套和外壳。来自压缩机的主空气被引导到各独立的筒形燃烧器中，在此，其减速、与燃料混合、且然后被点燃。副空气也来自压缩机，在此，其被供给到衬套外(衬套内是发生燃烧的地方)。副空气然后通常经由衬套中的缝隙而被供给到燃烧区中，来冷却一个或多个衬套，衬套通常通过对流冷却而得到冷却，以避免冷却空气进入火焰后的热气体中。
此外，多个筒形燃烧器围绕发动机的中心轴线布置，且它们共同的排气被供给到(多个)涡轮。筒形燃烧器由于它们的设计和测试简易性(人们可测试单个筒，而无需测试整个系统)而很广泛地用于早期的燃气涡轮发动机中。筒形燃烧器可容易维护，因为仅单个筒需要移除，而非整个燃烧区段。
集中关注的燃气涡轮发动机包括压缩机、压缩机下游的若干筒形燃烧器，而筒形燃烧器的热气体进入涡轮，而筒形燃烧器基于筒形燃烧器架构而操作。
此外，另一种燃气涡轮发动机包括压缩机、压缩机下游的第一筒形燃烧器布置，而第一筒形燃烧器布置的热气体进入第一涡轮或第二筒形燃烧器布置，而第二筒形燃烧器布置的热气体进入第二涡轮或随后的蒸汽循环，而至少一个筒形燃烧器布置基于筒形燃烧器架构而操作。
此外，至少一个筒形燃烧器包括一个或更多个设置的预混喷燃器或半预混喷燃器。第一涡轮连接成从第一筒形燃烧器布置接收工作气体，第二筒形燃烧器布置连接成从第一涡轮接收排出的工作气体，且将工作气体输送至第二涡轮，其中，第二筒形燃烧器布置包括形成沿流动方向从第一涡轮的出口延伸至第二涡轮的入口的燃烧空间的环形导管，以及用于将燃料引入第二筒形燃烧器布置中来用于自点燃燃烧的器件。
而且，本发明的设备的操作使用还优选涉及其他类型的燃烧器，即环管燃烧器(cannular combustor)。类似于筒形燃烧器，环管燃烧器具有容纳在其自身的燃料喷射器的单独衬套中的分立的燃烧区。不同于筒形燃烧器，所有燃烧区共用公共的圈状(圆环)外壳。
各燃烧区不再必须用作压力容器。燃烧区还可经由允许一些空气周向地流动的衬套孔或连接管道或管来与彼此“连通”。来自环管燃烧器的离开流大体上具有更均匀的温度轮廓，这对于涡轮区段更佳。其还消除了各室具有其自身的点火器的需要。一旦火在一个或两个筒形燃烧器中点燃，则其可容易扩散至且点燃其他。
燃气涡轮发动机的燃烧器包括至少一个预混喷燃器，它们应当优选由根据文献EP0 321 809 A1和/或EP 0 704 657 A2的燃烧过程和目的形成，其中，这些文献形成了本描述的组成部分。具体而言，所述预混喷燃器可利用所有类型的液体和/或气态燃料操作。因此，可能容易在单独的筒内提供不同燃料。这还意味着预混喷燃器还可利用不同燃料同时地操作。
背景技术
由于通过不稳定的可再生源(如风或太阳光)进行的发电的增加，基于现有技术燃气涡轮的发电站越来越多地用于平衡功率需求和稳定电网。因此，需要改善的操作灵活性。这意味着燃气涡轮通常在比基本负载设计点低的负载下，即，在较低的燃烧器入口和发火温度下操作。
同时，排放限制值和总体排放许可变得更为严格，使得需要在更低的排放值下操作，也在部分负载操作下且在瞬变期间保持低排放，因为这些也有助于累积排放限制。
现有技术燃烧系统设计成例如通过调整压缩机入口质量流量或控制不同喷燃器、燃料级或燃烧器之间的燃料分流来应对操作条件中的某些变化。然而，这不足以满足新的要求。
为了进一步减小排放和操作灵活性，在DE 10312971 A1中已提出了连续燃烧。取决于操作条件，特别是取决于第一燃烧室的热气体温度，可能需要在热气体进入第二喷燃器(也称为连续喷燃器)之前冷却热气体。该冷却可有利地允许燃料喷射和喷射的燃料与第一燃烧器的热烟道气体在第二喷燃器中的预混。
常规冷却方法或者需要热交换器结构，这导致主要弯曲气流中的高压降，或者要求来自侧壁的冷却介质喷射。为了从侧壁喷射冷却介质，需要高压降，这不利于利用此种燃烧器布置操作的燃气涡轮的效率，且整个流动的受控冷却很难。
参看WO 2014/063835 A1，公开了连续燃烧器布置，其包括流体流动连接地连续布置的第一喷燃器、第一燃烧室、用于将稀释气体掺合到在操作期间离开第一燃烧室的热气体的混合器、第二喷燃器，以及第二燃烧室布置。混合器适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在第一燃烧室与第二喷燃器之间延伸，第二喷燃器包括导管，该导管具有适于连接到第一燃烧室的在上游端处的入口，以及适于连接到第二喷燃器的在下游端处的出口。混合器包括多个喷射管，它们从混合器的侧壁指向内，以用于掺合稀释气体来冷却离开第一燃烧室的热烟道气体。
此外，WO 2014/063835 A1描述了一种用于操作燃气涡轮的方法，该燃气涡轮具有至少一个压缩机和燃烧器布置，该燃烧器布置包括流体流动连接地布置的第一喷燃器、第一燃烧室、用于将稀释气体掺合到在操作期间离开第一燃烧室的热气体的混合器、第二喷燃器，以及第二燃烧室。混合器适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在第一燃烧室与第二喷燃器之间延伸，第二喷燃器包括导管，该导管具有适于连接到第一燃烧室的在上游端处的入口，以及适于连接到第二喷燃器的下游端处的出口。混合器包括多个喷射管，它们从导管的侧壁指向内，以用于掺合稀释气体来冷却离开第一燃烧室的热烟道气体，以及涡轮。稀释气体被掺合到混合器截面的不同区域中，或者稀释气体经由喷射孔和/或第二喷射管和第一喷射管喷射，以便将稀释气体引入混合器截面的不同区域中。
此外，通过利用亥姆霍兹阻尼器进行的燃烧动力的衰减被燃气涡轮领域中运营的所有公司广泛地使用，且已提交了若干发明公开。形成的技术水平聚焦于对环管燃烧器的阻尼器应用。采用围绕筒形燃烧器的亥姆霍兹阻尼器可在以下文献中看到：
US 2005/0166596 A1描述了一种通流谐振器，其当置于具有燃烧器系统的流动路径内的最高声压振幅的点处或附近时，有效地阻尼来自声能的不稳定性，同时当谐振器的一部分与系统的具有超过大约0.10英寸的厚度的区段一体时避免绕过系统的质量空气流增大。谐振器的声阻尼性能可以以声导率来表示，其定义为穿过下游孔组的体积速度的同相分量除以谐振器下游面处的压力振荡的幅度。声导率的高值指示高阻尼性能。因此，谐振器的声导率越高，则系统(如燃气涡轮)内所需的独立谐振器越少，以使可能的破坏燃烧振荡最小化，或者此种燃烧振荡出现的可能性越大。
US 2011/0220433 A1提供了以下解决方案：本目的的第一方面为一种燃烧器，其包括限定其中的燃烧区域的圆柱体，以及消声器，该消声器包括声学部分，该声学部分具有与燃烧区域连通的声阻尼器谐振空间。声学部分沿圆柱体提供，以便沿与圆柱体的轴向方向相交的方向延伸。根据该方面，因为具有消声器谐振空间的声学部分沿圆柱体提供，以便沿与圆柱体的轴向方向相交的方向或周向方向延伸，所以声学部分沿周向方向较宽地设置，而不沿周向方向集中在圆柱体的特定区域中。结果，防止声学部分朝圆柱体的外周突出，且可减小燃烧器外侧所需的空间。因此，因为外壳可制作得较小，所以构成外壳的壳体可制作得较小。例如，因为这使得燃气涡轮能够足以在地上运输，所以有可能降低制造成本，包括运输成本。此外，如果声学部分的朝圆柱体外周的突出减小，则燃烧器可容易与消声器一同取出。因此，有可能改善燃烧器的维护的容易度。上述方面还可包括由多孔板和盖部件形成的声学衬套，该多孔板构成圆柱体且具有沿厚度方向穿透的多个通孔，该盖部件围绕多孔板且离多孔板一定距离提供，以便覆盖多孔板，该声学衬套具有声学衬套谐振空间。通过这样做，可能衰减可通过声学衬套衰减的频率范围中的振荡，以及可通过消声器衰减的频率范围中的振荡。因此，可能衰减宽频率范围中的燃烧振荡。在以上构造中，优选声学部分的至少一部分设在声学衬套的外周侧上。
因此，直接来自压缩机仓室的供给不留下足够的空气来用于连续衬套冷却。来自连续衬套冷却的用过的空气增大了热气体摄入、具有低压降的区域中的过热，以及热气体与混合器空气仓室之间的耦合的风险。另一解决方案可为稀释空气上的较大压降增大，但这对发动机性能具有不利影响。
发明内容
为了对所提到的现有技术水平作出创新和创造性的贡献，本发明的基本构想是仅供给来自压缩机仓室的稀释空气和冷却空气的一部分，且其余来自连续衬套流出口。该创造性的贡献可解决冷却问题，使热气体摄入风险最小化、使连续喷燃器喷射单元中的自燃风险最小化，且减少脉动问题。
此外，本发明旨在解决的技术问题在于，事实上，用于CPSC(恒压连续燃烧)系统中的大量空气需要在第一燃烧阶段之后喷射。当前考虑了两个选项：
a) 从压缩机仓室供给的空气使得连续衬套的冷却极为困难。
b) 来自连续衬套的空气(用于SL冷却)提出混合器问题、混合器仓室与具有脉动的热气体之间的强耦合的风险、喷射单元中的自燃风险，以及混合器中热气体喷射的风险。
内部CPSC系统的典型构造在于，实际上，来自第一燃烧阶段的热气体通过稀释空气和冷却空气的喷射而被冷却至最佳连续喷燃器入口温度，冷却空气还确保不超过各种部分的金属温度极限。所有空气从相同仓室供给，在此情况下，是SL下游的仓室，由于已经使用了此空气用于SL冷却，故其压力低于Pk2(压缩机)，且其温度高于Tk2(压缩机)。
从不同仓室取得空气的构想是本发明的基本构想。稀释空气中的一些可从具有完整Pk2和较低温度(Tk2)的上游压缩机仓室取得。
供给第一混合器排的实例在基于“具体实施方式”的本发明的基本图形中画出，但还可考虑任何其他组合。其具有这些关键优点：
c) 热气体路径与混合器仓室之间的减小的热声耦合；
d) 混合器的更有效冷却；
e) 较低的热气体摄入风险；
f) 稀释空气的较高穿透(→较好混合、NOx、CO、相对于过热的裕度)。
在同一附图中，还示出了对喷射单元供给流自具有较高压力和较低温度的仓室的冷却空气的构想。这具有降低在燃料喷射器冷却空气中再循环的燃料的自燃风险，且提供了喷射单元的更有效冷却。
本发明的其他优点如下：
以下的低风险：
- 热气体摄入；
- 喷射单元中的自燃；
- 热气体与混合器仓室之间的热声耦合；
因此，热气体与稀释空气的更好混合(相对于连续喷燃器过热的更大裕度、更低的NOx和CO)。
因此，本发明涉及一种燃气涡轮发动机或发电站的燃烧器布置，包括至少一个燃烧室、用于将空气或气体掺合至离开燃烧室的热气流的至少一个混合器布置。混合器布置适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在燃烧室的下游延伸，其中，混合器包括从混合器布置的侧壁指向内的多个喷射管，以用于掺合空气部分来至少冷却离开燃烧室的热气流。混合器布置应用于流自第一仓室的至少一定体积的稀释空气和流自第二仓室的至少一定体积的冷却空气。
流自第一仓室的稀释空气直接或间接地填充至少一个喷射管，由此，导致稀释空气流自燃气涡轮发动机或发电站的压缩机。
流自第二仓室的冷却空气用作对于热气流的内衬套的隙透冷却(effusioncooling)空气。
流自第二仓室的冷却空气直接或间接地填充至少一个喷射管，且冷却空气源自连续衬套的先前冷却，且冷却空气沿连接导管流动，该连接导管围绕热气流环形地设置。
燃料喷射器布置在混合器布置的出口处，由此，燃料喷射器由流自第一仓室的一些稀释空气冷却。
喷射管从热气流的内衬套指向内，且布置成在热气流的周向方向上具有规则或不规则的分隔，由此，喷射管具有圆柱形、圆锥形或准圆锥形形状。此外，混合器布置包括具有相等、相似、不同突出深度的沿热气流的多个喷射管排。此外，混合器布置的喷射管具有相等、相似、不同的截面。
单排的喷射管延伸至混合器的中心，且沿径向彼此相反布置。备选地，至少一个喷射管相对于热气流倾斜。
优选的备选方案包括的如下实施例，其中至少一个喷射管沿它们的突出深度具有多个喷射孔，以将正交地或准正交地流动的稀释空气喷射到热气流中。
此外，本发明涉及一种用于操作燃气涡轮发动机或发电站的燃烧器布置的方法，包括至少一个燃烧室、用于将空气或气体掺合至离开燃烧室的热气流的至少一个混合器。混合器布置适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在燃烧室的下游延伸，其中，混合器包括从混合器布置的侧壁指向内的多个喷射管，以用于掺合空气部分来至少冷却离开燃烧室的热气流。混合器布置应用于流自第一仓室的至少一定体积的稀释空气和流自第二仓室的至少一定体积的冷却空气。
此外，提出的混合器布置可作为阻尼器而操作，以减小热气体路径与混合器仓室之间的热声耦合。
附图说明
本公开(其性质及其优点)将在下文中借助于附图来更详细地描述。参看附图：
图1示出了具有用于掺合稀释空气或稀释气体的混合器布置的使用连续燃烧的通用燃气涡轮发动机；
图2示出了包括冷却空气和稀释空气的引入的燃气涡轮发动机的混合器布置；
图3示出了包括来自两个不同仓室的冷却空气和稀释空气的引入的燃气涡轮发动机的混合器布置；
图4示出了包括周向地安装且沿径向方向延伸的一系列喷射管的混合器的截面；
图5示出了混合器的另一截面。
参考标号列表
100 燃气涡轮
101 第一燃烧室
102 第二燃烧室
103 压缩机
104 燃烧器布置
105 涡轮
106 轴
107 排出气体
108 压缩空气
109 热气流，路径
110 流自第二仓室的稀释空气
110a 穿过管的稀释空气
110b 穿过隙透孔的稀释空气
110c 穿过燃料喷射器的稀释空气
110c' 来自燃料喷射器的稀释空气
111 连接导管
112 第一喷燃器
113 第二喷燃器
114a 喷射管
114b 喷射管
114c 喷射管
114d 喷射管
115 混合器布置
126 热气体入口
127 混合器出口
128 燃料喷射器
129 流自第一仓室的稀释空气
130a 第一部分
130b 第二部分
130b' 燃料喷射器的冷却程序
200 混合器布置
220 稀释空气流
221 进入热气流的稀释空气
222 混合器布置
223 喷射孔
224 喷射管
225 喷射管
L a-d 各种喷射孔的高度
H 环形稀释空气仓室的高度。
具体实施方式
图1概括地示出了具有根据本公开的连续燃烧器布置104的燃气涡轮发动机100。其包括压缩机103、燃烧器布置104和涡轮105。燃烧器布置104包括第一喷燃器112、第一燃烧室101，和混合器布置115，混合器布置115用于将稀释空气掺合到在操作期间离开第一燃烧室101的热气体109。在混合器布置115下游，燃烧器布置104还包括第二喷燃器113和第二燃烧室102。第一喷燃器112、第一燃烧室101、混合器115和第二喷燃器113和第二燃烧室102流体流动连接地连续布置。燃料可经由第一燃料喷射123引入第一喷燃器112中，与在压缩机103中压缩的压缩空气混合，且在第一燃烧室101中燃烧。稀释空气在随后的混合器布置115中掺合。附加的燃料可经由第二燃料喷射124引入第二喷燃器中，与离开混合器布置115的热气体109混合，且在第二燃烧室102中燃烧。离开第二燃烧室102的热气体109在随后的涡轮105中膨胀，从而做功。涡轮105和压缩机103布置在轴106上。离开涡轮105的排出气体107的余热可用于热回收蒸汽发生器或锅炉(未示出)中，以用于蒸汽生成。在这里所示的实例中，压缩机逸出气体作为稀释空气而被掺合。通常，压缩机逸出气体为压缩的环境空气108。对于具有烟道气体再循环(未示出)的燃气涡轮，压缩机逸出气体为环境空气和再循环烟道气体的混合物。通常，燃气涡轮系统包括发电机(未示出)，其联接到燃气涡轮100的轴106。
图2示出了根据现有技术水平的稀释空气混合器布置115。在该实例中，来自压缩机仓室的压缩气体在作为稀释空气流110的空气仓室的连接导管(未示出，但见WO 2014/063835)中沿燃烧器衬套被引导。从提到的连接导管开始，稀释空气流110的第一部分作为稀释空气110a经由具有各种长度La-d的喷射管114 a-d喷射到混合器中。此外，流动空气110的第二部分作为隙透空气110b经由沿混合器布置115的整个延伸范围设置的喷射孔125喷射到混合器中，即，从热气体入口126至混合器出口127，准确而言，到在下游布置的且得到冷却的110c'的燃料喷射器128。
各种随后设置的喷射管114 a-c的高度L a-d选择成使得确保喷射的稀释空气流110与离开第一燃烧室的热气体109的良好混合。
此外，混合器布置115包括从混合器布置的侧壁指向内的至少一组或更多组喷射管114 a-d，以用于掺合稀释空气110a来冷却离开第一燃烧室的热气体109。喷射管114 a-d沿混合器布置的侧壁周向地分布，且其中，喷射管具有通往混合器布置中心的圆柱形、圆锥形或准圆锥形形状。
例如，第一组喷射管具有进入热气流路径109中的第一突出深度，第二组第二喷射管具有第二突出深度，第三组第三喷射管具有第三突出，且第四组第四喷射管具有第四突出深度。混合器布置布置成使得稀释空气在操作期间掺合，来冷却热气体109。
此外，第一组喷射管的突出深度与最后一组相比可规则地增大或减小，由此沿相应组的喷射管的共同深度也是可能的。
此外，喷射管的数目可选择成使得相邻喷射管的引出开口之间的距离相似。在此背景下，类似可意味着具有较大穿透深度的组中的离开开口之间的距离为具有较小穿透深度的组的喷射管的引出开口之间的距离的一到三倍。引出开口之间的距离还可随喷射管的出口直径增大。例如，其可与出口直径成比例。
而且，混合器布置在热气流方向上包括至少一排喷射管，它们具有相等、相似或不同的突出深度，其中，混合器包括具有相等、相似或不同突出深度的在热气流方向上的多排喷射管。
至少一个喷射管组沿混合器布置的侧壁周向地分布，且具有相对于与流过混合器的热气体的主流动方向垂直的平面的交错设计，其中，交错可设计为相关喷射管的直径的0.1和3.5倍之间。
第一排喷射管的突出深度比第二排的突出深度更接近混合器布置的中心，然后，第二排的突出深度比第三排的突出深度更接近或更远离混合器的中心，其中，单排喷射管大致延伸至混合器的中心，且沿径向方向彼此相反地布置。
喷射管可沿它们的突出深度包括多个喷射孔，喷射孔用于将流动的稀释空气正交地或准正交地喷射到热气流中。此外，喷射管具有沿相应突出深度的一致或非一致的圆锥形梯度。
此外，喷射管可沿热气流方向以相对于热气体的流动方向的小于90°的角度倾斜，使得离开管的稀释空气在喷射位置处具有沿热气流的方向的流动分量。
图3示出了另一稀释空气混合器布置200。在该实例中，来自压缩机仓室的压缩气体在作为空气仓室的连接导管111中被沿燃烧器衬套引导，其中稀释空气流110在连续衬套冷却之后流动。稀释空气混合器布置200可布置成具有环形截面。对于环形稀释空气混合器布置，高度H对应于环形流动区段的外壁与环形流动区段的内壁的直径之间的差。
从提到的连接导管111开始，流动空气110的第一部分作为稀释空气110a经由具有各种长度La-d的至少一个喷射管组114a-d喷射到混合器布置中。此外，流动空气110的第二部分作为隙透空气110b经由沿混合器布置200的整个延伸范围设置的各种喷射孔125喷射到混合器布置中，即，从热气体入口126到混合器出口127，准确地说，到在下游布置的燃料喷射器128。
各种随后设置的喷射管114 a-c的高度L a-d选择成使得确保喷射的稀释空气流110与离开第一燃烧室的热气体109的良好混合。
此外，混合器布置115包括从混合器布置的侧壁指向内的至少一组或更多组喷射管114 a-d，以用于掺合稀释空气110a来冷却离开第一燃烧室的热气体109。喷射管114 a-d沿混合器布置的侧壁周向地分布，且其中，喷射管具有通往混合器布置中心的圆柱形、圆锥形或准圆锥形形状。
例如，第一组喷射管具有进入热气流路径109中的第一突出深度，第二组第二喷射管具有第二突出深度，第三组第三喷射管具有第三突出，且第四组第四喷射管具有第四突出深度。混合器布置布置成使得在操作期间掺合稀释空气来冷却热气体109。
此外，第一组喷射管的突出深度相比于最后一组可规则地增大或减小，由此沿相应组的喷射管的共同深度也是可能的。
此外，喷射管的数目可选择成使得相邻喷射管的引出开口之间的距离相似。在此背景下，类似可意味着具有较大穿透深度的组中的引出开口之间的距离为具有较小穿透深度的组的喷射管的引出开口之间的距离的一到三倍。引出开口之间的距离还可随喷射管的出口直径而增大。例如，其可与出口直径成比例。
而且，混合器布置在热气流方向上包括具有相等、相似或不同的突出深度的至少一排喷射管，其中，混合器包括具有相等、相似或不同的突出深度的在热气流方向上的多排喷射管。
至少一个喷射管组沿混合器布置的侧壁周向地分布，且具有相对于与流过混合器的热气体的主流动方向垂直的平面的交错设计，其中，交错可设计为相关喷射管的直径的0.1和3.5倍之间。
第一排喷射管的突出深度比第二排的突出深度更接近混合器布置的中心，然后，第二排的突出深度比第三排的突出深度更接近或更远离混合器的中心，其中，单排喷射管近似延伸至混合器的中心，且在径向方向上彼此相反地布置。
喷射管可沿它们的突出深度包括多个喷射孔，喷射孔用于将流动的稀释空气正交地或准正交地喷射到热气流中。此外，喷射管具有沿相应突出深度的一致或非一致的圆锥梯度。
而且，喷射管可沿热气流方向以相对于热气体流动方向的小于90°的角度倾斜，使得离开管的稀释空气在喷射位置处具有沿热气流的方向的流动分量。
稀释空气129中的一些可从具有完整Pk2和较低温度Tk2的上游压缩机仓室取得。该稀释空气129的第一部分130a被引导至至少一个喷射管组114a，但可考虑任何其他组合。提到的稀释空气129的第二部分130b冷却130b'燃料喷射器128。
图4示出了本发明的优选实施例的基准，其中，一系列喷射管224、225径向地安装，且由另一仓室供给稀释空气流220。在附图中，由第一燃烧器生成的热气流流过径向地设置的长喷射管224，和设置在中间的短喷射管225。长喷射管和短喷射管二者被朝混合器222的中心径向地引导，其中，长喷射管224几乎延伸至所提到的混合器的中心。喷射管224、225在混合器的周向方向上的设置均匀地提供，其中非均匀分布也是可能的。各喷射管224、25还配备有用于将流动的稀释空气221喷射到热气流109(见图4)中的大量喷射孔223。该混合器222的关键特征反映了此种喷射孔223沿喷射管224、225的相应径向延伸范围的良好分布，以便预先分配稀释空气流220且因此需要短得多的混合时间和长度。总之，特征为圆锥形或其他几何形状的喷射管布置成利用喷射到与页面正交的热气流中的稀释空气来覆盖整个截面面积。
图5示出了本发明的另一优选实施例的基准，其中一系列喷射管224径向地安装且由另一仓室供给稀释空气流220。在附图中，由第一燃烧器生成的热气流流过径向地设置的长喷射管224，长喷射管224具有一致的长度。因此，如图所示，喷射管224方向径向地朝向混合器222的中心，且它们几乎延伸到混合器的中心。喷射管224在混合器的周向方向上的设置均匀地提供，其中，非均匀分布也是可能的。各喷射管224还配备有用于将流动的稀释空气221喷射到热气流109(见图4)中的大量喷射孔223。该混合器222的关键特征反映了此种喷射孔223沿喷射管224的相应径向延伸范围的良好分布，以便预先分配稀释空气流220且因此需要短得多的混合时间和长度。总之，特征为圆锥形或其他几何形状的喷射管布置成利用喷射到与页面正交的热气流中的稀释空气来覆盖整个截面面积。所有喷射管拥有相同的长度。

Claims (14)

1.一种燃气涡轮发动机或发电站的燃烧器布置，包括至少一个燃烧室、用于将空气掺合至离开所述燃烧室的热气流的至少一个混合器布置，其中，所述混合器布置适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在所述燃烧室的下游延伸，其中，所述混合器布置包括从所述混合器布置的侧壁指向内的多个喷射管(114)，以用于掺合空气部分来至少冷却离开燃烧室的所述热气流，其特征在于，所述混合器布置(200、222)接收流自第一仓室的至少一部分稀释空气(129)和流自第二仓室的至少一部分冷却空气(110)，燃料喷射器(128)布置在所述混合器布置的出口处，其中所述多个喷射管(114)包括至少一个喷射管(114a)，来自所述第一仓室的所述稀释空气(129)的第一部分(130a)穿过所述至少一个喷射管(114a)供给到所述热气流路径中，所述稀释空气(129)的第二部分(130b)被供给穿过所述燃料喷射器，由此，所述燃料喷射器由所述稀释空气(129)的第二部分(130b)冷却。
2.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，所述稀释空气来自所述燃气涡轮发动机或发电站的压缩机。
3.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，流自所述第二仓室的所述冷却空气用作对于所述热气流(109)的内衬套的隙透冷却空气。
4.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，流自所述第二仓室的所述冷却空气直接地或间接地填充连接导管(111)内侧的至少一个喷射管(114 b-d)。
5.根据权利要求4所述的燃烧器布置，其特征在于，在所述连接导管(111)的内侧流动的冷却空气来自连续衬套的先前冷却。
6.根据权利要求5所述的燃烧器布置，其特征在于，流自所述第二仓室的所述冷却空气(110)沿所述连接导管(111)流动，所述连接导管(111)围绕所述热气流(109)环形地设置。
7.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，所述多个喷射管(114)从所述热气流的内衬套指向内，且布置成在所述热气流的周向方向上具有规则或不规则的分隔。
8.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，所述多个喷射管(114)具有圆柱形、圆锥形或准圆锥形形状。
9.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，所述混合器布置(200、222)包括具有相等或不同突出深度的沿所述热气流的多个喷射管排，其中，所述多个喷射管排沿所述混合器布置的侧壁周向地分布并且朝向所述混合器布置的中心延伸。
10.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，所述混合器布置(200、222)的多个喷射管具有相等或不同的截面。
11.根据权利要求9所述的燃烧器布置，其特征在于，所述多个喷射管排中的单排的所述喷射管延伸至所述混合器布置的中心，且在径向方向上彼此相反地布置。
12.根据权利要求1所述的燃烧器布置，其特征在于，至少一个喷射管相对于所述热气流倾斜。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的燃烧器布置，其特征在于，至少一个喷射管沿它们的突出深度具有多个喷射孔，所述喷射孔用于将流动的稀释空气正交或准正交地喷射到所述热气流中。
14.一种用于操作燃气涡轮发动机或发电站的燃烧器布置的方法，包括至少一个燃烧室、用于将空气掺合至离开所述燃烧室的热气流的至少一个混合器布置，其中，所述混合器布置适于在热气流路径中引导燃烧气体，该热气流路径在所述燃烧室的下游延伸，其中，所述混合器布置包括从所述混合器布置的侧壁指向内的多个喷射管(114)，以用于掺合空气部分来至少冷却离开燃烧室的所述热气流，其特征在于，所述混合器布置(200、222)接收流自第一仓室的至少一部分稀释空气(129)和流自第二仓室的至少一部分冷却空气(110)，燃料喷射器(128)布置在所述混合器布置的出口处，其中所述多个喷射管(114)包括至少一个喷射管(114a)，来自所述第一仓室的所述稀释空气(129)的第一部分(130a)穿过所述至少一个喷射管(114a)供给到所述热气流路径中，所述稀释空气(129)的第二部分(130b)被供给穿过所述燃料喷射器，由此，所述燃料喷射器由所述稀释空气(129)的第二部分(130b)冷却。
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