CN107575889B - 燃气轮机的燃料喷嘴 - Google Patents
燃气轮机的燃料喷嘴 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107575889B CN107575889B CN201710792497.9A CN201710792497A CN107575889B CN 107575889 B CN107575889 B CN 107575889B CN 201710792497 A CN201710792497 A CN 201710792497A CN 107575889 B CN107575889 B CN 107575889B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- guide
- gas turbine
- fuel nozzle
- central body
- guide cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
本发明公开了一种燃气轮机的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括中心体、套罩、端板和导流筒，所述套罩具有第一端和第二端，所述套罩套设在所述中心体上，所述套罩与所述中心体之间形成环形通道，所述环形通道内设有旋流器，所述套罩上设有进气槽孔；所述端板设在所述套罩的第一端且套在所述中心体上；所述导流筒上设有多个开孔，所述导流筒位于所述环形通道内且位于所述套罩的第一端和所述旋流器之间，所述导流筒套设在所述中心体上且与所述中心体和所述套罩间隔开。本发明的燃气轮机的燃料喷嘴的有效面积大，方便调整空气均匀性，以降低空气流动的损失，提高整机性能。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，具体地涉及一种燃气轮机的燃料喷嘴。
背景技术
燃气轮机中，空气经压气机压缩成高压空气从扩压器进入燃烧室内，在燃烧室头部折转后进入燃烧室头部的喷嘴，在喷嘴中与燃料进行混合，然后进入火焰筒内燃烧。然而，高压空气在燃烧室头部折转，会损失较大的流动压力，流动不均匀，绝大部分空气流向喷嘴的中心，喷嘴内部在径向上邻近外侧位置空气流量较低，影响喷嘴内的空气均匀性，进而影响喷嘴内部空气与燃料的混合，增加了污染物排放以及导致回火熄火等风险。
相关技术中，在喷嘴的前端设有整流孔板，整流孔板内设有导流筒，导流筒引导气流进入不同的径向通道，通过整流孔板上的孔控制进入不同径向通道内的气流量。然而，该种结构需进入喷嘴内的空气完全经过整流孔板，而整流孔板的有效面积相对较小，空气流动的损失大，影响燃气轮机整机性能。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明旨在提出一种燃气轮机的燃料喷嘴，该燃料喷嘴的有效面积相对较大，便于调节空气流量，从而降低空气的流动损失，提高燃气轮机整机性能。
根据本发明实施例的燃气轮机的燃料喷嘴包括：中心体、套罩、端板和导流筒，所述套罩具有第一端和第二端，所述套罩套设在所述中心体上，所述套罩与所述中心体之间形成环形通道，所述环形通道内设有旋流器，所述套罩上设有进气槽孔；所述端板设在所述套罩的第一端且套在所述中心体上；所述导流筒上设有多个开孔，所述导流筒位于所述环形通道内且设在所述套罩的第一端和所述旋流器之间，所述导流筒套设在所述中心体上且分别与所述中心体和所述套罩间隔开。
根据本发明实施例的燃气轮机的燃料喷嘴，通过在套罩上开设进气槽孔，增大了有效面积，通过在导流筒上设置多个开孔，可以控制环形通道内的空气流量，从而降低空气的流动损失，提高燃气轮机整机性能。
在一些实施例中，所述进气槽孔与所述导流筒相对。
在一些实施例中，所述导流筒安装在所述端板上。
在一些实施例中，所述导流筒为多个，多个所述导流筒依次套设且相邻两个所述导流筒沿该导流筒的径向彼此间隔开。
在一些实施例中，多个所述导流筒同轴布置。
在一些实施例中，所述导流筒为两个且包括内层导流筒和套设在所述内层导流筒上的外层导流筒。
在一些实施例中，所述进气槽孔为多个，多个所述进气槽孔沿所述套罩的周向均匀间隔布置。
在一些实施例中，所述开孔沿所述导流筒的周向均匀间隔布置成多行，每一行内的开孔沿所述导流筒的轴向排列且彼此间隔开。
在一些实施例中，所述环形通道包括邻近所述旋流器且径向尺寸变小的收缩部。
在一些实施例中，所述套罩的内径在邻近所述旋流器的位置向内收缩5～10mm以形成所述收缩部。
在一些实施例中，所述中心体的外径在邻近所述旋流器的位置向外扩张2～6mm以形成所述收缩部。
在一些实施例中，所述中心体的第一端穿过所述端板从所述套罩的第一端伸出，所述中心体的第二端位于所述套罩内。
在一些实施例中，所述导流筒包括渐缩段和恒径段，所述渐缩段的内径沿从所述导流筒的第一端朝向所述恒径段的方向逐渐减小。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的燃气轮机的燃料喷嘴的整体示意图；
图2是根据本发明的实施例的燃气轮机的燃料喷嘴的剖面图；
附图标记：
燃气轮机的燃料喷嘴100，中心体1，套罩2，第一端21，第二端22，端板3，导流筒4，内层导流筒41，外层导流筒42，环形通道5，第一子环形通道51，第二子环形通道52，第三子环形通道53，旋流器6，进气槽孔7，开孔8，燃料通道9，安装法兰10。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示，根据本发明实施例的燃气轮机的燃料喷嘴100包括：中心体1、套罩2、端板3和导流筒4。
套罩2具有第一端21(例如图2中的左端)和第二端22(例如图2中的右端)。套罩2套设在中心体1上且彼此在径向上间隔开，从而在套罩2与中心体1之间形成环形通道5，环形通道5内设有旋流器6，套罩2上设有进气槽孔7。
端板3设在套罩2的第一端21且套在中心体1上，以盖住环形通道5的第一端(例如图2中的左端)，换言之，端板3设置在套罩2与中心体3之间并盖住套罩2和中心体3形成的环形通道5的左端。
导流筒4上设有多个开孔8，导流筒4位于环形通道5内且设在套罩2的第一端21和旋流器6之间，导流筒4套设在中心体1上且分别与中心体1和套罩2沿径向(例如图2中的上下方向)间隔开。换言之，导流筒4与套罩2之间形成长度等于导流筒4的长度的一个子环形通道，导流筒4与中心体1之间形成长度等于导流筒4的长度的另一个子环形通道，以便从进气槽孔7进入的空气分别进入不同的子环形通道，从而提高空气流动的均匀性。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
根据本发明实施例的燃气轮机的燃料喷嘴，通过在套罩上开设进气槽孔，增大了有效面积，通过在导流筒上开设多个开孔，可控制每个子环形通道中每个内的空气流量，从而降低空气的流动损失，提高燃气轮机整机性能。
如图1和图2所示，在一些实施例中，进气槽孔7与导流筒4相对，这里，术语“相对”是指进气槽孔7形成在罩体2上与导流筒4对着的区域内，在燃气轮机的燃料喷嘴的径向投影上，进气槽孔7的投影位于导流筒4的投影内，例如，在图2中，当从径向看时，进气槽孔7在轴向上不超出导流筒4的区域，由此便于导流筒4对通过进气槽孔7进入环形通道5内的空气在径向上进行分层导流，提高整流效果。可以理解的是，本发明并不限于此，例如，一部分进气槽孔7或者一个进气槽孔7的一部分在轴向上可以超出导流筒4。
在一些实施例中，导流筒4安装在端板3上，端板3可以安装在中心体1上且与套罩2相连，例如，端板3与套罩2的第一端可以焊接或一体形成，端板3与中心体1之间密封，例如端板3可以与中心体1焊接或螺纹连接。导流筒4可以焊接或可拆卸地安装在端板3上，当然，导流筒4也可以通过另外的安装支架安装在环形通道5内。
在一些实施例中，如图1和2所示，导流筒4为多个，多个导流筒4依次套设且相邻两个导流筒4沿该导流筒4的径向彼此间隔开。换言之，多个导流筒4沿径向依次套在一起，从而环形通道5的一部分(与导流筒4对应的部分)被分为多个子环形通道，即最外层的导流筒4与套罩2之间的最外子环形通道，最内层导流筒4与中心体1之间的最内子环形通道，以及相邻导流筒4之间的一个或多个中间子环形通道。由此，进一步提高整流效果。
在图1和图2所示的示例中，导流筒4为两个：内层导流筒41和套设在内层导流筒41上的外层导流筒42。由此，内层导流筒41与中心体1之间形成第一子环形通道51、内层导流筒41与外层导流筒42之间形成第二子环形通道52，外层导流筒42与套罩2之间形成第三子环形通道53。当然，导流筒4的数量可以根据具体应用选择。
在设置多个导流筒4的情况下，最外层导流筒安装在端板3上，与最外层导流筒相邻的导流筒可以安装在最外层导流筒内且该相邻的导流筒的左端相对于最外层导流筒的左端向右移位，换言之，该相邻导流筒的左端未与最外层导流筒的左端对齐。然后，该相邻导流筒内的导流筒的左端依次向右移位。简言之，相邻两个导流筒，内层的导流筒的左端相对于外层的导流筒的左端向右移位。优选地，内层的导流筒的左端成喇叭状，以便通过将内层的导流筒的左端固定在外层的导流筒的内壁上而将内层的导流筒安装在外层的导流筒内。
在一些实施例中，优选地，多个导流筒4同轴，进一步优选地，多个导流筒4，套罩2和中心体1彼此同轴布置。
在一些实施例中，进气槽孔7可以为多个，多个进气槽孔7沿套罩2的周向均匀间隔布置，以便于外部空气在套罩2的第一端部从四周通过进气槽孔7均匀进入环形通道5内。如图1和2所示，在套罩2的左端部的周向上形成一圈进气槽孔7，即，在套罩2的轴向上一个进气槽孔7构成一排。可以理解的是，在轴向上，每一排可以具有多个进气槽孔7，相邻进气槽孔7彼此间隔开。此外，如图1和2所示，进气槽孔7为长圆形孔，本发明并不限于此，进气槽孔7例如可以椭圆形孔。
在一些实施例中，开孔8沿导流筒4的周向均匀间隔布置成多行，每一行内的开孔8沿导流筒4的轴向排列且彼此间隔开，由此可以有效的控制进入不同的子环形通道内的空气流量。
在一些实施例中，环形通道5包括邻近旋流器6且径向尺寸变小的收缩部。换言之，环形通道5在邻近旋流器6的位置其径向尺寸变小形成收缩部，通过该收缩部，可以在邻近旋流器6的位置使环形通道5内的气流加速，保证环形通道5在邻近旋流器6的位置的气体流量，降低回火风险。
在一些可选的实施例中，套罩2的内径在邻近旋流器6的位置向内收缩5～10mm以形成收缩部。在另一些可选的实施例中，中心体1的外径在邻近旋流器6的位置向外扩张2～6mm以形成收缩部。
在一些实施例中，中心体1的第一端(例如图2中的左端)穿过端板3从套罩2的第一端伸出，中心体1的第二端(例如图2中的右端)位于套罩2内。
在一些实施例中，导流筒3包括渐缩段和恒径段，渐缩段的内径沿从导流筒3的第一端(例如图2中的左端)朝向恒径段的方向逐渐减小。换言之，渐缩段的内径从左向右逐渐减小，以引导空气进入恒径段，提高空气流动的均匀性。
在一些实施例中，中心体1内设有燃料通道9，燃料通道9内的燃料适于通过旋流器6喷入环形通道5内以与环形通道5内的空气混合，燃料通道可以如图2中所示的沿中心体1的轴向延伸。
在一些实施例中，中心体1的第一端设有安装法兰10，例如，图2中所示的中心体1的左端设有安装法兰10，以便于将燃气轮机的燃料喷嘴100安装于在燃气轮机的燃烧室内。
下面参考图1和图2描述根据本发明具体示例的燃气轮机的燃料喷嘴。
如图1-2所示，燃气轮机的燃料喷嘴100包括中心体1、套罩2、端板3、导流筒4和安装法兰10。中心体1、套罩2和导流筒4的横截面均为圆环形。
套罩2具有第一端(左端)21和第二端(右端)22。套罩2套设在中心体1上，套罩2与中心体1之间形成环形通道5，环形通道5内设有旋流器6，套罩2上设有沿套罩2的周向均匀间隔布置的多个进气槽孔7。
端板3设在套罩2的左端，用于封闭环形通道5的左端，端板3的外周缘与套罩2的左端面的外周缘平齐，端板3例如焊接到套罩2的左端，端板3具有中心孔，中心体1穿过端板3的中心孔，端板3与中心体1也可以焊接。
导流筒4与进气槽孔7相对且包括内层导流筒41和同轴套在内层导流筒41外面的外层导流筒42。内层导流筒41和外层导流筒42设在环形通道5内且位于套罩2的左端和旋流器6之间。内层导流筒41和外层导流筒42可以安装到端板3上，例如焊接到端板3上。内层导流筒41套设在中心体1上且与中心体1间隔开，内层导流筒41和外层导流筒42间隔开，外层导流筒42和套罩2间隔开以在径向方向上从内向外依次形成第一子环形通道51、第二子环形通道52和第三子环形通道53，从进气槽孔7进入的空气可以分别进入不同的子环形通道，以提高空气流动均匀性。
内层导流筒41和外层导流筒42上均设有多个开孔8，开孔8沿导流筒4的周向均匀间隔布置成多行，每一行内的开孔8沿导流筒4的轴向排列且彼此间隔开，以控制进入不同的子环形通道内的空气流量。
环形通道5包括邻近旋流器6且径向尺寸变小的收缩部。
中心体1的左端穿过端板3从套罩2的左端伸出，中心体1的右端位于套罩2内。中心体1的左端设有安装法兰10，以便于燃气轮机的燃料喷嘴安装于在燃气轮机的燃烧室内。中心体1内设有沿中心体1的轴向方向延伸的燃料通道9，燃料通道9内的燃料通过旋流器6喷入环形通道5内以与环形通道5内的空气混合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，包括：
中心体；
套罩，所述套罩具有第一端和第二端，所述套罩套设在所述中心体上，所述套罩与所述中心体之间形成环形通道，所述环形通道内设有旋流器，所述套罩上设有进气槽孔；
端板，所述端板设在所述套罩的第一端且套在所述中心体上；
导流筒，所述导流筒上设有多个开孔，所述导流筒位于所述环形通道内且设在所述套罩的第一端和所述旋流器之间，所述导流筒套设在所述中心体上且分别与所述中心体和所述套罩间隔开，在燃气轮机的燃料喷嘴的径向投影上，所述进气槽孔的投影位于所述导流筒的投影内，所述导流筒为多个，多个所述导流筒依次套设且相邻两个所述导流筒沿该导流筒的径向彼此间隔开，位于最外层导流筒上所述开孔的横截面积大于位于最内层导流筒上所述开孔的横截面积。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述进气槽孔与所述导流筒相对。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述导流筒安装在所述端板上。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，多个所述导流筒同轴布置。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述导流筒为两个且包括内层导流筒和套设在所述内层导流筒上的外层导流筒。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述进气槽孔为多个，多个所述进气槽孔沿所述套罩的周向均匀间隔布置。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述开孔沿所述导流筒的周向均匀间隔布置成多行，每一行内的开孔沿所述导流筒的轴向排列且彼此间隔开。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述环形通道包括邻近所述旋流器且径向尺寸变小的收缩部。
9.根据权利要求8所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述套罩的内径在邻近所述旋流器的位置向内收缩5～10mm以形成所述收缩部。
10.根据权利要求8所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述中心体的外径在邻近所述旋流器的位置向外扩张2～6mm以形成所述收缩部。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述中心体的第一端穿过所述端板从所述套罩的第一端伸出，所述中心体的第二端位于所述套罩内。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的燃气轮机的燃料喷嘴，其特征在于，所述导流筒包括渐缩段和恒径段，所述渐缩段的内径沿从所述导流筒的第一端朝向所述恒径段的方向逐渐减小。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710792497.9A CN107575889B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 燃气轮机的燃料喷嘴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710792497.9A CN107575889B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 燃气轮机的燃料喷嘴 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107575889A CN107575889A (zh) | 2018-01-12 |
| CN107575889B true CN107575889B (zh) | 2023-05-16 |
Family
ID=61029843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710792497.9A Active CN107575889B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 燃气轮机的燃料喷嘴 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107575889B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113803744B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-10 | 中国联合重型燃气轮机技术有限公司 | 燃烧室入料装置及入料系统 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA993667A (en) * | 1973-07-27 | 1976-07-27 | General Motors Corporation | Combustion apparatus for gas turbine engines |
| DE10048864A1 (de) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Rolls Royce Deutschland | Brennkammerkopf für eine Gasturbine |
| EP2162681B1 (de) * | 2007-07-09 | 2016-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbinenbrenner |
| US7921653B2 (en) * | 2007-11-26 | 2011-04-12 | General Electric Company | Internal manifold air extraction system for IGCC combustor and method |
| US8671691B2 (en) * | 2010-05-26 | 2014-03-18 | General Electric Company | Hybrid prefilming airblast, prevaporizing, lean-premixing dual-fuel nozzle for gas turbine combustor |
| US20120111013A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-10 | General Electric Company | System for directing air flow in a fuel nozzle assembly |
| US9423132B2 (en) * | 2010-11-09 | 2016-08-23 | Opra Technologies B.V. | Ultra low emissions gas turbine combustor |
| JP5653774B2 (ja) * | 2011-01-27 | 2015-01-14 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
| CN204176684U (zh) * | 2014-09-26 | 2015-02-25 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 燃气轮机燃烧室双环型预混燃料喷嘴 |
| CN204513457U (zh) * | 2014-12-08 | 2015-07-29 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种燃气轮机燃烧室分级进气喷嘴 |
| CN204438185U (zh) * | 2014-12-19 | 2015-07-01 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种燃烧室导流衬套 |
| US9982892B2 (en) * | 2015-04-16 | 2018-05-29 | General Electric Company | Fuel nozzle assembly including a pilot nozzle |
| CN105042638B (zh) * | 2015-06-25 | 2017-04-19 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种双油路三气路多旋流空气雾化喷嘴结构 |
| CN207365100U (zh) * | 2017-09-05 | 2018-05-15 | 中国联合重型燃气轮机技术有限公司 | 燃气轮机的燃料喷嘴 |
-
2017
- 2017-09-05 CN CN201710792497.9A patent/CN107575889B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107575889A (zh) | 2018-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3282191B1 (en) | Pilot premix nozzle and fuel nozzle assembly | |
| CN105371300B (zh) | 用于燃气涡轮发动机的燃烧器的下游喷嘴以及延迟贫喷射器 | |
| RU2478878C2 (ru) | Система впрыскивания смеси воздуха с топливом в камеру сгорания газотурбинного двигателя | |
| US20090173074A1 (en) | Integrated fuel nozzle ifc | |
| US20080276622A1 (en) | Fuel nozzle and method of fabricating the same | |
| EP2206956A2 (en) | Methods and Systems to Enhance Flame Holding in a Gas Turbine Engine | |
| KR101906080B1 (ko) | 연소기 및 가스 터빈 | |
| CN106524222A (zh) | 燃气轮机燃烧器 | |
| US20110173983A1 (en) | Premix fuel nozzle internal flow path enhancement | |
| CN206973617U (zh) | 先导预混合喷嘴和燃料喷嘴组件 | |
| RU2010146228A (ru) | Горелка | |
| EP2933560B1 (en) | Method for premixing air with a gaseous fuel and burner arrangement for conducting said method | |
| CN107575889B (zh) | 燃气轮机的燃料喷嘴 | |
| EP2515041B1 (en) | Fuel Nozzle And Method For Operating A Combustor | |
| CN107620980B (zh) | 燃气轮机的整流器 | |
| US20180163968A1 (en) | Fuel Nozzle Assembly with Inlet Flow Conditioner | |
| CN107620983B (zh) | 燃料喷嘴 | |
| CN110651154B (zh) | 燃烧器及具备该燃烧器的燃气涡轮 | |
| CN108869041B (zh) | 用于燃气轮机的前端转向勺状件 | |
| US11906165B2 (en) | Gas turbine nozzle having an inner air swirler passage and plural exterior fuel passages | |
| CN107620984B (zh) | 燃气轮机的燃料喷嘴 | |
| CN107702147B (zh) | 燃气轮机的燃料喷嘴 | |
| CN107655033B (zh) | 燃料喷嘴和整流器 | |
| JP5766444B2 (ja) | 燃焼器およびガスタービン | |
| EP2597373A2 (en) | Swirler Assembly with Compressor Discharge Injection to Vane Surface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |