CN117073010A - 一种燃气轮机燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气轮机燃烧室，通过在外壳组件内设置整流部件、燃烧室头部和火焰筒并形成位于之间的进气通道；并在燃烧室头部的燃烧面设置若干凸起燃烧喷嘴形成类似山丘型布局，在凸起燃烧喷嘴的顶部区域和相邻凸起燃烧喷嘴形成的底部区域设置空气出口，并设置空气通路结构连通各个空气出口与整流部件的内腔；并在凸起燃烧喷嘴的环带状腰部区域设置燃料出口，并设置燃料通路结构连通至进料组件。本实施例的燃烧室的燃料出口射出的燃料与空气出口射出的空气交错可有效保证燃料充分均匀掺混效果，并且，凸起燃烧喷嘴的设置可大大提高燃烧室头部的有效面积，在不增加火焰筒直径尺寸的前提下可以大大提高燃烧室的热能量密度。

Description

一种燃气轮机燃烧室

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧室技术领域，尤其涉及一种燃气轮机燃烧室。

背景技术

当前发电用燃气轮机的主要燃料主要来自于天然气等化石能源。为满足污染物排放要求，燃气轮机OEM厂商根据天然气燃料的燃烧特性，选择了贫燃干式低NOx燃烧技术路线。然而，在未来能源结构中，氢能作为一种来源丰富、有广泛应用前景的绿色清洁能源，能帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能。因此氢燃气轮机作为未来新型电力系统的主要设备，将在未来能源系统中发挥重要作用。由于氢气的物理性质和燃烧特性与天然气存在较大的差异，燃料的火焰传播速度和火焰延迟时间等特性显著改变，现有成熟的燃烧系统极易产生自然、热声震荡和回火等情况，无法直接应用于氢燃料的低排放燃烧。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种燃气轮机燃烧室，以解决现有燃烧室系统无法燃用富氢、纯氢燃料的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种燃气轮机燃烧室，包括：

外壳组件，所述外壳组件轴向上的两端分别设有第一开口和第二开口；

所述外壳组件的内腔沿轴向依次设置有整流部件和火焰筒，燃烧室头部布置于所述整流部件与所述火焰筒的连接处，所述整流部件连接于所述第一开口；所述外壳组件的内腔壁面与所述整流部件和所述火焰筒之间配合形成进气通道，所述进气通道的进气端位于所述第二开口处，所述进气通道的输出端与所述整流部件的空气进口连通；

所述燃烧室头部朝向所述整流部件的面为进气面，所述燃烧室头部朝向所述火焰筒的面为燃烧面；所述燃烧面上设有若干凸起燃烧喷嘴，所述凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域；所述顶部区域和/或所述底部区域内设有至少一个空气出口；每一所述环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口；所述燃烧室头部内设有连通各个所述空气出口并贯穿至所述进气面的空气通路结构，所述燃烧室头部内设有连通各个所述燃料出口并贯穿至所述进气面的燃料通路结构；

进料组件，所述进料组件的燃料输出端连通外部燃料供应部，所述进料组件的燃料输出端连通至所述燃料通路结构的输入端；

其中，每一所述燃料出口的射流路径均相交于至少一个所述空气出口的射流路径。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述空气出口包括设于每一所述顶部区域的至少一个顶部空气出口，以及，环绕设于每一所述凸起燃烧喷嘴的所述底部区域内的若干底部空气出口。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述凸起燃烧喷嘴的形状为三角锥或四角锥或圆锥或半球形。

本发明的燃气轮机燃烧室，若干所述凸起燃烧喷嘴阵列布置于所述燃烧面形成凸起阵列，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间贴合设置。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述空气出口还包括环绕且间隔设置于所述凸起阵列的若干外圈空气出口，所述外圈空气出口连通所述空气通路结构。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述空气通路结构为沿轴向穿设于所述燃烧室头部并分别与所述顶部空气出口、所述底部空气出口和所述外圈空气出口连通的轴向空气通孔。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述燃料通路结构包括至少一个燃料进口、若干燃料主支路和若干燃料分支路；

所述燃料进口开设于所述进气面上；

所述燃料主支路开设于所述燃烧室头部内，且各个所述燃料主支路的两端分别连通对应的所述燃料进口和各个所述凸起燃烧喷嘴；

所述燃料分支路开设于所述凸起燃烧喷嘴内，且各个所述燃料分支路的两端分别连通对应的所述燃料主支路和各个所述燃料出口。

本发明的燃气轮机燃烧室，以所述燃烧室头部的中心为轴线，各个所述凸起燃烧喷嘴沿其径向向外形成若干层环状凸起燃烧喷嘴群组，或者，各个所述凸起燃烧喷嘴沿其环向形成若干扇状凸起燃烧喷嘴群组；

所述燃料进口的数量与所述环状凸起燃烧喷嘴群组或所述扇状凸起燃烧喷嘴群组的数量相同，且一一对应；每一所述环状凸起燃烧喷嘴群组或所述扇状凸起燃烧喷嘴群组内的所述凸起燃烧喷嘴对应的所述燃料主支路均连通至对应的所述燃料进口。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述燃料进口沿轴向在所述燃烧面上的投影间隔且环绕各个所述凸起燃烧喷嘴形成的凸起阵列；

所述进料组件包括主燃料管路和若干分燃料管路；

所述主燃料管路的输入端用于连通外部燃料供应端，所述主燃料管路的输出端分别连通所述分燃料管路的输入端，所述分燃料管路的输出端分别连通对应的所述燃料进口。

本发明的燃气轮机燃烧室，所述火焰筒远离所述燃烧室头部的一侧设有若干连通所述进气通道的掺混通孔。

本发明的一种燃气轮机燃烧室，包括：

外壳组件，所述外壳组件轴向上的两端分别设有第一开口和第二开口；

所述外壳组件的内腔沿轴向设置有火焰筒，燃烧室头部布置于所述火焰筒朝向所述第一开口的一侧；所述燃烧室头部朝向所述第一开口的面为进气面，所述燃烧室头部朝向所述火焰筒的面为燃烧面；所述外壳组件的内腔壁面与所述火焰筒之间配合形成进气通道，所述进气通道的进气端位于所述第二开口处，所述进气通道的输出端与所述进气面连通；

所述燃烧面上设有若干间隔布置的燃烧喷嘴组合体；每一所述燃烧喷嘴组合体均包括若干凸起燃烧喷嘴，所述凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域；所述顶部区域和/或所述底部区域内设有至少一个空气出口；每一所述环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口；所述燃烧室头部内设有连通各个所述空气出口并贯穿至所述进气面的空气通路结构，所述燃烧室头部内设有连通各个所述燃料出口并贯穿至所述进气面的燃料通路结构；

若干进料组件，所述进料组件的燃料输出端分别连通外部燃料供应部，所述进料组件的燃料输出端分别连通至各个所述燃烧喷嘴组合体的所述燃料通路结构的输入端；

其中，每一所述燃料出口的射流路径均相交于至少一个所述空气出口的射流路径。

本发明的一种燃气轮机燃烧室，包括：

火焰筒内壁，所述火焰筒内壁轴向上的两端分别为第一开口和第二开口；火焰筒外壁，套设于所述火焰筒内壁；且所述火焰筒外壁与火焰筒内壁之间设有环形燃烧室头部；所述环形燃烧室头部朝向所述第一开口的面为进气面，所述环形燃烧室头部朝向所述第二开口的面为燃烧面；所述火焰筒内壁的内腔和所述火焰筒外壁的外侧均为进气通道，所述进气通道的输出端与所述进气面连通；

所述燃烧面上设有若干沿周向间隔布置的燃烧喷嘴组合体；每一所述燃烧喷嘴组合体均包括若干凸起燃烧喷嘴，所述凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域；所述顶部区域和/或所述底部区域内设有至少一个空气出口；每一所述环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口；所述燃烧室头部内设有连通各个所述空气出口并贯穿至所述进气面的空气通路结构，所述燃烧室头部内设有连通各个所述燃料出口并贯穿至所述进气面的燃料通路结构；

若干进料组件，所述进料组件的燃料输出端分别连通外部燃料供应部，所述进料组件的燃料输出端分别连通至各个所述燃烧喷嘴组合体的所述燃料通路结构的输入端；

其中，每一所述燃料出口的射流路径均相交于至少一个所述空气出口的射流路径。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

一、本发明一实施例通过在外壳组件内设置整流部件、燃烧室头部和火焰筒并形成位于之间的进气通道；并在燃烧室头部的燃烧面设置若干凸起燃烧喷嘴形成类似山丘型布局，在凸起燃烧喷嘴的顶部区域和相邻凸起燃烧喷嘴形成的底部区域设置空气出口，并设置空气通路结构连通各个空气出口与整流部件的内腔；并在凸起燃烧喷嘴的环带状腰部区域设置燃料出口，并设置燃料通路结构连通至进料组件。本实施例的燃烧室的燃料出口射出的燃料与空气出口射出的空气交错可有效保证燃料充分均匀掺混效果，并且，凸起燃烧喷嘴的设置可大大提高燃烧室头部的有效面积，相比于传统的平面形式，可增加70％以上的有效面积。进一步地，燃烧室头部有效面积的增加，有助于布置更多的燃烧喷嘴单元，这样在不增加火焰筒直径尺寸的前提下可以大大提高燃烧室的热能量密度。

二、本实施例多个凸起燃烧喷嘴的设置，有助于在相邻凸起燃烧喷嘴之间的底部区域形成一个回流区，提高停留时间，增强燃料和空气的混合效果。

三、本实施例将空气出口布置在凸起燃烧喷嘴的顶部和根部，燃料出口布置在凸起燃烧喷嘴的腰部，这样空气和燃料通道交错分布，有助于二者交叉充分掺混，提高混合效果。

四、本实施例相邻凸起燃烧喷嘴之间的底部区域的空气气流可将燃料与空气的混合物推离燃烧室头部壁面，有效防止因回火导致头部壁面温度过高而影响燃烧室部件寿命和安全。

附图说明

图1为本发明的燃气轮机燃烧室的剖视图；

图2为本发明的燃气轮机燃烧室的燃烧室头部的上游视图；

图3为本发明的燃气轮机燃烧室的燃烧室头部的下游视图；

图4为本发明的燃气轮机燃烧室的燃烧室头部的另一下游视图；

图5为本发明的燃气轮机燃烧室的燃料出口与空气出口的示意图；

图6为本发明的燃气轮机燃烧室的轴向空气通孔与燃料分支路的示意图；

图7为本发明的喷嘴应用在环管型燃气轮机燃烧室上的示意图；

图8为本发明的喷嘴应用在环型燃气轮机燃烧室上的示意图。

附图标记说明：1、燃烧室端盖；2、燃烧室机匣；3、火焰筒；3-1、整流部件；3-2、气膜冷却孔；3-3、掺混通孔；4、主燃料管路；4-1、分燃料管路；5、燃烧室头部；5-1、轴向空气通孔；5-2、燃料分支路；5-3、空气出口；5-4燃料出口；6、燃烧喷嘴组合体；7、火焰筒内壁；8、过渡段；9、火焰筒外壁。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种燃气轮机燃烧室作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例一

参看图1至图6，在一个实施例中，一种燃气轮机燃烧室，包括外壳组件、整流部件3-1、燃烧室头部5、火焰筒3和进料组件。

外壳组件轴向上的两端分别设有第一开口和第二开口。外壳组件的内腔沿轴向依次设置有整流部件3-1、燃烧室头部5和火焰筒3，整流部件3-1连接于第一开口。外壳组件的内腔壁面与整流部件3-1、燃烧室头部5和火焰筒3之间配合形成进气通道，进气通道的进气端位于第二开口处，进气通道的输出端与整流部件3-1的空气进口连通。

设定燃烧室头部5朝向整流部件3-1的面为进气面，燃烧室头部5朝向火焰筒3的面为燃烧面。该燃烧面上设有若干凸起燃烧喷嘴，凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域。顶部区域和/或底部区域内则是设有若干空气出口5-3；每一环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口。并且，燃烧室头部5内设有连通各个空气出口5-3并贯穿至进气面的空气通路结构(进气通道进入整流部件3-1内的空气可经由该空气通路结构输出至各个空气出口5-3并进行射出)；

燃烧室头部5内设有连通各个燃料出口并贯穿至进气面的燃料通路结构。进料组件的燃料输出端连通外部燃料供应部，进料组件的燃料输出端连通至燃料通路结构的输入端，并经由该燃料通路结构输送至各个燃料出口进行射出。

其中，每一燃料出口的射流路径均相交于至少一个空气出口5-3的射流路径(凸起燃烧喷嘴的腰部必然存在倾斜或垂直于燃烧面的部分，燃料出口即可设置在该部分，燃料出口法向角度可以与腰部的坡面垂直，也可以呈一定倾斜度，从而实现燃料出口的燃料射流与空气出口5-3的射流空气交错混合)。

进一步地，上述的空气出口5-3为设于每一顶部区域的至少一个顶部空气出口，以及，设于每一凸起燃烧喷嘴的底部区域内环绕布置的若干底部空气出口(即燃料出口设置在顶部空气出口与底部空气出口围绕形成的环状区域内)。燃料出口的射流路径则是优选设置为相较于至少一个底部空气出口。

本实施例通过在外壳组件内设置整流部件3-1、燃烧室头部5和火焰筒3并形成位于之间的进气通道；并在燃烧室头部5的燃烧面设置若干凸起燃烧喷嘴形成类似山丘型布局，在凸起燃烧喷嘴的顶部区域和相邻凸起燃烧喷嘴形成的底部区域设置顶部空气出口和底部空气出口，并设置空气通路结构连通这两个空气出口5-3与整流部件3-1的内腔；并在凸起燃烧喷嘴的环带状腰部区域设置燃料出口，并设置燃料通路结构连通至进料组件。本实施例的燃烧室的燃料出口射出的燃料与顶部空气出口和底部空气出口射出的空气交错可有效保证燃料充分均匀掺混效果，并且，凸起燃烧喷嘴的设置可大大提高燃烧室头部5的有效面积，相比于传统的平面形式，可增加70％以上的有效面积。进一步地，燃烧室头部5有效面积的增加，有助于布置更多的燃烧喷嘴单元，这样在不增加火焰筒3直径尺寸的前提下可以大大提高燃烧室的热能量密度。

并且，本实施例将空气出口5-3布置在凸起燃烧喷嘴的顶部和根部，燃料出口布置在凸起燃烧喷嘴的腰部，这样空气和燃料通道交错分布，有助于二者交叉充分掺混，提高混合效果；以及，相邻凸起燃烧喷嘴之间的底部区域的空气气流可将燃料与空气的混合物推离燃烧室头部5壁面，有效防止因回火导致头部壁面温度过高而影响燃烧室部件寿命和安全。

下面对本实施例的燃气轮机燃烧室的具体结构进行进一步说明：

在本实施例中，凸起燃烧喷嘴的形状为三角锥或四角锥或圆锥或半球形等，在此不作具体限定。凸起燃烧喷嘴的设置在提高燃烧室头部5有效面积的同时，便于布置更多的燃料出口和空气出口5-3，在保证每个出口处于合理掺混比范围内的前提下提高整个燃烧室的热能量密度。

在本实施例中，若干凸起燃烧喷嘴阵列布置于燃烧面形成凸起阵列，且相邻凸起燃烧喷嘴之间贴合设置(以凸起燃烧喷嘴的形状为三角锥为例，相邻凸起燃烧喷嘴贴合设置可形成近似于正六边形的凸起阵列)。本实施例多个凸起燃烧喷嘴的阵列设置，有助于在相邻凸起燃烧喷嘴之间的底部区域形成一个回流区，提高停留时间，增强燃料和空气的混合效果。

参看图3、4，进一步地，还可进一步设置环绕且间隔设置于上述凸起阵列的若干外圈空气出口(以上述的正六边形的凸起阵列为例，外圈空气出口形成的形状也可为正六边形)，外圈空气出口同样连通空气通路结构。

在本实施例中，上述的空气通路结构为沿轴向穿设于燃烧室头部5并分别与顶部空气出口、底部空气出口和外圈空气出口连通的轴向空气通孔5-1(即类似于顶部空气出口、底部空气出口和外圈空气出口沿着轴线直接贯穿对应燃烧室头部5和/凸起燃烧喷嘴的实体结构)。

参看图6，在本实施例中，上述的燃料通路结构具体可包括至少一个燃料进口、若干燃料主支路和若干燃料分支路5-2。

燃料进口开设于进气面上(以正六边形的凸起阵列为例，可在每一条正六边形的边的外侧设置一个或多个燃料进口)。燃料主支路开设于燃烧室头部5内，且各个燃料主支路的两端分别连通对应的燃料进口和各个凸起燃烧喷嘴。燃料分支路5-2开设于凸起燃烧喷嘴内，且各个燃料分支路5-2的两端分别连通对应的燃料主支路和各个燃料出口(即由燃料主支路将燃料由燃料进口输送至各个对应的凸起燃烧喷嘴处，再由各个燃料分支路5-2输送至凸起燃烧喷嘴的各个燃料出口)。

以凸起燃烧喷嘴的形状为三角锥为例，每个三角侧面上可设置两个燃料出口，则燃料分支路5-2可设置为沿三角锥对应的三条侧边所在面从凸起燃烧喷嘴的底部向上开设，每条侧边两侧的两个燃料出口即向内延伸并连接至对应的燃料分支路5-2(即一条燃料分支路5-2连通两个燃料出口)。该种设置下，底部空气出口同样可设置为六个，每个底边对应设置两个，且底部空气出口与燃料出口一一对应。

进一步地，每个凸起燃烧喷嘴内的各条燃料分支路5-2之间可设置互相连通的连通通道，从而使得燃料分配输出更为均衡。

在本实施例中，以燃烧室头部5的中心为轴线，各个凸起燃烧喷嘴沿其径向向外可形成若干层环状凸起燃烧喷嘴群组。燃料进口的数量与层环状凸起燃烧喷嘴群组的数量相同，且一一对应。每层环状凸起燃烧喷嘴群组内的凸起燃烧喷嘴对应的燃料主支路均连通至对应的燃料进口(即每一环状凸起燃烧喷嘴群组内的凸起燃烧喷嘴均由一个燃料进口实现燃料供应)。

在其他实施例中，也可设置为以燃烧室头部5的中心为轴线，各个凸起燃烧喷嘴沿其环向形成若干扇状凸起燃烧喷嘴群组，同样，每一扇状凸起燃烧喷嘴群组内的凸起燃烧喷嘴可均由一个燃料进口实现燃料供应，设置方式与上述类似，在此不再赘述。

环状凸起燃烧喷嘴群组或扇状凸起燃烧喷嘴群组的设置，可通过控制上游燃料供应的开关来实现整个燃烧室的分级燃烧，进而灵活控制燃烧室在不同负荷工况下的燃烧特性。

在本实施例中，为了便于布置，以及空间有效利用，各个燃料进口沿轴向在燃烧面上的投影可布置为间隔且环绕各个凸起燃烧喷嘴形成的凸起阵列。

参看图2，而进料组件则可包括布置在整流部件3-1内的主燃料管路4和若干分燃料管路4-1。主燃料管路4的输入端用于连通外部燃料供应端，主燃料管路4的输出端分别连通分燃料管路4-1的输入端，分燃料管路4-1的输出端分别连通对应的燃料进口(主燃料管路4可设置为与火焰筒3的轴线同轴，而分燃料管路4-1可设置为弧形管以实现输出端的向外延伸)。

在本实施例中，火焰筒3远离燃烧室头部5的一侧设有若干连通进气通道的掺混通孔3-3，即以火焰筒3轴线为中心，在火焰筒3靠近第二开口处的环状筒壁部分间隔开设若干掺混通孔3-3，使得进气通道内的空气可由火焰筒3远离燃烧室头部5的一侧进入其内腔进行掺混。

在本实施例中，外壳组件具体可包括燃烧室端盖1和燃烧室机匣2。燃烧室端盖1安装于燃烧室机匣2的第一端，燃烧室端盖1上设有上述的第一开口，燃烧室机匣2第二端的开口即为上述的第二开口。整流部件3-1具体可为整流罩，整流罩的两端分别连接第一开口和燃烧室头部5，且整流罩上均布有若干连通其内腔与进气通道的空气通孔。

在本实施例中，火焰筒3的内壁面上设有至少一组沿环向间隔布置的若干连通进气通道的气膜冷却孔3-2(气膜冷却孔3-2根据火焰筒3壁面冷却的需求，可布置多处，每处的气膜冷却孔3-2的直径和周向数量可根据实际情况按需设计)，并且火焰筒3的内壁面上设有与每组气膜冷却孔3-2对应的气膜壁，气膜壁为上下游直径不同的过渡形的薄板，气膜壁的上游壁连接于在火焰筒3的内壁面上，气膜壁的下游壁与火焰筒3内壁面平行，以利于在火焰筒3贴壁处形成冷却气膜，降低壁面温度。其中，气膜壁和气膜冷却孔3-2的数量按需布置。

实施例二

参看图7，本实施例提供一种燃气轮机燃烧室，包括外壳组件、火焰筒、燃烧室头部、若干燃烧喷嘴组合体6、若干进料组件。

外壳组件轴向上的两端分别设有第一开口和第二开口。外壳组件的内腔沿轴向设置有火焰筒(火焰筒伸出于第二开口的部分为过渡段8)，燃烧室头部则是布置于火焰筒朝向第一开口的一侧。其中，定义燃烧室头部朝向第一开口的面为进气面，燃烧室头部朝向火焰筒的面为燃烧面。外壳组件的内腔壁面与火焰筒之间配合形成进气通道，进气通道的进气端位于第二开口处，进气通道的输出端与进气面连通。

而燃烧室头部的燃烧面上设有若干间隔布置的燃烧喷嘴组合体6(具体可为阵列布置的形式，在圆形的燃烧面上形成六边形的阵列)。其中，每一燃烧喷嘴组合体6均包括若干凸起燃烧喷嘴，凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域。顶部区域和/或底部区域内设有至少一个空气出口。每一环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口。燃烧室头部内设有连通各个空气出口并贯穿至进气面的空气通路结构，燃烧室头部内设有连通各个燃料出口并贯穿至进气面的燃料通路结构。(该部分凸起燃烧喷嘴、空气通路结构以及燃料通路结构的设置与上述实施例一中相同，在此不再展开说明)

若干进料组件的燃料输出端分别连通外部燃料供应部，进料组件的燃料输出端则是分别连通至各个燃烧喷嘴组合体的燃料通路结构的输入端。其中，每一燃料出口的射流路径均相交于至少一个空气出口的射流路径。

即本实施例在上述实施例一的基础上，对燃烧室进行了整体扩大，即在燃烧面上设置了若干由多个凸起燃烧喷嘴阵列组合形成的燃烧喷嘴组合体6，其余相关结构与上述实施例一中相同，在此不再赘述。

实施例三

参看图8，本实施例同样提供一种燃气轮机燃烧室，包括火焰筒内壁7、火焰筒外壁9、环形燃烧室头部、若干燃烧喷嘴组合体6和若干进料组件。

火焰筒内壁7轴向上的两端分别为第一开口和第二开口，火焰筒外壁9设置为套设于火焰筒内壁，且火焰筒外壁9与火焰筒内壁7之间设有环形燃烧室头部。设定环形燃烧室头部朝向第一开口的面为进气面，环形燃烧室头部朝向第二开口的面为燃烧面。其中，火焰筒内壁7的内腔和火焰筒外壁9的外侧(即火焰筒外壁与外部壳体之间的间隙)均为进气通道，进气通道的进气端即为附图8中的右侧开口处，进气通道的输出端则是与进气面连通。

燃烧面上设有若干沿周向间隔布置的燃烧喷嘴组合体6。每一燃烧喷嘴组合体均包括若干凸起燃烧喷嘴，凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域。顶部区域和/或底部区域内设有至少一个空气出口。每一环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口。燃烧室头部内设有连通各个空气出口并贯穿至进气面的空气通路结构，燃烧室头部内设有连通各个燃料出口并贯穿至进气面的燃料通路结构。

若干进料组件，进料组件的燃料输出端分别连通外部燃料供应部，进料组件的燃料输出端分别连通至各个燃烧喷嘴组合体6的燃料通路结构的输入端。

其中，每一燃料出口的射流路径均相交于至少一个空气出口的射流路径。

本实施例与上述实施例二的区别在于，将实施例二中的外壳组件替换为内侧整流组件7(即进气通道从火焰筒外侧转移到火焰筒内侧)，并形成在两者之间的环形燃烧室头部，在环形燃烧室头部的基础上，将燃烧喷嘴组合体6设置为沿周向间隔设置的形式，其余相关结构与上述实施例一或实施例二中相同，在此不再赘述。

进一步地，内侧整流组件7可设置为筒状整流罩的形式，筒状整流罩也可进一步设置气膜壁、气膜冷却孔等结构。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种燃气轮机燃烧室，其特征在于，包括：

外壳组件，所述外壳组件轴向上的两端分别设有第一开口和第二开口；

所述外壳组件的内腔沿轴向依次设置有整流部件和火焰筒，燃烧室头部布置于所述整流部件与所述火焰筒的连接处，所述整流部件连接于所述第一开口；所述外壳组件的内腔壁面与所述整流部件和所述火焰筒之间配合形成进气通道，所述进气通道的进气端位于所述第二开口处，所述进气通道的输出端与所述整流部件的空气进口连通；

所述燃烧室头部朝向所述整流部件的面为进气面，所述燃烧室头部朝向所述火焰筒的面为燃烧面；所述燃烧面上设有若干凸起燃烧喷嘴，所述凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域；所述顶部区域和/或所述底部区域内设有至少一个空气出口；每一所述环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口；所述燃烧室头部内设有连通各个所述空气出口并贯穿至所述进气面的空气通路结构，所述燃烧室头部内设有连通各个所述燃料出口并贯穿至所述进气面的燃料通路结构；

进料组件，所述进料组件的燃料输出端连通外部燃料供应部，所述进料组件的燃料输出端连通至所述燃料通路结构的输入端；

其中，每一所述燃料出口的射流路径均相交于至少一个所述空气出口的射流路径。

2.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述空气出口包括设于每一所述顶部区域的至少一个顶部空气出口，以及，环绕设于每一所述凸起燃烧喷嘴的所述底部区域内的若干底部空气出口。

3.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述凸起燃烧喷嘴的形状为三角锥或四角锥或圆锥或半球形。

4.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，若干所述凸起燃烧喷嘴阵列布置于所述燃烧面形成凸起阵列，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间贴合设置。

5.如权利要求4所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述空气出口还包括环绕且间隔设置于所述凸起阵列的若干外圈空气出口，所述外圈空气出口连通所述空气通路结构。

6.如权利要求5所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述空气通路结构为沿轴向穿设于所述燃烧室头部并分别与所述顶部空气出口、所述底部空气出口和所述外圈空气出口连通的轴向空气通孔。

7.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述燃料通路结构包括至少一个燃料进口、若干燃料主支路和若干燃料分支路；

所述燃料进口开设于所述进气面上；

所述燃料主支路开设于所述燃烧室头部内，且各个所述燃料主支路的两端分别连通对应的所述燃料进口和各个所述凸起燃烧喷嘴；

所述燃料分支路开设于所述凸起燃烧喷嘴内，且各个所述燃料分支路的两端分别连通对应的所述燃料主支路和各个所述燃料出口。

8.如权利要求7所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，以所述燃烧室头部的中心为轴线，各个所述凸起燃烧喷嘴沿其径向向外形成若干层环状凸起燃烧喷嘴群组，或者，各个所述凸起燃烧喷嘴沿其环向形成若干扇状凸起燃烧喷嘴群组；

所述燃料进口的数量与所述环状凸起燃烧喷嘴群组或所述扇状凸起燃烧喷嘴群组的数量相同，且一一对应；每一所述环状凸起燃烧喷嘴群组或所述扇状凸起燃烧喷嘴群组内的所述凸起燃烧喷嘴对应的所述燃料主支路均连通至对应的所述燃料进口。

9.如权利要求7所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述燃料进口沿轴向在所述燃烧面上的投影间隔且环绕各个所述凸起燃烧喷嘴形成的凸起阵列；

所述进料组件包括主燃料管路和若干分燃料管路；

所述主燃料管路的输入端用于连通外部燃料供应端，所述主燃料管路的输出端分别连通所述分燃料管路的输入端，所述分燃料管路的输出端分别连通对应的所述燃料进口。

10.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述火焰筒远离所述燃烧室头部的一侧设有若干连通所述进气通道的掺混通孔。

11.一种燃气轮机燃烧室，其特征在于，包括：

外壳组件，所述外壳组件轴向上的两端分别设有第一开口和第二开口；

所述外壳组件的内腔沿轴向设置有火焰筒，燃烧室头部布置于所述火焰筒朝向所述第一开口的一侧；所述燃烧室头部朝向所述第一开口的面为进气面，所述燃烧室头部朝向所述火焰筒的面为燃烧面；所述外壳组件的内腔壁面与所述火焰筒之间配合形成进气通道，所述进气通道的进气端位于所述第二开口处，所述进气通道的输出端与所述进气面连通；

所述燃烧面上设有若干间隔布置的燃烧喷嘴组合体；每一所述燃烧喷嘴组合体均包括若干凸起燃烧喷嘴，所述凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域；所述顶部区域和/或所述底部区域内设有至少一个空气出口；每一所述环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口；所述燃烧室头部内设有连通各个所述空气出口并贯穿至所述进气面的空气通路结构，所述燃烧室头部内设有连通各个所述燃料出口并贯穿至所述进气面的燃料通路结构；

若干进料组件，所述进料组件的燃料输出端分别连通外部燃料供应部，所述进料组件的燃料输出端分别连通至各个所述燃烧喷嘴组合体的所述燃料通路结构的输入端；

其中，每一所述燃料出口的射流路径均相交于至少一个所述空气出口的射流路径。

12.一种燃气轮机燃烧室，其特征在于，包括：

火焰筒内壁，所述火焰筒内壁轴向上的两端分别为第一开口和第二开口；火焰筒外壁火焰筒，套设于所述火焰筒内壁；且所述火焰筒外壁火焰筒与火焰筒内壁之间设有环形燃烧室头部；所述环形燃烧室头部朝向所述第一开口的面为进气面，所述环形燃烧室头部朝向所述第二开口的面为燃烧面；所述火焰筒内壁的内腔和所述火焰筒外壁的外侧均为进气通道，所述进气通道的输出端与所述进气面连通；

所述燃烧面上设有若干沿周向间隔布置的燃烧喷嘴组合体；每一所述燃烧喷嘴组合体均包括若干凸起燃烧喷嘴，所述凸起燃烧喷嘴的外表面包括位于顶部的顶部区域和位于腰部的环带状腰部区域，且相邻所述凸起燃烧喷嘴之间形成底部区域；所述顶部区域和/或所述底部区域内设有至少一个空气出口；每一所述环带状腰部区域均设有至少一个燃料出口；所述燃烧室头部内设有连通各个所述空气出口并贯穿至所述进气面的空气通路结构，所述燃烧室头部内设有连通各个所述燃料出口并贯穿至所述进气面的燃料通路结构；

若干进料组件，所述进料组件的燃料输出端分别连通外部燃料供应部，所述进料组件的燃料输出端分别连通至各个所述燃烧喷嘴组合体的所述燃料通路结构的输入端；

其中，每一所述燃料出口的射流路径均相交于至少一个所述空气出口的射流路径。