CN206361714U - 带有主喷嘴和微型喷嘴组件的燃烧室及燃气轮机和锅炉 - Google Patents

Abstract

一种带有主喷嘴和微型喷嘴组件的燃烧室及燃气轮机和锅炉。该燃烧室包括扩压器、主喷嘴组件、微型喷嘴组件、火焰筒和燃烧室机匣，其中火焰筒前端设置有主喷嘴组件和微型喷嘴组件；所述微型喷嘴组件包含若干微型喷嘴，微型喷嘴的外径为3～15mm，相邻微型喷嘴中心距为微型喷嘴外径的1.1～2倍；所述微型喷嘴组件内包含若干配合环，配合环的数量与主喷嘴组件的主喷嘴数量相等，主喷嘴组件的主喷嘴装配在所述配合环内。本实用新型可以应用于燃气轮机、航空发动机及锅炉，该燃烧室包括了前置燃料喷射、主预混燃料喷射、扩散燃料喷射和微型预混燃料喷射等四种燃料喷射方式，有利于保持低排放的同时实现高效的燃烧组织和灵活的工况调整。

Description

带有主喷嘴和微型喷嘴组件的燃烧室及燃气轮机和锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，具体地是涉及一种带有主喷嘴组件和微型喷嘴组件的燃烧室及采用其的燃气轮机、航空发动机和锅炉。

背景技术

燃气轮机是一种将化学能转换为机械能的重要动力设备，在分布式能源、管道输送、应急电源、舰船动力等方面有广泛应用。燃气轮机的一种重要机型是由航空发动机经过改型而来，这种航改型燃气轮机相比于内燃机，具有重量轻、体积小、启动快、效率高等优势。航空发动机改型地面燃气轮机的技术路线一般是：涡扇发动机风扇切顶，改燃油燃烧室为燃气燃烧室，取消尾喷管增加动力涡轮输出动力，增加或改造相应的辅机系统。该技术路线在国内外都有成功的案例。目前在将航空发动机改型为地面燃气轮机过程中面临的主要的技术困难是燃烧室的低污染改造。从航空发动机向地面燃气轮机的改造，使得航空发动机由推力输出改变为电力或动力输出，使得最终产品需要满足的技术标准也发生了变化。改为地面燃气轮机后必须要满足国家为地面燃气轮机制定的相关标准，其中最主要的是要满足燃气轮机污染物排放的环境标准。

同时由于环境问题日益严重，经常出现的雾霾、酸雨等现象，严重影响了人们的生活。国家为控制产生污染物的燃烧设备如锅炉、燃气轮机和航空发动机等的排放制定了严格的标准，不符合标准的旧设备将逐渐被淘汰，新设备将不允许上市。当前燃气轮机等燃烧设备主要的污染排放物是一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_X)和未燃碳氢(UHC)。其中，CO和 UHC的排放通过技术进步已经符合相关国家标准，需要严格控制的排放物是NO_X。NO_X的生成机理包括：热力型、快速型和燃料型，其中热力型机理是当前燃烧设备生成NO_X的主要机理。热力型NO_X来自高温环境下空气中的氮气与氧气的反应，因此降低NO_X的主要措施是降低燃烧过程中火焰的温度，普遍措施是采用预混燃烧。

通常的预混燃烧设备如燃气轮机低排放燃烧室，为了实现燃料与空气的充分预混不得不增加燃料与空气预混段的长度；为了预混火焰的稳定还需要增加燃烧空间，导致燃烧室火焰筒的体积增大；为了控制预混燃烧振荡还需要增加谐振腔等结构，导致总的燃烧室结构笨重且复杂。同时燃烧控制和调整也很复杂，需要增加很多的调节阀和管路。这样的燃烧技术不论是对锅炉、还是燃气轮机都有很多弊端。尤其对于从航空发动机改型而来的燃气轮机，由于航空发动机本身的结构紧凑、燃烧室空间有限，应用现有技术所需要的改造工作量巨大，而且仍面临控制复杂、调节困难等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种燃烧室及采用其的燃气轮机、航空发动机和锅炉，以解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，本实用新型公开了一种带有主喷嘴组件和微型喷嘴组件的燃烧室，包括扩压器、主喷嘴组件、微型喷嘴组件、火焰筒和燃烧室机匣，其中所述扩压器设置在所述燃烧室机匣端部，将进入燃烧室的高温高压空气降速扩压；所述火焰筒设置于所述燃烧室机匣内，一部分空气经过所述火焰筒壁面上的冷却孔进入所述火焰筒内，对所述火焰筒的高温部分进行冷却；其特征在于：

所述火焰筒前端设置有所述主喷嘴组件和微型喷嘴组件，通过扩压管进入的大部分空气通过所述主喷嘴组件和微型喷嘴组件的空气通道与喷入的燃料混合后，在所述火焰筒内燃烧；

所述微型喷嘴组件包含燃料总管和N个微型喷嘴单元，其中N为自然数，且微型喷嘴单元扇形夹角β与微型喷嘴单元数量N之间满足N×β＝360；所述微型喷嘴单元包含若干个微型喷嘴，其中微型喷嘴的外径为 3～15mm，相邻微型喷嘴中心距为微型喷嘴外径的1.1～2倍；以及

所述微型喷嘴单元内包含若干个配合环，且配合环的数量与主喷嘴组件的主喷嘴数量相等，所述主喷嘴组件的主喷嘴装配在所述配合环内。

作为本实用新型的另一个方面，本实用新型还公开了一种采用如上所述的燃烧室的燃气轮机、航空发动机以及锅炉。

基于上述技术方案可知，本实用新型相对于现有的预混燃烧技术具有如下优点：(1)对燃气轮机的主体结构改动小，尤其适用于航改型燃气轮机；(2)采用微型喷嘴喷注燃料，燃料与空气混合充分，容易达到更低的燃烧排放，该燃烧室的排放物CO、NO_X均可低于25ppm@15％O₂，符合 GB13223等国家标准要求；(3)多路燃料分级可以实现灵活的燃烧调整； (4)采用前置燃料喷射有效抑制了预混燃烧面临的燃烧振荡问题。

附图说明

图1为本实用新型的带主喷嘴和微型喷嘴的燃烧室的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面图；

图3为本实用新型的燃烧室的主喷嘴结构示意图；

图4为图3中C-C剖面图；

图5为图3中所示主喷嘴的三维剖视图；

图6为本实用新型的燃烧室的微型喷嘴组件的排布示意图；

图7为图6中所示的微型喷嘴组件中单个微型喷嘴结构的示意图；

图8为图7中B-B剖面图；

图9为本实用新型的微型喷嘴组件的三维剖视结构示意图；

图10为本实用新型的带主喷嘴和微型喷嘴的燃烧室的三维剖视图；

图11为本实用新型的技术方案在分管形燃烧室中的一种应用的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例并参照附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但并不因此将本实用新型限制在所述实施例的范围内。

本实用新型公开了一种带有主喷嘴组件和微型喷嘴组件的燃烧室，包括扩压器、主喷嘴组件、微型喷嘴组件、火焰筒和燃烧室机匣，其中扩压器设置在燃烧室机匣端部，将进入燃烧室的高温高压空气降速扩压；火焰筒设置于燃烧室机匣内，火焰筒前端设置有主喷嘴组件和微型喷嘴组件，通过扩压管进入的大部分空气通过该主喷嘴组件和微型喷嘴组件的空气通道与喷入的燃料混合后，在火焰筒内燃烧；剩余一部分空气经过火焰筒壁面上的冷却孔进入火焰筒内，对火焰筒的高温部分进行冷却。

该微型喷嘴组件包含燃料总管和N个微型喷嘴单元，其中N为自然数，且微型喷嘴单元扇形夹角β与微型喷嘴单元数量N之间满足N×β＝360；微型喷嘴单元包含若干个微型喷嘴，其中微型喷嘴的外径为3～15mm，相邻微型喷嘴中心距为微型喷嘴外径的1.1～2倍；以及

微型喷嘴单元内包含若干个配合环，且配合环的数量与主喷嘴组件的主喷嘴数量相等，主喷嘴组件的主喷嘴装配在该配合环内。

作为优选，该燃烧室还包括位于扩压器与主喷嘴组件之间的前置燃料喷射组件，该前置燃料喷射组件包括前置燃料喷射管，用于将前置燃料喷入扩压器后的高速气流中，与空气快速掺混，起到抑制燃烧振荡的作用。

作为优选，前置燃料喷射组件的燃料喷射方向与扩压器排出的气流方向成60°～120°夹角，优选值为90°；

前置燃料喷射管是一个带有燃料喷射孔的环形圆管，其通过接口管固定在扩压器后的机匣壁面上。

作为优选，主喷嘴组件包括双通道喷嘴杆、燃料分配器和主喷嘴；其中该双通道喷嘴杆包括两个燃料通道，分别输入主预混燃料和扩散燃料。主喷嘴由燃料喷射叶片、旋流叶片、中心钝体前端、中心钝体、燃料分隔板和喷嘴机匣等组成。

作为优选，主喷嘴组件的结构参数之间满足：

K/H＝1.5～2.5，优选值为2；其中K为喷嘴机匣内径，H为中心钝体外径；

L/K＝0.3～0.8，优选值为0.5；其中L为中心钝体端面与喷嘴机匣端面间的距离；

旋流叶片与中心钝体中心线的夹角为20°～60°，优选值为35°；

燃料喷射孔与中心钝体中心线的夹角为10°～60°，优选值为45度；

每只双通道喷嘴杆连接至少一个主喷嘴及相应的燃料分配器。

作为优选，微型喷嘴包括中心体、环绕中心体设置的微旋流叶片和包围微旋流叶片的微型喷嘴机匣，微型喷嘴机匣含有1～8个微型燃料喷射孔；

作为优选，中心体的前端为流线型结构；

作为优选，微型喷嘴中微旋流叶片的数量为2～12个；

作为优选，中心体外径与微型喷嘴机匣内径之比为0.2～0.6，优选值为 0.5；

作为优选，微型喷嘴固定在微型喷嘴单元前盖和后盖之间，且微型喷嘴中微型喷嘴机匣所含的燃料喷射孔包含在微型喷嘴组前盖、后盖及外壳形成的空间内。

作为优选，火焰筒由两个同心的圆环组成；火焰筒的前端与微型喷嘴组件中的微型喷嘴外壳的内、外圆弧面相连接；火焰筒的外壁面固定在燃烧室外机匣上，火焰筒的后端搭接在燃气轮机涡轮入口段；

作为优选，火焰筒的冷却采用气膜冷却、肋片冷却、发散冷却中的一种或其组合。

作为优选，该燃烧室的燃料喷射方式包括前置燃料喷射、主预混燃料喷射、扩散燃料喷射和微型预混燃料喷射中的至少之一。

作为优选，该燃烧室为环形、分管形、环管型或单管型燃烧室。

本实用新型还公开了一种包括如上所述的燃烧室的燃气轮机、航空发动机以及锅炉。

作为本实用新型的一个优选实施例，本实用新型公开了一种燃烧室，包括：扩压器、前置燃料喷射组件、主喷嘴组件、微型喷嘴组件、火焰筒和燃烧室机匣等，其中：

主喷嘴组件包括双通道喷嘴杆、喷嘴安装座、燃料分配器和主喷嘴，其中主喷嘴由燃料喷射叶片、旋流叶片、中心钝体前端、中心钝体、燃料分隔板和喷嘴机匣等组成；以及

微型喷嘴组件由燃料总管和微型喷嘴单元等组成，其中微型喷嘴单元由微型喷嘴、微型喷嘴单元燃料进口、燃料均布器、微型喷嘴单元外壳、微型喷嘴单元前盖、微型喷嘴单元后盖、配合环等组成；

前置燃料喷射组件由前置燃料喷射管、接口管和安装座等组成，其燃料喷射方向与扩压器排出的气流方向成60°～120°夹角，优选值为90°。

该燃烧室中，主喷嘴组件包含主预混和扩散两路燃料管路，其结构参数之间满足：K/H＝1.5～2.5，优选值为2；L/K＝＝0.3～0.8，优选值为0.5；旋流叶片与中心钝体中心线的夹角为20°～60°，优选值为35°；燃料喷射孔与中心钝体中心线的夹角为10°～60°，优选值为45度；每只双通道喷嘴杆连接至少一个主喷嘴及相应的燃料分配器。

该燃烧室中，微型喷嘴组件包含N(N≥1)个微型喷嘴单元，其中微型喷嘴单元扇形夹角β与微型喷嘴单元数量N之间满足N×β＝360；微型喷嘴单元包含配合环的数量与主喷嘴组件包含的主喷嘴数量相等；微型喷嘴单元包含若干个微型喷嘴，其中微型喷嘴的外径为3～15mm，相邻微型喷嘴中心距为微型喷嘴外径的1.1～2倍。

微型喷嘴包括中心体、微旋流叶片和微型喷嘴机匣等，其中微型喷嘴机匣含有1～8个微型燃料喷射孔，中心体的前端为流线型结构；微型喷嘴中微旋流叶片的数量为2～12个，中心体外径与微型喷嘴机匣内径之比为 0.2～0.6，优选值为0.5；微型喷嘴固定在微型喷嘴单元前盖和后盖之间，且微型喷嘴中微型喷嘴机匣所含的燃料喷射孔包含在微型喷嘴组前盖、后盖及外壳形成的空间内。

该燃烧室中，火焰筒主要由两个同心的圆环组成。火焰筒的前端与微型喷嘴组件中的微型喷嘴外壳的内、外圆弧面相连接；火焰筒的外壁面通过销钉固定在燃烧室外机匣上，火焰筒的后端搭接在燃气轮机涡轮入口段。火焰筒的壁面可以采用气膜冷却、肋片冷却、发散冷却等以及组合的冷却方式。

该燃烧室的优选组合包括了前置燃料喷射、主预混燃料喷射、扩散燃料喷射和微型预混燃料喷射等四种燃料喷射方式，但并不是在应用中必须同时包含这四种燃料喷射方式。

本实用新型还公开了一种包括如上所述的带有微型喷嘴的燃烧室的燃气轮机、航空发动机以及锅炉等设备。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方案作进一步阐述说明。

参见图1、2，本实用新型公开了一种带有主喷嘴320和微型喷嘴420 的低排放燃烧室，其包括扩压器1、前置燃料喷射组件2、主喷嘴组件3、微型喷嘴组件4、火焰筒5和燃烧室机匣(燃烧室外机匣6和燃烧室内机匣7)等。特别的是采用了主喷嘴320和微型喷嘴420组合的燃料喷注方式，具体的燃料喷注是通过主喷嘴组件3和微型喷嘴组件4实现的。

本实用新型所述的低排放燃烧室是燃气轮机的主要部件，其作用是实现燃料的化学能向热能的转换，并降低了燃烧过程污染物的产生。从燃气轮机压气机排出的高温高压空气经过扩压器1降速扩压后，大部分空气进入本实用新型所述的主喷嘴组件3和微型喷嘴组件4中的空气通道中，与相应喷入的燃料混合后，在主喷嘴320和微型喷嘴420的下游进行燃烧。另一部分经过火焰筒5壁面上的冷却孔进入火焰筒内，对火焰筒的高温部分进行冷却，防止火焰筒在高温下烧蚀。本实用新型的独特之处在于采用了主喷嘴320和微型喷嘴420相结合的方式，实现了灵活的燃烧组织和调整。本实用新型所述的燃烧室内的燃料按作用分为四种：前置燃料、主预混燃料、扩散燃料和微预混燃料。前置燃料通过前置燃料喷射组件2喷入扩压器1后的高速气流中，与空气快速掺混，主要起抑制燃烧振荡的作用。预混燃料和微预混燃料通过主喷嘴组件3和微型喷嘴组件4与空气充分掺混，实现预混燃烧，达到减少燃烧高温区、降低NO_x等污染物排放的目的。扩散燃烧通过主喷嘴组件3中的扩散管路喷入燃烧室主燃烧区内，在燃烧室点火和低工况下主要起稳定火焰的作用。

本实用新型所述的主喷嘴组件3包括双通道喷嘴杆302、喷嘴安装座 301、燃料分配器303和主喷嘴320，其中主喷嘴320由燃料喷射叶片321、旋流叶片323、中心钝体前端311、中心钝体319、燃料分隔板314和喷嘴机匣316等组成，详见图3～5。经过主喷嘴组件3喷注的燃料分为两种：主预混燃料和扩散燃料。主预混燃料通过双通道喷嘴杆302中的通道305 进入燃料分配器303内的通道307中，穿过喷嘴机匣316与燃料喷射叶片 321安装位置对应的开孔进入燃料喷射叶片321内即通道325中，再经过燃料喷射叶片321上燃料喷射孔322喷入来自扩压器1的空气中，与空气掺混形成可燃混合气。扩散燃料也由双通道喷嘴杆302供入，其通过双通道喷嘴杆302中的另一通道304进入燃料分配器303内的通道306中，穿过喷嘴机匣316与旋流叶片323安装位置对应的开孔进入旋流叶片323内即通道324中，之后进入中心钝体319内的环形通道315中，从中心钝体 319端面的燃料喷射孔317喷出，与经过旋流叶片323旋转导向后的空气掺混燃烧。扩散燃料主要在燃烧室点火和低工况时使用，在燃烧稳定后和高工况下扩散燃料即被关闭。主喷嘴组件3中各结构参数之间满足以下关系(参见图4，5)：①K/H＝1.5～2.5，优选值为2；②L/K＝0.3～0.8，优选值为 0.5；③旋流叶片323与中心钝体319中心线的夹角为20度至60度，优选值为35度；④燃料喷射孔317与中心钝体319中心线的夹角为10度至60 度，优选值为45度；⑤每只双通道喷嘴杆302连接至少一个主喷嘴及相应的燃料分配器303。

本实用新型所述的微型喷嘴组件4包括燃料总管401及其接口402和微型喷嘴单元430等，其中微型喷嘴单元430由微型喷嘴420、微型喷嘴单元燃料进口412、燃料均布器413、微型喷嘴单元外壳411、微型喷嘴单元前盖414、微型喷嘴单元后盖415、配合环416等组成，详细见图1～2 和图6～9。图6和9显示了微型喷嘴单元430的正面视图和局部剖视图。微型喷嘴组件4包含N(N≥1)个微型喷嘴单元430，其中微型喷嘴单元 430呈扇形(见图6)，其中扇形夹角β与微型喷嘴单元数量N之间满足N ×β＝360。微型喷嘴单元430包含至少一个配合环416，其与主喷嘴组件 3包含的主喷嘴320的数量相等。微型喷嘴单元430包含若干个微型喷嘴 420，这些微型喷嘴420充满配合环416与微型喷嘴单元外壳411形成的空间，且满足微型喷嘴420外径和间距的要求。微型喷嘴420的外径为 3～15mm，相邻微型喷嘴420中心距为微型喷嘴420外径的1.1～2倍。微型喷嘴420包括中心体423、微旋流叶片424和微型喷嘴机匣422等，其中微型喷嘴机匣422含有1～8个微型燃料喷射孔421，中心体423的前端 425为流线型结构，详见图7和8。微型喷嘴420包含的微旋流叶片424 的数量为2～12个，中心体423外径与微型喷嘴机匣422内径之比为0.2～0.6。微型喷嘴420固定在微型喷嘴单元前盖414和后盖415之间，且微型喷嘴 420中微型喷嘴机匣422所含的燃料喷射孔421包含在微型喷嘴组前盖414、后盖415、及外壳411形成的空间内。燃料总管401与每个微型喷嘴单元燃料进口412相连，并通过燃料总管接口402穿过燃烧室外机匣6从外部获得燃料供应。微型喷嘴组件4的工作过程是：燃料通过燃料总管接口402 进入燃料总管401中，并经过微型喷嘴单元430燃料进口412进入每个微型喷嘴单元430，经过燃料均布器413均匀进入微型喷嘴组外壳411与微型喷嘴组前盖414和后盖415形成的空间，之后经过微型喷嘴420中的燃料喷射孔421进入微型喷嘴机匣422与微型喷嘴中心体423形成的环形空间内，与来自扩压器1的空气混合形成可燃混合气，在微型喷嘴420下游进行燃烧。

本实用新型所述的火焰筒5，主要由两个同心的圆环组成，详见图1 和图10。火焰筒5的前端与微型喷嘴组件4中的微型喷嘴外壳411的内、外圆弧面相连接，火焰筒5的外壁面通过销钉固定在燃烧室外机匣6上，后端搭接在燃气轮机涡轮入口段。火焰筒5的壁面可以采用气膜冷却、肋片冷却、发散冷却等以及组合的冷却方式。

本实用新型所述的前置燃料喷射组件2，主要由前置燃料喷射管、接口管和安装座等组成，详见图1。前置燃料喷射管是一个带有燃料喷射孔的环形圆管，其通过接口管固定在扩压器1后的机匣壁面上，前置燃料喷射管的燃料喷射方向与扩压器1排出的气流方向成60°～120°夹角，优选值为90°，以利于燃料与空气的掺混。

本实用新型所述的低排放燃烧室，主要应用于燃气轮机，尤其适用于航改型燃气轮机，但并不局限于此。尤其要说明的是，本实用新型所述的低排放燃烧室及相关的燃料喷射技术，包括本实用新型的附图，都是以环形燃烧室这一特定的形式为例进行描述的，这并不代表本实用新型仅可应用于环形燃烧室，在本实用新型的启示下，容易推广到分管形、环管型、单管型等其他形式的燃气轮机燃烧室。同时本实用新型所述的技术通过合理的拓展和适应性改造也可以用于燃气锅炉、烘干加热等燃用气体燃料的设备。

以上详细描述了本实用新型所述的主喷嘴和微型喷嘴等燃料喷射方式的优选组合，在具体实施中可以根据应用场合和工作条件的不同，采用不同的组合方案。本实用新型所述的低排放燃烧室包括了前置燃料喷射、主预混燃料喷射、扩散燃料喷射和微型预混燃料喷射等四种燃料喷射方式的组合，但并不是在应用中必须同时包含这四种燃料喷射方式。比如可以是仅含有主喷嘴组件3和前置燃料喷射组件2，不含有微型喷嘴组件4的低排放燃烧室；也可以是仅含有微型喷嘴组件4，而不含有其他燃料喷射方式的低排放燃烧室。具体可以根据应用场合和工作条件灵活组合。

实施例1

在本实施例中以分管形燃烧室为例，简要介绍其在该型燃烧室中的应用。分管形燃烧室的基本结构是圆筒形的，火焰筒和燃烧室机匣都是圆筒形的。在环形燃烧室的内环半径缩小至零的极端情况下，环形燃烧室就和分管形燃烧室的基本结构类似。图11显示了可以在分管形燃烧室中的一种采用主喷嘴320和微型喷嘴420组合布置的具体结构。在图11中，中心为一个主喷嘴320，在主喷嘴320周围布置了若干微型喷嘴420。图11 显示了本实用新型提出的一种分管形燃烧室头部喷嘴的具体布置形式，燃烧室的其他部分结构和传统分管形燃烧室类似，也采用圆筒型火焰筒和过渡段等结构。如图11所示的布置方案可以充分利用燃烧室头部空间，增加用于预混燃烧的空气比例，从而降低喷嘴中燃料的当量比，更有利用降低燃烧产物中的NO_X排放。同时采用微型喷嘴的结构还能有利于缩短火焰长度，从而可以采用更短的火焰筒，使燃烧设备结构更加紧凑。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种带有主喷嘴组件和微型喷嘴组件的燃烧室，包括扩压器、主喷嘴组件、微型喷嘴组件、火焰筒和燃烧室机匣，其中所述扩压器设置在所述燃烧室机匣端部，将进入燃烧室的高温高压空气降速扩压；所述火焰筒设置于所述燃烧室机匣内，一部分空气经过所述火焰筒壁面上的冷却孔进入所述火焰筒内，对所述火焰筒的高温部分进行冷却；其特征在于：

所述火焰筒前端设置有所述主喷嘴组件和微型喷嘴组件，通过扩压器进入的大部分空气通过所述主喷嘴组件和微型喷嘴组件的空气通道与喷入的燃料混合后，在所述火焰筒内燃烧；

所述微型喷嘴组件包含燃料总管和N个微型喷嘴单元，其中N为自然数，且微型喷嘴单元扇形夹角β与微型喷嘴单元数量N之间满足N×β＝360；所述微型喷嘴单元包含若干个微型喷嘴，其中微型喷嘴的外径为3～15mm，相邻微型喷嘴中心距为微型喷嘴外径的1.1～2倍；以及

所述微型喷嘴单元内包含若干个配合环，且配合环的数量与主喷嘴组件的主喷嘴数量相等，所述主喷嘴组件的主喷嘴装配在所述配合环内。

2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述燃烧室还包括位于所述扩压器与主喷嘴组件之间的前置燃料喷射组件，所述前置燃料喷射组件包括前置燃料喷射管，用于将前置燃料喷入所述扩压器后的高速气流中，与空气快速掺混，起到抑制燃烧振荡的作用。

3.根据权利要求2所述的燃烧室，其特征在于，所述前置燃料喷射组件的燃料喷射方向与所述扩压器排出的气流方向成60°～120°夹角；

所述前置燃料喷射管是一个带有燃料喷射孔的环形圆管，其通过接口管固定在扩压器后的机匣壁面上。

4.根据权利要求3所述的燃烧室，其特征在于，所述前置燃料喷射组件的燃料喷射方向与所述扩压器排出的气流方向成90°夹角。

5.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述主喷嘴组件包括双通道喷嘴杆、燃料分配器和主喷嘴；其中所述双通道喷嘴杆包括两个燃料通道，分别输入主预混燃料和扩散燃料；

主喷嘴包括燃料喷射叶片、旋流叶片、中心钝体前端、中心钝体、燃料分隔板和喷嘴机匣。

6.根据权利要求5所述的燃烧室，其特征在于，所述主喷嘴组件的结构参数之间满足：

K/H＝1.5～2.5；其中K为喷嘴机匣内径，H为中心钝体外径；

L/K＝0.3～0.8；其中L为中心钝体端面与喷嘴机匣端面间的距离；

旋流叶片与中心钝体中心线的夹角为20°～60°；

燃料喷射孔与中心钝体中心线的夹角为10°～60°；

每只双通道喷嘴杆连接至少一个主喷嘴及相应的燃料分配器。

7.根据权利要求6所述的燃烧室，其特征在于，所述主喷嘴组件的结构参数之间满足：

K/H＝2；

L/K＝0.5；

旋流叶片与中心钝体中心线的夹角为35°；

燃料喷射孔与中心钝体中心线的夹角为45°。

8.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述微型喷嘴包括中心体、环绕中心体设置的微旋流叶片和包围微旋流叶片的微型喷嘴机匣，所述微型喷嘴机匣含有1～8个微型燃料喷射孔。

9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述中心体的前端为流线型结构。

10.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述微型喷嘴中微旋流叶片的数量为2～12个。

11.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述中心体外径与微型喷嘴机匣内径之比为0.2～0.6。

12.根据权利要求11所述的燃烧室，其特征在于，所述中心体外径与微型喷嘴机匣内径之比为0.5。

13.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述微型喷嘴固定在微型喷嘴单元前盖和后盖之间，且微型喷嘴中微型喷嘴机匣所含的燃料喷射孔包含在微型喷嘴组前盖、后盖及外壳形成的空间内。

14.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述火焰筒由两个同心的圆环组成；火焰筒的前端与微型喷嘴组件中的微型喷嘴外壳的内、外圆弧面相连接；火焰筒的外壁面固定在燃烧室外机匣上，火焰筒的后端搭接在燃气轮机涡轮入口段。

15.根据权利要求14所述的燃烧室，其特征在于，所述火焰筒的冷却采用气膜冷却、肋片冷却、发散冷却中的一种或其组合。

16.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述燃烧室的燃料喷射方式包括前置燃料喷射、主预混燃料喷射、扩散燃料喷射和微型预混燃料喷射中的至少之一。

17.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述燃烧室为环形、分管形、环管型或单管型燃烧室。

18.一种采用如权利要求1至17任意一项所述的燃烧室的燃气轮机、航空发动机以及锅炉。