CN216950580U - 设有燃烧喷嘴的内外混燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机，包括燃气轮机和蒸汽发生器，燃气轮机的排气端与蒸汽发生器的进气端连接；蒸汽发生器的出汽端与燃气轮机连接；所述燃气轮机的第一燃烧室内设有燃烧喷嘴，燃烧喷嘴包括蒸汽管和燃料管，燃料管的入口端与燃气轮机的燃料罐连通，末段伸入蒸汽管内且与蒸汽管同轴，蒸汽管与蒸汽发生器的出汽端连通；所述燃气轮机为多转子燃气轮机。本实用新型的内外混燃机可有效回收燃气轮机尾气余热，实现了燃气轮机的燃气、蒸汽联合利用，提高燃气轮机效率。通过设置特殊结构的燃烧喷嘴，能有效防止回火，还使燃料的燃烧更稳定和充分。

Description

设有燃烧喷嘴的内外混燃机

技术领域

本实用新型涉及一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机，属于发动机技术领域。

背景技术

燃气轮机以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功，是一种旋转叶轮式热力发动机。其主要包括压气机、燃烧室、涡轮三大部件：压气机从外界大气环境吸入空气，并压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子高速旋转，可实现气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功和热能，并可通过连接发电机输出电能。

燃气轮机具有结构紧凑、功率高、易安装等优点，已经成为一种广泛使用的动力机械。然而单独的燃气轮机具有有限的效率，并且尾气排到周围环境中时浪费了大量有用的能量，造成能源浪费，且其尾气中的余热会对环境产生一定的影响。

燃烧室是燃气轮机的重要组成部件之一，来自压气机的工质(一般为压缩空气)被引入燃烧室内并与燃料混合燃烧。目前的燃气轮机燃烧室中，燃料喷出后与空气直接接触，由于反应剧烈，常常会出现回火现象，当反应不完全时，产生的碳氮化合物可能会导致火焰熄灭，且由于反应不完全，排放污染物较多，对环境产生不利影响。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提供了一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机，可对尾气的余热进行有效回收，实现燃气轮机的燃气、蒸汽联合利用，提高燃气轮机效率，减少能源浪费，设有特殊结构的燃烧喷嘴，能有效防止回火。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机，包括燃气轮机和蒸汽发生器，燃气轮机的排气端与蒸汽发生器的进气端连接；蒸汽发生器的出汽端与燃气轮机连接；

所述燃气轮机的第一燃烧室内设有燃烧喷嘴，燃烧喷嘴包括蒸汽管和燃料管，燃料管的入口端与燃气轮机的燃料罐连通，末段伸入蒸汽管内且与蒸汽管同轴；蒸汽管与蒸汽发生器的出汽端连通；

所述燃气轮机为多转子燃气轮机，包括第一转子系统和第二转子系统；

所述第一转子系统，包括第一转轴、第一电机、第一压气机、第一涡轮和第一燃烧室，第一电机、第一压气机、第一涡轮依次套设在第一转轴上；第一压气机的出气端与第一燃烧室的进气端连接；第一燃烧室的排气端与第一涡轮的进气端连接；

所述第二转子系统，包括第二转轴、第二涡轮和第二电机，第二涡轮和第二电机均套设在第二转轴上，第一涡轮的排气端与第二涡轮的进气端连接，第二涡轮的排气端与蒸汽发生器的进气端连接；

所述第一转轴和第二转轴同轴设置，且第一转轴设置在第二转轴之前，第一转轴和第二转轴之间解耦(转速不必相同，便于灵活匹配涡轮的气动设计)；所述第一涡轮的排气端与第二涡轮的进气端连接，第一涡轮排出的尾气可推动第二涡轮旋转做功，做功后尾气通过排气端排出。

进一步地，所述蒸汽管末段或/和燃料管末段为直管。

进一步地，所述蒸汽管末段或/和燃料管末段为喇叭形管，所述蒸汽管出口或/和燃料管出口外扩或内敛。更进一步地，所述蒸汽管末段或/和燃料管末段的壁面母线，在轴截面方向呈直线或曲线。

进一步地，所述蒸汽管末段或/和燃料管末段为沙漏形管，该沙漏形管中部设有收敛的喉管。

进一步地，所述蒸汽管末段或/和燃料管末段由两段以上(包括两段)相互连接的阶梯形收敛段构成，采用两段以上的收敛段时，即便流体初始流速低，也可在小收敛段获得足够的真空度，获得压力或流速补偿，获得较好的混合效果。

所述燃烧喷嘴末端外套设空气旋流器，所述空气旋流器入口接气源、出口喷气方向朝向燃烧喷嘴的喷出方向。

进一步地，所述空气旋流器在轴截面方向上呈弧形。

进一步地，所述蒸汽发生器的出汽端设有再热器，蒸汽通过再热器加热后再注入燃气轮机。

进一步，所述内外混燃机还包括冷凝器，蒸汽发生器的出汽端与冷凝器的进汽端连接，冷凝器的出水端通过泵与蒸汽发生器的进水端连接。

进一步地，所述蒸汽发生器的出汽端还可与燃气轮机的第一燃烧室的进气端连通，如此，蒸汽在工质进入第一燃烧室之前可与工质实现预混，工质与蒸汽分布均匀，作为新的燃烧工质。

进一步地，所述第一电机为启发一体式电机，第一压气机启动时，启发一体式电机先作为电动机带动第一压气机旋转，待加速到能独立运行后脱开，作为发电机，由第一涡轮转动带动第一转轴进而带动第一电机发电。

进一步地，所述第一压气机与第一燃烧室的连接处还可设有扩压器；工质经第一压气机压缩并经扩压器扩压后，进入第一燃烧室。

进一步地，所述第一燃烧室可为环形的回流燃烧室或轴流燃烧室或单筒燃烧室或折流燃烧室，第一燃烧室轴心与第一转轴同轴，环绕第一转轴设置且位于第一压气机和/或第一涡轮外围。

进一步地，所述第一转轴和/或第二转轴上可设置有推力轴承及推力盘。

进一步地，所述第一转轴和/或第二转轴上可设置至少一个径向轴承。具体地，对于第一转子系统，径向轴承可以设置在第一转轴的前端，以解决第一转轴前端悬臂过长、且由于电机的磁力而引起转轴偏移的问题；此外，径向轴承还可以设置在第一电机的一侧或两侧，也可以设置在第一压气机和第一涡轮之间。

进一步地，所述第一涡轮可以设置为一个、两个或多个，设置为两个或多个时，依次并列串联在第一转轴尾端。相邻的第一涡轮之间可设置径向轴承。第一燃烧室排出的高温气体依次推动各个第一涡轮转动做功。当蒸汽发生器的出汽端与燃气轮机连接的连接位置位于第一涡轮前端时，蒸汽发生器的蒸汽依次推动各个第一涡轮转动做功。

进一步地，所述第二涡轮可以设置为一个、两个或多个，设置为两个或多个时，依次并列串联在第二转轴尾端。相邻的第二涡轮之间可设置径向轴承。第一涡轮排出的气体依次推动各个第二涡轮转动做功。

进一步地，当第一压气机的落压比较高时，第一涡轮和/或第二涡轮可设置为两个以上，以充分利用第一压气机产生的压差，获得较高的发电效率。

进一步地，所述第一转子系统，第一转轴上依次设置第一压气机、第一电机、第一涡轮，所述第一转轴上、位于第一压气机和第一电机之间设置径向轴承，所述第一转轴上、位于第一电机和第一涡轮之间设置第一推力盘，环绕第一转轴及第一电机的定子上设置一对第一对侧推力盘，所述第一推力盘位于一对第一对侧推力盘之间、且其与所述第一对侧推力盘之间设置推力轴承，所述第一转轴上、位于第一涡轮进气侧设置径向轴承；

所述第二转子系统，第二转轴上依次设置第二涡轮、第二电机，所述第二转轴两头设置径向轴承，所述第二转轴上、位于第二涡轮和第二电机之间设置第二推力盘，环绕第二转轴及第二电机的定子上设置一对第二对侧推力盘，所述第二推力盘位于一对第二对侧推力盘之间、且其与所述第二对侧推力盘之间设置推力轴承。

进一步地，所述第一转子系统，第一转轴上依次设置第一压气机、第一电机、第一涡轮，所述第一压气机的背气面及第一涡轮的进气面设置推力轴承，所述第一转轴上、位于第一电机两头设置径向轴承；

所述第二转子系统，第二转轴上依次设置第二涡轮、第二电机，所述第二转轴两头设置径向轴承，所述第二转轴上、位于第二涡轮和第二电机之间设置第二推力盘，环绕第二转轴及第二电机的定子上设置一对第二对侧推力盘，所述第二推力盘位于一对第二对侧推力盘之间、且其与所述第二对侧推力盘之间设置推力轴承。

本实用新型的内外混燃机，工作时，燃气轮机通过排气端将尾气排入蒸汽发生器，尾气在蒸汽发生器内与水换热，生成蒸汽；生成的蒸汽，一部分回注入燃气轮机，实际应用时，可控制回注入燃气轮机的蒸汽的流量，比如控制蒸汽与进入燃气轮机的工质的流量比为2～3:1；一部分注入冷凝器，蒸汽在冷凝器内形成冷凝水，冷凝水通过泵加入蒸汽发生器，以补充蒸发为蒸汽的水。

本实用新型的内外混燃机，在燃料管外设置蒸汽管，喷出的蒸汽在燃料外形成一层保护罩，一方面可以隔绝工质，防止工质与燃料直接接触导致反应过于剧烈，防止回火，并可降低燃烧室内的温度；另一方面，燃料与工质接触之前，先与蒸汽进行预混，之后再与工质混合燃烧，反应稳定又彻底，可减少因燃烧不完全而产生的有毒、有害气体的排放。实际应用时，可控制燃料管中燃料和蒸汽管中蒸汽的流量比例，比如控制燃料和蒸汽的体积比为1:0.1～100；优选0.3～4。燃料管内的燃料可选自氢气。燃烧喷嘴末端外可套设空气旋流器，空气喷出方向朝着氢气流方向，可将燃烧喷嘴喷出的含有水蒸气的氢气流打混，有助于燃烧。

本实用新型的内外混燃机，蒸汽注入燃气轮机的燃烧室内可参与燃烧(燃料中含有碳元素时)，原理为：水蒸汽与在高温燃烧中的燃料的碳元素发生化学反应生成一氧化碳和氢气，一氧化碳和氢气均是可燃性气体,可以起到明显的助燃作用，使燃烧更加充分,减少了因燃烧不完全而产生的有毒、有害气体的排放,从而大大提高了燃料燃烧的热能利用率。

本实用新型的内外混燃机，可对燃气轮机的尾气的余热进行有效回收，实现了燃气轮机的燃气、蒸汽联合利用，提高了燃气轮机效率，减少了能源浪费。同时燃烧的污染物会被蒸汽清洗，避免排放入大气，可以显著提高排放清洁度。并且，通过设置特殊结构的燃烧喷嘴，不仅能有效防止回火，还使燃料的燃烧更加稳定和充分。本实用新型的内外混燃机，具有供电效率高、投资少、建设周期短、用地用水少、运行自动化程度高、污染物排放少等优点。

本实用新型使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本实用新型所表述的含义为准。

附图说明

图1：内外混燃机的结构示意图。

图2：燃烧喷嘴的结构示意图(纵向剖面图)。

图3：燃烧喷嘴的结构示意图(横向剖面图)。

图4：蒸汽管的剖面图(出口外扩的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线)。

图5：蒸汽管的剖面图(出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线)。

图6：蒸汽管的剖面图(出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈曲线)。

图7：蒸汽管的剖面图(沙漏形管，沙漏形管中部设有收敛的喉管)。

图8：蒸汽管的剖面图(由两段相互连接的阶梯形收敛段构成)。

图9：燃料管的剖面图(出口外扩的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线)。

图10：燃料管的剖面图(出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线)。

图11：燃料管的剖面图(出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈曲线)。

图12：燃料管的剖面图(沙漏形管，沙漏形管中部设有收敛的喉管)。

图13：燃料管的剖面图(由两段相互连接的阶梯形收敛段构成)。

图14：多转子燃气轮机的结构示意图。

图15：燃气轮机转子系统的结构示意图(实施例2)。

图16：燃气轮机转子系统的结构示意图示意图(实施例3)。

图17：带旋流器的燃烧喷嘴结构示意图(图中箭头所指示方向为空气流向)。

其中，1、燃气轮机；2、蒸汽发生器；3、冷凝器；4、泵；5、尾气；6、蒸汽；7、冷凝水；8、工质；100、第一转轴；200、第一电机；300、第一压气机；400、第一涡轮；500、第一燃烧室；600、第二涡轮；700、第二转轴；800、第二电机；611、蒸汽管；6111、蒸汽管出口；612、燃料管；6121、燃料管出口；613、空气旋流器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明。然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例。本领域技术人员能够理解，在不背离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对本实用新型进行各种变化和修饰。

实施例1

一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机，包括燃气轮机1和蒸汽发生器2，如图1所示，燃气轮机1的排气端与蒸汽发生器2的进气端连接；蒸汽发生器2的出汽端与燃气轮机1连接；

所述燃气轮机1的第一燃烧室500内设有燃烧喷嘴，燃烧喷嘴包括蒸汽管611和燃料管612，燃料管612的入口端与燃气轮机1的燃料罐连通，末段伸入蒸汽管611内且与蒸汽管611同轴，蒸汽管611与蒸汽发生器2的出汽端连通。

所述蒸汽管611末段可以为直管，如图2、图3所示。

所述蒸汽管611末段还可以为喇叭形管，所述蒸汽管出口6111外扩(如图4所示)或内敛(如图5所示)。所述蒸汽管611末段的壁面母线，在轴截面方向呈直线(如图4、5所示)或曲线(如图6所示，曲线为弧线)。

所述蒸汽管611末段可以为沙漏形管，沙漏形管中部设有收敛的喉管，如图7所示。

所述蒸汽管611末段还可以由两段以上相互连接的阶梯形收敛段构成，如图8所示(图7所示为两段)；采用两段以上的收敛段时，即便流体初始流速低，也可在小收敛段获得足够的真空度，获得压力或流速补偿，获得较好的混合效果。

所述燃料管612末段可以为直管，如图2、图3所示。

所述燃料管612末段还可以为喇叭形管，所述燃料管出口6121外扩(如图9所示)或内敛(如图10所示)。所述燃料管612末段的壁面母线，在轴截面方向呈直线(如图9、10所示)或曲线(如图11所示，曲线为弧线)。

所述燃料管612末段可以为沙漏形管，沙漏形管中部设有收敛的喉管，如图12所示。

所述燃料管612末段还可以由两段以上相互连接的阶梯形收敛段构成，如图13所示(图13所示为两段)；采用两段以上的收敛段时，即便流体初始流速低，也可在小收敛段获得足够的真空度，获得压力或流速补偿，获得较好的混合效果。

具体应用时，所述蒸汽管611末段的形状可以为以上7种中的任意一种，即：①直管；②出口外扩的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线；③出口外扩的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈曲线；④出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线；⑤出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈曲线；⑥沙漏形管，沙漏形管中部设有收敛的喉管；⑦由两段以上相互连接的阶梯形收敛段构成。同样地，所述燃料管612末段的形状也可以为以上7种中的任意一种。相互可以自由组合，本实用新型的内外混燃机的燃烧喷嘴的结构理论上至少有42种组合。

所述燃烧喷嘴末端外可套设空气旋流器613，如图17所示，空气旋流器在轴截面方向上可呈弧形，空气旋流器613入口接气源、出口喷气方向朝向燃烧喷嘴的喷出方向。

所述蒸汽发生器2的出汽端可以设有再热器，蒸汽通过再热器加热后再注入燃气轮机1。

所述内外混燃机还包括冷凝器3，蒸汽发生器2的出汽端与冷凝器3的进汽端连接，冷凝器3的出水端通过泵4与蒸汽发生器2的进水端连接。

所述蒸汽发生器2的出汽端还可与燃气轮机1的第一燃烧室500的进气端，蒸汽6在工质8进入第一燃烧室500之前与工质8实现预混，工质8与蒸汽6分布均匀，作为新的燃烧工质。

上述结构的内外混燃机，工作时，燃气轮机1通过排气端将尾气5排入蒸汽发生器2，尾气5在蒸汽发生器2内与水换热，生产蒸汽6；生成的蒸汽6，一部分回注入燃气轮机1，实际应用时，可控制回注入燃气轮机1的蒸汽6的流量，比如控制蒸汽6与进入燃气轮机1的工质8的流量比为2～3:1；一部分注入冷凝器3，蒸汽6在冷凝器3内形成冷凝水7，冷凝水7通过泵4加入蒸汽发生器2以补充蒸发为蒸汽的水。

燃料通过燃烧喷嘴的燃料管612喷出，同时，蒸汽6通过蒸汽管611喷出，喷出的蒸汽6在燃料外形成一层保护罩，一方面可以隔绝工质8，防止工质8与燃料直接接触导致反应过于剧烈，防止回火，并可降低燃烧室内的温度；另一方面，燃料与工质8接触之前，先与蒸汽6进行预混，之后再与工质8混合燃烧，反应稳定又彻底，可减少因燃烧不完全而产生的有毒、有害气体的排放。实际应用时，可控制燃料管中燃料和蒸汽管中蒸汽6的流量比例，比如控制燃料和蒸汽6的体积比为1:0.1～100；优选0.3～4。燃料管612内的燃料可选自氢气。工质8可为空气，可自空气旋流器613侧壁入口进入，旋流后从出口斜喷至氢气与蒸汽的混合物中。

所述燃气轮机1为多转子燃气轮机，包括第一转子系统和第二转子系统。

所述第一转子系统，包括第一转轴100、第一电机200、第一压气机300、第一涡轮400和第一燃烧室500，如图14所示，第一电机200、第一压气机300、第一涡轮400依次套设在第一转轴100上；第一压气机300的出气端与第一燃烧室500的进气端连接；第一燃烧室500的排气端与第一涡轮400的进气端连接。

所述第二转子系统，包括第二转轴700、第二涡轮600和第二电机800，如图2所示，第二涡轮600和第二电机800均套设在第二转轴700上，第一涡轮400的排气端与第二涡轮600的进气端连接，第二涡轮600的排气端与蒸汽发生器2的进气端连接。

所述第一转轴100和第二转轴700同轴设置，且第一转轴100设置在第二转轴700之前，第一转轴100和第二转轴700之间解耦(转速不必相同，便于灵活匹配涡轮的气动设计)；所述第一涡轮400的排气端与第二涡轮600的进气端连接，第一涡轮400排出的尾气可推动第二涡轮600旋转做功，做功后尾气通过排气端排出。

所述第一电机200可以为启发一体式电机，第一压气机300启动时，启发一体式电机先作为电动机带动第一压气机300旋转，待加速到能独立运行后脱开，作为发电机，由第一涡轮400转动带动第一转轴100进而带动第一电机200发电。

所述第一压气机300与第一燃烧室500的连接处还可设有扩压器106，即：第一压气机300的出气端与扩压器106连通，扩压器106的排气端与第一燃烧室500的进气端连通；工质经第一压气机300压缩并经扩压器106扩压后，进入第一燃烧室500。

所述第一燃烧室500可为环形的回流燃烧室或轴流燃烧室或单筒燃烧室或折流燃烧室，第一燃烧室500轴心与第一转轴100同轴，环绕第一转轴100设置且位于第一压气机300和/或第一涡轮400外围。

所述第一转轴100和/或第二转轴700上可设置有推力轴承及推力盘。

所述第一转轴100和/或第二转轴700上可设置至少一个径向轴承。具体地，对于第一转子系统，径向轴承可以设置在第一转轴100的前端，以解决第一转轴100前端悬臂过长、且由于电机的磁力而引起转轴偏移的问题；此外，径向轴承还可以设置在第一电机200的一侧或两侧，也可以设置在第一压气机300和第一涡轮400之间。转轴上的轴承数量越少，转轴长度越短，设备的整体长度越短，集成化越高，且容易保障同轴度，设计及加工更容易。

所述第一涡轮400可以设置为一个、两个或多个，设置为两个或多个时，依次并列串联在第一转轴100尾端。相邻的第一涡轮400之间可设置径向轴承。第一燃烧室500排出的高温气体依次推动各个第一涡轮400转动做功。当蒸汽发生器的出汽端与燃气轮机连接的连接位置位于第一涡轮400前端时，蒸汽发生器的蒸汽依次推动各个第一涡轮400转动做功。

所述第二涡轮600可以设置为一个、两个或多个，设置为两个或多个时，依次并列串联在第二转轴700尾端。相邻的第二涡轮600之间可设置径向轴承。第一涡轮400排出的气体依次推动各个第二涡轮600转动做功。

当第一压气机300的落压比较高时，第一涡轮400和/或第二涡轮600可设置为两个以上，以充分利用第一压气机300产生的压差，获得较高的发电效率。

所述第一电机200的功率为20～30KW，第二电机800的功率为120～130KW，燃气轮机总体功率为140～160KW。

多转子燃气轮机工作时，第一压气机300从外界吸入工质8(一般为空气)，工质8经第一压气机300压缩增压后，进入到第一燃烧室500内并与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体，高温气体从第一燃烧室500的出气端进入到第一涡轮400中并推动第一涡轮400做功，第一涡轮400带动同轴的第一电机200发电，并带动第一压气机300工作，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械能，并输出电能9；高温气体对第一涡轮400做功后，继续对第二涡轮600做功，第二涡轮600带动同轴的第二电机800发电；对第二涡轮600做功后的气体作为尾气5从排气端排出，进入蒸汽发生器2，经热交换后，蒸汽发生器2排出的部分蒸汽6回注入燃气轮机1。第一转轴100和第二转轴700均可转动做功，均为发电轴，且两根发电轴之间解耦，转速不必相同，便于灵活匹配涡轮的气动设计。

所述燃气轮机的转子系统包括但不限于以下实施例2、3所示的形式。

实施例2转子系统

如图15所示，所述第一转子系统，第一转轴100上依次设置第一压气机300、第一电机200、第一涡轮400，所述第一转轴100上、位于第一压气机300和第一电机200之间设置径向轴承，所述第一转轴100上、位于第一电机200和第一涡轮400之间设置第一推力盘，环绕第一转轴100及第一电机200的定子108上设置一对第一对侧推力盘，所述第一推力盘位于一对第一对侧推力盘之间、且其与所述第一对侧推力盘之间设置推力轴承，所述第一转轴100上、位于第一涡轮400进气侧设置径向轴承；

所述第二转子系统，第二转轴700上依次设置第二涡轮600、第二电机800，所述第二转轴700两头设置径向轴承，所述第二转轴700上、位于第二涡轮600和第二电机800之间设置第二推力盘，环绕第二转轴700及第二电机800的定子上设置一对第二对侧推力盘，所述第二推力盘位于一对第二对侧推力盘之间、且其与所述第二对侧推力盘之间设置推力轴承。

实施例3转子系统

如图16所示，所述第一转子系统，第一转轴100上依次设置第一压气机300、第一电机200、第一涡轮400，所述第一压气机300的背气面及第一涡轮400的进气面设置推力轴承，所述第一转轴100上、位于第一电机200两头设置径向轴承；

所述第二转子系统，第二转轴700上依次设置第二涡轮600、第二电机800，所述第二转轴700两头设置径向轴承，所述第二转轴700上位于第二涡轮600和第二电机800之间设置第二推力盘，环绕第二转轴700及第二电机800的定子上设置一对第二对侧推力盘，所述第二推力盘位于一对第二对侧推力盘之间、且其与所述第二对侧推力盘之间设置推力轴承。

给本领域技术人员提供上述实施例，以完全公开和描述如何实施和使用所主张的实施方案，而不是用于限制本文公开的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的修饰将在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：包括燃气轮机和蒸汽发生器，燃气轮机的排气端与蒸汽发生器的进气端连接；蒸汽发生器的出汽端与燃气轮机连接；

所述燃气轮机的第一燃烧室内设有燃烧喷嘴，燃烧喷嘴包括蒸汽管和燃料管，燃料管的入口端与燃气轮机的燃料罐连通，末段伸入蒸汽管内且与蒸汽管同轴，蒸汽管与蒸汽发生器的出汽端连通；

所述燃气轮机为多转子燃气轮机，包括转轴、压气机、电机、涡轮和燃烧室，压气机、电机和涡轮均套设在转轴上，压气机的出气端与燃烧室的进气端连接，燃烧室的出气端与涡轮的进气端连接，涡轮的排气端与蒸汽发生器的进气端连接；

所述多转子燃气轮机，包括第一转子系统和第二转子系统；

所述第一转子系统，包括第一转轴、第一电机、第一压气机、第一涡轮和第一燃烧室，第一电机、第一压气机、第一涡轮依次套设在第一转轴上；第一压气机的出气端与第一燃烧室的进气端连接；燃烧室的排气端与第一涡轮的进气端连接；

所述第二转子系统，包括第二转轴、第二涡轮和第二电机，第二涡轮和第二电机均套设在第二转轴上，第一涡轮的排气端与第二涡轮的进气端连接，第二涡轮的排气端与蒸汽发生器的进气端连接；

所述第一转轴和第二转轴同轴设置。

2.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述蒸汽管末段或/和燃料管末段为直管。

3.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述蒸汽管末段或/和燃料管末段为喇叭形管，所述蒸汽管的出口或/和燃料管的出口外扩或内敛；所述蒸汽管末段或/和燃料管末段的壁面母线，在轴截面方向呈直线或曲线。

4.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述蒸汽管末段或/和燃料管末段为沙漏形管，该沙漏形管中部设有收敛的喉管。

5.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述蒸汽管末段或/和燃料管末段由两段以上相互连接的阶梯形收敛段构成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述蒸汽管末段或/和燃料管末段的形状为以下7种中的任意一种：①直管；②出口外扩的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线；③出口外扩的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈曲线；④出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈直线；⑤出口内敛的喇叭形管，从轴截面方向看，壁面母线呈曲线；⑥沙漏形管，沙漏形管中部设有收敛的喉管；⑦由两段以上相互连接的阶梯形收敛段构成。

7.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述燃烧喷嘴末端外套设空气旋流器，所述空气旋流器入口接气源、出口喷气方向朝向燃烧喷嘴的喷出方向。

8.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述内外混燃机还包括冷凝器，蒸汽发生器的出汽端与冷凝器的进汽端连接，冷凝器的出水端通过泵与蒸汽发生器的进水端连接。

9.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述第一电机为启发一体式电机；

或/和：所述第一燃烧室为环形的回流燃烧室或轴流燃烧室或单筒燃烧室或折流燃烧室，第一燃烧室轴心与第一转轴同轴，环绕第一转轴设置且位于第一压气机和/或第一涡轮外围；

或/和：所述第一转轴和/或第二转轴上设置有推力轴承及推力盘；

或/和：所述第一转轴和/或第二转轴上设置至少一个径向轴承；对于第一转子系统，径向轴承设置在第一转轴的前端，第一电机的一侧或两侧，或第一压气机和第一涡轮之间；

或/和：所述第一涡轮设置为一个、两个或多个，设置为两个或多个时，依次并列串联在第一转轴尾端；

或/和：所述第二涡轮设置为一个、两个或多个，设置为两个或多个时，依次并列串联在第二转轴尾端；

或/和：相邻的第一涡轮之间设置径向轴承；

或/和：相邻的第二涡轮之间设置径向轴承。

10.根据权利要求1所述的设有燃烧喷嘴的内外混燃机，其特征在于：所述第一转子系统，第一转轴上依次设置第一压气机、第一电机、第一涡轮，所述第一转轴上、位于第一压气机和第一电机之间设置径向轴承，所述第一转轴上、位于第一电机和第一涡轮之间设置第一推力盘，环绕第一转轴及第一电机的定子上设置一对第一对侧推力盘，所述第一推力盘位于一对第一对侧推力盘之间、且其与所述第一对侧推力盘之间设置推力轴承，所述第一转轴上、位于第一涡轮进气侧设置径向轴承；所述第二转子系统，第二转轴上依次设置第二涡轮、第二电机，所述第二转轴两头设置径向轴承，所述第二转轴上、位于第二涡轮和第二电机之间设置第二推力盘，环绕第二转轴及第二电机的定子上设置一对第二对侧推力盘，所述第二推力盘位于一对第二对侧推力盘之间、且其与所述第二对侧推力盘之间设置推力轴承；

或：所述第一转子系统，第一转轴上依次设置第一压气机、第一电机、第一涡轮，所述第一压气机的背气面及第一涡轮的进气面设置推力轴承，所述第一转轴上、位于第一电机两头设置径向轴承；所述第二转子系统，第二转轴上依次设置第二涡轮、第二电机，所述第二转轴两头设置径向轴承，所述第二转轴上、位于第二涡轮和第二电机之间设置第二推力盘，环绕第二转轴及第二电机的定子上设置一对第二对侧推力盘，所述第二推力盘位于一对第二对侧推力盘之间、且其与所述第二对侧推力盘之间设置推力轴承。

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