FR2961889A1 - Ensemble de buse d'injection de combustible - Google Patents

Abstract

Un insert (100) pour prémélanger un combustible secondaire (70) dans un espace annulaire de prémélange (60) d'un ensemble de buse d'injection de combustible (28) est décrit. L'insert (100) comporte une cartouche (102) s'étendant à travers au moins une partie de l'ensemble de buse d'injection de combustible (28) et configurée pour y faire circuler le combustible secondaire (70). L'insert (100) comporte en outre un adaptateur (104) couplé à la cartouche (102), l'adaptateur (104) définissant une chambre de distribution de combustible (116) et au moins un alésage d'injection s'étendant radialement (118). L'au moins un alésage d'injection (118) est configuré pour recevoir au moins une partie du combustible secondaire (70) provenant de la cartouche (102) et injecter le combustible secondaire (70) dans l'espace annulaire de prémélange (60).

Description

B11-2529FR 1 Ensemble de buse d'injection de combustible

La présente invention concerne de façon générale des systèmes de turbine à gaz et plus particulièrement, des ensembles de buse d'injection de combustible dans des systèmes de turbine à gaz. Les systèmes de turbine à gaz sont largement utilisés dans le domaine de la génération d'énergie. Un système de turbine à gaz classique comporte un compresseur, une chambre de combustion et une turbine. Dans un système de turbine à gaz classique, de l'air comprimé est fourni à la chambre de combustion par le compresseur. L'air entrant dans la chambre de combustion est mélangé avec un combustible et la combustion s'effectue. Les gaz chauds de la combustion s'écoulent de la chambre de combustion vers la turbine pour entraîner le système de turbine à gaz et générer de l'énergie. On utilise généralement du gaz naturel comme combustible primaire pour un système de turbine à gaz. Le gaz naturel est mélangé avec de l'air dans un ensemble de buse d'injection de combustible situé dans la chambre de combustion ou de manière adjacente à celle-ci, afin de fournir un mélange air/combustible pauvre, prémélangé, pour la combustion. Les systèmes de turbine à gaz nécessitent également généralement un combustible secondaire permettant au système de continuer à fonctionner lorsque le combustible primaire n'est pas disponible. Le combustible secondaire est généralement un combustible liquide, par exemple du fuel. Les solutions types de l'art antérieur pour fournir un combustible secondaire dans un ensemble de buse d'injection de combustible fournissent le combustible secondaire sous forme d'un courant de combustible pulvérisé directement dans une source d'allumage ou de manière adjacente à celle-ci. Ce courant de combustible est un mélange de combustible relativement riche, par opposition au mélange air/combustible relativement pauvre, prémélangé, obtenu lors de l'utilisation du combustible primaire. En conséquence, la température du mélange de combustible secondaire brûlé et le taux de formation de NOS résultant sont généralement d'une importance indésirable. Pour diminuer la température et le niveau de NOS, de l'eau et de l'air comprimé atomisé sont généralement fournis et mélangés avec le combustible secondaire à mesure que le combustible est pulvérisé dans la source d'allumage. Ce système est toutefois relativement inefficace, peu rentable et coûteux. Des systèmes indépendants doivent par exemple être utilisés pour fournir l'eau et pour fournir et comprimer l'air d'atomisation. En outre, lorsqu'on fournit le combustible secondaire et qu'on le fait circuler à travers l'ensemble de buse d'injection de combustible, il peut provoquer une cokéfaction. La cokéfaction est la pyrolyse oxydante ou la distillation destructive des molécules de combustible en composés organiques plus petits et en outre, en particules de carbone solides à des températures élevées. La cokéfaction provoque ainsi le dépôt de particules de carbone solides sur diverses surfaces de l'ensemble de buse d'injection de combustible, conduisant à l'interruption de l'écoulement dans l'ensemble de buse d'injection de combustible. I1 existe ainsi un besoin pour un dispositif pour prémélanger un combustible secondaire dans un ensemble de buse d'injection de combustible. De plus, un dispositif pour fournir un combustible secondaire dans un ensemble de buse d'injection de combustible, diminuant les coûts associés et augmentant le rendement associé, serait avantageux. En outre, un dispositif pour fournir un combustible secondaire dans un ensemble de buse d'injection de combustible empêchant ou atténuant la cokéfaction dans l'ensemble de buse d'injection de combustible est souhaité.

Dans un mode de réalisation, il est proposé un insert pour prémélanger un combustible secondaire dans un espace annulaire de prémélange d'un ensemble de buse d'injection de combustible. L'insert comporte en outre une cartouche s'étendant à travers au moins une partie de l'ensemble de buse d'injection de combustible et configurée pour y faire circuler le combustible secondaire. L'insert comporte un adaptateur couplé à la cartouche, l'adaptateur définissant une chambre de distribution de combustible et au moins un alésage d'injection s'étendant radialement. L'alésage d'injection est configuré pour recevoir au moins une partie du combustible secondaire provenant de la cartouche et injecter le combustible secondaire dans l'espace annulaire de prémélange. Dans un autre mode de réalisation, il est proposé un ensemble de buse d'injection de combustible pour prémélanger un combustible secondaire qui comporte un tube de brûleur extérieur et un tube de brûleur intérieur définissant entre eux un espace annulaire de prémélange, le tube de brûleur intérieur définissant en outre un espace annulaire intérieur. L'ensemble de buse d'injection de combustible comporte en outre un insert, l'insert incluant une cartouche s'étendant à travers au moins une partie de l'ensemble de buse d'injection de combustible et configuré pour faire s'écouler le combustible secondaire à travers celui-ci et un adaptateur couplé à la cartouche et au tube de brûleur intérieur, l'adaptateur définissant une chambre de distribution de combustible et au moins un alésage d'injection s'étendant radialement. L'alésage d'injection est configuré pour recevoir au moins une partie du combustible secondaire provenant de la cartouche et injecter le combustible secondaire dans l'espace annulaire de prémélange. Ces caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention ainsi que d'autres seront mieux compris en référence à la description suivante et aux revendications annexées. Les dessins annexés illustrent des modes de réalisation de l'invention pris à titre d'exemples et nullement limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe transversale de plusieurs parties d'un système de turbine à gaz ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation d'un insert dans un ensemble de buse d'injection de combustible selon la présente invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'adaptateur selon la présente invention, tel que représenté sur la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un insert selon la présente invention ; - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un insert selon la présente invention ; et - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un insert selon la présente invention.

I1 va maintenant être fait référence en détail aux modes de réalisation de l'invention, dont un ou plusieurs exemples sont illustrés sur les dessins. Chaque exemple est fourni à titre d'explication de l'invention et non de limitation de l'invention. I1 apparaîtra en fait aux hommes de l'art que diverses modifications et variantes peuvent être réalisées sans s'écarter de la portée de l'invention. Par exemple, les caractéristiques illustrées ou décrites en tant que partie d'un mode de réalisation peuvent être utilisées avec un autre mode de réalisation pour fournir encore un autre mode de réalisation. En se référant à la figure 1, un dessin simplifié de plusieurs parties d'un système de turbine à gaz 10 est illustré. Le système 10 comprend une section de compresseur 12 pour pressuriser un gaz tel que de l'air, s'écoulant dans le système 10. On comprendra que bien que l'on puisse ici faire référence à l'air comme gaz, le gaz peut être un gaz quelconque convenable pour être utilisé dans un système de turbine à gaz 10. L'air pressurisé évacué de la section de compresseur 12 s'écoule dans une section de chambre de combustion 14, qui est généralement caractérisée par une pluralité de chambres de combustion 16 (dont une seule est illustrée sur la figure 1) disposées en un réseau annulaire autour d'un axe du système 10. L'air entrant dans la section de chambre de combustion 14 est mélangé avec un combustible et la combustion s'effectue. Les gaz chauds de la combustion s'écoulent depuis chaque chambre de combustion 16 vers une section de turbine 18 pour entraîner le système 10 et générer de l'énergie.

Toujours en référence à la figure 1, chaque chambre de combustion 16 de la turbine à gaz 10 peut inclure un système de combustion 20 pour mélanger et produire la combustion d'un mélange air/combustible et un élément de transition 22 pour faire circuler les gaz chauds de la combustion vers la section de turbine 18. Le système de combustion 20 de chaque chambre de combustion 16 peut inclure un carter de combustion 24, un recouvrement d'extrémité 26 et une pluralité d'ensembles de buse d'injection de combustible 28. On comprendra également que chaque chambre de combustion 16 et le système de combustion 20 peuvent inclure un nombre quelconque d'ensembles de buse d'injection de combustible 28. Un combustible peut être fourni à chaque ensemble de buse d'injection de combustible 28 par un ou plusieurs collecteurs (non représentés). Pendant le fonctionnement, l'air sous pression sortant de la section de compresseur 12 s'écoule dans chaque chambre de combustion 16 à travers un manchon d'écoulement 30 d'une chambre de combustion 32 et un manchon d'impact 34 de l'élément de transition 22, où il est animé de turbulences et mélangé avec un combustible injecté dans chaque ensemble de buse d'injection de combustible 28.

Le mélange air/combustible sortant de chaque ensemble de buse d'injection de combustible 28 s'écoule dans la chambre de combustion 32, où il est brûlé. Les gaz chauds de la combustion s'écoulent ensuite à travers un élément de transition 22 vers la section de turbine 18 afin d'entraîner le système 10 et de générer de l'énergie. On comprendra toutefois facilement qu'il n'est pas nécessaire qu'une chambre de combustion 16 soit configurée comme décrit et illustré ci-dessus et elle peut généralement avoir une configuration quelconque permettant de mélanger de l'air sous pression avec un combustible, d'en provoquer la combustion et de le transférer vers une section de turbine 18 du système 10. En se référant à la figure 2, un ensemble de buse d'injection de combustible 28 est illustré. De l'air 42 destiné à la combustion peut s'écouler à travers un espace annulaire extérieur de l'ensemble de buse d'injection de combustible 28. Comme représenté, l'ensemble de buse d'injection de combustible 28 peut inclure un conditionneur d'écoulement d'entrée 44 pour améliorer la distribution de la vitesse d'écoulement de l'air 42. L'ensemble de buse d'injection de combustible 28 peut également inclure une pluralité de tubes concentriques définissant des passages annulaires individuels 46, 48 et 50. Le passage 46 peut fournir un écoulement d'air, tandis que les passages 48 et 50 peuvent fournir un combustible primaire (non représenté) tel que du gaz naturel, à travers l'ensemble de buse d'injection de combustible 28. Le combustible primaire peut être fourni en outre à la chambre de combustion 36 de la chambre de combustion 16 (figure 1) à travers une pluralité de déflecteurs 56, générateurs d'un mouvement tourbillonnaire (swirl) de l'écoulement d'air. L'air 42 s'écoulant depuis le conditionneur d'écoulement d'entrée 44 peut être dirigé à travers les déflecteurs 56 pour communiquer un mouvement tourbillonnaire (swirl) à l'air 42 et pour faciliter le mélange de l'air 42 avec le combustible primaire. Les déflecteurs d'air 56 peuvent inclure des orifices ou trous d'injection de combustible 58 injectant dans l'air 42 un combustible primaire s'écoulant dans les passages 48 et 50. L'air 42 et le combustible primaire peuvent ensuite s'écouler dans un espace annulaire de prémélange 60 défini par un tube de brûleur extérieur 62 et un tube de brûleur intérieur 64, dans lequel l'air 42 et le combustible primaire sont mélangées avant d'entrer dans la chambre de combustion 36. Toutefois, on comprendra facilement que l'ensemble de buse d'injection de combustible 28 tel que décrit ci-dessus peut être configuré ou agencé d'une manière quelconque généralement connue par les hommes de l'art et il n'est pas indispensable de le configurer comme décrit. Dans des exemples de mode de réalisation, lorsque le combustible primaire n'est pas disponible pour être utilisé avec le système 10 et les ensembles de buse d'injection de combustible 28 de la présente description ou lorsqu'on le souhaite, on peut faire circuler un combustible secondaire 70 à travers les ensembles de buse d'injection de combustible 28, mélangé avec de l'air 42 et brûlé. Dans des exemples de mode de réalisation le combustible secondaire 70 peut être un combustible liquide tel que du fuel ou un mélange à base de fuel. On comprendra toutefois que le combustible secondaire peut être n'importe quel combustible convenable pour être utilisé dans un ensemble de buse d'injection de combustible 28.

Un insert 100 peut être prévu dans l'ensemble de buse d'injection de combustible 28 pour faire circuler le combustible secondaire 70. L'insert 100 peut avantageusement permettre un prémélange du combustible secondaire 70 avec de l'air 42 dans l'espace annulaire de prémélange 60 de l'ensemble de buse d'injection de combustible 28, de façon que le mélange air/combustible fourni à la chambre de combustion 36 et brûlé dans celle-ci soit un mélange relativement pauvre. De plus, le mélange air/combustible peut avantageusement être atomisé dans l'espace annulaire de prémélange 60. En outre, l'insert 100 peut empêcher ou atténuer la cokéfaction dans l'ensemble de buse d'injection de combustible 28. Comme représenté sur les figures 2 à 6, l'insert 100 peut inclure une cartouche 102 et un adaptateur 104. La cartouche 102 peut s'étendre à travers au moins une partie de l'ensemble de buse d'injection de combustible 28 et peut être configurée pour faire circuler le combustible secondaire 70 à travers celle-ci. La cartouche 102 peut être par exemple un tube, un tuyau, une conduite ou un autre dispositif approprié. La cartouche 102 peut recevoir un combustible secondaire 70 provenant d'un ou plusieurs collecteurs de combustible secondaire (non représentés) et le combustible secondaire 70 peut s'écouler à travers la cartouche 102. La cartouche 102 peut généralement être disposée à l'intérieur du tube de brûleur intérieur 64. La cartouche 102 peut par exemple s'étendre à travers le passage 46. En outre, le tube de brûleur intérieur 64 peut définir un espace annulaire intérieur 106. L'espace annulaire intérieur 106 peut être en communication fluide avec le passage 46. La cartouche 102 peut s'étendre à travers l'espace annulaire intérieur 106. La cartouche 102 peut avoir une forme ou une taille convenable quelconque en section transversale. Dans certains modes de réalisation par exemple, la cartouche 102 peut avoir une section transversale globalement circulaire ou ovale. En outre, il n'est pas nécessaire que la cartouche 102 soit linéaire ou d'une section transversale uniforme sur toute sa longueur ; la cartouche 102 peut par exemple être incurvée et/ou effilée.

L'adaptateur 104 peut être couplé à la cartouche 102 et disposé dans l'ensemble de buse d'injection de combustible 28. En outre, l'adaptateur 104 peut être couplé au tube de brûleur intérieur 64. Dans certains modes de réalisation, l'adaptateur 104 peut être relié, par exemple par soudage, ou peut être fixé, par exemple par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation mécanique approprié ou d'un dispositif d'étanchéité, au tube de brûleur intérieur 64 et peut être adapté à des tubes de brûleur intérieurs existants 64 si on le souhaite. À titre de variante, l'adaptateur 104 peut être un composant faisant partie intégrante du tube de brûleur intérieur 64. En outre, l'adaptateur 104 peut être positionné dans la buse d'injection de combustible 28 de façon que l'espace annulaire intérieur 106 soit divisé en un espace annulaire intérieur amont 108 et un espace annulaire intérieur aval 110. La cartouche 102 peut, comme représenté sur les figures 2 et 4 à 5, être fixée à l'adaptateur 104. La cartouche 102 peut par exemple être fixée à l'adaptateur en utilisant un ou plusieurs composants d'étanchéité 112. Le composant d'étanchéité 112 peut être par exemple, un joint d'étanchéité à lèvres annulaire ou un autre dispositif d'étanchéité approprié. On comprendra que des parties de la cartouche 102, par exemple les passages intérieurs comme expliqué ci-dessous, peuvent s'étendre à travers le composant d'étanchéité 112 ou au-delà de celui-ci. À titre de variante ou en plus, comme représenté sur la figure 6, la cartouche 102 peut être reliée à l'adaptateur 104. La cartouche 102 peut être reliée, par exemple par soudage, à l'adaptateur 104 au niveau d'une jonction 114 ou en une quelconque autre jonction appropriée. On comprendra que des parties de la cartouche 102, par exemple les passages intérieurs, peuvent s'étendre à travers la jonction 114 ou après celle-ci.

L'adaptateur 104, dont un mode de réalisation est représenté sur la figure 3, peut définir une chambre de distribution de combustible 116 et au moins un alésage d'injection 118 s'étendant radialement ou une pluralité d'alésages d'injection 118 s'étendant radialement. Les alésages d'injection 118 peuvent être configurés pour recevoir au moins une partie du combustible secondaire 70 provenant de la cartouche 102 et peuvent injecter le combustible secondaire 70 dans l'espace annulaire de prémélange 60. Le combustible secondaire 70 peut par exemple s'écouler à travers la cartouche 102. Au moins une partie du combustible secondaire 70 peut sortir de la cartouche 102 dans la chambre de distribution de combustible 116. Le combustible secondaire 70 dans la chambre de distribution de combustible 116 peut ensuite être injecté à travers les alésages d'injection 118. Les alésages d'injection 118 peuvent s'étendre radialement vers l'extérieur à travers l'adaptateur 104 vers la surface extérieure de l'adaptateur 104, jusque dans l'espace annulaire de prémélange 60. Ainsi, le combustible secondaire 70 peut être injecté depuis la chambre de distribution de combustible 116 à travers les alésages d'injection 118 dans l'espace annulaire de prémélange 60.

Une fois injecté depuis les alésages d'injection 118 dans l'espace annulaire de prémélange 60, le combustible secondaire 70 peut être mélangé à l'air 42 en aval du déflecteur d'air 56, permettant ainsi le prémélange du combustible secondaire 70. La cartouche 102 peut définir un passage ou une pluralité de passages. Les passages peuvent être configurés pour l'écoulement du combustible secondaire 70 ou d'un autre fluide. Dans des exemples de mode de réalisation, comme représenté sur les figures 4 à 6, la pluralité de passages peuvent être des passages alignés de manière concentrique. On comprendra que les passages peuvent être alignés comme représenté sur les figures 4 à 6 ou selon un autre agencement convenable. Comme représenté sur les figures 2 et 4 à 6, la cartouche 102 peut définir un passage de prémélange 120. Le passage de prémélange 120 peut être en communication fluide avec l'adaptateur 104. Au moins une partie du combustible secondaire 70 s'écoulant à travers la cartouche 102 peut s'écouler à travers le passage de prémélange 120 dans la chambre de distribution de combustible 116 pour injection dans l'espace annulaire de prémélange 60.

La cartouche 102 peut définir en outre un passage de diffusion 122, comme représenté sur les figures 5 et 6. Le passage de diffusion 122 peut être configuré pour être dérivé par rapport à l'adaptateur 104. Une partie du combustible secondaire 70 s'écoulant à travers la cartouche 102 peut par exemple s'écouler à travers le passage de diffusion 122. On peut faire s'écouler cette partie du combustible secondaire 70 à travers le passage de diffusion 122 jusqu'à une extrémité 223 de l'ensemble de buse d'injection de combustible 28. Une flamme pilote (non représentée) disposée de manière adjacente à l'extrémité 123 peut allumer le combustible secondaire 70 sortant du passage de diffusion 122 et de l'extrémité 123. Le combustible secondaire 70 fourni à travers le passage de diffusion 122 peut être utilisé comme système de secours du combustible secondaire 70 fourni à travers le passage de prémélange 120 pour le prémélange ou peut être utilisé conjointement avec le passage de prémélange 120.

La cartouche 102 peut définir en outre un passage d'entrée d'agent de refroidissement 124 et un passage de sortie d'agent de refroidissement 126, comme représenté sur la figure 4. Dans des exemples de mode de réalisation, l'adaptateur peut définir au moins un collecteur d'agent de refroidissement 128 ou une pluralité de collecteurs d'agent de refroidissement 128. Les collecteurs d'agent de refroidissement 128 peuvent être en communication fluide avec le passage d'entrée d'agent de refroidissement 124 et peuvent en outre être en communication fluide avec les passages de sortie d'agent de refroidissement 126. Le passage d'entrée d'agent de refroidissement 124 peut être configuré pour fournir à l'adaptateur 104 un agent de refroidissement 130, tel que de l'air, ou un quelconque autre agent de refroidissement convenable. L'agent de refroidissement 130 peut être par exemple fourni à la cartouche 102 par un collecteur de fourniture d'agent de refroidissement (non représentée). L'agent de refroidissement 130 peut s'écouler à travers le passage d'entrée d'agent de refroidissement 124 et peut être fourni à l'adaptateur 104. Dans des exemples de mode de réalisation, l'agent de refroidissement 130 peut être fourni à l'adaptateur 104 à travers les collecteurs d'agent de refroidissement 128, définis dans l'adaptateur. Les collecteurs d'agent de refroidissement 128 peuvent faire circuler l'agent de refroidissement 130 à travers ceux-ci, refroidissant l'adaptateur 104 et empêchant ou atténuant également la cokéfaction en fournissant un écoulement diminuant et éliminant la cokéfaction existante et empêchant le dépôt de cokéfaction. Les collecteurs d'agent de refroidissement 128 peuvent ensuite fournir l'agent de refroidissement 130 au passage de sortie d'agent de refroidissement 126. Le passage de sortie d'agent de refroidissement 126 permet l'écoulement de l'agent de refroidissement 130 et sa sortie. L'agent de refroidissement 130 peut sortir à l'extérieur de l'ensemble de buse d'injection de combustible 28 ou on peut le faire sortir dans le passage 46 pour être remis en circulation à travers l'ensemble de buse d'injection de combustible 28. On comprendra que l'écoulement de combustible secondaire 70, d'agent de refroidissement 130 ou d'un quelconque autre fluide à travers les divers passages de la cartouche 102 peut être contrôlé et régulé manuellement ou en utilisant un système de commande approprié. Dans des exemples de mode de réalisation, l'adaptateur 104 peut définir au moins un passage de dérivation 132 s'étendant longitudinalement ou une pluralité de tels passages de dérivation. Les passages de dérivation 132 peuvent être configurés pour faire circuler l'air 42 ou l'agent de refroidissement 130 à travers l'adaptateur 104. Par exemple, comme expliqué ci-dessus, l'adaptateur 104 peut être couplé au tube de brûleur intérieur 64 et peut diviser l'espace annulaire intérieur 106 en un espace annulaire intérieur amont 108 et un espace annulaire intérieur aval 110. Les passages de dérivation 132 peuvent être en communication fluide avec l'espace annulaire intérieur 106. Les passages de dérivation 132 peuvent être par exemple en communication fluide à la fois avec l'espace annulaire intérieur amont 108 et l'espace annulaire intérieur aval 110. Ainsi, de l'air 42 ou un agent de refroidissement 130 s'écoulant à travers le passage 46 dans l'espace annulaire 106, par exemple dans l'espace annulaire intérieur amont 108, peut circuler à travers les passages de dérivation 132 et dans l'espace annulaire intérieur aval 110. L'air 42 ou l'agent de refroidissement 136 s'écoulant à travers les passages de dérivation 132 peut refroidir l'adaptateur 104 et peut en outre atténuer ou diminuer la cokéfaction en fournissant un écoulement pour atténuer et éliminer la cokéfaction existante et empêcher le dépôt de cokéfaction. Dans des exemples de mode de réalisation, le tube de brûleur intérieur 64 peut définir au moins un alésage d'agent de refroidissement 134 s'étendant radialement ou une pluralité de tels alésages d'agent de refroidissement. Les alésages d'agent de refroidissement 134 peuvent être disposés dans le tube de brûleur intérieur 64 de façon adjacente à l'espace annulaire intérieur aval 110. On peut ainsi faire s'écouler au moins une partie de l'air 42 ou de l'agent de refroidissement 130 fourni à l'espace annulaire intérieur aval 110 à travers les alésages d'agent de refroidissement 134 et dans l'espace annulaire de prémélange 60. Les alésages d'agent de refroidissement 134 peuvent être dimensionnés, conformés et agencés de façon que l'air 42 ou l'agent de refroidissement 130 s'écoulant à travers les alésages d'agent de refroidissement 134 fournisse un agent de refroidissement sous forme de film au tube de brûleur intérieur 64, refroidissant le tube de brûleur intérieur 64 et empêchant ou atténuant en outre la cokéfaction sur la surface extérieure du tube de brûleur 64 en fournissant un film pour atténuer et éliminer la cokéfaction existante et empêcher le dépôt de cokéfaction. L'insert 100 fournit avantageusement un prémélange de combustible secondaire 70 dans les ensembles de buse d'injection de combustible 28 des turbines à gaz 10. En outre, l'insert 100 diminue les coûts et augmente le rendement associé à la fourniture du combustible secondaire. L'insert 100 par exemple ne nécessite pas d'utiliser de l'eau pour refroidir le combustible secondaire brûlé 70 et en outre, ne nécessite pas de source indépendante d'atomisation d'air comprimé. De plus, l'insert 100 fournit divers écoulement d'air et d'agent de refroidissement à travers l'ensemble de buse d'injection de combustible 28, empêchant ou atténuant la cokéfaction dans l'ensemble de buse d'injection de combustible 28 en raison de l'utilisation du combustible secondaire 70.

Nomenclature Référence Composant 10 Turbine à gaz 12 Section de compresseur 14 Section de chambre de combustion 16 Chambre de combustion 18 Section de turbine 20 Système de combustion 22 Élément de transition 24 Carter de combustion 26 Recouvrement d'extrémité 28 Ensemble de buse d'injection de combustible 30 Manchon d'écoulement 32 Chambre de combustion 34 Manchon d'impact 42 Air 44 Conditionneur d'écoulement d'entrée 46 Passage 48 Passage 50 Passage 56 Déflecteurs d'air 58 Orifices d'injection de combustible 60 Espace annulaire de prémélange 62 Tube de brûleur extérieur 64 Tube de brûleur intérieur 70 Combustible secondaire 100 Insert 102 Cartouche 104 Adaptateur 106 Espace annulaire intérieur 108 Espace annulaire intérieur amont 110 Espace annulaire intérieur aval 112 Composant d'étanchéité 114 Jonction 116 Chambre de distribution de combustible 118 Alésage d'injection 120 Passage de prémélange 122 Passage de diffusion 123 Pointe 124 Passage d'entrée d'agent de refroidissement 126 Passage de sortie d'agent de refroidissement 128 Collecteur d'agent de refroidissement 130 Agent de refroidissement 132 Passage de dérivation 134 Alésage d'agent de refroidissement

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Insert (100) pour prémélanger un combustible secondaire (70) dans un espace annulaire de prémélange (60) d'un ensemble de buse d'injection de combustible (28), l'insert (100) comprenant : une cartouche (102) s'étendant à travers au moins une partie de l'ensemble de buse d'injection de combustible (28) et configurée pour y faire circuler le combustible secondaire (70) ; et un adaptateur (104) couplé à la cartouche (102), l'adaptateur (104) définissant une chambre de distribution de combustible (116) et au moins un alésage d'injection s'étendant radialement (118), dans lequel l'au moins un alésage d'injection (118) est configuré pour recevoir au moins une partie du combustible secondaire (70) provenant de la cartouche (102) et injecter le combustible secondaire (70) dans l'espace annulaire de prémélange (60).
2. 2. Insert (100) selon la revendication 1, la cartouche (102) définissant un passage de prémélange (120), le passage de prémélange (120) étant en communication fluide avec l'adaptateur (104).
3. 3. Insert (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, la cartouche (102) définissant un passage de diffusion (122) configuré pour être dérivé par rapport à l'adaptateur (104).
4. 4. Insert (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, la cartouche (102) définissant un passage d'entrée d'agent de refroidissement (124) configuré pour fournir un agent de refroidissement (130) à l'adaptateur (104).
5. 5. Insert (100) selon la revendication 4, la cartouche (102) définissant un passage de sortie d'agent de refroidissement (126) configuré pour recevoir l'agent de refroidissement (130) provenant de l'adaptateur (104).
6. 6. Insert (100) selon la revendication 4, l'adaptateur (104) définissant au moins un collecteur d'agent de refroidissement (128), en communication fluide avec le passage d'entrée d'agent de refroidissement (124).
7. 7. Insert (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, l'adaptateur (104) définissant au moins un passage de dérivation s'étendant longitudinalement (132).
8. 8. Insert (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre au moins un composant d'étanchéité (112), configuré pour fixer ensemble la cartouche (102) et l'adaptateur (104).
9. 9. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) pour prémélanger un combustible secondaire (70), l'ensemble de buse d'injection de combustible comprenant : un tube de brûleur extérieur (62) et un tube de brûleur intérieur (64) définissant entre eux un espace annulaire de prémélange (60), le tube de brûleur intérieur (64) définissant en outre un espace annulaire intérieur (106) ; et un insert (100), l'insert (100) incluant une cartouche (102) s'étendant à travers au moins une partie de l'ensemble de buse d'injection de combustible (28) et configuré pour faire s'écouler le combustible secondaire (70) à travers celui-ci et un adaptateur (104) couplé à la cartouche (102) et au tube de brûleur intérieur (64), l'adaptateur (104) définissant une chambre de distribution de combustible (116) et au moins un alésage d'injection s'étendant radialement (118), dans lequel l'au moins un alésage d'injection (118) est configuré pour recevoir au moins une partie du combustible secondaire (70) provenant de la cartouche (102) et injecter le combustible secondaire (70) dans l'espace annulaire de prémélange (60).
10. 10. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) selon la revendication 9, le tube de brûleur intérieur (64) définissant au moins un alésage d'agent de refroidissement s'étendant radialement (134).
11. 11. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, la cartouche (102) définissant un passage de prémélange (120), le passage de prémélange (120) étant en communication fluide avec l'adaptateur (104).
12. 12. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, la cartouche (102)définissant un passage de diffusion (122) configuré pour être dérivé par rapport à l'adaptateur (104).
13. 13. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) selon la revendication 12, comprenant en outre une extrémité (123) et dans lequel on fait s'écouler une partie du combustible secondaire (70) à travers le passage de diffusion (122) et celui-ci est fourni à l'extrémité (123).
14. 14. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, la cartouche (102) définissant un passage d'entrée d'agent de refroidissement (124) configuré pour fournir un agent de refroidissement (130) à l'adaptateur (104).
15. 15. Ensemble de buse d'injection de combustible (28) selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, l'adaptateur (104) définissant au moins un passage de dérivation s'étendant longitudinalement (132).