RU182300U1 - Annular combustion chamber of a gas turbine plant - Google Patents
Annular combustion chamber of a gas turbine plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU182300U1 RU182300U1 RU2017144283U RU2017144283U RU182300U1 RU 182300 U1 RU182300 U1 RU 182300U1 RU 2017144283 U RU2017144283 U RU 2017144283U RU 2017144283 U RU2017144283 U RU 2017144283U RU 182300 U1 RU182300 U1 RU 182300U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- blade
- mixer
- gas collector
- swirl
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/50—Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к газотурбинным двигателям и может быть использована в качестве камер сгорания газотурбинных установок.The utility model relates to gas turbine engines and can be used as combustion chambers of gas turbine plants.
Камера сгорания состоит из наружного каркаса 1, на который крепятся стенка наружная 2 и стенка внутренняя 3. Стенки 2 и 3 образуют единый газосборник кольцевой формы. На входе в газосборник установлено фронтовое устройство 4, в которое вставлена газоподводящая горелка 5. Газ подается в полость топливной форсунки 6, где распределяется в двух направлениях: поступает через газоподводящие трубки 7 в кольцевую полость 8 между лопаточными завихрителями 9,10 и, выходя через газораздающие отверстия 15, смешивается с частью первичного воздуха, прошедшего через наружный лопаточный завихритель 10. Газ, оставшийся в форсунке 6, выходит через газораздающие отверстия 14 и смешивается с первичным объемом воздуха с внутреннего лопаточного завихрителя 9. Лопаточные завихрители 9,10 имеют встречно направленное расположение лопаток и вращаются соответственно навстречу друг другу. Внутренние стенки смесителя, выполненного в виде стакана 11, охлаждаются воздухом, поступающим через диаметральную щель 16, образованную по окружности соединения смесителя с газосборником. Наружная обечайка 13 фронтового устройства с входным конусом 12 обеспечивает улучшение равномерности поступления воздуха, как в лопаточные завихрители 9,10, так и в сам газосборник кольцевой формы.The combustion chamber consists of an outer frame 1, on which an outer wall 2 and an inner wall 3 are attached. Walls 2 and 3 form a single gas collector of a ring shape. At the entrance to the gas collector, a front-mounted device 4 is installed, into which a gas supply burner 5 is inserted. Gas is supplied to the cavity of the fuel nozzle 6, where it is distributed in two directions: it enters through the gas supply tubes 7 into the annular cavity 8 between the blade swirlers 9.10 and exits through the gas distribution the hole 15 is mixed with a portion of the primary air passing through the outer blade swirl 10. The gas remaining in the nozzle 6 exits through the gas distribution holes 14 and is mixed with the primary air volume from the inner blade vortex swirl 9. The blade swirls 9,10 have a counter-directional arrangement of the blades and rotate respectively towards each other. The inner walls of the mixer, made in the form of a glass 11, are cooled by air entering through a diametrical slit 16 formed around the circumference of the connection between the mixer and the gas collector. The outer shell 13 of the front device with the inlet cone 12 improves the uniformity of air supply, both in the blade swirlers 9.10, and in the annular gas collector itself.
Технический результат - снижение уровня эмиссии загрязняющих газообразных веществ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. EFFECT: reduced level of emission of polluting gaseous substances. 1 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к газотурбинным двигателям и может быть использована в качестве камер сгорания газотурбинных установок.The utility model relates to gas turbine engines and can be used as combustion chambers of gas turbine plants.
Известна кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, которая содержит корпус, жаровую трубу, на фронтальной стенке которой размещены воздушные завихрители, а на боковых стенках - отверстия для подвода воздуха и, по меньшей мере, одно запальное устройство. Топливные форсунки установлены коаксиально воздушным завихрителям и выполнены в виде топливного завихрителя с тангенциальными каналами и/или выходного сопла. По меньшей мере, одна топливная форсунка, расположенная в зоне запального устройства, выполнена с суммарной площадью ее тангенциальных каналов и/или сопла, на 2-30% большей, чем у остальных форсунок (патент на изобретение РФ № 2250415, опубл. 20.04.2005 г.).Known annular combustion chamber of a gas turbine engine, which contains a housing, a flame tube, on the front wall of which are placed air swirls, and on the side walls there are openings for air supply and at least one ignition device. Fuel nozzles are installed coaxially with air swirls and are made in the form of a fuel swirl with tangential channels and / or an outlet nozzle. At least one fuel nozzle located in the zone of the ignition device is made with a total area of its tangential channels and / or nozzles 2-30% larger than the other nozzles (patent for the invention of the Russian Federation No. 2250415, published on 04/20/2005 g.).
Известна кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, которая содержит наружный корпус и внутренний корпус, выполненный в виде газосборника, установленный на входе в камеру сгорания заборное устройство в виде кольцевого диффузора, газосборник размещен в кольцевой полости и выполнен из наружной и внутренней обечаек с поперечными поясами отверстий подвода воздуха. На входе в газосборник расположено кольцевое фронтовое устройство, с лопаточным завихрителем (патент на изобретение РФ № 2349840, опубл. 20.03.2009 г.).Known annular combustion chamber of a gas turbine engine, which contains an outer casing and an inner casing made in the form of a gas collector, an intake device in the form of an annular diffuser installed at the entrance to the combustion chamber, the gas collector is placed in an annular cavity and is made of outer and inner shells with transverse belts of supply openings air. At the entrance to the gas collector there is an annular frontal device with a blade swirl (patent for the invention of the Russian Federation No. 2349840, publ. March 20, 2009).
В результате патентно-информационных исследований также выявлены следующие технические решения по данной теме: US 20160003478(A1), JP 2007291671, JP 2009287241, EP 1391582, EP 2716976, CH 00209989.As a result of patent information research, the following technical solutions were also identified on this topic: US 20160003478 (A1), JP 2007291671, JP 2009287241, EP 1391582, EP 2716976, CH 00209989.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является кольцевая камера сгорания газотурбинной установки, которая содержит наружный каркас и газосборник, который размещен в кольцевой полости и выполнен из наружной и внутренней обечаек с поперечными поясами отверстий подвода воздуха, на входе в газосборник расположено фронтовое устройство с лопаточным завихрителем и топливной форсункой, отличающаяся тем, что на входе в газосборник дополнительно установлен смеситель, выполненный в виде стакана, причем с одного торца стенки смесителя образуют входной цилиндр, который соединен с лопаточным завихрителем фронтового устройства, а с другого торца смеситель соединен с газосборником, смеситель снабжен поясами отверстий подвода воздуха для охлаждения поверхности смесителя и для поджима факела, отверстия пояса подвода воздуха для охлаждения поверхности смесителя выполнены неотбортованными и по диаметру меньше, чем отверстия пояса подвода воздуха для поджима факела (патент на полезную модель РФ № 125310, опубл. 27.02.2013г.).The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is an annular combustion chamber of a gas turbine installation, which contains an outer frame and a gas collector, which is located in the annular cavity and is made of outer and inner shells with transverse belts of the air supply openings, and a frontal one is located at the entrance to the gas collector a device with a blade swirl and a fuel nozzle, characterized in that at the entrance to the gas collector an additional mixer is installed, made in the form of a glass, than from one end of the mixer wall an inlet cylinder is formed, which is connected to the blade swirl of the front device, and from the other end the mixer is connected to the gas collector, the mixer is equipped with belts of air supply holes for cooling the surface of the mixer and for pressing the torch, holes of the air supply belt for cooling the surface of the mixer made unflanged and smaller in diameter than the holes of the air supply belt for pressing the torch (patent for a utility model of the Russian Federation No. 125310, publ. 02/27/2013).
Недостатком данной конструкции является достаточно высокая эмиссия загрязняющих веществ.The disadvantage of this design is the relatively high emission of pollutants.
Технической проблемой является повышение эффективности горения при одновременном улучшении экологии при эксплуатации камер сгорания за счет снижения уровня эмиссии загрязняющих веществ. The technical problem is to increase combustion efficiency while improving the environment during the operation of combustion chambers by reducing the level of emission of pollutants.
Технический результат - снижение уровня эмиссии загрязняющих газообразных веществ. Снижение эмиссии загрязняющих веществ обеспечивается снижением дымления и снижением в продуктах сгорания несгоревших углеводородов, окиси углерода и оксида азота.EFFECT: reduced level of emission of polluting gaseous substances. Reducing the emission of pollutants is provided by a reduction in smoke and a decrease in unburned hydrocarbons, carbon monoxide and nitric oxide in the combustion products.
Техническая задача достигается тем, что заявляемая кольцевая камера сгорания газотурбинной установки, содержит наружный каркас и газосборник, выполненный из наружной и внутренней обечаек с поперечным поясом отверстий подвода воздуха, на входе в газосборник расположено фронтовое устройство с лопаточным завихрителем и топливной форсункой, а также смеситель, выполненный в виде стакана, причем с одного торца внешние стенки смесителя образуют вход, который соединен с лопаточным завихрителем фронтового устройства, а с другого торца смеситель соединен с газосборником, по окружности смесителя расположен пояс отверстий для подвода воздуха, причем фронтовое устройство снабжено дополнительным лопаточным завихрителем, который отделен от лопаточного завихрителя кольцевой полостью с газораздающими отверстиями, которая соединена с топливной форсункой газоподводящими трубками, причем лопаточный завихритель и дополнительный лопаточный завихритель имеют встречно направленное расположение лопаток.The technical problem is achieved by the fact that the inventive annular combustion chamber of a gas turbine installation contains an outer frame and a gas collector made of outer and inner shells with a transverse belt of air supply openings, a front device with a blade swirler and a fuel nozzle, and a mixer are located at the inlet of the gas collector made in the form of a glass, and from one end the external walls of the mixer form an input that is connected to the blade swirl of the front device, and from the other end of the mixture the fuel is connected to the gas collector, a belt of openings for air supply is located around the mixer, and the frontal device is equipped with an additional blade swirl, which is separated from the blade swirl by an annular cavity with gas distribution holes, which is connected to the fuel nozzle by gas supply tubes, the blade swirl and an additional blade swirl counter directional arrangement of the blades.
Газосборник имеет кольцевую форму. Дополнительно заявляемое устройство снабжено диаметральной щелью, образованной по окружности соединения смесителя с газосборником. Диаметральная щель позволяет повысить эксплуатационную надежность заявляемого устройства за счет равномерного охлаждения.The gas collector has an annular shape. Additionally, the claimed device is equipped with a diametrical gap formed around the connection of the mixer with the gas collector. The diametrical gap allows to increase the operational reliability of the claimed device due to uniform cooling.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the claimed utility model with the prototype shows that it differs in the following features:
- фронтовое устройство снабжено дополнительным лопаточным завихрителем;- the front device is equipped with an additional blade swirl;
- дополнительный лопаточный завихритель отделен от лопаточного завихрителя кольцевой полостью;- the additional scapular swirl is separated from the scapular swirl by an annular cavity;
- кольцевая полость снабжена газораздающими отверстиями;- the annular cavity is equipped with gas distribution holes;
- кольцевая полость соединена с топливной форсункой газоподводящими трубками;- the annular cavity is connected to the fuel nozzle by gas supply tubes;
- лопаточный завихритель и дополнительный лопаточный завихритель имеют встречно направленное расположение лопаток.- the blade swirl and the additional blade swirl have a counter-directional arrangement of the blades.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».Therefore, we can assume that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."
Полезная модель может быть реализована на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».The utility model can be implemented on standard equipment using well-known processes, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".
Камера сгорания может быть использована в газотурбинных установках с трубчато-кольцевыми камерами сгорания - в частности агрегатах ГТН-16.The combustion chamber can be used in gas turbine installations with tube-annular combustion chambers - in particular, GTN-16 units.
На Фиг.1 показан общий вид камеры сгорания, на Фиг.2 показано фронтовое устройство.Figure 1 shows a General view of the combustion chamber, Figure 2 shows a front-end device.
Заявленная камера сгорания состоит из наружного каркаса 1, на который крепятся стенка наружная 2 и стенка внутренняя 3. Стенки 2 и 3 образуют единый газосборник кольцевой формы. На входе в газосборник установлено фронтовое устройство 4. В фронтовое устройство 4 вставлена газоподводящая горелка 5. Газ подается в полость топливной форсунки 6, где распределяется в двух направлениях: поступает через газоподводящие трубки 7 в кольцевую полость 8 между лопаточными завихрителями 9,10 и, выходя через газораздающие отверстия 15, смешивается с частью первичного воздуха, прошедшего через наружный лопаточный завихритель 10. Газ, оставшийся в форсунке 6, выходит через газораздающие отверстия 14 и смешивается с первичным объемом воздуха с внутреннего лопаточного завихрителя 9.The claimed combustion chamber consists of an
Лопаточные завихрители 9,10 имеют встречно направленное расположение лопаток и вращаются соответственно навстречу друг другу. Вследствие чего в смесителе, выполненным в виде стакана 11 фронтового устройства 4, образуются два встречно закрученных вихреобразных потока газовоздушной смеси и после воспламенения образуются два факела, один из которых имеет кольцеобразную форму. Этот наружный факел позволяет дожигать оксид углерода (СО), не давая топливу «растекаться» по охлаждаемым стенкам стакана 11 фронтового устройства 4, и обеспечивает полноту дожигания топлива. Распределение подвода топлива на две зоны позволяет обеднить топливо-воздушную смесь и увеличить скорость горения с уменьшением времени пребывания свободного азота в зоне высоких температур. Снижение эмиссии по NOx обеспечивается за счет более сильного обеднения смеси путем рассредоточенной раздачей топливного газа между двух объемов поступающего первичного воздуха. Снижение выбросов продуктов сгорания также обеспечивается уменьшением времени горения смеси. Также встречно направленные потоки позволяет снизить неравномерность температурного поля на выходе из камеры сгорания, обеспечив полноту сгорания.Blade swirlers 9.10 have an opposite directional arrangement of the blades and rotate respectively towards each other. As a result, in the mixer, made in the form of a
Процесс горения происходит внутри стакана 11 фронтового устройства 4, на котором расположен пояс отверстий. Они служат для поджатия факела и не допускают «проскок» пламени дальше по проточной части. Внутренние стенки смесителя, выполненного в виде стакана 11, охлаждаются воздухом, поступающим через диаметральную щель 16, образованную по окружности соединения смесителя с газосборником, предотвращая риск температурных деформаций и обеспечивая надежность работы устройства. Наружная обечайка 13 фронтового устройства с входным конусом 12 обеспечивает улучшение равномерности поступления воздуха, как в лопаточные завихрители 9,10, так и в сам газосборник кольцевой формы, а также обеспечивает более равномерное температурное поле на выходе из газосборника.The combustion process occurs inside the
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность эксплуатации за счет равномерного распределения температурного поля и повысить эффективность горения в камере сгорания, обеспечив экологичность за счет снижения эмиссии загрязняющих газообразных веществ – оксидов азота и углерода и иных летучих продуктов сгорания.Thus, the claimed utility model improves the reliability of operation due to the uniform distribution of the temperature field and increases the efficiency of combustion in the combustion chamber, ensuring environmental friendliness by reducing the emission of polluting gaseous substances - nitrogen and carbon oxides and other volatile combustion products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144283U RU182300U1 (en) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Annular combustion chamber of a gas turbine plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144283U RU182300U1 (en) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Annular combustion chamber of a gas turbine plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182300U1 true RU182300U1 (en) | 2018-08-13 |
Family
ID=63177534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144283U RU182300U1 (en) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Annular combustion chamber of a gas turbine plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182300U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749472C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-06-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Adjustable annular combustion chamber |
RU205461U1 (en) * | 2020-12-31 | 2021-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ | Frontal device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2349840C1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Annular combustion chamber of gas-turbine engine |
US8171735B2 (en) * | 2005-12-20 | 2012-05-08 | General Electric Company | Mixer assembly for gas turbine engine combustor |
RU125310U1 (en) * | 2012-09-21 | 2013-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СИБЭКС" | RING FLASH CHAMBER |
-
2017
- 2017-12-18 RU RU2017144283U patent/RU182300U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8171735B2 (en) * | 2005-12-20 | 2012-05-08 | General Electric Company | Mixer assembly for gas turbine engine combustor |
RU2349840C1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Annular combustion chamber of gas-turbine engine |
RU125310U1 (en) * | 2012-09-21 | 2013-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СИБЭКС" | RING FLASH CHAMBER |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749472C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-06-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Adjustable annular combustion chamber |
RU205461U1 (en) * | 2020-12-31 | 2021-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ | Frontal device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2632073C2 (en) | Fuel injection unit and device, containing fuel injection unit | |
US8117845B2 (en) | Systems to facilitate reducing flashback/flame holding in combustion systems | |
EP2239506B1 (en) | Premixing direct injector | |
RU2013126205A (en) | GAS TURBINE COMBUSTION CAMERA WITH SUPERLOW EMISSIONS | |
CN105423341B (en) | There is the premixed low emission gas turbine combustion chamber of flame on duty | |
CN107036128B (en) | Combustion chamber of gas turbine | |
CN102537951B (en) | Central diffusion type tiny-oil ignition combustor | |
RU182300U1 (en) | Annular combustion chamber of a gas turbine plant | |
RU2349840C1 (en) | Annular combustion chamber of gas-turbine engine | |
CN104421933A (en) | Primary air pipe applicable to combustor, combustor and solid fuel boiler | |
CN209782713U (en) | Combustion chamber of gas turbine and gas turbine | |
RU158820U1 (en) | Gas oil burner | |
CA2449501A1 (en) | Cyclone combustor | |
EP2340398B1 (en) | Alternately swirling mains in lean premixed gas turbine combustors | |
RU131455U1 (en) | BURNER | |
RU118029U1 (en) | HEAT PIPE OF A SMALL EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH DIRECTED DIRECTION OF AIR | |
RU2391604C1 (en) | Burner | |
RU2315913C2 (en) | Gas turbine low-emission combustion chamber | |
RU144902U1 (en) | RING COMBUSTION CHAMBER OF A GAS-TURBINE INSTALLATION | |
RU2515909C2 (en) | Gas turbine engine annular low-emission combustion chamber | |
RU2197685C1 (en) | Burner | |
RU114514U1 (en) | Gas oil burner | |
RU127871U1 (en) | FIRE PIPE OF THE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE | |
RU2414649C2 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
RU125310U1 (en) | RING FLASH CHAMBER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD9K | Change of name of utility model owner | ||
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20211025 |