RU2014130231A

RU2014130231A - Жидкотопливная форсунка для газовой турбины и способ впрыска топлива в камеру сгорания газовой турбины

Info

Publication number: RU2014130231A
Application number: RU2014130231A
Authority: RU
Inventors: Борис Борисович Шершнев; Андрей Павлович СУББОТА
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2016-03-27
Also published as: JP2015505596A; CN104094056A; EP2809992A1; WO2013115671A1

Abstract

1. Узел жидкотопливных форсунок для камеры сгорания газовой турбины, содержащийвспомогательную форсунку, расположенную на конце внутренней трубки и обеспечивающую выпуск жидкого топлива из указанной трубки в топочное пространство камеры сгорания,дефлектор, расположенный коаксиально со вспомогательной форсункой и содержащий цилиндрическую секцию и секцию в форме усеченного конуса,среднюю трубку, которая расположена коаксиально с внутренней трубкой и конец которой проходит вокруг цилиндрической секции дефлектора, причем между средней и внутренней трубками расположен канал для продувочного воздуха, выпускное отверстие которого обращено к секции дефлектора в форме усеченного конуса, иструйную форсунку, имеющую открытый кольцевой конец, в который поступает жидкое топливо из топливного канала, расположенного между средней и наружной трубками, и имеющую кольцевой массив каналов, выпускные отверстия которых направлены к секции дефлектора в форме усеченного конуса и которые проходят в радиально внутреннем направлении относительно наружного края указанной секции.2. Узел по п.1, в котором дефлектор содержит вторую секцию в форме усеченного конуса, проходящую во внутреннем направлении относительно цилиндрической секции, при этом между второй секцией в форме усеченного конуса и сужающейся носовой частью вспомогательной форсунки образован кольцевой воздушный канал.3. Узел по п.1, имеющий кольцевой канал для ударного воздуха, выпускное отверстие которого направляет ударный воздух на край дефлектора.4. Узел по п.1, в котором каналы струйных форсунок ориентированы с наклоном под углом 5°-25° относительно оси центральной трубки.5. У

Claims

1. Узел жидкотопливных форсунок для камеры сгорания газовой турбины, содержащий

вспомогательную форсунку, расположенную на конце внутренней трубки и обеспечивающую выпуск жидкого топлива из указанной трубки в топочное пространство камеры сгорания,

дефлектор, расположенный коаксиально со вспомогательной форсункой и содержащий цилиндрическую секцию и секцию в форме усеченного конуса,

среднюю трубку, которая расположена коаксиально с внутренней трубкой и конец которой проходит вокруг цилиндрической секции дефлектора, причем между средней и внутренней трубками расположен канал для продувочного воздуха, выпускное отверстие которого обращено к секции дефлектора в форме усеченного конуса, и

струйную форсунку, имеющую открытый кольцевой конец, в который поступает жидкое топливо из топливного канала, расположенного между средней и наружной трубками, и имеющую кольцевой массив каналов, выпускные отверстия которых направлены к секции дефлектора в форме усеченного конуса и которые проходят в радиально внутреннем направлении относительно наружного края указанной секции.

2. Узел по п.1, в котором дефлектор содержит вторую секцию в форме усеченного конуса, проходящую во внутреннем направлении относительно цилиндрической секции, при этом между второй секцией в форме усеченного конуса и сужающейся носовой частью вспомогательной форсунки образован кольцевой воздушный канал.

3. Узел по п.1, имеющий кольцевой канал для ударного воздуха, выпускное отверстие которого направляет ударный воздух на край дефлектора.

4. Узел по п.1, в котором каналы струйных форсунок ориентированы с наклоном под углом 5°-25° относительно оси центральной трубки.

5. Узел по п.1, в котором поверхность части дефлектора, имеющей форму усеченного конуса, покрыта отталкивающим топливо составом.

6. Узел по любому из пп.1-5, имеющий полость, образованную внутри полой концевой области наружной трубки и открытую в зону горения на конце наружной трубки, при этом концы струйной форсунки и дефлектора находятся в указанной полости.

7. Узел по п.6, в котором наружный край дефлектора расположен ниже по потоку от полости.

8. Узел топливных форсунок для газовой турбины, содержащий

вспомогательную форсунку, расположенную на конце центральной трубки для жидкого топлива,

среднюю трубку, расположенную коаксиально с центральной трубки и проходящую вокруг нее, причем между средней и центральной трубками расположен кольцевой канал для продувочного воздуха,

дефлектор, содержащий цилиндрическую секцию и секцию в форме усеченного конуса, проходящую в наружном направлении от цилиндрической секции, которая установлена на наружной кольцевой поверхности вспомогательной форсунки, коаксиальна указанной форсунке и имеет отверстия для направления продувочного воздуха от наружной поверхности цилиндрической секции к внутреннему кольцевому проходу, образованному между цилиндрической секцией и вспомогательной форсункой,

при этом указанный кольцевой канал для продувочного воздуха проходит к местоположению между средней трубкой и наружной поверхностью цилиндрической секции дефлектора, и его выпускное отверстие расположено вблизи места соединения между цилиндрической секцией дефлектора и его секцией в форме усеченного конуса, и

струйную форсунку, которая имеет открытый кольцевой конец, предназначенный для приема жидкого топлива из топливного канала, расположенного между средней и наружной трубками, и имеет кольцевой массив каналов, выпускные отверстия которых совмещены с секцией дефлектора в форме усеченного конуса и которые проходят в радиально внутреннем направлении относительно наружного края указанной секции.

9. Узел по п.8, в котором дефлектор содержит вторую секцию в форме усеченного конуса, проходящую во внутреннем направлении относительно цилиндрической секции, при этом между второй секцией в форме усеченного конуса и сужающейся носовой частью вспомогательной форсунки образован кольцевой воздушный канал.

10. Узел по п.8, имеющий кольцевой канал для ударного воздуха, выпускное отверстие которого расположено с обеспечением направления ударного воздуха на край дефлектора.

11. Узел по п.8, в котором каналы струйных форсунок ориентированы под углом наклона 5°-25° относительно оси центральной трубки.

12. Узел по п.8, в котором поверхность части дефлектора, имеющей форму усеченного конуса, покрыта отталкивающим топливо составом.

13. Узел по любому из пп.8-12, имеющий полость, образованную внутри полой концевой области наружной трубки и открытую в зону горения на конце наружной трубки, при этом концы струйной форсунки и дефлектора находятся в указанной полости.

14. Узел по п.13, в котором край секции дефлектора, имеющей форму усеченного конуса, расположен ниже по потоку от полости.

15. Способ распыления жидкого топлива, выпускаемого узлом топливных форсунок в камеру сгорания газовой турбины, включающий

выпуск продувочного воздуха вдоль наружной поверхности дефлектора у выходной концевой секции узла топливных форсунок, причем дефлектор содержит цилиндрическую секцию и секцию в форме усеченного конуса, проходящую в наружном направлении относительно цилиндрической секции, а указанная наружная поверхность содержит по меньшей мере поверхность секции в форме усеченного конуса, обращенную к выпускаемому продувочному воздуху,

выпуск жидкого топлива на наружную поверхность дефлектора, причем жидкое топливо образует пленку на указанной поверхности, и продувочный воздух, проходящий по наружной поверхности, перемещает жидкое топливо по указанной поверхности,

распыление жидкого топлива после перехода пленки жидкого топлива через край секции в форме усеченного конуса,

направление ударного воздуха к краю секции в форме усеченного конуса для улучшения распыления жидкого топлива и

сжигание жидкого топлива, ударного воздуха и продувочного воздуха в зоне горения ниже по потоку от узла топливных форсунок.

16. Способ по п.15, в котором выпуск жидкого топлива на наружную поверхность дефлектора происходит в полости, расположенной в полой концевой области трубки, входящей в состав узла топливных форсунок, и открытой в зону горения.

17. Способ по п.16, в котором обеспечивают схождение пленки жидкого топлива с края дефлектора, причем указанный край расположен ниже по потоку от полости.

18. Способ по п.15, в котором жидкое топливо, выпускаемое на наружную поверхность, выпускают с приданием ему вихревого перемещения вокруг оси дефлектора, а продувочный газ выпускают на дефлектор с приданием ему вихревого перемещения с направлением вращения, совпадающим с направлением завихрения жидкого топлива.

19. Способ по п.15, в котором продувочный воздух разделяют на первый поток, проходящий по наружной поверхности дефлектора, и второй поток, который направляют к жидкому топливу, выпускаемому вспомогательной форсункой, совмещенной с осью узла топливных форсунок.

20. Способ по любому из пп.15-19, в котором выпуск жидкого топлива придает вихревое перемещение указанному топливу, а выпуск продувочного воздуха вдоль наружной поверхности придает вихревое перемещение указанному воздуху с направлением вращения, совпадающим с направлением вихревого перемещения жидкого топлива.