RU2212005C2 - Gas turbine combustion chamber - Google Patents

Gas turbine combustion chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2212005C2
RU2212005C2 RU2001112041/06A RU2001112041A RU2212005C2 RU 2212005 C2 RU2212005 C2 RU 2212005C2 RU 2001112041/06 A RU2001112041/06 A RU 2001112041/06A RU 2001112041 A RU2001112041 A RU 2001112041A RU 2212005 C2 RU2212005 C2 RU 2212005C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slots
nozzles
wall
flow
combustion
Prior art date
Application number
RU2001112041/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001112041A (en
Inventor
А.А. Иноземцев
В.В. Токарев
В.И. Максин
А.В. Медведев
В.А. Баранов
Ю.Е. Кириевский
А.В. Серов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" filed Critical Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority to RU2001112041/06A priority Critical patent/RU2212005C2/en
Publication of RU2001112041A publication Critical patent/RU2001112041A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2212005C2 publication Critical patent/RU2212005C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas turbines. SUBSTANCE: proposed combustion chamber of gas chamber includes burner liners connected with circular gas receiver which is fastened with outer and inner casings. Each burner liner has front wall at outlet in direction lateral relative to flow; this wall is secured to wall of burner liner and is connected with gas receiver. Located above front wall in way of flow are branch pipes and prechamber with blades swirlers. Wall of burner liner is provided with several slots which are inclined to longitudinal axis of prechamber; lower edges of these slots are located between branch pipes in one meridian plane in way of flow. Upper edges of said slots are located above branch pipes in way of flow in other meridian plane. Angle of inclination of projection of longitudinal surfaces of inclined slots to longitudinal axis of prechamber ranges from 30 to 75 deg. Longitudinal surfaces of inclined slots are located across angles of swirler blades relative to longitudinal axis of prechamber and/or across direction of flow of combustion products twisted by bladed swirlers. EFFECT: reduction of toxicity of turbine exhaust gases. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к камерам сгорания газовых турбин, преимущественно наземных энергоустановок, работающих на природном газе с низкой токсичностью выхлопных газов. The invention relates to combustion chambers of gas turbines, mainly ground-based power plants operating on natural gas with low toxicity of exhaust gases.

Известна трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинной энергоустановки, содержащая жаровые трубы, соединенные с газосборником, скрепленным с внешним и внутренним корпусами, полость газосборника образована собственными кольцевыми стенками, при этом каждая из жаровых труб содержит на выходе в поперечном потоку направлении лобовую стенку, скрепленную со стенкой жаровой трубы и соединенную с газосборником, в жаровой трубе в плоскости лобовой стенки, обращенной к потоку, по периметру стенки жаровой трубы выполнены каналы [1]. A tubular-annular combustion chamber of a gas turbine power plant is known, comprising flame tubes connected to a gas collector bonded to external and internal bodies, the gas collector cavity is formed by its own annular walls, each of the flame tubes containing a frontal wall fastened to the wall at the outlet in the transverse flow direction the flame tube and connected to the gas collector, in the flame tube in the plane of the frontal wall facing the flow, channels are made along the perimeter of the flame tube wall [1].

Недостатком известной конструкции является неполное использование возможностей организации кинетического горения переобогащенной топливовоздушной смеси с образованием циркуляционных зон и с частичным сжиганием топлива при значительном избытке воздуха, а также низкая надежность и ресурс жаровых труб при использовании природного газа. A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibilities of organizing the kinetic combustion of a re-enriched air-fuel mixture with the formation of circulation zones and with partial combustion of fuel with a significant excess of air, as well as the low reliability and resource of flame tubes when using natural gas.

Недостатком известной камеры сгорания также является низкая интенсивность перемешивания топлива с воздухом, приводящая к образованию длинных факелов и длительному пребыванию продуктов горения в зоне максимальных локальных температур вследствие отсутствия элементов стабилизации пламени в жаровой трубе, и как следствие - к повышенной токсичности выхлопных газов турбины. В выхлопных газах газотурбинных энергоустановок окислы азота NОх составляют до 95% общего уровня вредных веществ и являются основным наиболее токсичным веществом.A disadvantage of the known combustion chamber is also the low intensity of mixing fuel with air, which leads to the formation of long flares and a long stay of combustion products in the zone of maximum local temperatures due to the absence of flame stabilization elements in the flame tube and, as a consequence, to increased toxicity of turbine exhaust gases. In the exhaust gases of gas turbine power plants, NO x nitrogen oxides account for up to 95% of the total level of harmful substances and are the main most toxic substance.

Наиболее близкой к заявляемой является трубчато-кольцевая камера сгорания газовой турбины, содержащая жаровые трубы, соединенные с газосборником, скрепленным с внешним и внутренним корпусами, полость газосборника образована его собственными кольцевыми стенками, при этом каждая из жаровых труб содержит на выходе в поперечном потоку направлении лобовую стенку, скрепленную со стенкой жаровой трубы и соединенную с газосборником, в жаровой трубе выше по потоку от лобовой стенки размещен ряд патрубков, от которых стенка жаровой трубы сплошная, при этом каждый из патрубков имеет треугольную форму поперечного сечения, одна из вершин которого направлена против потока, а на обращенных к потоку боковых поверхностях патрубков выполнены ряды отверстий и щелей [2]. Closest to the claimed one is a tubular-annular combustion chamber of a gas turbine containing flame tubes connected to a gas collector fastened to the outer and inner bodies, the gas collector cavity is formed by its own annular walls, while each of the flame tubes contains a frontal outlet in the transverse flow direction a wall bonded to the wall of the flame tube and connected to the gas collector, in the flame tube upstream of the frontal wall there are a number of nozzles from which the wall of the flame tube is continuous Single, wherein each of the nozzles has a triangular cross-sectional shape, one vertex of which is directed against the flow, and facing the downstream lateral surfaces of the pipes are made rows of holes and crevices [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является неполное использование возможностей процесса горения топлива и высокая токсичность выбросов NOx, CO и НС в отработанных газах в процессе работы газовой турбины, преимущественно при осуществлении двухстадийного горения в режиме "богатая-бедная" топливовоздушная смесь. В первичной зоне известной жаровой трубы осуществляют сжигание богатой топливовоздушной смеси, во вторичной зоне сжигают бедную топливовоздушную смесь, а образование "зоны быстрого разбавления" продуктов горения богатой смеси осуществляют между первичной и вторичной зонами, т.е. в зоне патрубков 10, которые выполняют функции смесителя и стабилизатора пламени. Треугольная форма поперечного сечения патрубков 10 увеличивает степень загромождения потока, повышает потери давления, снижает эффект заградительной воздушной завесы на задней стенке патрубков, уменьшает эффективность смешивания продуктов горения при высоких температурах, и не исключает образование в зоне патрубков локальных зон, близких к стехиометрическому составу топливовоздушных смесей, что способствует более высоким температурам, а также увеличивает время пребывания продуктов горения первичной богатой зоны в "зоне быстрого разбавления", т.е. в зоне максимальных локальных температур.A disadvantage of the known design adopted as a prototype is the incomplete use of the capabilities of the fuel combustion process and the high toxicity of NO x , CO, and HC emissions in the exhaust gases during the operation of a gas turbine, mainly during two-stage combustion in a rich-poor air-fuel mixture. In the primary zone of the known flame tube, a rich air-fuel mixture is burned, a poor air-fuel mixture is burned in the secondary zone, and the formation of a “zone of rapid dilution” of the combustion products of the rich mixture is carried out between the primary and secondary zones, i.e. in the area of the nozzles 10, which serve as a mixer and flame stabilizer. The triangular cross-sectional shape of the nozzles 10 increases the degree of blockage of the flow, increases the pressure loss, reduces the effect of the air curtain on the rear wall of the nozzles, reduces the efficiency of mixing combustion products at high temperatures, and does not exclude the formation of local zones in the nozzle zone close to the stoichiometric composition of air-fuel mixtures , which contributes to higher temperatures, and also increases the residence time of the combustion products of the primary rich zone in the "fast bavleniya ", ie in the zone of maximum local temperatures.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении токсичности выхлопных газов турбины при осуществлении двухстадийного горения в режиме "богатая-бедная" топливовоздушная смесь за счет интенсификации процессов смешения в "зоне быстрого разбавления", повышения полноты сгорания продуктов горения первичной зоны и предотвращения в "зоне быстрого разбавления" высокотемпературного горения путем подачи части вторичного воздуха в "зону быстрого разбавления" поперек направления закрученного лопаточными завихрителями потока продуктов горения, а патрубков - выполненных с аэродинамической формой и с эффектом боковой стабилизации горения. The technical problem to which the claimed invention is directed is to reduce the toxicity of turbine exhaust gases during two-stage combustion in a “rich-poor” air-fuel mixture by intensifying mixing processes in the “quick dilution zone”, increasing the completeness of combustion of the combustion products of the primary zone and prevent in the "zone of rapid dilution" of high-temperature combustion by supplying part of the secondary air into the "zone of rapid dilution" across the direction of the swirling blades By the flow swirls of the combustion products, and the nozzles are made with an aerodynamic shape and with the effect of lateral stabilization of combustion.

Сущность технического решения заключается в том, что в камере сгорания газовой турбины, включающей жаровые трубы, соединенные с кольцевым газосборником, скрепленным с внешним и внутренним корпусами, каждая из жаровых труб содержит на выходе в поперечном потоку направлении лобовую стенку, скрепленную со стенкой жаровой трубы и соединенную с газосборником, выше по потоку от лобовой стенки размещен ряд патрубков, а также фронтовое устройство с лопаточными завихрителями, согласно изобретению стенка жаровой трубы выполнена с рядом наклонных к продольной оси фронтового устройства щелей, нижние по потоку края которых расположены между патрубками в одной меридианной плоскости, а верхние края щелей расположены выше по потоку от патрубков в другой меридианной плоскости, при этом угол наклона проекции продольных поверхностей наклонных щелей к продольной оси фронтового устройства составляет 30. . . 75o, а продольные поверхности наклонных щелей расположены поперек углов установки лопаток завихрителей относительно продольной оси фронтового устройства и (или) поперек направления закрученного лопаточными завихрителями потока продуктов горения. Число наклонных щелей равно по меньшей мере числу патрубков, а суммарная площадь проходного сечения наклонных щелей составляет 0,8...1,2 суммарной площади проходного сечения патрубков.The essence of the technical solution lies in the fact that in the combustion chamber of a gas turbine including flame tubes connected to an annular gas collector fastened to the outer and inner bodies, each of the flame tubes contains a frontal wall fastened to the wall of the flame tube at the outlet in the transverse flow direction and connected to the gas collector, upstream of the frontal wall there are a number of nozzles, as well as a frontal device with scapular swirls, according to the invention, the flame tube wall is made with a number of inclined x to the longitudinal axis of the front device of the slots, the downstream edges of which are located between the nozzles in one meridian plane, and the upper edges of the slots are located upstream of the nozzles in the other meridian plane, while the angle of inclination of the projection of the longitudinal surfaces of the inclined slots to the longitudinal axis of the front device is 30.. . 75 o , and the longitudinal surfaces of the inclined slots are located across the angles of installation of the blades of the swirls relative to the longitudinal axis of the front device and (or) across the direction of the flow of combustion products swirled by the blade swirls. The number of inclined slots is equal to at least the number of nozzles, and the total passage area of the inclined slots is 0.8 ... 1.2 of the total passage area of the nozzles.

Выполнение стенки жаровой трубы с рядом наклонных к продольной оси фронтового устройства щелей, нижних по потоку краев щелей - расположенными между патрубками в одной меридианной плоскости, верхних краев щелей - расположенными выше по потоку от патрубков в другой меридианной плоскости, угла наклона проекции продольных поверхностей наклонных щелей к продольной оси фронтового устройства, составляющего 30. ..75o, а продольных поверхностей наклонных щелей - расположенными поперек углов установки лопаток завихрителей относительно продольной оси фронтового устройства и (или) поперек направления закрученного лопаточными завихрителями потока продуктов горения, в совокупности интенсифицирует процесс смешения в "зоне быстрого разбавления" (в зоне патрубков) путем подачи части вторичного воздуха через наклонные щели поперек направления закрученного лопаточными завихрителями потока продуктов горения богатой первичной зоны, а также за счет выполнения патрубков с аэродинамически обтекаемой формой, с уменьшенным сопротивлением и с эффектом боковой стабилизации горения. При этом патрубки и наклонные щели выполняют роль механических турбулизаторов "зоны быстрого разбавления", а эффект стабилизации горения в "зоне быстрого разбавления" осуществляется путем аэродинамической турбулизации и смешения по меньшей мере трех потоков: закрученного лопаточными завихрителями потока продуктов горения первичной богатой зоны, потока вторичного воздуха, вдуваемого перепадом давления на стенках жаровых труб через наклонные щели, и потока вторичного воздуха, вдуваемого перепадом давления на стенках жаровых труб через патрубки. Это увеличивает эффект турбулизации и смешения, результирующий поток за боковой стороной каждого из патрубков и в кильватере вниз по потоку за патрубками становится трехмерным, что многократно повышает эффективность смешения газовых компонентов, уменьшая время пребывания продуктов горения при максимальных локальных температурах. При таком выполнении жаровых труб и взаимодействии процессов смешения и горения многократно уменьшается число локальных зон (послойных течений) бедных и близких к стехиометрическому составу смесей, обладающих повышенной локальной температурой в зоне горения, причем от величины этих температур экспоненциально зависит уровень окислов азота NOx и повышенная токсичность продуктов сгорания. При этом воздух, охлаждающий патрубки через его собственные щели на передних кромках, не участвует в процессе горения вблизи его стенок.The execution of the wall of the flame tube with a number of slots inclined towards the longitudinal axis of the frontal device, the downstream edges of the slots located between the nozzles in one meridian plane, the upper edges of the slits located upstream of the nozzles in another meridian plane, the angle of the projection of the longitudinal surfaces of the inclined slots to the longitudinal axis of the front device, comprising 30. ..75 o , and the longitudinal surfaces of the inclined slots - located across the angles of installation of the blades of swirlers relative to the longitudinal the axis of the front device and (or) across the direction of the flow of combustion products swirled by the blade swirls, together intensifies the mixing process in the “quick dilution zone” (in the nozzle area) by supplying part of the secondary air through inclined slots across the direction of the rich primary flow of combustion products swirl by the blade swirls zone, as well as due to the implementation of nozzles with aerodynamically streamlined shape, with reduced resistance and with the effect of lateral stabilization of combustion. At the same time, nozzles and inclined slots act as mechanical turbulators of the “quick dilution zone”, and the effect of stabilization of combustion in the “fast dilution zone” is achieved by aerodynamic turbulization and mixing of at least three streams: the flow of products of combustion of the primary rich zone swirled by the blade swirlers, the stream of secondary air blown by the pressure drop across the walls of the flame tubes through the inclined slots, and a stream of secondary air blown by the pressure drop across the walls of the flame tubes through connections. This increases the effect of turbulization and mixing, the resulting flow behind the side of each of the nozzles and in the wake downstream of the nozzles becomes three-dimensional, which greatly increases the mixing efficiency of gas components, reducing the residence time of the combustion products at maximum local temperatures. With such execution of the flame tubes and the interaction of the mixing and combustion processes, the number of local zones (stratified flows) of poor and close to stoichiometric mixtures with an increased local temperature in the combustion zone decreases many times, and the level of nitrogen oxides NO x and the increased toxicity of combustion products. At the same time, the air cooling the pipes through its own slots on the leading edges does not participate in the combustion process near its walls.

Выполнение числа наклонных щелей равным по меньшей мере числу патрубков, а суммарной площади проходного сечения наклонных щелей, составляющей 0,8... 1,2 - суммарной площади проходного сечения патрубков позволяет наиболее эффективно использовать хладоресурс охлаждающего воздуха для повышения топливной экономичности газовой турбины. Performing the number of inclined slots equal to at least the number of nozzles, and the total passage area of inclined slots, amounting to 0.8 ... 1.2 - the total area of the passage section of the nozzles allows the most efficient use of the cooling air coolant to increase the fuel economy of a gas turbine.

Совокупность существенных признаков заявляемой камеры сгорания в целом позволяет снизить токсичность выхлопных газов при более эффективной защите патрубков и стенок жаровых труб от прогара и повысить ее надежность и ресурс. The set of essential features of the inventive combustion chamber as a whole allows to reduce the toxicity of exhaust gases with more effective protection of the pipes and walls of the flame tubes from burnout and increase its reliability and resource.

На фиг. 1 изображена верхняя часть продольного разреза камеры сгорания вдоль продольной оси одной из жаровых труб. In FIG. 1 shows the upper part of a longitudinal section of the combustion chamber along the longitudinal axis of one of the flame tubes.

На фиг.2 - элемент I на фиг.1. Figure 2 - element I in figure 1.

На фиг.3 - вид А на фиг.1. Figure 3 is a view A in figure 1.

Камера сгорания газовой турбины включает жаровые трубы 1, соединенные с кольцевым газосборником 2, скрепленным с внешним корпусом 3 и внутренним корпусом 4. Каждая из жаровых труб 1 содержит на выходе 5 в поперечном потоку П направлении лобовую стенку 6 толщиной t, скрепленную со стенкой 7 жаровой трубы 1 сварным швом Ф и соединенную с газосборником 2 по пояскам Д1 и Д2. Выше по потоку П от лобовой стенки 6 размещен ряд патрубков 8, а также фронтовое устройство 9 с лопаточными завихрителями 10 (см. фиг.1). Стенка 7 жаровой трубы 1 выполнена с рядом наклонных к продольной оси О фронтового устройства 9 щелей 11. Нижние по потоку П края 12 щелей 11 расположены выше по потоку П от патрубков 8 в другой меридианной плоскости М, а угол наклона Y проекции продольных поверхностей Т наклонных щелей 11 к продольной оси О фронтового устройства 9 составляет 30...75o. Продольные поверхности Т наклонных щелей 11 расположены поперек углов S (не показано) установки лопаток завихрителей 10 относительно продольной оси О фронтового устройства 9 и (или) поперек направления Z закрученного лопаточными завихрителями 10 потока К продуктов горения (см. фиг. 1, 2). Число наклонных щелей 11 равно по меньшей мере числу патрубков 8, а суммарная площадь проходного сечения наклонных щелей 11 составляет 0,8...1,2 суммарной площади проходного сечения патрубков 8 (см. фиг.2, 3). Кроме того, на фиг.1 изображено соединение жаровых труб 1 с кольцевым газосборником 2, состоящим из наружной кольцевой оболочки 14 и внутренней кольцевой оболочки 15, свеча зажигания 16, диффузор 17 с внезапным расширением, а также поз. 18 - устройство инжекции и подвод сжатого природного газа к фронтовому устройству 9 и поз. 19 - первая ступень соплового аппарата турбины.The combustion chamber of a gas turbine includes flame tubes 1 connected to an annular gas collector 2, fastened to the outer casing 3 and the inner case 4. Each of the flame tubes 1 contains at the outlet 5 in the transverse flow P direction a frontal wall 6 of thickness t bonded to the flame wall 7 pipe 1 by a weld seam F and connected to the gas collector 2 along the bands D1 and D2. Upstream P from the frontal wall 6 there are a number of nozzles 8, as well as a frontal device 9 with scapular swirlers 10 (see figure 1). The wall 7 of the flame tube 1 is made with a number of slots 11 inclined towards the longitudinal axis O of the frontal device O. 11. The downstream edges of the 12 slots 11 are located upstream of P from the nozzles 8 in another meridian plane M, and the angle of inclination Y of the projection of the longitudinal surfaces T of the inclined slots 11 to the longitudinal axis O of the front device 9 is 30 ... 75 o . The longitudinal surfaces T of the inclined slots 11 are located across the angles S (not shown) of the installation of the blades of the swirlers 10 relative to the longitudinal axis O of the front device 9 and (or) across the direction Z of the flow of combustion products K swirled by the blade swirls 10 (see Figs. 1, 2). The number of inclined slots 11 is equal to at least the number of nozzles 8, and the total passage area of the inclined slots 11 is 0.8 ... 1.2 of the total passage area of the nozzles 8 (see Fig. 2, 3). In addition, figure 1 shows the connection of the flame tubes 1 with an annular gas collector 2, consisting of an outer annular shell 14 and an inner annular shell 15, a spark plug 16, a diffuser 17 with a sudden expansion, and also pos. 18 - injection device and the supply of compressed natural gas to the front-end device 9 and pos. 19 - the first stage of the nozzle apparatus of the turbine.

Камера сгорания работает следующим образом. Воздух в количестве 15...25% поступает через фронтовое устройство 9 с лопаточными завихрителями 10 в жаровые трубы 1. Топливо через устройства инжекции 18 подается в жаровые трубы 1. Образующаяся в жаровых трубах 1 топливовоздушная смесь при смешении 100% топлива и 15...25% воздуха содержит в избытке топливо (природный газ) и является по отношению к стехиометрическому составу смеси "богатой" топливовоздушной смесью. Образующиеся продукты неполного сгорания "богатой" топливовоздушной смеси поступают закрученными лопаточными завихрителями 10 в ядре потока Z продуктов горения в "зону быстрого разбавления". Через щели 11 и патрубки 8 подается воздух в количестве 50...65%. Этот воздух смешивается с продуктами сгорания "богатой" топливовоздушной смеси потоками К и Z продуктов горения, создавая эффект боковой стабилизации горения. Результирующий поток за боковыми стенками патрубков 8 и в кильватере вниз по потоку Z за патрубками 8 становится трехмерным, а при смешении образуется топливовоздушная смесь, содержащая в избытке воздух - "бедная смесь", αr=1,8....2,2, где αr - коэффициент избытка окислителя. При этом в потоках продуктов горения Z и К инициируются центры кинетического горения микрочастиц топлива, что способствует лавинной активации горения (ЛАГ-процесс). Эта смесь сгорает в кольцевом газосборнике 2. "Богатым" (αr=0,5...0,7) и "бедным" (αr=1,8... 2,2) топливовоздушным смесям характерна низкая температура горения Тr<1950К и, соответственно, низкая токсичность выхлопных газов. Переход от состояния с избытком топлива в состояние с избытком воздуха осуществляется ниже по потокам Z и К от щелей 11 и патрубков 8, горение продуктов неполного сгорания в жаровых трубах 1 завершается в кольцевом газосборнике 2 при αr=1,8...2,2. Воздух, охлаждающий патрубки 8 через его собственные охлаждающие щелевые каналы на передних кромках, сдувается потоками продуктов горения К и Z и не участвует в процессе горения вблизи стенок патрубков 8, надежно предохраняя их от прогара. Патрубки 8 и наклонные щели 11 выполняют роль механических турбулизаторов "зоны быстрого разбавления" I и препятствует образованию в ней стехиометрических смесей, уменьшая выбросы окислов азота NОх, повышая полноту сгорания топлива при надежной защите от прогаров и трещин стенок жаровых труб и патрубков, повышают надежность и ресурс жаровых труб.The combustion chamber operates as follows. Air in the amount of 15 ... 25% enters through the frontal device 9 with bladed swirlers 10 into the flame tubes 1. Fuel through the injection devices 18 is fed into the flame tubes 1. The air-fuel mixture formed in the flame tubes 1 when 100% fuel and 15 are mixed .. .25% of air contains an excess of fuel (natural gas) and is, in relation to the stoichiometric composition of the mixture, a “rich" air-fuel mixture. The resulting products of incomplete combustion of a “rich” air-fuel mixture enter swirling blade swirls 10 in the core of the flow Z of combustion products into the “zone of rapid dilution”. Through the slots 11 and nozzles 8, air is supplied in an amount of 50 ... 65%. This air is mixed with the products of combustion of a “rich” air-fuel mixture by flows K and Z of combustion products, creating the effect of lateral stabilization of combustion. The resulting flow behind the side walls of the nozzles 8 and in the wake downstream Z behind the nozzles 8 becomes three-dimensional, and when mixed, an air-fuel mixture is formed that contains excess air - "poor mixture", α r = 1.8 .... 2.2 where α r is the excess coefficient of the oxidizing agent. Moreover, in the flows of combustion products Z and K, the centers of kinetic combustion of fuel microparticles are initiated, which contributes to the avalanche activation of combustion (LAG process). This mixture burns in the annular gas collector 2. “Rich” (α r = 0.5 ... 0.7) and “poor” (α r = 1.8 ... 2.2) air-fuel mixtures are characterized by a low combustion temperature T r <1950K and, accordingly, low toxicity of exhaust gases. The transition from the state with excess fuel to the state with excess air is carried out downstream of the Z and K streams from the slots 11 and nozzles 8, the combustion of products of incomplete combustion in the flame tubes 1 is completed in the annular gas collector 2 with α r = 1.8 ... 2, 2. The air cooling the nozzles 8 through its own cooling slotted channels at the leading edges is blown away by the flows of combustion products K and Z and does not participate in the combustion process near the walls of the nozzles 8, reliably protecting them from burnout. Pipes 8 and inclined slots 11 act as mechanical turbulators of the “quick dilution zone” I and prevent the formation of stoichiometric mixtures in it, reducing emissions of nitrogen oxides NO x , increasing the completeness of fuel combustion with reliable protection against burns and cracks in the walls of flame tubes and pipes, and increase reliability and resource of flame tubes.

Источники информации
1. FR, заявка 2695460, кл. F 23 R 3/28, 1994г.
Sources of information
1. FR, application 2695460, cl. F 23 R 3/28, 1994

2. RU, патент 2138739, кл. F 23 R 3/16, 1997г. - прототип. 2. RU, patent 2138739, cl. F 23 R 3/16, 1997 - prototype.

Claims (2)

1. Камера сгорания газовой турбины, включающая жаровые трубы, соединенные с кольцевым газосборником, скрепленным с внешним и внутренним корпусами, каждая из жаровых труб содержит на выходе в поперечном потоку направлении лобовую стенку, скрепленную со стенкой жаровой трубы и соединенную с газосборником, выше по потоку от лобовой стенки размещен ряд патрубков, а также фронтовое устройство с лопаточными завихрителями, отличающаяся тем, что стенка жаровой трубы выполнена с рядом наклонных к продольной оси фронтового устройства щелей, нижние по потоку края которых расположены между патрубками в одной меридианной плоскости, а верхние края щелей расположены выше по потоку от патрубков в другой меридианной плоскости, при этом угол наклона проекции продольных поверхностей наклонных щелей к продольной оси фронтового устройства составляет 30. . . 75o, а продольные поверхности наклонных щелей расположены поперек углов установки лопаток завихрителей относительно продольной оси фронтового устройства и (или) поперек направления закрученного лопаточными завихрителями потока продуктов сгорания.1. The combustion chamber of a gas turbine, including flame tubes, connected to an annular gas collector, bonded to the outer and inner bodies, each of the flame tubes contains a frontal wall attached to the wall of the flame tube and connected to the gas collector, upstream, in the transverse flow direction from the frontal wall there are a number of nozzles, as well as a frontal device with scapular swirlers, characterized in that the flame tube wall is made with a number of slots inclined to the longitudinal axis of the frontal device, lower e the downstream edges of which are located between the nozzles in one meridian plane, and the upper edges of the slots are located upstream of the nozzles in the other meridian plane, while the projection angle of the longitudinal surfaces of the inclined slots to the longitudinal axis of the front device is 30.. . 75 o , and the longitudinal surfaces of the inclined slots are located across the angles of installation of the blades of the swirls relative to the longitudinal axis of the front device and (or) across the direction of the flow of combustion products swirled by the blade swirls. 2. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, отличающаяся тем, что число наклонных щелей равно по меньшей мере числу патрубков, а суммарная площадь проходного сечения наклонных щелей составляет 0,8. . . 1,2 суммарной площади проходного сечения патрубков. 2. The combustion chamber of a gas turbine according to claim 1, characterized in that the number of inclined slots is equal to at least the number of nozzles, and the total passage area of the inclined slots is 0.8. . . 1.2 total area of the passage section of the nozzles.
RU2001112041/06A 2001-05-03 2001-05-03 Gas turbine combustion chamber RU2212005C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001112041/06A RU2212005C2 (en) 2001-05-03 2001-05-03 Gas turbine combustion chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001112041/06A RU2212005C2 (en) 2001-05-03 2001-05-03 Gas turbine combustion chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001112041A RU2001112041A (en) 2003-02-27
RU2212005C2 true RU2212005C2 (en) 2003-09-10

Family

ID=29776685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001112041/06A RU2212005C2 (en) 2001-05-03 2001-05-03 Gas turbine combustion chamber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2212005C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6427446B1 (en) Low NOx emission combustion liner with circumferentially angled film cooling holes
JP3944478B2 (en) Hybrid swirler
US6736338B2 (en) Methods and apparatus for decreasing combustor emissions
JP4658471B2 (en) Method and apparatus for reducing combustor emissions in a gas turbine engine
US4160640A (en) Method of fuel burning in combustion chambers and annular combustion chamber for carrying same into effect
CA2551711C (en) Augmentor radial fuel spray bar with counterswirling heat shield
US6631614B2 (en) Gas turbine combustor
US20070227150A1 (en) Combustor
CA1204293A (en) Low smoke combustor for land based combustion turbines
JPH09119641A (en) Low nitrogen-oxide dilution premixing module for gas-turbineengine
CA2150088A1 (en) Method and apparatus for reducing noise generated by combustion
RU2619673C2 (en) Mixing of combustible substances procedure for gas turbine engine combustion chamber
RU2076276C1 (en) Tubular combustion chamber of gas-turbine engine and diffusion adjustable nozzle for preliminary preparation of mixture
JP2002106845A (en) Multiple injection port combustor
RU2626887C2 (en) Tangential annular combustor with premixed fuel and air for use on gas turbine engines
WO2001083963A1 (en) Annular combustor for use with an energy system
JPS63156926A (en) Combustion chamber for gas turbine and operating method of said combustion chamber
US6089025A (en) Combustor baffle
RU2212005C2 (en) Gas turbine combustion chamber
RU2121113C1 (en) Gas turbine combustion chamber
US4145880A (en) Vorbix augmenter configuration with diffuser and vorbix swirler
US5685705A (en) Method and appliance for flame stabilization in premixing burners
RU2098719C1 (en) Power plant gas turbine combustion chamber
RU2138738C1 (en) Gas turbine combustion chamber
JP3888229B2 (en) Swivel type low NOx combustor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050504