RU2499194C1 - Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания - Google Patents
Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499194C1 RU2499194C1 RU2012111905/06A RU2012111905A RU2499194C1 RU 2499194 C1 RU2499194 C1 RU 2499194C1 RU 2012111905/06 A RU2012111905/06 A RU 2012111905/06A RU 2012111905 A RU2012111905 A RU 2012111905A RU 2499194 C1 RU2499194 C1 RU 2499194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burners
- external
- channels
- air
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания содержит головку кольцевую с наружным и внутренним топливными коллекторами и выполненными на головке кольцевой между коллекторами, концентрично и равномерно расположенными по окружности в один ряд воздушными фигурными окнами подвода воздуха в первичную зону горения, с центральными отверстиями и стойками крепления горелок к головке кольцевой. По окружности наружного топливного коллектора равномерно расположены штуцера подвода газа во внутреннюю полость наружного коллектора. В стойках выполнены сквозные каналы подвода газа к горелкам, которые через горелки соединяют между собой полости наружного и внутреннего топливных коллекторов. Для подвода газа к горелкам равномерно с двух сторон как со стороны наружного, так и со стороны внутреннего топливных коллекторов, в перемычках между воздушными фигурными окнами выполнены дополнительные каналы, которые соединяют между собой полость внутреннего топливного коллектора с наружным, с площадью поперечного сечения канала, больше или равной площади поперечного сечения канала, выполненных в стойках. Количество каналов, выполненных в перемычках, равно количеству каналов, выполненных в стойках. Изобретение направлено на снижение окружной неравномерности температурного поля с исключением местных зон горения с высокой температурой за фронтовым устройством. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению, в частности к камерам сгорания, и может быть использовано в тепловырабатывающих устройствах, работающих на газообразном топливе с кольцевыми блоками горелок.
Известна кольцевая камера сгорания, содержащая наружный и внутренний корпуса, кольцевую жаровую трубу с охлаждаемыми наружной и внутренней стенками, концентрично расположенными в передней части жаровой трубы горелками с отдельными форсунками, закрепленными на наружном корпусе (см. материалы - Семинар по камерам сгорания в ЦИАМ 14-16.12.2004 г., Камеры сгорания промышленных ГТД, ОАО НПО «Сатурн», А.В. Охлабыстин и другие «Опыт доводки экологических характеристик камер сгорания». Камера сгорания ГТД - 4РМ, стр.3, 6 - копии прилагаются).
Основным недостатком указанной кольцевой камеры сгорания является наличие выносных форсунок, закрепленных на наружном корпусе, что увеличивает гидравлическое сопротивление жаровой трубы и массу наружного корпуса, из-за применения усиленного кольца для крепления форсунок.
Известна также кольцевая камера сгорания, содержащая наружный и внутренний корпусы, кольцевую жаровую трубу с охлаждаемыми наружной и внутренней стенками. Фронтовое устройство жаровой трубы выполнено в виде кольцевого блока форсунок (горелок), содержащего головку кольцевую с наружным и внутренним топливными коллекторами подвода топлива к 139 форсункам (горелкам) второго и первого контуров. Форсунки (горелки) концентрично расположены между наружным и внутренним топливным коллекторами в два ряда в шахматном порядке, (см. Б.Г. Мингазов «Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет», стр.12, Министерство образования и науки Российской Федерации. Казанский государственный университет им. А.Н. Туполева. Казань 2006 - прототип изобретения, копия прилагается).
При конвертировании двигателя с указанной камерой сгорания, для работы двигателя в составе газоперекачивающего агрегата на газообразном топливе, фронтовое устройство практически сохраняется и выполняется в виде кольцевого блока форсунок (горелок), концентрично расположенными в шахматном порядке в два ряда на головке кольцевой. Такая камера сгорания с фронтовым устройством в виде кольцевого блока форсунок в увеличенном виде, представлена на стр.12а. Фронтовое устройство, содержит головку кольцевую 1 с наружным 2 и внутренним 3 топливными коллекторами. Наружный 2 топливный коллектор через трубопроводы и четыре равномерно расположенными на его наружной поверхности штуцерами 12 (см. увеличенное сечение А-А, стр.12б), соединен с общим наружным коллектором, подвешенным к наружному корпусу камеры. Топливный газ из общего коллектора поступает в наружный 2 топливный коллектор жаровой трубы и далее по каналам 4 и 5, выполненных в стойках 8 и 9 воздушных фигурных окнах 10 и 11, поступает во внутренние полости форсунок (горелок) наружного 6 и внутреннего 7 рядов, где распылителями 13 дробятся на отдельные струи, смешиваются с воздухом, поступающим в форсунки через воздушные фигурные окна 10 и 11, образуют топливно-воздушную смесь, которая сгорает в первичной зоне горения.
Основным недостатком указанного фронтового устройства является высокая окружная неравномерность температурного поля за фронтовым устройством из-за неравномерной, односторонней подачи топливного газа в форсунки (горелки), что приводит к образованию местных зон горения с высокой температурой, с завышенными выбросами вредных веществ, в частности оксида азота (NOx более 150 мг/м3).
Задачей заявленного изобретения является снижение окружной неравномерности температурного поля с исключением местных зон горения с высокой температурой за фронтовым устройством.
Поставленная задача для фронтового устройства жаровой трубы кольцевой камеры сгорания, содержащее головку кольцевую с наружным и внутренним топливными коллекторами, с равномерно расположенными по окружности наружного топливного коллектора штуцерами подвода газа во внутреннюю полость наружного коллектора и выполненными на головке кольцевой между коллекторами, концентрично и равномерно расположенными по окружности в один ряд воздушными фигурными окнами, подвода воздуха в первичную зону горения, с центральными отверстиями и стойками крепления горелок к головке кольцевой, при этом, в стойках выполнены сквозные каналы подвода газа к горелкам, которые через горелки соединяют между собой полости наружного и внутреннего топливных коллекторов, достигается тем, что с целью подвода газа к горелкам равномерно с двух сторон, как со стороны наружного, так и со стороны внутреннего топливных коллекторов, в перемычках между воздушными фигурными окнами, выполнены дополнительные каналы, которые соединяют между собой полость внутреннего топливного коллектора с наружным, с площадью поперечного сечения канала, больше или равным площади поперечного сечения канала, выполненных в стойках, при этом, количество каналов, выполненных в перемычках равно количеству каналов, выполненных в стойках.
Кроме того, горелки установлены в центральных отверстиях стоек воздушных фигурных окон, на наружных поверхностях пустотелых корпусов горелок выполнено четное число (6, 8, 10, 12 и т.д.) отверстий с кольцевой канавкой над отверстиями, причем, двойная площадь поперечного сечения кольцевой канавки больше или равна половине суммарной площади отверстий, при этом горелки подобраны по расходу газа между горелками с разницей не более 1% в комплекте.
При этом газ, поступающий к горелкам раздельно из наружного и внутреннего топливных коллекторов на пересечениях каналов, выполненных в стойках фигурных окон, с кольцевыми канавками корпусов горелок с обоих сторон горелок, разделяется на два потока и через отверстия равномерно поступает во внутренние полости горелок, далее через отверстия в полых лопатках завихрителей в межлопаточные полости завихрителей, где смешивается с воздухом, поступающим к завихрителям, через воздушные фигурные окна и образует гомогенную газо-воздушную смесь, близкую по составу для всех горелок, при сгорании которой образуется практически равномерное окружное температурное поле без местных зон горения, с высокой температурой, чем и достигается поставленная задача.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлено фронтовое устройство, содержащее головку кольцевую 1 с наружным 2 и внутренним 3 топливными коллекторами. На наружной поверхности наружного топливного коллектора 2, равномерно по окружности, расположены четыре штуцера 4, подвода топливного газа в полость наружного 2 топливного коллектора. В головке кольцевой 1 закреплены горелки 7 с пустотелыми корпусами 13, на наружной поверхности которых выполнено четное число отверстий 9 (6, 8, 10, 12 и т.д.) с кольцевой канавкой 12 над отверстиями. Для подвода газа в головке кольцевой 1 выполнены отверстия 8, соединяющие между собой наружный 2 и внутренний 3 топливные коллектора.
На фиг.2 представлено поперечное сечение А-А головки кольцевой 1, которая содержит наружный 2 и внутренний 3 топливные коллектора, соединенные между собой каналами 8, выполненными в стойках 6, и каналами 11, изготовленными в перемычках 10. Для подвода воздуха к горелкам, в головке кольцевой 1, между наружным 2 и внутренним 3 топливными коллекторами концентрично и равномерно по окружности в один ряд выполнены воздушные фигурные окна 5.
Устройство работает следующим образом.
Топливный газ через четыре штуцера 4 поступает в наружный 2 топливный коллектор. Далее, часть топливного коллектора, через сквозные каналы 8, выполненных в стойках крепления 6 и соединяющих через горелки 7 полости наружного 2 и внутреннего 3 топливных коллекторов, поступает к горелкам, со стороны наружного 2 топливного коллектора. Другая часть топливного газа, через сквозные каналы 11, выполненных в перемычках 10 между воздушными фигурными окнами 5, в количестве равным количеству сквозных каналов, выполненных в стойках 6, причем, площадь поперечного сечения каналов 11, выполненных в перемычках 10, больше или равна площади поперечного сечения каналов 8, выполненных в стойках, поступает во внутренний топливный коллектор 2 и далее к горелкам 7, обеспечивая подвод газа к горелкам со стороны внутреннего 3 топливного коллектора.
Claims (2)
1. Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания, содержащее головку кольцевую с наружным и внутренним топливными коллекторами, с равномерно расположенными по окружности наружного топливного коллектора, штуцерами подвода газа во внутреннюю полость наружного коллектора и выполненными на головке кольцевой между коллекторами, концентрично и равномерно расположенными по окружности в один ряд воздушными фигурными окнами, подвода воздуха в первичную зону горения, с центральными отверстиями и стойками крепления горелок к головке кольцевой, при этом в стойках выполнены сквозные каналы подвода газа к горелкам, которые через горелки соединяют между собой полости наружного и внутреннего топливных коллекторов, отличающееся тем, что, с целью подвода газа к горелкам равномерно с двух сторон, как со стороны наружного, так и со стороны внутреннего топливных коллекторов, в перемычках между воздушными фигурными окнами, выполнены дополнительные каналы, которые соединяют между собой полость внутреннего топливного коллектора с наружным, с площадью поперечного сечения канала, больше или равным площади поперечного сечения канала, выполненных в стойках, при этом количество каналов, выполненных в перемычках, равно количеству каналов, выполненных в стойках.
2. Фронтовое устройство по п.1, отличающееся тем, что горелки установлены в центральных отверстиях стоек воздушных фигурных окон, на наружных поверхностях пустотелых корпусов горелок выполнено четное число (6, 8, 10, 12 и т.д.) отверстий с кольцевой канавкой над отверстиями, причем двойная площадь поперечного сечения кольцевой канавки больше или равна половине суммарной площади отверстий, при этом горелки подобраны по расходу газа между горелками с разницей не более 1% в комплекте.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111905/06A RU2499194C1 (ru) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111905/06A RU2499194C1 (ru) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012111905A RU2012111905A (ru) | 2013-10-10 |
RU2499194C1 true RU2499194C1 (ru) | 2013-11-20 |
Family
ID=49302496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012111905/06A RU2499194C1 (ru) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2499194C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769773C2 (ru) * | 2018-12-25 | 2022-04-05 | Ансальдо Энергия Свитзерленд Аг | Модульная инжекционная головка для камеры сгорания газовой турбины |
RU2770093C1 (ru) * | 2021-09-03 | 2022-04-14 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Топливовоздушный модуль фронтового устройства малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя |
RU2806420C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Фронтовое устройство жаровой трубы двухтопливной камеры сгорания |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4550194A (en) * | 1982-04-01 | 1985-10-29 | Basf Wyandotte Corporation | Process for the preparation of polyether-ester polyols |
US4689961A (en) * | 1984-02-29 | 1987-09-01 | Lucas Industries Public Limited Company | Combustion equipment |
US5400968A (en) * | 1993-08-16 | 1995-03-28 | Solar Turbines Incorporated | Injector tip cooling using fuel as the coolant |
GB2282222A (en) * | 1993-09-09 | 1995-03-29 | Univ Nottingham | Detecting genetic material using labelled DNA |
RU2086857C1 (ru) * | 1994-01-26 | 1997-08-10 | Акционерное общество закрытого типа "Минитокс" | Фронтовое устройство камеры сгорания |
RU2347144C1 (ru) * | 2007-06-20 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы |
-
2012
- 2012-03-27 RU RU2012111905/06A patent/RU2499194C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4550194A (en) * | 1982-04-01 | 1985-10-29 | Basf Wyandotte Corporation | Process for the preparation of polyether-ester polyols |
US4689961A (en) * | 1984-02-29 | 1987-09-01 | Lucas Industries Public Limited Company | Combustion equipment |
US5400968A (en) * | 1993-08-16 | 1995-03-28 | Solar Turbines Incorporated | Injector tip cooling using fuel as the coolant |
GB2282222A (en) * | 1993-09-09 | 1995-03-29 | Univ Nottingham | Detecting genetic material using labelled DNA |
RU2086857C1 (ru) * | 1994-01-26 | 1997-08-10 | Акционерное общество закрытого типа "Минитокс" | Фронтовое устройство камеры сгорания |
RU2347144C1 (ru) * | 2007-06-20 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769773C2 (ru) * | 2018-12-25 | 2022-04-05 | Ансальдо Энергия Свитзерленд Аг | Модульная инжекционная головка для камеры сгорания газовой турбины |
RU2770093C1 (ru) * | 2021-09-03 | 2022-04-14 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Топливовоздушный модуль фронтового устройства малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя |
RU2806420C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Фронтовое устройство жаровой трубы двухтопливной камеры сгорания |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012111905A (ru) | 2013-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2632073C2 (ru) | Узел впрыска топлива и установка, содержащая узел впрыска топлива | |
RU2013128796A (ru) | Газотурбинная система сгорания | |
WO2014116970A3 (en) | Ultra-low nox burner | |
CN203671657U (zh) | 一种火焰筒及包括该火焰筒的燃气轮机燃烧室 | |
RU2013120728A (ru) | Топливная форсунка с микшированием | |
US9528704B2 (en) | Combustor cap having non-round outlets for mixing tubes | |
CN105229379A (zh) | 燃气涡轮燃烧器 | |
DE102011051366A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Mischen von Brennstoff in einer Gasturbinendüse | |
CN105276617B (zh) | 燃烧器及燃气轮机设备 | |
JP2013195059A5 (ru) | ||
RU2010144562A (ru) | Завихритель с газовыми инжекторами | |
CN103422990A (zh) | 用于涡轮系统的冷却系统和方法 | |
ITPD20120282A1 (it) | Testa di combustione a gas per bruciatori premiscelati | |
CN105423341B (zh) | 有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室 | |
DE102011051324A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Mischen von Brennstoff in einer Gasturbinendüse | |
US20150226435A1 (en) | Combustor cap assembly | |
RU2499194C1 (ru) | Фронтовое устройство жаровой трубы кольцевой камеры сгорания | |
RU2013109306A (ru) | Камера сгорания газовой турбины | |
RU2493490C1 (ru) | Одноконтурная горелка | |
RU2013119486A (ru) | Форсунка камеры сгорания, газовая турбина, способ, включающий смешивание воздуха и топлива, и способ, включающий выполнение по меньшей мере одного канала | |
RU2015134098A (ru) | Впускной узел проточного штуцера в газотурбинном двигателе | |
JP2010060264A (ja) | 燃焼器用の多管構成及び該多管構成の製造方法 | |
CN203671658U (zh) | 一种燃气轮机的燃烧室及具有该燃烧室的燃气轮机 | |
US9429325B2 (en) | Combustor and method of supplying fuel to the combustor | |
WO2010042136A3 (en) | Alternately swirling mains in lean premixed gas turbine combustors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140328 |