RU2527011C1 - Continuous combustion chamber - Google Patents
Continuous combustion chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2527011C1 RU2527011C1 RU2013123615/06A RU2013123615A RU2527011C1 RU 2527011 C1 RU2527011 C1 RU 2527011C1 RU 2013123615/06 A RU2013123615/06 A RU 2013123615/06A RU 2013123615 A RU2013123615 A RU 2013123615A RU 2527011 C1 RU2527011 C1 RU 2527011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- mixing
- folds
- chamber
- burner
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для одновременного или попеременного непрерывного пламенного сжигания подготовленных топливовоздушных смесей (ТВС) жидкого и газообразного углеводородных топлив в камерах сгорания газотурбинных двигателей (ГТД), газотурбинных установок (ГТУ), печах, котлах и других типах энергоустановок.The invention relates to a power system and can be used for simultaneous or alternating continuous flame combustion of prepared air-fuel mixtures (FAs) of liquid and gaseous hydrocarbon fuels in the combustion chambers of gas turbine engines (GTE), gas turbine units (GTU), furnaces, boilers and other types of power plants.
В настоящее время актуальной задачей является создание камер сгорания ГТД и ГТУ, которые могут работать на различных видах топлив, включая жидкое и газообразное. Это связано с исчерпанием запасов нефти, удорожанием ее добычи и необходимостью использования в одной конструкции камеры сгорания имеющихся в наличии разных видов топлив.Currently, the urgent task is to create gas turbine and gas turbine combustion chambers that can operate on various types of fuels, including liquid and gaseous. This is due to the exhaustion of oil reserves, the cost of its production and the need to use different types of fuels available in the same combustion chamber design.
Кроме того, ухудшение экологического состояния окружающей среды и ужесточение норм на вредные выбросы требуют разработки экологически «чистых» камер сгорания ГТД и ГТУ, что обязывает разработчиков совершенствовать процессы распыла жидкого или вдува газообразного топлив в заданные зоны камеры сгорания и процессы гомогенизации ТВС.In addition, the deterioration of the ecological state of the environment and the tightening of standards for harmful emissions require the development of ecologically “clean” gas turbine and gas turbine combustion chambers, which obliges developers to improve the processes of spraying liquid or blowing gaseous fuels into predetermined zones of the combustion chamber and the FA homogenization processes.
Известна камера сгорания непрерывного действия (Патент РФ на полезную модель №98538, МПК F23С 1/08, F23R 3/36, F23D 17/00, 24.05.2010). Камера содержит корпус с коническим диффузором на входе, устройство зажигания и пристыкованную к диффузору по оси горелку. Горелка включает системы подачи жидкого и газообразного топлив, состоящие, каждая, из вспомогательного и основного контуров, снабженных коллекторами подачи топлив на входе и форсунками на выходе. Причем коллектор газообразного топлива сообщается с форсунками через каналы в смесительных трубках. Каждая смесительная трубка выполнена в виде лопатки аэродинамического профиля со скругленной передней кромкой и утоненной задней кромкой, направленной вдоль канала подачи воздуха в камеру смешения. При запуске камеры в горелку подают воздух и жидкое и/или газообразное топливо, которое распыливают или вдувают с получением топливовоздушной смеси. Полученную смесь подают в камеру сгорания и поджигают воспламенителем. Полезная модель позволяет снизить уровень дымления и эмиссию вредных веществ с продуктами сгорания ГТУ и ГТД. Однако выбранная конструктивная схема горелки имеет дополнительные неиспользованные возможности получения качественных топливовоздушных смесей, чтобы обеспечивать дальнейшее снижение уровня дымления и эмиссии вредных веществ в продуктах сгорания камеры сгорания непрерывного действия.A continuous combustion chamber is known (RF Patent for Utility Model No. 98538, IPC
Известно устройство для сжигания топлива (Патент РФ №2270402, МПК F23R 3/00, 06.08.2004). Устройство содержит цилиндрический корпус с коническим диффузором на входе, установленное на стенке камеры устройство зажигания топливовоздушной смеси и пристыкованную соосно к диффузору на входе горелку. Горелка включает системы подачи жидкого и газообразного топлив, состоящие, каждая, из вспомогательного и основного контуров, снабженных коллекторами подачи топлив на входе и форсунками на выходе. По оси горелки размещена центральная труба с каналами подвода в камеру сгорания жидкого и газообразного топлив вспомогательных контуров через форсунки на свободном торце трубы. Коаксиально центральной трубе расположена кольцевая камера смешения жидкого и газообразного топлив основных контуров и воздуха. Камера смешения ограничена снаружи стенкой, соединенной с входом диффузора камеры сгорания, спереди крышкой с радиальным каналом подачи воздуха на вход в камеру смешения и сзади каналом подачи топливовоздушной смеси на вход в диффузор камеры сгорания. Канал образован конусообразным стабилизатором пламени с торцевой стенкой по большому основанию на свободном конце центральной трубы и входной частью диффузора камеры сгорания. Камера смешения на выходе снабжена устройством воздействия на топливовоздушную смесь в виде завихрителя, установленного на центральной трубе. Коллектор подачи жидкого топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на торце передней крышки камеры смешения и сообщается с камерой смешения через кольцевой канал с форсунками в центральной трубе. Форсунки расположены в камере смешения по окружности. Коллектор подачи газообразного топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на периферии передней крышки камеры смешения и сообщается через топливные каналы с форсунками в смесительных трубках, расположенных по окружности параллельно оси горелки между передней крышкой и наружной стенкой камеры смешения на входе в камеру смешения. Оси форсунок в смесительных трубках расположены под прямым углом к продольной оси камеры смешения. Коллектор подачи газообразного топлива вспомогательного контура выполнен кольцевым, размещен снаружи на торцевой стенке коллектора подачи жидкого топлива основного контура и сообщается кольцевым каналом в центральной трубе с форсунками, расположенными по окружности на периферии торца стабилизатора пламени.A device for burning fuel is known (RF Patent No. 2270402, IPC
Устройство позволяет обеспечить снижение эмиссии вредных выбросов NOx и СО при реализации двухтопливной (на жидком и/или газообразном топливе) схемы сжигания топлива без ухудшения основных характеристик работы камеры сгорания. Однако работа камеры сгорания с такой горелкой на основных низкоэмиссионных режимах горения при подаче жидкого топлива не удовлетворяет требованиям ГОСТ по эмиссии вредных веществ (не более 25 ppm), а при подаче газообразного топлива требует снижения эмиссии в соответствии с отдельными региональными ограничениями до значения 5 ppm. Кроме того, в рассматриваемой камере на переходных режимах работы при подаче топлива непосредственно в зону рециркуляции продуктов сгорания полнота сгорания топлива снижается до неприемлимо низких значений при значительном росте эмиссии СО.The device allows to reduce the emission of harmful emissions of NO x and CO when implementing a dual-fuel (liquid and / or gaseous fuel) fuel combustion scheme without compromising the basic characteristics of the combustion chamber. However, the operation of the combustion chamber with such a burner at the main low-emission combustion modes when supplying liquid fuel does not meet the requirements of GOST for the emission of harmful substances (no more than 25 ppm), and when supplying gaseous fuel it requires a reduction in emission in accordance with individual regional restrictions to 5 ppm. In addition, in the chamber under consideration during transient operation when the fuel is directly supplied to the recirculation zone of the combustion products, the completeness of fuel combustion decreases to unacceptably low values with a significant increase in CO emission.
Наиболее близким аналогом по назначению и конструкции, что и заявляемое техническое решение, является камера сгорания непрерывного действия (патент РФ №2456510, МПК F23R 3/36, 18.02.2011).The closest analogue in purpose and design, as the claimed technical solution, is a continuous combustion chamber (RF patent No. 2456510, IPC F23R 3/36, 02/18/2011).
Камера сгорания непрерывного действия содержит цилиндрический корпус с конусообразным диффузором на входе, установленное на стенке камеры устройство зажигания топливовоздушной смеси и пристыкованную соосно к диффузору на входе горелку. Горелка включает системы подачи жидкого и газообразного топлив, состоящие каждая, из вспомогательного и основного контуров, снабженных коллекторами подачи топлив на входе и форсунками на выходе. По оси горелки размещены коллектор с каналом жидкого топлива и центральная труба с каналом газообразного топлива вспомогательных контуров подвода топлив в камеру сгорания соответственно через форсунки по оси и на свободном торце трубы.The continuous combustion chamber contains a cylindrical body with a cone-shaped diffuser at the inlet, a fuel-air mixture ignition device mounted on the chamber wall and a burner connected coaxially to the diffuser at the inlet. The burner includes a system for supplying liquid and gaseous fuels, each consisting of auxiliary and main circuits, equipped with fuel supply manifolds at the inlet and nozzles at the outlet. A collector with a liquid fuel channel and a central pipe with a gaseous fuel channel of auxiliary circuits for supplying fuel to the combustion chamber, respectively, through the nozzles along the axis and at the free end of the pipe, are placed along the axis of the burner.
Коаксиально центральной трубе расположена кольцевая камера смешения жидкого и газообразного топлив основных контуров и воздуха. Камера смешения ограничена снаружи стенкой, соединенной на выходе со стенкой наружного контура диффузора камеры сгорания, а на входе - передней крышкой с радиальным каналом подачи воздуха на вход в камеру смешения. Выход камеры смешения сопряжен с входом в диффузор камеры сгорания. Вход образован конусообразным стабилизатором пламени с торцевой стенкой по большому основанию на свободном конце центральной трубы и входной частью диффузора камеры сгорания. Камера смешения на выходе снабжена устройством воздействия на топливовоздушную смесь.Coaxial to the central tube is an annular chamber for mixing liquid and gaseous fuels of the main circuits and air. The mixing chamber is bounded externally by a wall connected at the outlet to the wall of the outer contour of the diffuser of the combustion chamber, and at the inlet, by a front cover with a radial channel for supplying air to the entrance to the mixing chamber. The output of the mixing chamber is associated with the entrance to the diffuser of the combustion chamber. The inlet is formed by a cone-shaped flame stabilizer with an end wall on a large base at the free end of the central pipe and the inlet part of the combustion chamber diffuser. The mixing chamber at the outlet is equipped with a device for influencing the air-fuel mixture.
Коллектор подачи жидкого топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на торце передней крышки камеры смешения и сообщается с камерой смешения через кольцевой канал с форсунками в центральной трубе. При этом форсунки расположены в камере смешения на трубе по окружности.The primary fuel liquid fuel supply manifold is circular, located externally at the end of the front cover of the mixing chamber and communicates with the mixing chamber through an annular channel with nozzles in the central pipe. In this case, the nozzles are located in the mixing chamber on the pipe around the circumference.
Коллектор подачи газообразного топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на периферии передней крышки камеры смешения и сообщается через топливные каналы с форсунками в смесительных трубках. Трубки расположены на входе в камеру смешения по окружности параллельно продольной оси горелки на входе между передней крышкой и наружной стенкой камеры смешения. Оси форсунок в смесительных трубках расположены под прямым углом к продольной оси камеры смешения.The gaseous fuel supply manifold of the main circuit is circular, is located externally on the periphery of the front cover of the mixing chamber and communicates through the fuel channels with nozzles in the mixing tubes. The tubes are located at the entrance to the mixing chamber in a circle parallel to the longitudinal axis of the burner at the entrance between the front cover and the outer wall of the mixing chamber. The axis of the nozzles in the mixing tubes are located at right angles to the longitudinal axis of the mixing chamber.
Коллектор подачи газообразного топлива вспомогательного контура выполнен кольцевым, размещен снаружи на торце коллектора подачи жидкого топлива основного контура и сообщается кольцевым каналом в центральной трубе с форсунками, расположенными по окружности на периферии торца стабилизатора пламени.The auxiliary fuel gas supply manifold is annular, placed externally on the end of the main fuel oil supply manifold, and is communicated by an annular channel in the central pipe with nozzles arranged circumferentially on the periphery of the end of the flame stabilizer.
Устройство воздействия на топливовоздушную смесь на выходе камеры смешения выполнено в виде смесителя с продольными волнистыми складками ∩ - образного профиля в поперечном сечении. Складки расположены по окружности стабилизатора пламени и закреплены, каждая, свободной стороной треугольника на наружной конусообразной поверхности стабилизатора. Причем торцы складок ∩ - образного профиля размещены радиально в плоскости торца конусообразного стабилизатора пламени.The device for influencing the air-fuel mixture at the outlet of the mixing chamber is made in the form of a mixer with longitudinal wavy folds of a ∩-shaped profile in cross section. The folds are located around the circumference of the flame stabilizer and are fixed, each, by the free side of the triangle on the outer conical surface of the stabilizer. Moreover, the ends of the folds of the ∩-shaped profile are placed radially in the plane of the end face of the conical flame stabilizer.
Максимальная высота ∩-образной складки может составлять от 0,5 до 1,0 высоты канала на выходе из камеры смешения. Ширина ∩-образной складки и расстояние между смежными складками у основания равны. Длина стороны складки, контактирующей с конусообразной поверхностью стабилизатора пламени, может составлять от 1 до 3 величин максимальной высоты ∩ - образного профиля на выходе из камеры смешения. Ось каждой форсунки вспомогательного контура газообразного топлива расположена в плоскости, проходящей через продольную ось горелки и ось симметрии ∩ - образного профиля складки в плоскости торца стабилизатора. Продольные треугольные волнистые складки ∩ - образного профиля расположены относительно продольной оси горелки радиально.The maximum height of the ∩-shaped fold can be from 0.5 to 1.0 of the height of the channel at the outlet of the mixing chamber. The width of the ∩-shaped fold and the distance between adjacent folds at the base are equal. The length of the side of the fold in contact with the cone-shaped surface of the flame stabilizer can be from 1 to 3 values of the maximum height of the профиля-shaped profile at the outlet of the mixing chamber. The axis of each nozzle of the auxiliary circuit of the gaseous fuel is located in a plane passing through the longitudinal axis of the burner and the axis of symmetry of the ∩ -shaped fold profile in the plane of the end face of the stabilizer. The longitudinal triangular wavy folds of the ∩-shaped profile are located radially relative to the longitudinal axis of the burner.
Внутренняя полость каждой складки ∩ - образного профиля может быть сообщена отверстием в стенке конусообразного стабилизатора центральной трубы с кольцевым каналом вспомогательного контура газообразного топлива.The internal cavity of each fold of the ∩-shaped profile can be communicated by a hole in the wall of the conical stabilizer of the central pipe with the annular channel of the auxiliary circuit of the gaseous fuel.
Конструкция камеры сгорания позволяет интенсифицировать горение как на переходных режимах, так и на основных режимах работы камеры сгорания, и, таким образом, повысить полноту сгорания топлива и снизить эмиссию NOx и СО. Однако интенсификация теплообмена продуктов сгорания из зоны обратных токов (ЗОТ) с топливовоздушной смесью (ТВС), вызванная установкой складок на стабилизаторе и переносом высокотемпературных продуктов сгорания из ЗОТ практически на всю глубину потока ТВС к стенкам жаровой трубы, с одной стороны, ускоряет процесс горения и повышает полноту сгорания, а с другой стороны, приводит к локальным перегревам стенок жаровой трубы в следах за складками. Кроме того, в наиболее близкой конструкции принятыми техническими решениями полностью реализовать устойчивый процесс горения не удается из-за развития режимов виброгорения. Последние возникают самопроизвольно (обычно при уменьшении коэффициента избытка воздуха) без внешней вынуждающей силы.The design of the combustion chamber makes it possible to intensify combustion both in transient conditions and in the main modes of operation of the combustion chamber, and, thus, increase the completeness of fuel combustion and reduce the emission of NO x and CO. However, the intensification of heat transfer of combustion products from the reverse current zone (GFC) with the fuel-air mixture (FA) caused by the installation of folds on the stabilizer and the transfer of high-temperature combustion products from the GAP almost the entire depth of the fuel assembly flow to the walls of the flame tube, on the one hand, accelerates the combustion process and increases the completeness of combustion, and on the other hand, leads to local overheating of the walls of the heat pipe in the wake of the folds. In addition, in the closest design adopted technical solutions to fully implement a stable combustion process is not possible due to the development of vibration modes. The latter occur spontaneously (usually with a decrease in the coefficient of excess air) without external driving force.
В основу изобретения для авиационных ГТД и наземных ГТУ положено решение следующих задач:The basis of the invention for aviation gas turbine engines and ground gas turbines is the solution of the following problems:
- снижение эмиссии вредных веществ (NOx и СО) в продуктах сгорания на основных режимах при работе камеры сгорания на газообразном топливе до значений 5 ppm, а при работе на жидком топливе до значений 25 ppm при исключении падения полноты сгорания на переходных режимах;- reduction of emissions of harmful substances (NO x and CO) in the combustion products in the main modes when the combustion chamber is operated on gaseous fuel to 5 ppm, and when operating on liquid fuel to 25 ppm, with the exception of a decrease in the completeness of combustion during transient conditions;
- исключение перегрева локальных зон жаровой трубы;- the exclusion of overheating of the local zones of the flame tube;
- реализация полностью устойчивого процесса горения ТВС с подавлением режимов виброгорения.- the implementation of a fully stable combustion process of fuel assemblies with the suppression of vibration modes.
Последняя задача обеспечивается за счет организации за стабилизатором пламени по его периметру попеременно зон с разной интенсивностью процесса горения ТВС вдоль стенок жаровой трубы камеры сгорания.The last task is ensured by arranging alternately zones with different intensities of the fuel assembly combustion process along the walls of the combustion tube flame chamber behind the flame stabilizer along its perimeter.
Поставленные задачи решаются тем, что камера сгорания непрерывного действия содержит цилиндрический корпус с конусообразным диффузором на входе, установленное на стенке камеры устройство зажигания топливовоздушной смеси и пристыкованную соосно к диффузору на входе горелку. Горелка включает системы подачи жидкого и газообразного топлив, состоящие, каждая, из вспомогательного и основного контуров, снабженных коллекторами подачи топлив на входе и форсунками на выходе. По оси горелки размещены коллектор с каналом жидкого топлива и центральная труба с каналом газообразного топлива вспомогательных контуров подвода топлив в камеру сгорания соответственно через форсунки по оси и на свободном торце трубы.The tasks are solved in that the continuous combustion chamber comprises a cylindrical body with a cone-shaped diffuser at the inlet, a fuel-air mixture ignition device mounted on the chamber wall and a burner connected coaxially to the diffuser at the inlet. The burner includes systems for supplying liquid and gaseous fuels, each consisting of auxiliary and main circuits, equipped with collectors for supplying fuel at the inlet and nozzles at the outlet. A collector with a liquid fuel channel and a central pipe with a gaseous fuel channel of auxiliary circuits for supplying fuel to the combustion chamber, respectively, through the nozzles along the axis and at the free end of the pipe, are placed along the axis of the burner.
Коаксиально центральной трубе расположена кольцевая камера смешения жидкого и газообразного топлив основных контуров и воздуха. Камера смешения ограничена снаружи стенкой, соединенной на выходе со стенкой наружного контура диффузора камеры сгорания. На входе камера смешения ограничена передней крышкой с радиальным каналом подачи воздуха на вход в камеру смешения. Выход камеры смешения сопряжен с входом в диффузор камеры сгорания, образованным конусообразным стабилизатором пламени с торцевой стенкой по большому основанию на свободном конце центральной трубы и входной частью наружного контура диффузора. К тому же камера смешения на выходе снабжена устройством воздействия на ТВС.Coaxial to the central tube is an annular chamber for mixing liquid and gaseous fuels of the main circuits and air. The mixing chamber is bounded externally by a wall connected at the outlet to the wall of the outer contour of the diffuser of the combustion chamber. At the inlet, the mixing chamber is limited by a front cover with a radial channel for supplying air to the entrance to the mixing chamber. The output of the mixing chamber is associated with the entrance to the diffuser of the combustion chamber formed by a cone-shaped flame stabilizer with an end wall on a large base at the free end of the central pipe and the inlet of the outer contour of the diffuser. In addition, the mixing chamber at the output is equipped with an impact device on the fuel assembly.
Коллектор подачи жидкого топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на торце передней крышки камеры смешения и сообщается с камерой смешения через кольцевой канал с форсунками в центральной трубе. При этом форсунки расположены в камере смешения на трубе по окружности.The primary fuel liquid fuel supply manifold is circular, located externally at the end of the front cover of the mixing chamber and communicates with the mixing chamber through an annular channel with nozzles in the central pipe. In this case, the nozzles are located in the mixing chamber on the pipe around the circumference.
Коллектор подачи газообразного топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на периферии передней крышки камеры смешения и сообщается через топливные каналы с форсунками в смесительных трубках. Трубки расположены по окружности параллельно продольной оси горелки на входе между передней крышкой и наружной стенкой камеры смешения. Причем оси форсунок в смесительных трубках расположены под прямым углом к продольной оси горелки.The gaseous fuel supply manifold of the main circuit is circular, is located externally on the periphery of the front cover of the mixing chamber and communicates through the fuel channels with nozzles in the mixing tubes. The tubes are arranged circumferentially parallel to the longitudinal axis of the burner at the inlet between the front cover and the outer wall of the mixing chamber. Moreover, the axis of the nozzles in the mixing tubes are located at right angles to the longitudinal axis of the burner.
Коллектор подачи газообразного топлива вспомогательного контура выполнен кольцевым, размещен снаружи на торце коллектора подачи жидкого топлива основного контура и сообщается кольцевым каналом в центральной трубе с форсунками, расположенными по окружности на периферии торца стабилизатора пламени.The auxiliary fuel gas supply manifold is annular, placed externally on the end of the main fuel oil supply manifold, and is communicated by an annular channel in the central pipe with nozzles arranged circumferentially on the periphery of the end of the flame stabilizer.
Устройство воздействия на топливовоздушную смесь на выходе камеры смешения выполнено в виде смесителя с продольными волнистыми складками ∩ - образного профиля в поперечном сечении. Складки расположены по окружности стабилизатора пламени и закреплены свободными кромками нижней стороны на наружной конусообразной поверхности стабилизатора пламени. При этом торцы складок ∩ - образного профиля размещены радиально в плоскости торца конусообразного стабилизатора пламени. Расстояние между смежными складками равно ширине складок.The device for influencing the air-fuel mixture at the outlet of the mixing chamber is made in the form of a mixer with longitudinal wavy folds of a ∩-shaped profile in cross section. The folds are located around the circumference of the flame stabilizer and are fixed by the free edges of the lower side on the outer conical surface of the flame stabilizer. The ends of the folds of the ∩-shaped profile are placed radially in the plane of the end face of the cone-shaped flame stabilizer. The distance between adjacent folds is equal to the width of the folds.
Новым в камере сгорания является то, что каждая смесительная трубка подачи газообразного топлива основного контура выполнена аэродинамического симметричного профиля со скругленным входом и клиновидным выходом. Причем плоскость симметрии профиля трубки наклонена под острым углом к соответствующей радиальной плоскости, проходящей через продольную ось горелки и продольную ось скругления профиля смесительной трубки на входе в камеру смешения. Наружный продольный контур каждой складки в начальной части скруглен до контакта с конусообразной поверхностью стабилизатора пламени, а в средней части и на выходе эквидистантен поверхности наружного контура диффузора. Причем складки объединены в нечетное количество групп. Смежные группы складок размещены по окружности стабилизатора пламени с промежутком между собой. Каждая группа складок расположена диаметрально промежутку между противоположными смежными группами складок.New in the combustion chamber is that each mixing tube for supplying gaseous fuel to the main circuit is made of an aerodynamic symmetrical profile with a rounded inlet and a wedge-shaped outlet. Moreover, the plane of symmetry of the tube profile is inclined at an acute angle to the corresponding radial plane passing through the longitudinal axis of the burner and the longitudinal axis of rounding of the profile of the mixing tube at the entrance to the mixing chamber. The outer longitudinal contour of each fold in the initial part is rounded to contact with the cone-shaped surface of the flame stabilizer, and in the middle part and at the outlet it is equidistant to the surface of the outer contour of the diffuser. Moreover, the folds are combined into an odd number of groups. Adjacent groups of folds are placed around the circumference of the flame stabilizer with a gap between them. Each group of folds is located diametrically between the opposing adjacent groups of folds.
Указанные существенные признаки обеспечивают решение поставленных задач так, как:These essential features provide a solution to the tasks as:
- выполнение каждой смесительной трубки подачи газообразного топлива основного контура аэродинамического симметричного профиля со скругленным входом и клиновидным выходом, где плоскость симметрии профиля трубки наклонена под острым углом к соответствующей радиальной плоскости, проходящей через продольную ось горелки и продольную ось скругления профиля смесительной трубки на входе в камеру смешения, обеспечивает безотрывное обтекание трубок, отсутствие зон рециркуляции течения ТВС и снижение потерь давления и при этом исключает возможность воспламенения и стабилизации горения ТВС в следах за трубками, наклон трубок под углом к радиальным плоскостям позволяет избежать отрыва потока ТВС при его повороте вблизи поверхности корпуса смесителя, а следовательно, исключить возможность воспламенения и стабилизации горения ТВС в этой зоне смесителя;- the implementation of each mixing tube for supplying gaseous fuel to the main contour of an aerodynamic symmetric profile with a rounded inlet and a wedge-shaped exit, where the plane of symmetry of the tube profile is inclined at an acute angle to the corresponding radial plane passing through the longitudinal axis of the burner and the longitudinal axis of the rounding profile of the mixing tube at the entrance to the chamber mixing, provides continuous flow around the tubes, the absence of zones of recirculation of the flow of fuel assemblies and the reduction of pressure losses, while eliminating possibility of ignition and stabilizing the combustion of the fuel assembly in traces tubes, pipes slope at an angle to the radial planes avoids separation of flow FA when turned close to the surface of the mixer body, and therefore eliminate the possibility of ignition and stabilizing the combustion of fuel assemblies in the area of the mixer;
- выполнение наружного продольного контура каждой складки в начальной части скругленным до контакта с конусообразной поверхностью стабилизатора пламени, а в средней части и на выходе эквидистантным поверхности наружного контура диффузора обеспечивает интенсификацию теплообмена между ЗОТ и основной струей ТВС и интенсификацию воспламенения и горения в камере сгорания и, следовательно, снижение эмиссии СО без попадания высокотемпературных продуктов сгорания из ЗОТ на стенки диффузора жаровой трубы и перегрева локальных зон на стенках жаровой трубы в следах потока за складками;- the execution of the outer longitudinal contour of each fold in the initial part is rounded to contact with the conical surface of the flame stabilizer, and in the middle part and at the output, the equidistant surface of the outer contour of the diffuser provides intensification of heat exchange between the ground coil and the main fuel assembly stream and intensification of ignition and combustion in the combustion chamber and, consequently, a decrease in CO emission without the ingress of high-temperature combustion products from the exhaust gas zone onto the walls of the flame tube diffuser and overheating of local zones on the wall flame tube in flow traces of pleats;
- объединение складок в нечетное количество групп, где смежные группы складок размещены по окружности стабилизатора пламени с промежутком между собой, обеспечивает различную интенсификацию теплообмена и скорость выгорания ТВС в различных секторах трубчатой камеры сгорания. Неравномерная по окружности схема выгорания ТВС и неравномерное положение фронтов горения по длине КС приводит к размыванию в пространстве и во времени моментов взаимодействия фронтов горения и акустических волн, а следовательно, и к снижению возможности развития термоакустических режимов виброгорения;- combining folds in an odd number of groups, where adjacent groups of folds are placed around the circumference of the flame stabilizer with a gap between them, provides different intensification of heat transfer and the burnup rate of fuel assemblies in various sectors of the tubular combustion chamber. The fuel assembly burnup pattern that is uneven around the circumference and the uneven position of the combustion fronts along the length of the COP leads to blurring in space and time of the interaction of the combustion fronts and acoustic waves, and, consequently, to reduce the possibility of developing thermoacoustic vibration modes;
- нечетное количество групп складок приводит к нечетному количеству различий положения фронтов пламени по окружности жаровой трубы, а это, в свою очередь, приводит к подавлению развития парных (противоположно расположенных) когерентных крупных вихрей, формирующихся к концу ЗОТ и вызывающих термогидродинамические режимы виброгорения. Кроме того, растягивание процесса горения на длине камеры сгорания приводит к снижению времени пребывания ТВС в зоне высоких температур, а следовательно, к дополнительному снижению эмиссии NOx до значений 5 ppm;- an odd number of fold groups leads to an odd number of differences in the position of the flame fronts around the circumference of the flame tube, and this, in turn, leads to suppression of the development of paired (oppositely located) coherent large eddies that form towards the end of the GD and cause thermohydrodynamic modes of vibration combustion. In addition, the extension of the combustion process along the length of the combustion chamber leads to a decrease in the time spent by fuel assemblies in the high temperature zone, and, consequently, to an additional decrease in NOx emission to 5 ppm;
- расположение каждой группы складок диаметрально промежутку между противоположными смежными группами складок позволяет достичь оптимального асимметричного положения нечетного колличества фронтов пламени для подавления парных когерентных крупных вихрей в конце ЗОТ и подавления термогидродинамических режимов виброгорения;- the location of each group of folds diametrically between the opposing adjacent groups of folds allows you to achieve the optimal asymmetric position of the odd number of flame fronts to suppress paired coherent large eddies at the end of the ZOT and suppress thermohydrodynamic modes of vibration;
Существенные признаки изобретения могут иметь дополнительное развитие и продолжение.The essential features of the invention may have further development and continuation.
Выбор высоты отдельной складки на выходе от 0,5 до 0,8 высоты воздушного канала на выходе из камеры смешения обеспечивает оптимальную интенсификацию смешения ТВС с продуктами сгорания ЗОТ, выгорание ТВС и снижение эмиссии СО при минимизации теплового перегрева локальных зон на стенках жаровой трубы в следах высокотемпературного потока газа за складками и потерь полного давления.The choice of the height of an individual fold at the exit from 0.5 to 0.8 of the height of the air channel at the exit of the mixing chamber ensures optimal intensification of the mixing of fuel assemblies with the products of combustion of the exhaust gas, burnup of the fuel assemblies and a decrease in CO emission while minimizing thermal overheating of the local zones on the walls of the flame tube in the tracks high temperature gas flow behind folds and total pressure loss.
Расположение выхода отверстий форсунок вспомогательного контура газообразного топлива на периферии свободного торца стабилизатора пламени между складками ∩ - образного профиля позволяет снизить температуру продуктов сгорания в следах за складками стабилизатора пламени и исключить перегрев локальных зон на стенках диффузора жаровой трубы.The location of the outlet openings of the nozzles of the auxiliary circuit of the gaseous fuel on the periphery of the free end of the flame stabilizer between the folds of the ∩-shaped profile allows to reduce the temperature of the combustion products in the wake of the folds of the flame stabilizer and to prevent overheating of local zones on the walls of the flame tube diffuser.
Выполнение стенки конусообразного стабилизатора пламени с радиальными отверстиями форсунок, расположенными по окружности и сообщающимися с кольцевым каналом вспомогательного контура газообразного топлива, где выходы отверстий на стенке расположены между складками ∩ - образного профиля, снижает тепловое воздействие на стенки жаровой трубы и позволяет охлаждать внешнюю поверхность стабилизатора газообразным топливом, повышать полноту сгорания топлива и снижать эмиссию СО на низких и переходных режимах.The execution of the wall of the cone-shaped flame stabilizer with radial nozzle openings located around the circumference and communicating with the annular channel of the auxiliary circuit of the gaseous fuel, where the outlet openings on the wall are located between the folds of the ∩-shaped profile, reduces the thermal effect on the walls of the flame tube and allows cooling the outer surface of the stabilizer with gaseous fuel, increase the completeness of fuel combustion and reduce CO emissions at low and transient conditions.
Длина свободных кромок нижней стороны складок ∩ - образного профиля может составляет от 1 до 5 величин высоты канала отдельной складки на выходе, что обеспечивает безотрывное обтекание складок потоком ТВС и снижение потерь давления потока.The length of the free edges of the lower side of the folds of the ∩-shaped profile can be from 1 to 5 values of the channel height of an individual fold at the exit, which ensures an uninterrupted flow around the folds of the fuel assembly flow and reduction of flow pressure losses.
Выполнение угла наклона между плоскостью симметрии профиля каждой смесительной трубки подачи газообразного топлива и соответствующей радиальной плоскостью, проходящей через продольную ось горелки и продольную ось округления профиля смесительной трубки на входе в камеру смешения в диапазоне от 0 до 45 градусов, обеспечивает безотрывность течения ТВС в смесителе горелки при вариации размеров горелки и конструктивных особенностей радиального входа воздуха в горелку. Отрыв потока ТВС от стенок смесителя приводит к возможности проскока пламени в зону отрыва потока и к выгоранию конструкции горелки. При относительно больших размерах горелки и больших радиусах поворота линий потока ТВС в смесителе достичь безотрывного течения в смесителе не представляется сложным даже без закрутки потока (угол наклона плоскости симметрии профиля смесительной трубки относительно соответствующей радиальной плоскости равен нулю градусов). На горелках малых размеров, при резком повороте потока ТВС на входе вблизи скругления внешнего корпуса смесителя безотрывности потока можно добиться лишь при наклоне профиля смесительной трубки при угле наклона и повороте потока до 45 градусов. При наклоне профиля трубки и угле поворота потока больше 45 градусов потери полного давления быстро возрастают до неприемлемых значений.Performing a tilt angle between the profile symmetry plane of each gaseous fuel supply mixing tube and the corresponding radial plane passing through the longitudinal axis of the burner and the longitudinal axis of rounding of the profile of the mixing tube at the inlet to the mixing chamber in the range from 0 to 45 degrees, ensures the continuity of the fuel assembly flow in the burner mixer when varying the size of the burner and the design features of the radial air inlet into the burner. Separation of the fuel assembly flow from the walls of the mixer leads to the possibility of flame penetration into the separation zone of the flow and to burnout of the burner structure. With relatively large burner sizes and large radii of rotation of the fuel assembly flow lines in the mixer, it is not difficult to achieve a continuous flow in the mixer even without swirling the flow (the angle of inclination of the symmetry plane of the profile of the mixing tube relative to the corresponding radial plane is zero degrees). On small burners, with a sharp turn of the fuel assembly flow at the inlet near the rounding of the external mixer body, flow continuity can only be achieved by tilting the profile of the mixing tube at an angle of inclination and turning the flow to 45 degrees. If the profile of the tube is inclined and the angle of rotation of the flow is greater than 45 degrees, the total pressure loss rapidly increases to unacceptable values.
Наклон складок ∩ - образного профиля под углом к продольной оси горелки, равным углу наклона между плоскостью симметрии профиля смесительной трубки и соответствующей радиальной плоскостью, проходящей через продольную ось горелки и продольную ось скругления смесительной трубки на входе в камеру смешения, обеспечивает безотрывное обтекание складок стабилизатора пламени, снижение потерь полного давления и исключение проскока пламени в зоны отрыва потока и, как следствие, перегрева материала складок и стабилизатора пламени.The inclination of the folds of the ∩ -shaped profile at an angle to the longitudinal axis of the burner equal to the angle of inclination between the plane of symmetry of the profile of the mixing tube and the corresponding radial plane passing through the longitudinal axis of the burner and the longitudinal axis of the rounding of the mixing tube at the inlet to the mixing chamber provides an uninterrupted flow around the folds of the flame stabilizer , reducing the loss of full pressure and eliminating the breakthrough of the flame in the zone of separation of the flow and, as a consequence, overheating of the material folds and the flame stabilizer.
Таким образом, решены поставленные в изобретении для авиационных ГТД и наземных ГТУ задачи. Предложенная камера сгорания непрерывного действия позволяет:Thus, the tasks set in the invention for aviation gas turbine engines and ground gas turbine engines are solved. The proposed continuous combustion chamber allows you to:
- снизить эмиссию вредных веществ (NOx и СО) в продуктах сгорания на основных режимах при работе камеры сгорания на газообразном горючем до значений 5 ppm, а при работе на жидком горючем до значений 25 ppm при исключении падения полноты сгорания на переходных режимах;- reduce the emission of pollutants (NO x and CO) in the flue gas in the main mode when the combustion chamber by gaseous fuel to a value of 5 ppm, and when operating on liquid fuel to values of 25 ppm to the exclusion of the completeness of combustion fall on transients;
- исключить перегрев локальных зон жаровой трубы;- eliminate overheating of the local zones of the flame tube;
- реализовать устойчивый процесс горения ТВС с подавлением режимов виброгорения.- implement a stable combustion process of fuel assemblies with the suppression of vibration modes.
Настоящее изобретение поясняется последующим подробным описанием камеры сгорания непрерывного действия и ее работы со ссылкой на иллюстрации, представленные на фиг.1-5, где:The present invention is illustrated by the following detailed description of the continuous combustion chamber and its operation with reference to the illustrations presented in figures 1-5, where:
на фиг.1 изображен продольный разрез камеры сгорания с горелкой;figure 1 shows a longitudinal section of a combustion chamber with a burner;
на фиг.2 - вид А на фиг.1 со стороны выхода камеры сгорания на торец стабилизатора пламени и торцы волнистых складок ∩ - образного профиля смесителя топлива и воздуха горелки;in Fig.2 is a view A in Fig.1 from the exit side of the combustion chamber to the end of the flame stabilizer and the ends of the wavy folds of the ∩ -shaped profile of the fuel and air burner mixer;
на фиг.3 - продольный разрез Б-Б стабилизатора пламени на фиг.2 по плоскости симметрии профиля ∩-образной складки смесителя и отверстиям форсунок вспомогательного контура газообразного топлива;figure 3 is a longitudinal section bB of the flame stabilizer in figure 2 along the plane of symmetry of the profile of the ∩-shaped folds of the mixer and the holes of the nozzles of the auxiliary circuit of the gaseous fuel;
на фиг.4а - расчетная картина течения ТВС в зоне, окружающей стабилизатор пламени прототипа;on figa is a calculated picture of the flow of fuel assemblies in the area surrounding the flame stabilizer of the prototype;
на фиг.4б - расчетная картина течения ТВС в зоне, окружающей предлагаемый стабилизатор пламени;on figb is a calculated picture of the flow of fuel assemblies in the area surrounding the proposed flame stabilizer;
на фиг.5 - фотография следов положения фронтов пламени на стенке жаровой трубы за стабилизатором пламени от складок смесителя, расположенных по окружности.figure 5 is a photograph of the traces of the position of the fronts of the flame on the wall of the flame tube behind the flame stabilizer from the folds of the mixer, located around the circumference.
Камера сгорания непрерывного действия содержит (см. фиг.1) цилиндрический корпус 1 с конусообразным диффузором 2 на входе, установленное на стенке 3 камеры устройство зажигания 4 ТВС и пристыкованную соосно к диффузору 2 на входе горелку 5. Горелка 5 включает системы подачи жидкого и газообразного топлив, состоящие, каждая, из вспомогательного и основного контуров, снабженных коллекторами подачи топлив на входе и форсунками на выходе. По оси горелки 5 размещены коллектор с каналом 6 жидкого топлива (не показан) и центральная труба 7 с каналом 8 газообразного топлива вспомогательных контуров подвода топлив в камеру сгорания соответственно через форсунки 9 по оси и 10 на свободном торце 11 трубы 7.The continuous combustion chamber contains (see FIG. 1) a
Коаксиально центральной трубе 7 расположена кольцевая камера 12 смешения жидкого и газообразного топлив основных контуров и воздуха. Камера 12 ограничена снаружи стенкой 13, соединенной на выходе со стенкой 3 наружного контура диффузора 2 камеры сгорания, а на входе - передней крышкой 14 с радиальным каналом 15 подачи воздуха на вход в камеру смешения 12. Выход камеры смешения 12 сопряжен с входом в диффузор 2 камеры сгорания, образованным конусообразным стабилизатором пламени 16 с торцевой стенкой 11 по большому основанию на свободном конце центральной трубы 7 и входной частью 17 наружного контура диффузора 2.Coaxial to the
Камера смешения 12 на выходе снабжена устройством 25 воздействия на топливовоздушную смесь.The mixing
Коллектор 18 подачи жидкого топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на торце передней крышки 14 камеры смешения 12 и сообщается с камерой смешения 12 через кольцевой канал 19 с форсунками 20 в центральной трубе 7. При этом форсунки 20 расположены в камере смешения 12 на трубе 7 по окружности.The manifold 18 for supplying liquid fuel to the main circuit is circular, is located externally on the end of the
Коллектор 21 подачи газообразного топлива основного контура выполнен кольцевым, расположен снаружи на периферии передней крышки 14 камеры смешения 12 и сообщается через топливные каналы (не показано) с форсунками 22 в смесительных трубках 23. Смесительные трубки 23 расположены по окружности параллельно продольной оси горелки 5 на входе между передней крышкой 14 и наружной стенкой 13 камеры смешения 12. Причем оси форсунок 22 в смесительных трубках 23 расположены под прямым углом к продольной оси горелки 5.The
Коллектор 24 подачи газообразного топлива вспомогательного контура выполнен кольцевым, размещен снаружи на торце коллектора 18 подачи жидкого топлива основного контура и сообщается кольцевым каналом 8 в центральной трубе 7 с форсунками 10, расположенными по окружности на периферии торца 11 стабилизатора пламени 16.The auxiliary gas
Устройство воздействия на топливовоздушную смесь на выходе камеры смешения 12 выполнено в виде смесителя с продольными волнистыми складками 25 ∩ - образного профиля в поперечном сечении, расположенными по окружности стабилизатора 16 пламени и закрепленными свободными кромками нижней стороны на наружной конусообразной поверхности стабилизатора пламени 16. При этом торцы складок 25 ∩ - образного профиля размещены радиально (см. фиг.2) в плоскости торца 11 конусообразного стабилизатора пламени 16, а расстояние S между смежными складками 25 равно ширине b1 складок.The device for influencing the air-fuel mixture at the outlet of the mixing
Каждая смесительная трубка 23 подачи газообразного топлива основного контура выполнена в виде аэродинамического симметричного профиля со скругленным входом и клиновидным выходом (не показано). Причем плоскость симметрии профиля трубки 23 наклонена под острым углом к соответствующей радиальной плоскости проходящей через продольную ось горелки 5 и продольную ось скругления профиля смесительной трубки на входе в камеру смешения (не показано).Each mixing
Наружный продольный контур 26 каждой складки 25 в начальной части скруглен до контакта с конусообразной поверхностью стабилизатора пламени 16, а в средней части и на выходе эквидистантен поверхности наружного контура входной части 17 диффузора (см. фиг.3).The outer
Складки 25 объединены в нечетное количество групп. Смежные группы складок 25 размещены по окружности стабилизатора пламени 2 с промежутком b2 между собой. Каждая группа складок 25 расположена диаметрально промежутку между противоположными смежными группами складок.
Высота h отдельной складки 25 (см. фиг.3) на выходе относительно поверхности стабилизатора пламени 2 составляет от 0,5 до 0,8 высоты Н канала на выходе из камеры смешения 12.The height h of an individual fold 25 (see FIG. 3) at the outlet relative to the surface of the
Выходы отверстий форсунок 10 вспомогательного контура газообразного топлива на периферии торца 11 стабилизатора пламени 16 расположены между торцами складок 25 ∩ - образного профиля.The outputs of the holes of the
Конусообразная стенка стабилизатора пламени 16 снабжена по окружности радиальными отверстиями 27 форсунок, сообщающимися с кольцевым каналом 8 вспомогательного контура газообразного топлива, причем выходы отверстий 27 на стенке расположены между складками 25 ∩ - образного профиля.The cone-shaped wall of the
Длина 1 свободных кромок нижней стороны складок 25 ∩ - образного профиля составляет от 1 до 5 величин максимальной высоты h отдельной складки на выходе.The length of 1 free edges of the lower side of the folds of the 25 ∩ -shaped profile is from 1 to 5 values of the maximum height h of an individual fold at the exit.
Угол наклона между плоскостью симметрии профиля каждой смесительной трубки 23 подачи газообразного топлива основного контура газообразного топлива и соответствующей радиальной плоскостью, проходящей через продольную ось горелки 5 и продольную ось скругления профиля смесительной трубки 23 на входе в камеру смешения 12, выполнен в диапазоне от 0 до 45 градусов (не показано).The angle of inclination between the profile symmetry plane of each mixing
Складки 25 ∩ - образного профиля наклонены под углом к продольной оси горелки 5 (не показано), равным углу наклона между плоскостью симметрии профиля смесительной трубки 23 подачи газообразного топлива основного контура газообразного топлива и соответствующей радиальной плоскостью, проходящей через продольную ось горелки 5 и продольную ось скругления профиля смесительной трубки 23 на входе в камеру смешения 12.The
Камера сгорания работает следующим образом. Воздух через радиальный канал 15 горелки подается последовательно в камеру смешения 12 воздуха и топлив, диффузор 2, камеру сгорания, на турбину и в атмосферу. При наличии ∩ - образных складок 25 на стабилизаторе пламени 16 воздушный поток в диффузоре 2 разделяется на отдельные струи, в которых улучшаются характеристики смешения газа с воздухом. Для случая повернутых под углом к продольной оси горелки ∩ - образных складок 25 топливовоздушный поток в диффузоре 2 получает вращательно-поступательное движение. Это является другим направлением улучшения характеристик смешения газа с воздухом.The combustion chamber operates as follows. Air through the
При обтекании воздухом стабилизатора 16 за торцем 11 трубы 7 в диффузоре 2 образуется зона рециркуляционного течения, которая сохраняется примерно до середины камеры сгорания. Зона рециркуляционного течения используется для стабилизации пламени при работе камеры. При подаче газообразного топлива из коллектора 24 вспомогательного контура через кольцевой канал 8 в центральной трубе 7 и форсунки 10 в зону рециркуляции за торцем 11 стабилизатора 16 образуется топливовоздушная смесь. После включения устройства зажигания 4 топливовоздушная смесь в зоне рециркуляции воспламеняется и создает очаг горения. Для выхода на режим низкоэмиссионного горения в коллектор 21 основного контура подают газообразное топливо. Из коллектора 21 топливо через топливные каналы (не показано) и форсунки 22 в смесительных трубках 23 подают через радиальный канал 15 в камеру 12, где смешивают с воздухом и создают гомогенную топливовоздушную смесь. Эту смесь через канал, в котором установлен смеситель с ∩ - образными складками 25, направляют в камеру сгорания. В зоне рециркуляции за стабилизатором 16 топливовоздушную смесь воспламеняют от факела в очаге горения газообразного топлива вспомогательного контура. После воспламенения топливововоздушной смеси основного контура и выход на заданный режим подачу газообразного топлива в коллектор 24 вспомогательного контура уменьшают до минимума или отключают.When air flows around the
Камера сгорания на жидком топливе работает следующим образом. Воздух через радиальный канал 15 горелки 5 подают последовательно в камеру смешения 12, сгорания, турбину, а далее в атмосферу. При обтекании воздухом стабилизатора 16 за торцем 11 трубы 7 образуется зона рециркуляционного течения, используемая для стабилизации пламени. Жидкое топливо по каналу 6 вспомогательного контура (не показано) через форсунку 9 подают в осевую зону за торцем 11 стабилизатора 16, смешивают его с воздухом и создают топливовоздушную смесь. После включения устройства зажигания 4 топливовоздушную смесь в зоне рециркуляции воспламеняют и создают очаг горения. Для выхода на режим низкоэмиссионного горения в коллектор 18 основного контура подают жидкое топливо. Из коллектора 18 топливо по каналу 19 и форсунки 20 подают в камеру смешения 12, где распыливают, испаряют и создают гомогенную бедную топливовоздушную смесь основного жидкого топлива.The combustion chamber on liquid fuel operates as follows. Air through the
Эту смесь через канал, в котором установлен смеситель с ∩ - образными складками 25, направляют в камеру сгорания. В зоне рециркуляции за торцем 11 стабилизатора 16 топливовоздушную смесь основного топлива воспламеняют от факела в очаге горения жидкого топлива вспомогательного контура. По мере увеличения расхода жидкого топлива основного контура и вывода камеры сгорания на режим низкоэмиссионного горения уменьшают или отключают расход жидкого топлива вспомогательного контура. Эффективная работа камеры сгорания на жидком топливе достигается за счет интенсивного испарения и смешения жидкого топлива с воздухом до попадания в камеру сгорания.This mixture through the channel in which the mixer is installed with ными -shaped
Эффективность предложенной схемы смесеобразования и организациии сгорания ТВС иллюстрируется на фиг.4, 5.The effectiveness of the proposed scheme of mixing and organization and combustion of fuel assemblies is illustrated in figure 4, 5.
При предлагаемом профилировании продольного контура складок 25 (фиг.4б) продукты сгорания поднимаются в следе за складками 25 до их высоты и далее сносятся потоком ТВС по контуру поверхности диффузора 2 на значительном удалении от складок 25. По пути движения продуктов сгорания ТВС вдоль камеры сгорания они перемешиваются между собой со снижением температуры в следах за складками 25. При этом к стенкам жаровой трубы камеры сгорания продукты сгорания подходят без интенсивно выраженных пиков температур и не создают локальных зон перегрева на стенках жаровой трубы.With the proposed profiling of the longitudinal contour of the folds 25 (Fig. 4b), the combustion products rise in the wake of the
В прототипе (фиг.4а) продукты сгорания поднимаются на высоту большую высоты складок 25 в непосредственной близости к стенкам 3 диффузора 2 жаровой трубы и создают локальные зоны перегрева стенок диффузора в следах за складками стабилизатора пламени.In the prototype (figa), the combustion products rise to a height greater than the height of the
На фиг.5 видны следы на стенках жаровой трубы, иллюстрирующие пространственное положение фронтов пламени в объеме по длине камеры сгорания за стабилизатором пламени 16 со складками 25, расположенными группами по его окружности. В следах за компактно расположенными складками 25 стабилизатора 16 формируются фронты пламени 28 (см. фиг.5), быстро развивающиеся во времени на короткой длине за стабилизатором пламени. В следах между группами складок формируются фронты пламени 29, развивающиеся во времени на большей длине жаровой трубы и на большем удалении от стабилизатора пламени 16. Такое пространственное положение фронтов пламени, растянутых по длине жаровой трубы, существенно снижает возможность возникновения режимов виброгорения.Figure 5 shows traces on the walls of the flame tube, illustrating the spatial position of the flame fronts in the volume along the length of the combustion chamber behind the
Переход с газообразного топлива на жидкое или обратно осуществляют обычно на дроссельных режимах работы камеры при подаче некоторого количества вспомогательного топлива. Возможна одновременная работа камеры сгорания на газообразном и жидком топливе.The transition from gaseous to liquid fuel or vice versa is usually carried out in the throttle modes of the chamber when a certain amount of auxiliary fuel is supplied. Simultaneous operation of the combustion chamber on gaseous and liquid fuels is possible.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013123615/06A RU2527011C1 (en) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | Continuous combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013123615/06A RU2527011C1 (en) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | Continuous combustion chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2527011C1 true RU2527011C1 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013123615/06A RU2527011C1 (en) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | Continuous combustion chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2527011C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665009C1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-08-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Double circuit burner |
| RU185201U1 (en) * | 2017-12-01 | 2018-11-26 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA |
| RU2789950C1 (en) * | 2022-06-27 | 2023-02-14 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Front device of the combustion chamber of a gas turbine engine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5435126A (en) * | 1994-03-14 | 1995-07-25 | General Electric Company | Fuel nozzle for a turbine having dual capability for diffusion and premix combustion and methods of operation |
| US5816049A (en) * | 1997-01-02 | 1998-10-06 | General Electric Company | Dual fuel mixer for gas turbine combustor |
| RU2270402C1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-20 | Федеральное Государственное унитарное дочернее предприятие Научно-испытательный центр Центрального института авиационного моторостроения (ФГУДП НИЦ ЦИАМ) | Fuel burner |
| RU2303199C2 (en) * | 2002-03-07 | 2007-07-20 | Снекма Моторс | System for supplying fuel-air mixture to combustion chamber |
| RU98538U1 (en) * | 2010-05-24 | 2010-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Минпромторг России | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA |
| RU2456510C1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Continuous-action combustion chamber |
-
2013
- 2013-05-23 RU RU2013123615/06A patent/RU2527011C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5435126A (en) * | 1994-03-14 | 1995-07-25 | General Electric Company | Fuel nozzle for a turbine having dual capability for diffusion and premix combustion and methods of operation |
| US5816049A (en) * | 1997-01-02 | 1998-10-06 | General Electric Company | Dual fuel mixer for gas turbine combustor |
| RU2303199C2 (en) * | 2002-03-07 | 2007-07-20 | Снекма Моторс | System for supplying fuel-air mixture to combustion chamber |
| RU2270402C1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-20 | Федеральное Государственное унитарное дочернее предприятие Научно-испытательный центр Центрального института авиационного моторостроения (ФГУДП НИЦ ЦИАМ) | Fuel burner |
| RU98538U1 (en) * | 2010-05-24 | 2010-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Минпромторг России | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA |
| RU2456510C1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Continuous-action combustion chamber |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665009C1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-08-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Double circuit burner |
| RU185201U1 (en) * | 2017-12-01 | 2018-11-26 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA |
| RU2791069C1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-03-02 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Flame stabilizer of the burner unit of a low-emission single-module combustion chamber |
| RU2789950C1 (en) * | 2022-06-27 | 2023-02-14 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Front device of the combustion chamber of a gas turbine engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20020043067A1 (en) | Gas turbine combustion system and combustion control method therefor | |
| CN110131750B (en) | Gas turbine low-emission combustion chamber using gas fuel | |
| RU2439435C1 (en) | Gte combustion chamber front device fuel-air module | |
| CN106196051B (en) | A kind of tubule premixed swirl low stain gas burner | |
| JPS6367086B2 (en) | ||
| CN106524225B (en) | The three vortex system tissue burned flame cylinders suitable for advanced low pollution turbogenerator | |
| RU98538U1 (en) | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA | |
| RU2349840C1 (en) | Annular combustion chamber of gas-turbine engine | |
| CN107559882B (en) | A kind of axially staged low pollution combustor | |
| RU2456510C1 (en) | Continuous-action combustion chamber | |
| CN105020744A (en) | Inclined-flow trapped-vortex combustor | |
| RU2527011C1 (en) | Continuous combustion chamber | |
| CN104048325B (en) | A kind of concave-concave chamber flameless burner | |
| CN107023829A (en) | A kind of fuel gas mixing arrangement | |
| CN206803143U (en) | A kind of low boiling fuel-staged combustion device and its system | |
| RU118029U1 (en) | HEAT PIPE OF A SMALL EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH DIRECTED DIRECTION OF AIR | |
| CN112228904B (en) | Lean oil premixing flame tube air inlet structure | |
| CN204438184U (en) | A kind of premixing nozzle and gas turbine | |
| RU2098719C1 (en) | Power plant gas turbine combustion chamber | |
| RU185201U1 (en) | CONTINUOUS COMBUSTION CAMERA | |
| JP3346034B2 (en) | Gas turbine combustion equipment | |
| CN109282307B (en) | Standing vortex cavity rotational flow atomization device for flame tube head | |
| RU2386082C1 (en) | Device for preparing air-and-fuel mixture to be supplied to combustion chamber | |
| RU173171U1 (en) | Modular Vortex Burner | |
| CN206919011U (en) | A kind of fuel gas mixing arrangement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210804 |