RU2774929C1 - Fuel injector and gas turbine combustion chamber - Google Patents
Fuel injector and gas turbine combustion chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774929C1 RU2774929C1 RU2021127096A RU2021127096A RU2774929C1 RU 2774929 C1 RU2774929 C1 RU 2774929C1 RU 2021127096 A RU2021127096 A RU 2021127096A RU 2021127096 A RU2021127096 A RU 2021127096A RU 2774929 C1 RU2774929 C1 RU 2774929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- fuel
- fuel injector
- combustion chamber
- combustion air
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011030 bottleneck Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002000 scavenging Effects 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Настоящее изобретение относится к конструкции топливной форсунки, используемой в камере сгорания газовой турбины и, в частности, к эффективному техническому решению в применении к пилотной форсунке.The present invention relates to the design of a fuel injector used in the combustion chamber of a gas turbine and, in particular, to an effective technical solution in application to a pilot injector.
Существуют различные типы топлива для применения в газовых турбинах, и подходящая камера сгорания выбирается в зависимости от калорийности топлива и скорости горения. Низкокалорийное топливо подходит для использования в диффузионной камере сгорания, а высококалорийное топливо подходит для использования в камере сгорания с предварительным смешиванием. Сгорание с предварительным смешиванием обеспечивает снижение температуры пламени по сравнению с диффузионным сгоранием. Поэтому сгорание с предварительным смешиванием позволяет сократить выбросы NOx без разбрызгивания воды или пара, и в настоящее время оно широко применяется в газовых турбинах.There are various types of fuels for gas turbine applications and the appropriate combustor is selected depending on the calorific value of the fuel and the burning rate. Low calorie fuel is suitable for use in a diffusion combustor and high calorific fuel is suitable for use in a premix combustor. Premix combustion provides a reduction in flame temperature compared to diffusion combustion. Therefore, premix combustion can reduce NOx emissions without splashing water or steam, and is currently widely used in gas turbines.
В газовых турбинах, используемых для выработки электроэнергии, в качестве топлива в основном используется природный газ. Многие камеры сгорания с предварительным смешиванием, работающие на природном газе, снабжены пилотной форсункой и основными форсунками и обеспечивают стабилизацию основного пламени с предварительным смешиванием за счет пламени, формируемого пилотной форсункой.Gas turbines used to generate electricity primarily use natural gas as fuel. Many natural gas premix combustors are equipped with a pilot burner and main burners and stabilize the premix main flame with the flame generated by the pilot burner.
В качестве одного из известных из уровня техники технических решений в такой области техники, например, выложенная заявка на патент Японии, опубликованная под №2010-249449, раскрывает следующее. "Пилотная горелка сгорания в газовой турбине, размещенная на оси камеры сгорания газовой турбины, содержащая: пилотную форсунку сгорания, имеющую множество топливных каналов для сгорания с предварительным смешиванием и множество топливных каналов для диффузионного сгорания, сформированных в ней независимо в осевом направлении; цилиндр пилотной горелки, который размещен концентрически относительно этой пилотной форсунке сгорания так, что верхний по потоку торец цилиндра пилотной горелки окружает нижний по потоку торец пилотной форсунки сгорания; и множество завихряющих лопаток, которые размещены радиально на нижнем по потоку торце пилотной форсунки сгорания для приложения завихряющего усилия к сжатому воздуху, проходящему через кольцеобразный канал для воздуха, сформированный между нижним по потоку торцом пилотной форсунки сгорания и верхним по потоку торцом цилиндра горелки, чтобы преобразовать сжатый воздух в вихревой воздушный поток."As one of the prior art solutions in this field, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-249449 discloses the following. "A pilot combustion burner in a gas turbine, located on the axis of the combustion chamber of a gas turbine, containing: a pilot combustion nozzle having a plurality of fuel channels for pre-mixing combustion and a plurality of fuel channels for diffusion combustion formed independently in the axial direction; a pilot burner cylinder , which is placed concentrically with respect to that combustion pilot nozzle such that the upstream end of the pilot burner cylinder surrounds the downstream end of the combustion pilot nozzle; air passing through an annular air passage formed between the downstream end of the combustion pilot nozzle and the upstream end of the burner cylinder to convert the compressed air into a swirl airflow."
Как указано выше, многие камеры сгорания с предварительным смешиванием, работающие на природном газе, включают в себя одну пилотную форсунку и восемь основных форсунок, а топливопроводы в основном включают в себя два топливопровода - основной топливопровод и пилотный топливопровод. Пилотное отношение (пилотный расход топлива/общий расход топлива) является самым высоким при зажигании и затем снижается с увеличением нагрузки, а при номинальной нагрузке пилотное отношение является самым низким, что обеспечивает сокращение выбросов NOx.As mentioned above, many natural gas premix combustors include one pilot injector and eight main injectors, and the fuel lines generally include two fuel lines, the main fuel line and the pilot fuel line. The pilot ratio (pilot fuel consumption/total fuel consumption) is highest at ignition and then decreases with increasing load, and at rated load the pilot ratio is lowest, resulting in NOx reduction.
Кроме того, при изменении концентрации метана в топливе изменяются и характеристики сгорания. Поэтому появляется необходимость регулирования соотношения топливо-воздух в зоне горения с помощью байпасного клапана для воздуха и/или изменения пилотного отношения для достижения стабильного состояния сгорания.In addition, when the concentration of methane in the fuel changes, the combustion characteristics also change. Therefore, it becomes necessary to control the fuel-air ratio in the combustion zone by means of an air bypass valve and/or change the pilot ratio in order to achieve a stable combustion state.
При этом проблемой топливной форсунки камеры сгорания газовой турбины зачастую является возникновение термического напряжения, вызываемого перепадом температур между воздухом для горения и топливом. Чрезмерное термическое напряжение приводит к сокращению срока службы, вызываемому малоцикловой усталостью, и к ограничению эксплуатационных возможностей. В частности, в топливной форсунке, включающей в себя множество топливопроводов, как в вышеупомянутой камере сгорания с предварительным смешиванием, работающей на природном газе, несколько текучих сред с разными температурами, такие как топливо и воздух для горения (продувочный воздух) и т.п., проходят в зависимости от условий эксплуатации через топливную форсунку, и это может приводить к увеличению термического напряжения. Термическое напряжение, возникающее в топливной форсунке, приводит к снижению надежности и сокращению срока службы топливной форсунки.In this case, the problem of the fuel injector of the combustion chamber of a gas turbine is often the occurrence of thermal stress caused by a temperature difference between the combustion air and the fuel. Excessive thermal stress leads to reduced life due to low cycle fatigue and limited service capability. Specifically, in a fuel injector including a plurality of fuel lines, as in the above-mentioned natural gas premix combustion chamber, multiple fluids of different temperatures such as fuel and combustion air (scavenging air) and the like. , pass through the fuel injector, depending on the operating conditions, and this can lead to an increase in thermal stress. Thermal stress generated in the fuel injector leads to reduced reliability and shortened life of the fuel injector.
В соответствии с выложенной заявкой на патент Японии, опубликованной под №2010-249449, уменьшаются вибрации, создаваемые потоком сжатого воздуха, а также предотвращается выброс при запуске. Однако не учитывается термическое напряжение, вызываемое на топливной форсунке при прохождении текучих сред с разными температурами, таких как указанные выше топливо, воздух для горения (продувочный воздух) и т.п.According to Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-249449, the vibrations generated by the compressed air flow are reduced and the blowout at startup is also prevented. However, the thermal stress caused on the fuel injector by the passage of fluids of different temperatures such as the above-mentioned fuel, combustion air (scavenging air) and the like is not taken into account.
Краткое изложение сущности изобретенияBrief summary of the invention
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание топливной форсунки, включающей в себя множество топливопроводов, с низким термическим напряжением, вызываемым перепадом температур между топливом и воздухом для горения, проходящими через топливную форсунку, а также камеры сгорания газовой турбины, использующей эту топливную форсунку.Therefore, it is an object of the present invention to provide a fuel injector including a plurality of fuel lines with low thermal stress caused by the temperature difference between the fuel and combustion air passing through the fuel injector, as well as the combustion chambers of a gas turbine using the fuel injector.
Для решения вышеупомянутой задачи в аспекте настоящего изобретения топливная форсунка включает в себя множество каналов: включающих в себя первый канал, через который проходит топливо или воздух для горения; и второй канал, через который проходит топливо или воздух для горения, и который отличается от первого канала. Из элементов конструкции топливной форсунки неразъемный элемент конструкции топливной форсунки составляет по меньшей мере область, в которой размещены первый канал и второй канал.In order to achieve the above object, in an aspect of the present invention, the fuel injector includes a plurality of passages: including a first passage through which fuel or combustion air flows; and a second passage through which the fuel or combustion air passes and which is different from the first passage. Of the structural elements of the fuel injector, the one-piece structural element of the fuel injector is at least the area in which the first channel and the second channel are located.
Кроме того, в другом аспекте настоящего изобретения камера сгорания газовой турбины включает в себя: вкладыш камеры сгорания, который по существу составляет секцию камеры сгорания, в которой сжигается газовая смесь топлива и воздуха для горения; переходный отсек, через который газы сгорания направляются из секции камеры сгорания в турбину; пилотную форсунку, которая подает топливо и воздух для горения в секцию камеры сгорания; и множество основных форсунок, которые размещены вокруг пилотной форсунки и подают топливо и воздух для горения в секцию камеры сгорания. Пилотная форсунка имеет: первый канал, через который проходит топливо или воздух для горения; и второй канал, через который проходит топливо или воздух для горения, и который отличается от первого канала. Пилотная форсунка включает в себя элементы конструкции, и неразъемный элемент конструкции пилотной форсунки из этих элементов конструкции составляет по меньшей мере область, в которой размещены первый канал и второй канал.Further, in another aspect of the present invention, a gas turbine combustor includes: a combustor liner that substantially constitutes a section of a combustor in which a mixture of fuel and combustion air is burned; a transition compartment through which combustion gases are directed from the combustion chamber section to the turbine; a pilot nozzle that supplies fuel and combustion air to the combustion chamber section; and a plurality of main injectors that are positioned around the pilot injector and supply fuel and combustion air to the combustion chamber section. The pilot nozzle has: a first passage through which fuel or combustion air passes; and a second passage through which the fuel or combustion air passes and which is different from the first passage. The pilot injector includes structural elements, and the one-piece pilot injector structural element of these structural elements constitutes at least the area in which the first channel and the second channel are located.
В соответствии с настоящим изобретением можно реализовать топливную форсунку, которая включает в себя множество топливопроводов и имеет низкое термическое напряжение, вызываемое перепадом температур между топливом и воздухом для горения, проходящими через топливную форсунку, а также камеру сгорания газовой турбины, использующую эту топливную форсунку.According to the present invention, it is possible to realize a fuel injector that includes a plurality of fuel lines and has a low thermal stress caused by a temperature difference between fuel and combustion air passing through the fuel injector, as well as a gas turbine combustion chamber using the fuel injector.
Это позволяет получить высокоэффективную камеру сгорания газовой турбины, отличающуюся высокой надежностью и длительным сроком службы.This results in a highly efficient gas turbine combustor with high reliability and long service life.
Эти и другие объекты, признаки и преимущества станут очевидными из приводимого ниже описания вариантов осуществления.These and other objects, features and advantages will become apparent from the following description of the embodiments.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 - схематическая иллюстрация варианта осуществления конструкции типовой газовой турбины;Fig. 1 is a schematic illustration of an embodiment of a typical gas turbine design;
Фиг. 2 - схематическая иллюстрация варианта осуществления конструкции типовой камеры сгорания;Fig. 2 is a schematic illustration of an embodiment of a typical combustion chamber design;
Фиг. 3 - вид в разрезе, иллюстрирующий конструкцию топливной форсунки в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;Fig. 3 is a sectional view illustrating the construction of a fuel injector according to
Фиг. 4А - вид топливной форсунки, показанной на фиг. 3, в разрезе по А-А';Fig. 4A is a view of the fuel injector shown in FIG. 3, in section along A-A';
Фиг. 4В - вид топливной форсунки, показанной на фиг. 3. в разрезе по В-В';Fig. 4B is a view of the fuel injector shown in FIG. 3. in a section along В-В';
Фиг. 5 - вид в разрезе, иллюстрирующий конструкцию топливной форсунки, известной из уровня техники;Fig. 5 is a sectional view illustrating the construction of a prior art fuel injector;
Фиг. 6А - вид топливной форсунки, показанной на фиг. 5, в разрезе по С-С;Fig. 6A is a view of the fuel injector shown in FIG. 5, in a section along C-C;
представляет собой вид поперечного сечения на фиг. 5; иis a cross-sectional view in FIG. 5; and
Фиг. 6В - вид топливной форсунки, показанной на фиг. 5, в разрезе по D-D'.Fig. 6B is a view of the fuel injector shown in FIG. 5, in section along D-D'.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of the Preferred Embodiments
Ниже со ссылками на прилагаемые чертежи приводится описание вариантов осуществления настоящего изобретения. При этом на каждом чертеже одни и те же или подобные элементы конструкции обозначены одними и теми же ссылочными позициями, при повторении которых их подробного описания не приводится.Below with reference to the accompanying drawings is a description of embodiments of the present invention. In each drawing, however, the same or similar structural elements are designated by the same reference numerals, in the repetition of which their detailed description is not given.
Вариант 1 осуществления
Сначала со ссылками на фиг. 1 и 2 и на фиг. 5-6В приводится описание камеры сгорания газовой турбины в соответствии с настоящим изобретением и известные из уровня техники проблемы. На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация варианта осуществления конструкции типовой газовой турбины. На фиг. 2 представлена схематическая иллюстрация варианта осуществления конструкции типовой камеры сгорания, показанной в качестве камеры сгорания, включающей в себя вкладыш 4 камеры, по существу составляющий секцию 15 камеры сгорания, и переходный отсек 5. На фиг. 5 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий конструкцию пилотной форсунки 7, известной из уровня техники. На фиг. 6А и фиг. 6В представлены виды топливной форсунки, показанной на фиг. 5, в разрезе соответственно по С-С' и D-D'.First with reference to FIG. 1 and 2 and in Fig. 5-6B describe the combustion chamber of a gas turbine in accordance with the present invention and prior art problems. In FIG. 1 is a schematic illustration of an embodiment of a typical gas turbine design. In FIG. 2 is a schematic illustration of an embodiment of a typical combustion chamber design shown as a combustion chamber including a chamber insert 4 substantially constituting a
Как показано на фиг. 1, газовая турбина в общих чертах состоит из компрессора 1, камеры 2 сгорания и турбины 3. Компрессор 1 осуществляет адиабатическое сжатие в качестве рабочей текучей среды воздуха, всасываемого из атмосферы. Камера 2 сгорания смешивает и сжигает топливо со сжатым воздухом, подаваемым из компрессора 1, в результате чего образуются газы сгорания с высокой температурой и высоким давлением. При последующем расширении газов сгорания, поступающих из камеры 2 сгорания, турбина 3 вырабатывает вращающее усилие. Выхлопные газы из турбины 3 выбрасываются в атмосферу.As shown in FIG. 1, a gas turbine generally consists of a
Как показано на фиг. 2, камера 2 сгорания включает в себя: вкладыш 4 камеры сгорания, по существу составляющий секцию 15 камеры сгорания, в которой сжигается газовая смесь топлива и воздуха для горения; переходный отсек 5, через который газы сгорания направляются из секции 15 камеры сгорания в сторону турбины 3 (в направлении 8 потока газов сгорания); а также основные форсунки 6 и пилотную форсунку 7, которые подают топливо и воздух для горения в секцию 15 камеры сгорания. Как описано выше, множество основных форсунок 6 (например, восемь основных форсунок 6) размещены вокруг одной пилотной форсунки 7.As shown in FIG. 2, the
Как показано на фиг. 5, известная из уровня техники пилотная форсунка 7 имеет такую конструкцию, в которой элементы 9, 10, 11 форсунки соединены друг с другом на участках 12 соединения, при этом элементы 9, 10, 11 форсунки имеют канал А13 и канал В14, предварительно сформированные в них в результате механической обработки, такой как сверление. Элементы 9, 10, 11 форсунки соединены друг с другом с использованием, например, сварки с припоем.As shown in FIG. 5, the prior
Как правило, при номинальной нагрузке газовой турбины продувочный воздух (воздух для горения), имеющий относительно высокую температуру, проходит через канал А13, а топливо, такое как природный газ, имеющий относительно низкую температуру, проходит через канал В14. Поэтому вследствие перепада температур в основном в радиальном направлении пилотной форсунки 7 и разности термического расширения в радиальном направлении и осевом направлении, вызываемой этим перепадом температур, возникает термическое напряжение. Как правило, неоднородность формы вследствие появления несваренных участков и/или т.п. приводит к усилению термического напряжения и снижению усталостной прочности на участке сварки по сравнению с основным материалом.Typically, at rated load of the gas turbine, purge air (combustion air) at a relatively high temperature passes through port A13 and fuel such as natural gas at a relatively low temperature passes through port B14. Therefore, due to the temperature difference mainly in the radial direction of the
Следовательно, в известной из уровня техники пилотной форсунке 7, в частности, участок 12 соединения, соответствующий области размещения и канала А13, и канала В14, становится серьезным узким местом вследствие перепада температур топлива или воздуха для горения, которые проходят соответственно через канал А13 или канал В14, и эксплуатационные возможности этой форсунки ограничиваются малоцикловой усталостью.Therefore, in the prior
Как показано на фиг. 6А, так как в основании известной из уровня техники пилотной форсунки 7 и канал А13, и канал В14 размещены кольцеобразно в окружном направлении пилотной форсунки 7, пилотная форсунка 7 имеет конструкцию, термически разделенную в радиальном направлении каналом А13 и каналом В14. Поэтому термическое напряжение на пилотной форсунке 7 дополнительно усиливается за счет перепада температур топлива или воздуха для горения, которые проходят соответственно через канал А13 и канал В14.As shown in FIG. 6A, since in the base of the prior
Кроме того, как показано на фиг. 6В, поблизости от переднего торца известной из уровня техники пилотной форсунки 7 канал В14 разделен на множество каналов, размещенных в окружном направлении пилотной форсунки 7, а канал А13 размещен, как и в основании, кольцеобразно в окружном направлении пилотной форсунки 7. Таким образом, пилотная форсунка 7 имеет конструкцию, термически разделенную в радиальном направлении каналом А13.In addition, as shown in FIG. 6B, near the front end of the prior
Ниже со ссылками на фиг. 3-4В приводится описание топливной форсунки в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий конструкцию пилотной форсунки 7 в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4А и 4В представлены виды пилотной форсунки, показанной на фиг. 3, в разрезе соответственно по А-А' и В-В'.Below with reference to Fig. 3-4B is a description of a fuel injector according to
Как показано на фиг. 3, пилотная форсунка 7 в варианте 1 осуществления имеет канал А13 (первый канал), через который проходит топливо или воздух для горения, и канал В14 (второй канал), через который проходит топливо или воздух для горения и который отличается от канала А13 (от первого канала). Из элементов 9, 10 конструкции форсунки в пилотной форсунке 7 элемент 10 конструкции, представляющий собой неразъемный элемент конструкции без участка 12 соединения, составляет по меньшей мере область, в которой размещены и канал А13 (первый канал) и канал В14 (второй канал).As shown in FIG. 3, the
Как показано на фиг. 3, область, в которой размещены и канал А13 (первый канал), и канал В14 (второй канал), состоит из неразъемного элемента 10 конструкции без участка 12 соединения. Это позволяет предотвратить превращение участка 12 соединения в серьезное узкое место вследствие, как описано выше, перепада температур топлива или воздуха для горения, которые проходят соответственно через канал А13 и канал В14. Таким образом, можно повысить надежность и увеличить длительность срока службы пилотной форсунки 7.As shown in FIG. 3, the area in which both the channel A13 (first channel) and the channel B14 (second channel) are located, consists of an integral
Как показано на фиг. 4А и 4В, относящихся к пилотной форсунке 7 в варианте осуществления, и канал А13 (первый канал) и канал В14 (второй канал) разделен на множество каналов, размещенных в окружном направлении пилотной форсунки 7.As shown in FIG. 4A and 4B relating to the
Как показано на фиг. 4А и 4В, и канал А13 (первый канал), и канал В14 (второй канал) разделен на множество каналов, размещенных в окружном направлении пилотной форсунки 7, за счет чего предотвращается полное термическое разделение пилотной форсунки 7 в радиальном направлении каналом А13 (первым каналом) и каналом В14 (вторым каналом). В свою очередь, это позволяет снизить термическое напряжение на пилотном форсунке 7 вследствие перепада температур топлива или воздуха для горения, которые проходят соответственно через канал А13 и канал В14.As shown in FIG. 4A and 4B, both passage A13 (first passage) and passage B14 (second passage) are divided into a plurality of passages arranged in the circumferential direction of the
Например, даже в случае, когда воздух для горения проходит через канал А13 (первый канал), а топливо с более низкой температурой, чем воздух для горения, проходит через канал В14 (второй канал), термическое напряжение на пилотной форсунке 7 вследствие перепада температур между топливом и воздухом для горения снижается. Поэтому в дополнение к эффекту конструкции с использованием неразъемного элемента 10 конструкции форсунки без участка 12 соединения обеспечивается дополнительное повышение надежности и увеличение длительности срока службы пилотной форсунки 7.For example, even in the case where the combustion air passes through passage A13 (the first passage) and fuel with a lower temperature than the combustion air passes through passage B14 (the second passage), the thermal stress on the
Кроме того, как показано на фиг. 3, из обоих каналов - канала А13 (первого канала) и канала В14 (второго канала) - только канал А13 (первый канал) размещен в элементе 9 конструкции форсунки поблизости от переднего торца пилотной форсунки 7. Элемент 9 конструкции форсунки только с размещенным в нем каналом А13 (только с первым каналом) соединен с элементом 10 конструкции форсунки с размещенными в нем обоими каналами - с каналом А13 (с первым каналом) и каналом В14 (вторым каналом), например, методом сварки с припоем или HIP (горячего изостатического прессования).In addition, as shown in FIG. 3, from both channels - channel A13 (first channel) and channel B14 (second channel) - only channel A13 (first channel) is located in the
Как показано на фиг. 3, участок 12 соединения размещен исключительно в области, в которой из обоих каналов - канала А13 (первого канала) и канала В14 (второго канала) - сформирован только один канал А13 (первый канал). Такая конструкция позволяет предотвратить возникновение термического напряжения на пилотной форсунке вследствие перепада температур топлива или воздуха для горения, проходящих через соответствующий канал, и, в свою очередь, обеспечивает надежность участка 12.As shown in FIG. 3, the
При этом для соединения элемента 9 форсунки и элемента 10 форсунки друг с другом на участке 12 соединения в предпочтительном варианте используют вышеупомянутый метод HIP (горячего изостатического прессования). Использование метода HIP позволяет в максимально возможной степени предотвратить появление несваренных участков и за счет этого снизить термическое напряжение, вызываемое неоднородностью формы на участке 12 соединения.Here, the aforementioned HIP (hot isostatic pressing) method is preferably used to connect the
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением появляется возможность создания топливной форсунки с низким термическим напряжением, вызываемым перепадом температур между топливом и воздухом для горения, которые проходят через нее, и камеру сгорания газовой турбины, использующую эту топливную форсунку, а также возможность повысить надежность и длительность срока службы камеры сгорания газовой турбины.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fuel injector with low thermal stress caused by a temperature difference between the fuel and combustion air that pass through it, and a gas turbine combustor using this fuel injector, as well as the ability to improve reliability. and longevity of the combustion chamber of the gas turbine.
Следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается рассмотренными выше вариантами осуществления и включает в себя самые различные модификации. Например, рассмотренные выше варианты осуществления были описаны в деталях для того, чтобы объяснить настоящее изобретение простым для понимания способом, и необязательно ограничиваются вариантами, имеющими все описанные конструкции. Кроме того, можно заменять участок конструкции одного варианта осуществления конструкцией другого варианта осуществления, а также можно добавлять конструкцию одного варианта осуществления к конструкции другого варианта осуществления. Кроме того, можно также добавлять/удалять/заменять некоторые конструкции каждого варианта осуществления другими конструкциями.It should be borne in mind that the present invention is not limited to the above embodiments and includes various modifications. For example, the embodiments discussed above have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to embodiments having all of the structures described. In addition, it is possible to replace a portion of the structure of one embodiment with the structure of another embodiment, and it is also possible to add the structure of one embodiment to the structure of another embodiment. In addition, it is also possible to add/remove/replace some of the designs of each embodiment with other designs.
Список ссылочных позицийList of reference positions
1 - компрессор;1 - compressor;
2 - камера сгорания;2 - combustion chamber;
3 - турбина;3 - turbine;
4 - вкладыш камеры сгорания;4 - insert of the combustion chamber;
5 - переходный отсек;5 - transition compartment;
6 - основная форсунка;6 - main nozzle;
7 - пилотная форсунка;7 - pilot nozzle;
8 - направление потока газов сгорания;8 - direction of flow of combustion gases;
9, 10, 11 - элемент конструкции форсунки;9, 10, 11 - nozzle design element;
12 - участок соединения;12 - section of the connection;
13 - канал А;13 - channel A;
14 - канал В;14 - channel B;
15 - секция камеры сгорания.15 - section of the combustion chamber.
Claims (33)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-155193 | 2020-09-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774929C1 true RU2774929C1 (en) | 2022-06-27 |
RU2774929C9 RU2774929C9 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2374561C1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Centrifugal-pneumatic jet |
JP2010249449A (en) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pilot combustion burner for gas turbine |
RU2621566C2 (en) * | 2012-02-27 | 2017-06-06 | Дженерал Электрик Компани | Fuel-air nozzle (versions), fire-fighting camera for a gas turbine engine (versions) and a method of operation of a fuel-air nozzle (options) |
RU2672216C2 (en) * | 2014-05-02 | 2018-11-12 | Сименс Акциенгезелльшафт | Combustor burner arrangement |
US10415830B2 (en) * | 2014-09-19 | 2019-09-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combustion burner, combustor, and gas turbine |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2374561C1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Centrifugal-pneumatic jet |
JP2010249449A (en) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pilot combustion burner for gas turbine |
RU2621566C2 (en) * | 2012-02-27 | 2017-06-06 | Дженерал Электрик Компани | Fuel-air nozzle (versions), fire-fighting camera for a gas turbine engine (versions) and a method of operation of a fuel-air nozzle (options) |
RU2672216C2 (en) * | 2014-05-02 | 2018-11-12 | Сименс Акциенгезелльшафт | Combustor burner arrangement |
US10415830B2 (en) * | 2014-09-19 | 2019-09-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combustion burner, combustor, and gas turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11067280B2 (en) | Centerbody injector mini mixer fuel nozzle assembly | |
EP1426689B1 (en) | Gas turbine combustor having staged burners with dissimilar mixing passage geometries | |
CA2528808C (en) | Method and apparatus for decreasing combustor acoustics | |
EP1143201B1 (en) | Cooling system for gas turbine combustor | |
US8166763B2 (en) | Gas turbine fuel injector with a removable pilot assembly | |
US10890329B2 (en) | Fuel injector assembly for gas turbine engine | |
US7137256B1 (en) | Method of operating a combustion system for increased turndown capability | |
US9982892B2 (en) | Fuel nozzle assembly including a pilot nozzle | |
EP1398570B1 (en) | Can combustor for a gas turbine engine | |
AU2020200838B2 (en) | Fuel nozzle assembly | |
US20160146460A1 (en) | Premix fuel nozzle assembly | |
US20060168966A1 (en) | Self-Purging Pilot Fuel Injection System | |
US4463568A (en) | Fuel injector for gas turbine engines | |
US10228140B2 (en) | Gas-only cartridge for a premix fuel nozzle | |
US20140150434A1 (en) | Fuel nozzle for a combustor of a gas turbine engine | |
US10030869B2 (en) | Premix fuel nozzle assembly | |
US20190346142A1 (en) | Flamesheet diffusion cartridge | |
RU2774929C1 (en) | Fuel injector and gas turbine combustion chamber | |
RU2774929C9 (en) | Fuel nozzle and gas turbine combustor | |
US11041623B2 (en) | Gas turbine combustor with heat exchanger between rich combustion zone and secondary combustion zone | |
US20220082260A1 (en) | Combustor Fuel Nozzle Structure | |
US10955141B2 (en) | Dual-fuel fuel nozzle with gas and liquid fuel capability | |
WO2023140180A1 (en) | Combustor and gas turbine |