[发明专利]预混合喷嘴

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及用于低排放工业燃气涡轮中的燃烧器的预混合喷嘴。

背景技术

在低排放燃气涡轮发动机的燃烧系统(有时称作干式低NOx(DLN)燃烧器)中，预混合空气与燃料在安置于涡轮上游的燃烧器内燃烧，在涡轮中，从燃烧所产生的高温流体得到机械能。然后电能从机械能生成且传输到电路。燃烧器典型地包括具有预混合通路的燃料喷嘴，在预混合通路中空气与燃料彼此混合。进行这种预混合以降低燃烧器中的峰值火焰温度且减少废气流中氮氧化物(NOx)的形成。

为了燃料灵活性和功率系统可用性，低排放燃气涡轮常常配备有喷射油作为二次或备用燃料的系统，作为气体预混合器的补充。这种油喷射器典型地通过气体预混合器的中心插入，使得油喷射出口与燃烧器反应区连通。由于油燃料在燃烧之前并不蒸发且并不与空气混合，而是直接喷射到反应区内，故必须将大量水(在大型发电涡轮的情况下每天数十万加仑)喷射到反应区内以降低火焰温度和NOx排放到管理者所规定的水平。实际上，目前的方法常常需要直接喷射比燃料更多的水以达到接近当油燃料点火时通常预期的42ppm的NOx水平。

而且，在目前后膛装入(breech-loaded)/油盒/气体预混合器组件中，全都在一端刚性地支承且在远端彼此相对自由移动的同心管彼此嵌套管。在涡轮操作期间，管的远端倾向于响应于由燃气涡轮发动机产生的宽谱噪音而振动且彼此接触。管和喷嘴尖端构件因此倾向于严重磨损且在配合零件之间微振磨损。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种燃烧器的预混合喷嘴，其包括：气体预混合器模块；中央主体，其能够在后膛装入到气体预混合器模块内；以及在气体预混合器模块与中央主体之间的可变形的顺应性界面(compliant interface)。

根据本发明的另一方面，提供一种具有端盖的燃烧器的预混合喷嘴，其包括：气体预混合器模块，其安装到端盖上；中央主体，其能够通过端盖在后膛装入到气体预混合器模块内；以及在气体预混合器模块与中央主体之间的可变形的顺应性界面。

根据本发明的又一方面，提供一种燃烧器的预混合喷嘴，其包括：外部主体，其具有外环形护罩和内环形壁，外环形护罩形成为限定预混合腔，内环形壁形成为限定在预混合腔上游在内环形壁的外表面与外环形护罩之间的预混合通路；中央主体，其装入到由内环形壁限定的后膛内，以递送燃料到预混合通路；以及密封元件，其安置成用于径向地插置在内环形壁的内径与中央主体的外径之间，以在后膛内支承中央主体。

通过结合附图的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更显然。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书的所附的权利要求中特别地指出且明确地主张。通过结合附图的以下的详细描述，本发明的前述和其它特征和优点将显然，在附图中：

图1是气体预混合器模块的侧剖视图；

图2是中央主体的侧剖视图；

图3是图1的中央主体在后膛装入到图1的气体预混合器模块内的侧剖视图；

图4是密封元件的透视图；以及

图5至图7是次密封元件的透视图。

详细描述参看附图以举例说明的方式解释本发明的实施例，以及优点和特征。

部件列表：

10 预混合喷嘴

20 气体预混合器模块

21 外环形护罩

22 内环形壁

23 上游端

24 中游部分

25 下游端

26 预混合腔

27 空气入口

28 预混合通路

30 中央主体

32 安装凸缘端部

33 扩散尖端

34 中央部分

35 燃料入口

40 密封元件

41 蜂窝密封件

50 安装凸缘

51 结构杆支承管(structural stem support tube)

55 后膛

60 空气旋流器

65 空气喷射器

66 次密封元件

67 吹扫膜路径

70 c形密封件

71 c形密封件主体

72 轴向c形密封件

73 轴向c形密封件主体

74 超c形密封件

75 超c形密封件主体

具体实施方式