燃氣輪機燃燒室制造技術

一種燃氣輪機燃燒室，包括燃燒腔，所述燃燒腔形成于內圈火焰筒和外圈火焰筒之間，所述燃燒腔定義一軸向和圍繞所述軸向的圓周方向；以及設置在所述燃燒腔內的若干噴嘴，所述若干噴嘴沿所述圓周方向均勻排列，每個噴嘴設有第一混合氣出口和第二混合氣出口，對于任意兩相鄰的第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴的第一混合氣出口位于面向所述第二噴嘴的一側，所述第二噴嘴的第二混合氣出口位于面向所述第一噴嘴的一側，所述外圈火焰筒設有第一空氣流噴射結構，所述內圈火焰筒設有第二空氣流噴射結構，所述第一混合氣出口、第二混合氣出口、第一空氣流噴射結構和第二空氣流噴射結構呈四角切圓布置。

Gas turbine combustor

A gas turbine combustor includes a combustion chamber, the combustion chamber is formed between the inner ring and the outer ring of the flame tube combustor, the combustion chamber defined around the axial and axial circumferential direction; and a plurality of nozzles arranged in the combustion chamber, wherein the plurality of nozzles are evenly arranged along the circumferential direction and each nozzle is provided with a first mixed gas outlet and second mixed gas exports, for any two adjacent to the first nozzle and the second nozzle, one side of the first nozzle first mixed gas outlet is located in facing the second nozzles, one side of the second nozzle second mixed gas outlet is located facing the first nozzle, the outer ring the flame tube is provided with a first air flow injection structure, the inner flame tube is provided with second air flow injection structure, the first mixed gas outlet, second mixed gas exports, No. An air flow jet structure and a second air flow jet structure are arranged in four tangential angles.

【技術實現步驟摘要】
燃氣輪機燃燒室
本專利技術涉及燃氣輪機，特別是涉及一種燃氣輪機燃燒室。
技術介紹
燃氣輪機燃燒室中，燃料氣和空氣通過噴嘴實現預混合和速度型的改變，在噴嘴出口達到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空氣混合比例，進入燃燒室進行燃燒，形成穩定的流場和燃燒場。然而，現有的燃氣輪機燃燒室噴嘴存在燃氣和空氣在預混通道混合不均勻的問題，這樣容易導致燃燒不穩定，產生較多污染排放物，預混通道有可能會發生回火，對噴嘴以及安裝在預混通道內貴重的旋流器等元件造成燒蝕和毀壞。燃氣輪機燃燒室內的噴嘴在噴射火焰至燃燒腔內的過程中，有可能會因為噴嘴內的壓力過高，造成噴嘴噴射出來的火焰會直接噴射到火焰筒內壁或內設元器件上，甚至是直接噴射到相鄰的噴嘴上，對其造成嚴重的燒蝕和損毀，大大降低燃氣輪機燃燒室及其噴嘴的使用壽命。因此，急需一種合理有效的燃氣輪機燃燒室結構及噴嘴結構來解決上述提出的至少一種問題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出一種燃氣輪機燃燒室以解決上述提出的至少一種問題。本專利技術提出一種燃氣輪機燃燒室，包括燃燒腔，所述燃燒腔形成于內圈火焰筒和外圈火焰筒之間，所述燃燒腔定義一軸向和圍繞所述軸向的圓周方向；以及設置在所述環形燃燒腔內的若干噴嘴，所述若干噴嘴沿所述圓周方向均勻排列，所述噴嘴用于將混合有燃氣和空氣的混合氣噴入所述燃燒腔；每個噴嘴設有第一混合氣出口和第二混合氣出口，對于任意兩相鄰的第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴的第一混合氣出口位于面向所述第二噴嘴的一側，所述第二噴嘴的第二混合氣出口位于面向所述第一噴嘴的一側；所述外圈火焰筒設有第一空氣流噴射結構，所述第一空氣流噴射結構用于噴射朝向所述內圈火焰筒的第一空氣流；所述內圈火焰筒設有第二空氣流噴射結構，所述第二空氣流噴射結構用于噴射朝向所述外圈火焰筒的第二空氣流；所述第一混合氣出口、第二混合氣出口、第一空氣流噴射結構和第二空氣流噴射結構呈四角切圓布置。在一實施例中，在一徑向截面中，所述第一噴嘴的第一混合氣出口定義的第一噴射方向朝向所述內圈火焰筒和外圈火焰筒其中之一側偏離所述第一噴嘴和第二噴嘴的圓心之間的連線，所述第二噴嘴的第二混合氣出口定義的第二噴射方向朝向所述內圈火焰筒和外圈火焰筒其中另一側偏離所述第一噴嘴和第二噴嘴的圓心之間的連線。在一實施例中，所述第一噴射方向偏離所述連線的角度為1°～15°，所述第二噴射方向偏離所述連線的角度為1°～15°。在一實施例中，所述第一空氣流與沿所述第一噴射方向前進的第一火焰相交以改變所述第一火焰的行進方向為所述第一空氣流的方向；所述第二空氣流與沿所述第二噴射方向前進的第二火焰相交以改變所述第二火焰的行進方向為所述第二空氣流的方向。在一實施例中，所述第一空氣流噴射結構為所述外圈火焰筒上的若干第一氣孔，所述第二空氣流噴射結構為所述內圈火焰筒上的若干第二氣孔。在一實施例中，所述內圈火焰筒和外圈火焰筒的設有若干貫穿的冷卻孔，所述第一氣孔和第二氣孔的孔徑大于所述冷卻孔的孔徑。在一實施例中，所述第一噴嘴的第一混合氣出口噴出的沿所述第一噴射方向前進的第一火焰與從所述第一空氣流噴射結構噴出的第一空氣流相交，所述第一火焰與所述第一空氣流相交后沿一弧形路徑行進；所述第二噴嘴的第二混合氣出口噴出的沿所述第二噴射方向前進的第二火焰與從所述第二空氣流噴射結構噴出的第二空氣流相交，所述第二火焰與所述第二空氣流相交后沿另一弧形路徑行進；所述兩弧形路徑合圍形成四角切圓路徑。在一實施例中，每個噴嘴包括主噴嘴，所述主噴嘴包括沿所述軸向延伸的主噴嘴筒狀部，所述主噴嘴筒狀部末端為封閉端，所述主噴嘴筒狀部具有一內部燃氣通道以及貫穿所述主噴嘴筒狀部的燃氣出口；噴嘴外壁，所述噴嘴外壁包括噴嘴外壁筒狀部，所述噴嘴外壁筒狀部環繞所述主噴嘴筒狀部且與所述主噴嘴筒狀部在徑向上間隔從而在所述主噴嘴筒狀部和噴嘴外壁筒狀部之間形成環形空氣通道，所述混合氣出口貫穿所述噴嘴外壁筒狀部且與所述燃氣出口在徑向上對應，使得從所述燃氣出口噴出的燃氣與所述空氣通道內的空氣混合后從所述混合氣出口噴出。在一實施例中，所述噴嘴外壁具有噴嘴外壁端部，所述噴嘴外壁端部設有端部通孔并與所述主噴嘴筒狀部的封閉端在軸向上間隔開。在一實施例中，所述燃氣出口的孔徑小于所述混合氣出口的孔徑。綜上所述，本專利技術提供了一種燃氣輪機燃燒室及其噴嘴，噴嘴包括主噴嘴及環繞主噴嘴設置的噴嘴外壁，主噴嘴形成燃氣通道，噴嘴外壁與主噴嘴在徑向上間隔以在二者之間形成空氣通道，主噴嘴上設置燃氣出口，噴嘴外壁上設置與燃氣出口對應的混合氣出口，使得燃氣出口噴出的燃氣與空氣通道內的空氣混合后從混合氣出口噴出，每個噴嘴的混合氣出口的噴射方向朝向相鄰噴嘴。本專利技術的噴嘴結構設計巧妙，能更好地混合燃氣和空氣，并將混合氣噴射入燃燒室的燃燒腔內進行燃燒，避免了高溫火焰對火焰筒壁的損害。其次，燃燒室還可在外圈火焰筒和內圈火焰筒上設置空氣流噴射結構，空氣流噴射結構構造成其噴射出的空氣流與相鄰兩噴嘴的相對的兩混合氣出口噴射出的火焰形成四角切圓，空氣流可改變噴射火焰的行進方向，進而沿所述四角切圓循環運轉，有效避免噴射火焰對燃燒室及噴嘴造成損壞，提高燃燒腔內的燃氣燃燒效率。本專利技術的燃氣輪機燃燒室結構簡單，構思新穎，可最大程度降低對燃燒室各元件的損壞，提高燃燒室的燃燒效率，降低生產成本。附圖說明圖1是本專利技術一實施例的燃燒室沿一橫向截面的俯視示意圖。圖2是圖1中燃燒室的火焰筒外壁和內壁的結構示意圖。圖3是圖1中燃燒室的噴嘴的側視圖。圖4是圖3中噴嘴的縱向剖視圖。圖5是本專利技術另一實施例的燃燒室沿一橫向截面的俯視示意圖。圖6是圖5中燃燒室的火焰筒外壁的結構示意圖。圖7是圖5中燃燒室的火焰筒外壁和內壁的結構示意圖。圖8是圖5中燃燒室沿一橫向截面的仰視示意圖。圖9是圖5中燃燒室的空心體結構的縱向剖視圖。圖10是本專利技術另一實施例的燃燒室的燃氣氣流和空氣氣流形成四角切圓的簡化示意圖。圖11是上述實施例中噴嘴結構的另一實施例的結構示意圖。圖12是圖11中噴嘴的部分結構的放大示意圖。圖13是圖11中噴嘴結構的俯視示意圖。具體實施方式在詳細描述實施例之前，應該理解的是，本專利技術不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結構或元件排布。本專利技術可為其它方式實現的實施例。而且，應當理解，本文所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當描述“一個某元件”時，本專利技術并不限定該元件的數量為一個，也可以包括多個。如圖1和圖2所示，本專利技術提供一種燃氣輪機燃燒室，所述燃燒室包括環形火焰筒10和若干噴嘴12，環形火焰筒10形成環形燃燒腔14，若干噴嘴12設置在環形燃燒腔14內，若干噴嘴12用于將混合有燃氣和空氣的混合氣噴入環形燃燒腔14內。更具體地，在所示的實施例中，環形火焰筒10包括具有徑向間隔的外圈火焰筒16和內圈火焰筒18，燃燒腔14形成于內圈火焰筒18與外圈火焰筒16之間。環形燃燒腔14定義一軸向和圍繞所述軸向的圓周方向，若干噴嘴12固定在火焰筒10的端壁上，沿所述圓周方向排列且沿所述軸向延伸。優選的是，若干噴嘴12沿所述圓周方向均勻排列。如圖3和圖4所示，噴嘴12包括主噴嘴20及圍繞主噴嘴20設置的噴嘴本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃氣輪機燃燒室，包括：燃燒腔，所述燃燒腔形成于內圈火焰筒和外圈火焰筒之間，所述燃燒腔定義一軸向和圍繞所述軸向的圓周方向；以及設置在所述燃燒腔內的若干噴嘴，所述若干噴嘴沿所述圓周方向均勻排列，所述噴嘴用于將混合有燃氣和空氣的混合氣噴入所述燃燒腔；其特征在于，每個噴嘴設有第一混合氣出口和第二混合氣出口，對于任意兩相鄰的第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴的第一混合氣出口位于面向所述第二噴嘴的一側，所述第二噴嘴的第二混合氣出口位于面向所述第一噴嘴的一側；所述外圈火焰筒設有第一空氣流噴射結構，所述第一空氣流噴射結構用于噴射朝向所述內圈火焰筒的第一空氣流；所述內圈火焰筒設有第二空氣流噴射結構，所述第二空氣流噴射結構用于噴射朝向所述外圈火焰筒的第二空氣流；所述第一混合氣出口、第二混合氣出口、第一空氣流噴射結構和第二空氣流噴射結構呈四角切圓布置。

【技術特征摘要】
1.一種燃氣輪機燃燒室，包括：燃燒腔，所述燃燒腔形成于內圈火焰筒和外圈火焰筒之間，所述燃燒腔定義一軸向和圍繞所述軸向的圓周方向；以及設置在所述燃燒腔內的若干噴嘴，所述若干噴嘴沿所述圓周方向均勻排列，所述噴嘴用于將混合有燃氣和空氣的混合氣噴入所述燃燒腔；其特征在于，每個噴嘴設有第一混合氣出口和第二混合氣出口，對于任意兩相鄰的第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴的第一混合氣出口位于面向所述第二噴嘴的一側，所述第二噴嘴的第二混合氣出口位于面向所述第一噴嘴的一側；所述外圈火焰筒設有第一空氣流噴射結構，所述第一空氣流噴射結構用于噴射朝向所述內圈火焰筒的第一空氣流；所述內圈火焰筒設有第二空氣流噴射結構，所述第二空氣流噴射結構用于噴射朝向所述外圈火焰筒的第二空氣流；所述第一混合氣出口、第二混合氣出口、第一空氣流噴射結構和第二空氣流噴射結構呈四角切圓布置。2.如權利要求1所述的燃氣輪機燃燒室，其特征在于，在一徑向截面中，所述第一噴嘴的第一混合氣出口定義的第一噴射方向朝向所述內圈火焰筒和外圈火焰筒其中之一側偏離所述第一噴嘴和第二噴嘴的中心之間的連線，所述第二噴嘴的第二混合氣出口定義的第二噴射方向朝向所述內圈火焰筒和外圈火焰筒其中另一側偏離所述第一噴嘴和第二噴嘴的中心之間的連線。3.如權利要求2所述的燃氣輪機燃燒室，其特征在于，所述第一噴射方向偏離所述連線的角度為1～15°，所述第二噴射方向偏離所述連線的角度為1～15°。4.如權利要求2所述的燃氣輪機燃燒室，其特征在于，所述第一空氣流與沿所述第一噴射方向前進的第一火焰相交以改變所述第一火焰的行進方向為所述第一空氣流的方向；所述第二空氣流與沿所述第二噴射方向前進的第二火焰相交以改變所述第二火焰的行進方向為所述第二空氣流的方向。5.如權利要求1或4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王志強，楊瑞，左成藝，王俊，
申請(專利權)人：深圳智慧能源技術有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44