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1、10申请公布号CN104061599A43申请公布日20140924CN104061599A21申请号201410100637822申请日2014031813/845,36520130318USF23R3/3420060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人RM迪钦蒂奥PB梅尔顿LJ斯托亚CP威利斯74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人肖日松谭祐祥54发明名称用于向燃烧器提供燃料的系统57摘要本发明提供一种用于向燃气涡轮机的燃烧器提供燃料的系统,该系统包括环形燃料分配歧管,该环形燃料分配歧管至少部分地限定燃料增压室。该燃料分配歧管包括与后端轴向地分开的前端、径向向外。
2、地并且围绕前端周向地延伸的凸缘以及从凸缘向下游延伸的环形支承环。LLI组件从燃料分配歧管向下游延伸。该LLI组件包括一体式内衬,该一体式内衬在燃烧器内至少部分地限定初级燃烧区域和次级燃烧区域。LLI喷射器基本径向地延伸通过一体式内衬并且提供通过一体式内衬进入次级燃烧区域中的流体连通。与燃料增压室流体连通的流体管道在LLI喷射器与燃料分配歧管之间延伸。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书15页附图17页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书15页附图17页10申请公布号CN104061599ACN104061599A1/2页21一种用于向燃气涡轮机的燃烧。
3、器提供燃料的系统,所述系统包括A环形燃料分配歧管,所述环形燃料分配歧管至少部分地限定燃料增压室,所述燃料分配歧管具有与后端轴向地分开的前端、径向向外地并且围绕所述前端周向地延伸的凸缘以及从所述凸缘向下游延伸的环形支承环;BLLI喷射组件,所述LLI喷射组件从所述燃料分配歧管向下游延伸,所述LLI喷射组件具有一体式内衬,所述一体式内衬至少部分地限定初级燃烧区域和次级燃烧区域;LLI喷射器,所述LLI喷射器基本径向地延伸通过所述一体式内衬并且提供通过所述一体式内衬进入燃烧次级燃烧区域的流体连通;以及C流体管道,所述流体管道在所述LLI喷射器与所述燃料分配歧管之间延伸,所述流体管道与所述燃料增压室流。
4、体连通。2根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述流体管道成蛇形形状。3根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述凸缘包括A在所述凸缘内周向地延伸的燃料增压室和围绕所述凸缘周向地延伸的外表面;B第一孔口和第二孔口,所述第一孔口和所述第二孔口提供通过所述凸缘的外表面进入燃料分配增压室中的流体连通;C燃料分配帽,所述燃料分配帽部分地延伸跨过所述凸缘的外表面并且包绕所述第一孔口和所述第二孔口;以及D燃料分配增压室,所述燃料分配增压室被至少部分地限定在所述燃料分配帽内,所述燃料分配增压室与所述第一孔口和所述第二孔口流体连通。4根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述凸缘包括多个螺栓孔,所述多个螺栓。
5、孔轴向地延伸通过所述凸缘,其中所述第一孔口通过所述多个螺栓孔中的至少一个螺栓孔与所述第二孔口周向地分开。5根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述燃料分配帽包括底部,所述底部部分地限定所述燃料分配增压室,所述燃料分配帽具有与所述第一孔口共轴地对准的第一出口和与所述第二孔口共轴地对准的第二出口。6根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述系统还包括被限定在所述燃料分配帽的底部与所述凸缘的外表面之间的间隙。7根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述系统还包括布置于所述第一孔口内的第一孔口插入件和布置于所述第二孔口内的第二孔口插入件。8根据权利要求7所述的系统,其特征在于,绝缘间隙被限定在所述第。
6、一孔口插入件与所述第一孔口之间以及所述第二孔口插入件与所述第二孔口之间。9根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述一体式内衬包括限定了圆锥形部的主体、从所述圆锥形部向下游延伸的LLI喷射部以及从所述LLI喷射部向下游延伸的过渡部。10根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述一体式内衬包括A主体,所述主体具有前端和后端,所述主体限定了横截面流动区域以及被限定在所述前端与所述后端之间的轴向流动长度,所述主体还限定了布置于所述前端的下游和所述后端的上游处的LLI喷射部,其中所述LLI喷射器在所述LLI喷射部处延伸通过所述主体;并且权利要求书CN104061599A2/2页3B其中所述横截面流动区。
7、域在所述前端与所述LLI喷射部之间沿所述轴向流动长度减小并且在所述LLI喷射部下游沿所述轴向流动长度的至少一部分增大。权利要求书CN104061599A1/15页4用于向燃烧器提供燃料的系统技术领域0001本发明总体涉及燃气涡轮机的燃烧器。更具体地,本发明涉及用于向被限定在燃烧器内的次级燃烧区域提供燃料的系统。背景技术0002用于发电的典型的燃气涡轮机包括位于前部的轴向压缩机、位于压缩机下游的一个或多个燃烧器、以及位于后部的涡轮。环境空气可以被供给至压缩机,并且压缩机中的旋转轮叶和固定叶片向工作流体(空气)逐步地施加动能,以产生处于高能量状态的压缩工作流体。压缩工作流体离开压缩机并且流向燃烧器。
8、的头部端,在该头部端处,压缩工作流体在端盖处反向并且通过一个或多个喷嘴流入被限定在每一个燃烧器中的燃烧室内的初级燃烧区域中。压缩工作流体在一个或多个燃料喷嘴中以及/或者燃烧室内与燃料混合并且点燃,以产生具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体在涡轮中膨胀以做功。例如,燃烧气体在涡轮中的膨胀可以使连接至发电机的轴旋转以产生电力。0003典型的燃烧器包括联接到压缩机排气壳体的端盖、在压缩机排气壳体内径向和轴向地延伸的环形帽组件、从帽组件向下游延伸的环形燃烧内衬、以及具有环形过渡管的过渡件,该环形过渡管在燃烧内衬与第一级固定喷嘴之间延伸。固定喷嘴定位成大体邻近通向涡轮部段的进口。0004在特定的燃烧器设计。
9、中,一个或多个LLI喷射器(也被称为延迟贫喷射器)围绕燃烧内衬周向地布置并且安装于该燃烧内衬,该燃烧内衬位于燃料喷嘴和/或初级燃烧区域的下游。各种流体管道和流体联接件在压缩机排气壳体内延伸,以将燃料从燃料源引导至LLI喷射器。离开压缩机的一部分压缩工作流体被引导通过LLI喷射器以与燃料混合从而产生贫燃料空气混合物。贫燃料空气混合物随后可以被喷射到燃烧室中,以用于在次级燃烧区域中的额外燃烧,从而提高燃烧气体温度并且提高燃烧器的热力学效率。延迟贫喷射器在提高燃烧气体温度方面是有效的而不造成不期望的排放物(例如氮氧化物(NOX)的产生的相应增加。燃气涡轮机的基本负荷和/或关闭操作期间,延迟贫喷射器在。
10、减少NOX方面是特别有益的。0005向空间有限的环境(例如燃气涡轮机的压缩机排气壳体)安装具有延迟贫喷射硬件的燃烧器并且/或者从该空间有限的环境移除该燃烧器已变得越来越有挑战性,部分地是由于多种当前的燃气涡轮机设计的占用空间减小。例如,进入各个流体联接件、流体管道和/或LLI喷射器的路径可能受到限制。此外,在被安装于燃气涡轮机的同时组装或拆卸各个延迟贫喷射部件与燃烧器所需的宝贵工时可能是过多的,原因是与延迟贫喷射硬件的正确安装和移除相关的困难。因此,能够减少燃烧器的组装时间和复杂度的向燃烧器提供燃料的系统将是有用的。发明内容0006本发明的方面和优点将在下文的随后描述中进行阐述,或者可以是通过。
11、描述显而说明书CN104061599A2/15页5易见的,或者可以通过实施本发明而习得。0007本发明的一个实施例作为本发明的第一个方面,提供一种用于向燃气涡轮机的燃烧器提供燃料的系统,该系统包括环形燃料分配歧管,该环形燃料分配歧管至少部分地限定燃料增压室,该燃料分配歧管包括与后端轴向地分开的前端、径向向外地并且围绕前端周向地延伸的凸缘以及从凸缘向下游延伸的环形支承环;LLI喷射组件,从燃料分配歧管向下游延伸,该LLI喷射组件包括一体式内衬及LLI喷射器,该一体式内衬在燃烧器内至少部分地限定初级燃烧区域和次级燃烧区域,LLI喷射器基本径向地延伸通过一体式内衬并且提供通过一体式内衬进入次级燃烧区。
12、域中的流体连通;与燃料增压室流体连通的流体管道,其在LLI喷射器与燃料分配歧管之间延伸。0008第二方面,根据本发明的第一个方面所述的系统,所述流体管道成蛇形形状。0009第三方面,根据本发明的第一个方面所述的系统,所述凸缘包括A在所述凸缘内周向地延伸的燃料增压室和围绕所述凸缘周向地延伸的外表面;B第一孔口和第二孔口,所述第一孔口和所述第二孔口提供通过所述凸缘的外表面进入燃料分配增压室中的流体连通;C燃料分配帽,所述燃料分配帽部分地延伸跨过所述凸缘的外表面并且包绕所述第一孔口和所述第二孔口;以及D燃料分配增压室,所述燃料分配增压室被至少部分地限定在所述燃料分配帽内,所述燃料分配增压室与所述第一。
13、孔口和所述第二孔口流体连通。0010第四方面,根据所述第三方面的系统,所述凸缘包括多个螺栓孔,所述多个螺栓孔轴向地延伸通过所述凸缘,其中所述第一孔口通过所述多个螺栓孔中的至少一个螺栓孔与所述第二孔口周向地分开。0011第五方面,根据所述第三方面的系统,所述燃料分配帽包括底部,所述底部部分地限定所述燃料分配增压室,所述燃料分配帽具有与所述第一孔口共轴地对准的第一出口和与所述第二孔口共轴地对准的第二出口。0012第六方面,根据所述第三方面的系统,所述系统还包括被限定在所述燃料分配帽的底部与所述凸缘的外表面之间的间隙。0013第七方面,根据所述第三方面的系统,所述系统还包括布置于所述第一孔口内的第一。
14、孔口插入件和布置于所述第二孔口内的第二孔口插入件。0014第八方面,根据第所述第七方面的系统,绝缘间隙被限定在所述第一孔口插入件与所述第一孔口之间以及所述第二孔口插入件与所述第二孔口之间。0015第九方面,根据所述第一方面的系统,所述一体式内衬包括限定了圆锥形部的主体、从所述圆锥形部向下游延伸的LLI喷射部以及从所述LLI喷射部向下游延伸的过渡部。0016第十方面,根据所述第九方面的系统,所述过渡部具有大体非圆形的横截面。0017第十一方面,根据所述第九方面的系统,所述一体式内衬的主体是单个部件。0018第十二方面,根据所述第一方面的系统,所述一体式内衬包括A主体,所述主体具有前端和后端,所述。
15、主体限定了横截面流动区域以及被限定在所述前端与所述后端之间的轴向流动长度,所述主体还限定了布置于所述前端的下游和所述后端的上游处的LLI喷射部,其中所述LLI喷射器在所述LLI喷射部处延伸通过所述主体;并且B其中所述横截面流动区域在所述前端与所述LLI喷射部之间沿所述轴向流动长度减小并且在所述LLI喷射部下游沿所述轴向流动长度的至少一部分增大。0019第十三方面,根据所述第十二方面的系统,所述横截面流动区域沿被限定在所述说明书CN104061599A3/15页6LLI喷射部下游的所述轴向流动长度的第一部分增大并且沿被限定在所述第一部分下游的所述轴向流动长度的第二部分减小。0020第十四方面,根。
16、据所述第十二方面的系统,所述横截面流动区域从所述LLI喷射部下游沿所述轴向流动长度至所述后端连续增大。0021第十五方面,根据所述第十二方面的系统,所述横截面流动区域跨过所述LLI喷射部沿所述轴向流动长度基本恒定。0022第十六方面,根据所述第十二方面的系统,所述横截面流动区域跨过所述LLI喷射部沿所述轴向流动长度在下游方向上减小。0023第十七方面,根据所述第十二方面的系统,所述横截面流动区域跨过所述LLI喷射部沿所述轴向流动长度在下游方向上增大。0024第十八方面,根据所述第十二方面的系统,所述系统还包括在所述前端与所述LLI喷射部之间延伸的圆锥形部以及从所述LLI喷射部向下游延伸且终止于。
17、所述后端的过渡部。0025第十九方面,根据所述第一方面的系统,所述一体式内衬包括下游端,所述下游端具有周向地包绕所述下游端的后部框架,所述后部框架包括A与外部径向分开的内部以及在所述内部与所述外部之间延伸的一对相对侧部;B侧密封件槽,所述侧密封件槽在所述后部框架的内部与外部之间沿所述相对侧部中的一个侧部延伸,所述侧密封件槽被至少部分地限定在下游壁与上游壁之间;C其中所述上游壁的第一段朝向所述外部从所述内部延伸第一向外距离,并且所述上游壁的第二段朝向所述后部框架的外部从与所述第一段的相交点延伸第二向外距离,所述上游壁的第二段至少部分地限定侧密封件引导特征,以允许侧密封件的底部轴向地插入到所述侧密。
18、封件槽中。0026第二十方面,根据所述第十九方面的系统,所述第一向外距离大于所述第二向外距离。0027第二十一方面,根据权所述第十九方面的系统,所述系统还包括被限定在所述第一段的外表面与所述第二段的外表面之间的台阶。0028第二十二方面,根据所述第二十一方面的系统,所述台阶被构造成沿轴向和径向方向将所述侧密封件的底部引导至所述侧密封件槽中。0029第二十三方面,根据所述第十九方面的系统,所述燃气涡轮机包括外部壳体和第二外部壳体,所述凸缘连接至所述外部壳体的一部分并且所述后部框架连接至所述外部壳体的另一部分。0030第二十四方面,根据所述第一方面的系统,所述燃料分配歧管还包括环形支承环,所述环形。
19、支承环至少部分地限定所述燃料分配歧管的下游端,所述支承环具有与外侧部径向地分开的内侧部。0031第二十五方面,根据所述第一方面的系统,所述LLI组件还包括流动套筒,所述流动套筒周向地包绕所述一体式内衬的至少一部分,所述流动套筒与所述一体式内衬径向地分开,以在所述流动套筒与所述一体式内衬之间至少部分地限定环形冷却流通道,其中所述LLI喷射器延伸通过所述流动套筒。0032第二十六方面,根据所述第二十五方面的系统,其特征在于,所述流动套筒包括两个或多个半环形流动套筒部段。说明书CN104061599A4/15页70033第二十七方面,根据所述第二十五方面的系统,所述流动套筒在所述燃料分配歧管的后端与。
20、所述LLI组件的后端之间作为单个部件连续地延伸。0034第二十八方面,根据所述第二十五方面的系统,所述流动套筒包括多个冷却孔,所述多个冷却孔提供进入所述冷却流通道的流体连通。0035第二十九方面,根据所述第二十五方面的系统,所述流动套筒与所述一体式内衬径向地分开一径向距离,所述径向距离跨过所述一体式内衬发生变化。0036第三十方面,根据所述第二十四方面的系统,所述系统还包括流动套筒,其中所述支承环包括内表面,所述流动套筒的前部同心地定位在所述支承环内,所述前部与所述支承环的内表面滑动接合。0037第三十一方面,根据所述第三十方面的系统,所述系统还包括弹簧密封件,所述弹簧密封件在所述支承环与所述。
21、流动套筒的前部之间径向地延伸。0038第三十二方面,根据所述第一方面的系统,所述系统还包括外部空气罩,所述外部空气罩周向地包绕燃烧内衬和所述LLI喷射器的至少一部分,所述外部空气罩至少部分地限定喷射空气增压室,所述喷射空气增压室与所述LLI喷射器流体连通;以及进口通道,所述进口通道限定了进入所述喷射空气增压室中的流动路径。0039第三十三方面,根据所述第三十二方面的系统,所述系统还包括流调节套筒,所述流调节套筒与所述外部空气罩滑动接合,其中所述流调节套筒具有限制流动通过所述进口通道的第一位置和增大流动通过所述进口通道的第二位置。0040第三十四方面,根据所述第三十三方面的系统,所述流调节套筒相。
22、对于所述燃烧器的轴向中心线轴向地滑动跨过所述外部空气罩。0041第三十五方面,根据所述第三十三方面的系统,所述流调节套筒相对于所述燃烧器的轴向中心线围绕所述外部空气罩周向地滑动。0042第三十六方面,根据所述第三十四方面的系统,所述流调节套筒的第一位置与完全关闭的进口通道相对应并且所述流调节套筒的第二位置与完全打开的进口通道相对应。0043当阅览本说明书时,本领域普通技术人员将更好地领会这种实施例以及其它实施例的特征和方面。附图说明0044包括对附图的参照的说明书的剩余部分中更具体地阐述了面向本领域技术人员的本发明的完整公开,这种公开使得本领域技术人员能够实现本发明,包括本发明的最佳模式,在附。
23、图中0045图1是属于本发明的范围内的示例性燃气涡轮机的功能方框图;0046图2是示例性燃气涡轮机的一部分的横截面侧视图,其中包括可以包含本发明的各个实施例的示例性燃烧器;0047图3是根据本发明的至少一个实施例的向如图2中所示的燃气涡轮机的燃烧器提供燃料的系统的透视图;0048图4是根据本发明的至少一个实施例的如图3中所示的系统的分解透视图;0049图5是根据本发明的至少一个实施例的如图4中所示的系统的横截面下游视图;0050图6是根据本发明的至少一个实施例的系统的一部分的横截面放大图,该系统包说明书CN104061599A5/15页8括一对孔口插入件;0051图7是如图4中所示的系统的一体。
24、式内衬部的俯视图;0052图8是根据本发明的至少一个实施例的如图7中所示的一体式内衬的横截面透视图;0053图9是根据本发明的各个实施例的相对于跨过一体式内衬的圆锥形部、LLI喷射部和过渡部的轴向流动长度的如图8中所示的一体式内衬的横截面流动区域的归一化图示;0054图10是根据本发明的各个实施例的相对于如与图8中所示的横截面流动区域相关的轴向流动长度的通过一体化内衬的流速的归一化图示;0055图11提供了根据本发明的一个实施例的如图4中所示的系统的后部框架部的放大透视图;0056图12提供了根据本发明的一个实施例的如图11中所示的后部框架的一部分的放大后侧视图;0057图13提供了根据本发明。
25、的一个实施例的如图11中所示的后部框架的侧视图;0058图14提供了根据本发明的一个实施例的如图11中所示的后部框架的侧视图;0059图15提供了根据本发明的至少一个实施例的如图11中所示的两个相邻后部框架的后侧视图;0060图16是根据本发明的一个实施例的如图3中所示的系统的横截面侧视图;0061图17是根据本发明的一个实施例的如图3中所示的系统的一部分的放大横截面图;0062图18是根据本发明的一个实施例的如图3中所示的系统的透视图;0063图19是根据本发明的一个实施例的如图18中所示的系统的一部分的横截面侧视图;0064图20是根据本发明的一个实施例的如图18中所示的外部空气罩和流调节。
26、套筒的一部分的侧视图;0065图21是根据本发明的一个实施例的系统的透视图;0066图22是根据本发明的一个实施例的外部空气罩和流调节套筒的一部分的侧视图;以及0067图23是根据本发明的一个实施例的如图22中所示的外部空气罩和流调节套筒的一部分的侧视图。具体实施方式0068现在将详细地参照本发明的实施例,其中的一个或多个例子示于附图中。详细的描述使用数字和字母名称来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的名称已用于表示本发明的相似或类似的部件。如本文中所使用的,术语“第一”、“第二”、和“第三”可以互换使用,以区分一个部件与另一个部件,并且不旨在表示单个部件的位置或重要性。术语“上游”和“。
27、下游”指的是关于流体流在流体路径中的相对方向。例如,“上游”指的是流体从其流动的方向,并且“下游”指的是流体流向的方向。术语“径向地”指的是与特定部件的轴向中心线基本垂直的相对方向,并且术语“轴向地”指的是与特定部件的轴向中心线基说明书CN104061599A6/15页9本平行的相对方向。0069每个例子都以对发明进行解释的方式给出,并不对本发明构成限制。实际上,对于本领域普通技术人员而言显而易见的是,能够在不偏离本发明的范围或者精神的前提下对本发明进行改型和变型。例如,作为一个实施例的一部分示出或者进行描述的特征可以用于另一个实施例,从而产生又一个实施例。因此,期望的是,本发明覆盖落入所附权。
28、利要求及其等同形式的范围内的这种改型和变型。尽管将为了说明的目的而在被结合到燃气涡轮机中的燃烧器的背景下大体描述本发明的示例性实施例,但是本领域普通技术人员将易于领会,除非权利要求中特别列举,否则本发明的实施例可以应用于被结合到任何涡轮机中的任何燃烧器并且不限于燃气涡轮机燃烧器。0070现在参照附图,其中相同的附图标记在全部附图中表示相同的元件,图1提供了可以结合本发明的各个实施例的示例性燃气涡轮机10的功能方框图。如图所示,燃气涡轮机10大体包括进口部段12,该进口部段12可以包括一系列过滤器、冷却盘管、水分分离器、以及/或者净化或以其它方式调节进入燃气涡轮机10的工作流体(例如,空气)14。
29、的其它的装置。工作流体14流向压缩机部段,在该压缩机部段处,压缩机16向工作流体14逐步地施加动能,以产生处于高能量状态的压缩工作流体18。0071压缩工作流体18与来自燃料供给部22的燃料20混合,以在一个或多个燃烧器24内形成可燃混合物。该可燃混合物燃烧以产生具有高温和高压的燃烧气体26。燃烧气体26流动通过涡轮部段的涡轮28以做功。例如,涡轮28可以连接至轴30,使得涡轮28的旋转驱动压缩机16以产生压缩工作流体18。备选地或者除此之外,轴30可以将涡轮28连接至发动机32以用于产生电力。来自涡轮28的排放气体34流动通过排放部段36,该排放部段36将涡轮28连接至位于涡轮28下游的排放。
30、堆栈38。例如,排放部段36可以包括余热蒸汽发生器(未示出),以用于在释放到环境之前清洁排放气体34并且从排放气体34提取额外的热。0072图2提供了示例性燃气涡轮机10的一部分的横截面侧视图,该示例性燃气涡轮机10包括示例性燃烧器50,该示例性燃烧器50可以包含本发明的各个实施例。如图所示,燃烧器50由至少一个外部壳体52(例如压缩机排气壳体和/或涡轮外部壳体)至少部分地包绕。外部壳体52与压缩机16流体连通并且至少部分地限定高压增压室54,该高压增压室54包绕燃烧器50的至少一部分。端盖56在燃烧器50的一端处联接到外部壳体52。燃烧器50大体包括从端盖56向下游延伸的至少一个轴向延伸的燃。
31、料喷嘴58和在位于端盖56下游的外部壳体52内径向和轴向地延伸的环形帽组件60。0073外部壳体大体包括至少一个开口62以用于安装燃烧器50。在一个实施例中,进入路径或臂状通路(ARMWAY)64延伸通过外部壳体52,以提供从外部壳体52外侧通向燃烧器50的至少一部分的进入路径。在一个实施例中,燃气涡轮机10包括至少部分地限定通向涡轮28的进口68的固定涡轮喷嘴66级。涡轮28包括内部壳体70,该内部壳体70周向地包绕涡轮28内联接到轴30(图1)的各级涡轮转子轮叶72。在特定实施例中,固定涡轮喷嘴66连接至内部壳体70。在进一步的实施例中,固定喷嘴66还联接到内部支承环74。0074在各个实。
32、施例中,如图2中所示,燃烧器50包括用于向燃烧器50内的次级燃烧区域提供燃料的系统(在本文中被称为“系统100”)。图3提供了根据特定实施例的系统100的组装视图,并且图4提供了如图3中所示的系统100的分解图。如图3中所示,该系统大说明书CN104061599A7/15页10体包括上游端或前端102以及下游端或后端104。前端102相对于系统100的轴向中心线106与后端104轴向地分开。如图3中所示,系统100可以被设置成预组装或至少部分地预组装的燃烧模块108,由此相对于现有的燃烧器构造提供各种益处。例如,与现场组装和拆卸相关的工时可以显著减少。除此之外或者备选地,可以在安装系统100之。
33、前完成关键燃料连接的密封性检查,由此改进燃烧器50的总体安全性和/或稳定性。0075在特定实施例中,如图4中所示,燃烧模块100包括朝向后端206从前端102向下游延伸的环形燃料分配歧管110、从燃料分配歧管110向下游延伸并且终止于后端206的LLI喷射组件112、以及将燃料分配歧管110流体联接和/或连接到LLI喷射组件112的至少一根流体管道114。如图2中所示,当安装于燃烧器50中时,燃料分配歧管110可以至少部分地包绕帽组件60的一部分。0076在各个实施例中,如图3中所示,流体管道114提供燃料分配歧管110与LLI喷射器116(例如LLI喷射组件112的延迟贫喷射器)之间的流体连。
34、通。在一个实施例中,流体管道114成大体蛇形形状。蛇形形状的流体管道114允许随着外部壳体52和/或燃烧器50过渡通过各种热瞬态条件(例如燃气涡轮机10的启动、关闭和/或关机操作期间)的燃料分配歧管110与LLI喷射组件112之间的相对移动。此外,蛇形形状的流体管道114可以减少燃料连接端口118(图3和图4)处以及/或者LLI喷射器116处的负荷应力,由此改进系统100的稳定性以及/或者燃烧器50的总体性能。0077在特定实施例中,如图4中所示,凸缘120从燃料分配歧管110的上游端122径向向外地并且围绕该上游端122周向地延伸。燃料分配帽124从凸缘120的外表面126向外延伸。外表面1。
35、26围绕凸缘120周向地延伸。环形支承套管或环形支承环128朝向燃料分配歧管110的下游端130从凸缘120的上游端122向下游延伸。支承环128大体包括内表面132,该内表面132与外表面134径向地分开。压缩弹簧密封件136,例如呼啦圈形密封件(HULASEAL),可以沿内表面132布置。0078在特定实施例中,如图4中所示,燃料分配帽124部分地延伸跨过凸缘120的外表面126。例如,燃料分配帽124大体跨过凸缘120的外表面126的至少一部分轴向和周向地并且从凸缘120的外表面126径向向外地延伸。燃料分配帽124可以通过焊接、铜焊或者通过本领域内已知的适用于燃料分配歧管110的操作环。
36、境的任何其它的机械装置连接至凸缘120。0079图5提供了根据本发明的一个实施例的燃料分配歧管110的横截面下游视图,该燃料分配歧管110包括燃料分配帽124,并且图6提供了根据本发明的至少一个实施例的燃料分配歧管110的一部分的放大图,该燃料分配器歧管110包括如图5中所示的燃料分配帽124的一部分。如图5中所示,初级燃料增压室138在凸缘120内周向地延伸。初级燃料增压室138可以被铸造到凸缘120中并且/或者可以被加工到凸缘120中。多个螺栓孔140轴向地延伸通过凸缘120。螺栓孔140围绕凸缘120大体均匀地周向地间隔开,以在如图2中所示地被安装在燃烧器50中时提供围绕凸缘120圆周的。
37、均匀的预负荷。0080如图5和图6中所示,至少两个孔口142延伸通过凸缘120的外表面126,以提供进入初级燃料增压室138中的流体连通。如图5中所示,每一个孔口142都包括大体邻近凸缘120的外表面126的进口144和大体邻近初级燃料增压室138并且与该初级燃料增压室138流体连通的出口146。每一个孔口142都包括内表面148,该内表面148在进口132说明书CN104061599A108/15页11与出口134之间延伸。当与不使螺栓孔140之间的周向间距偏置的单个孔口对比时,通过具有孔口142中的至少两个孔口142,可以提供额外的燃料进口区域。因此,燃料速度可以随着燃料进入初级燃料增压室。
38、138而降低,由此形成初级燃料增压室138内更均匀的燃料分布。此外,通过具有至少两个孔口142而不是一个大型孔口,每一个孔口142与相应的螺栓孔140之间的壁厚得以优化,由此增强凸缘120的耐久性并且允许使重量和成本降低的较薄的凸缘120。此外,通过具有至少两个孔口142、围绕凸缘120的每一个螺栓孔140位置处的均匀的预负荷,由此提供外部壳体52(图2)与凸缘120之间的均匀/稳健的密封,同时保持进入初级燃料增压室138的燃料20的充足的质量流。0081在一个实施例中,如图6中所示,至少两个孔口142包括第一孔口152和第二孔口154,该第一孔口152和第二孔口154径向地延伸通过凸缘120。
39、的外表面126,以提供进入初级燃料增压室138中的流体连通。第一孔口152和第二孔口154二者在两个相邻的螺栓孔140之间延伸而不使多个螺栓孔140中的每一个螺栓孔140之间的公共周向间距中断。在一个实施例中,第一孔口152和第二孔口154中的每一个孔口都包括孔口插入件156。每一个孔口插入件156都与每一个相应的孔口152、154共轴或同心地对准。孔口插入件156的尺寸和/或形状能够相同或不同,以便实现流入初级燃料增压室138中的燃料的期望流量。0082在一个实施例中,如图6中所示,每一个孔口插入件156都包括肋158或者其它的分离特征。肋158将孔口插入件156同心地并且/或者共轴地大体定。
40、位在相应的孔口152、154中。肋158还提供孔口插入件156与相应的孔口152、154之间的绝缘间隙160,由此减少由通过相应的孔口插入件152、154流入初级燃料增压室138中的燃料造成的凸缘120的传导冷却。因此,与燃料和凸缘120之间的热梯度相关联的热应力可以减少,从而增强燃料分配歧管110的总体耐久性。0083在特定实施例中,如图5和图6中所示,燃料分配帽124延伸或向外展开(FLARESOUT)跨过凸缘120的外表面126的一部分,以形成燃料分配增压室162。燃料分配帽124大体延伸跨过孔口142中的每一个孔口142的进口144并且提供燃料分配增压室162与孔口142中的每一个孔口。
41、142的进口144之间的流体连通。通过展开燃料分配帽124,燃料20的压头(PRESSUREHEAD)在被进给至每一个孔口142中之前至少部分地稳定。因此,燃料20的流速可以被调节,以便使燃料20随着燃料流入初级燃料增压室138中而在每一个孔口142之间均匀地分配,由此增强燃料分配歧管110的总体性能。在特定实施例中,燃料分配帽124包括进口端口164,该进口端口164提供燃料源22(图2)与燃料分配增压室162(图5和图6)之间的流体连通。0084在一个实施例中,如图6中所示,燃料分配帽124包括底部166,该底部166部分地限定了燃料分配增压室162。该底部限定了至少一个出口167,该至少。
42、一个出口167与相应的孔口142和/或孔口插入件156共轴地对准。绝缘间隙168被限定在燃料分配帽124的底部166与凸缘的外表面126之间。在操作中,凸缘120大体比流入燃料分配帽124中和流入孔口142中的燃料20热得多。绝缘间隙168提供燃料20与凸缘120的外表面126之间的绝缘边界,由此减少围绕燃料分配帽124以及沿凸缘120外表面126的热应力。因此,可以增强燃料分配歧管110的总体耐久性。0085再次参照图4,LLI喷射组件112大体包括一体式内衬200,该一体式内衬200在燃料分配歧管与系统100的后端206之间延伸。图7提供了根据各个实施例的如图4中所说明书CN1040615。
43、99A119/15页12示的一体式内衬的俯视图。图8提供了如图7中所示的一体式内衬的横截面侧视图。如图7和图8中所示,一体式内衬200大体包括主体202,该主体202具有大体环形形状。0086如图7和图8中所示,主体202具有前端204,该前端204相对于一体式内衬200的轴向中心线208与后端206轴向地分开。主体202从前端204连续地延伸至后端206,由此消除对如在传统的燃烧设计中通常需要的分离的燃烧内衬和过渡管的需要。在特定实施例中,主体202包括圆锥形部210、从圆锥形部210向下游延伸的LLI喷射部212以及从LLI喷射部212向下游延伸的过渡部214。在特定实施例中,一体式内衬2。
44、00还包括支承部216,该支承部216从前端204向上游延伸。一体式内衬200可以被铸造成单个部件或者可以由单个部件形成,所述单个部件连接以便形成通过燃烧器的连续热气体路径。0087如图2和图8中所示,一体式内衬200大体限定了初级燃烧区域218和次级燃烧区域220,该初级燃烧区域218位于前端204下游并且被大体限定在圆锥形部210内,该次级燃烧区域220布置于初级燃烧区域218的下游和后端206的上游。次级燃烧区域220被至少部分地限定在LLI喷射部212内。0088圆锥形部210在前端204与LLI喷射部212之间延伸,并且过渡部214从LLI喷射部212向下游延伸且大体终止于后端206。
45、附近。LLI喷射部212大体延伸跨过次级燃烧区域220的至少一部分。圆锥形部210相对于与轴向中心线208垂直的平面大体具有基本圆形的横截面。LLI喷射部212相对于与轴向中心线208垂直的平面可以具有基本圆形的横截面和/或基本非圆形的横截面。如图7中所示,过渡部214相对于与轴向中心线208垂直的平面具有基本非圆形的横截面。0089在特定实施例中,如图7和图8中所示,一个或多个LLI喷射器开口222从前端204向下游并且从后端206向上游延伸通过主体202。LLI喷射器开口222布置于主体202的LLI喷射部212内。LLI喷射器开口222提供通过主体202并且进入热气体路径224中的流体连。
46、通,该热气体路径224被至少部分地限定在主体202内。在特定实施例中,如图2中所示,LLI喷射器116中的每一个LLI喷射器116都至少部分地延伸通过相应的一个LLI喷射器开口222。0090在至少一个实施例,如图8中所示,轴向流动长度226沿轴向中心线208被限定。轴向流动长度226在前端204与后端206之间延伸通过主体202。在特定实施例中,LLI喷射开口222沿轴向流动长度226大体限定相交点228,在该相交点228处,圆锥部210与LLI喷射部212相交。该相交点228可以被限定成邻近LLI喷射开口222或者被限定在LLI喷射开口222的上游。沿轴向流动长度226大体限定另一个相交点。
47、230,在该相交点230处,LLI喷射部212与过渡部214相交。该相交点230被大体限定在沿轴向流动长度226的主体202从基本圆形的横截面过渡至位于LLI喷射器开口222下游的基本非圆形的横截面的位置处。0091相交点228和230被大体限定在与轴向中心线208基本垂直的平面内。根据例如一体式内衬200的直径、期望或所需的通过一体式内衬200的质量流量、一体式内衬200内的操作温度、一体式内衬200的热分布曲线和/或LLI开口222的定位的因素,相交点228和230可以从图8中所示的图示位置向上游或向下游移位。0092如图8中所示,主体202限定了横截面流动区域232。该横截面流动区域23。
48、2相对于与轴向中心线208垂直地延伸的平面被大体限定。横截面流动区域232可以沿轴向流动说明书CN104061599A1210/15页13长度226的一部分增大、减小、或者保持恒定。主体202的体部100的横截面流动区域232的尺寸大体影响流过主体202的燃烧气体26(图2)的流速。0093图9提供了相对于跨过一体式内衬200的主体202的圆锥形部210、LLI喷射部212和过渡部214的轴向流动长度226的横截面流动区域232的归一化图示300。如由线304所示的,横截面流动区域232从前端204处的最大横截面流动区域232沿轴向流动长度226大体减小至被限定在主体202的圆锥形部210与L。
49、LI喷射部212之间的相交点228处的较小横截面流动区域232。应当领会,线304还示出了典型的传统内衬(未示出)的横截面区域。0094在特定实施例中,如由线306所示的,横截面流动区域232可以沿跨过LLI喷射部212的轴向流动长度226增大、保持恒定并且/或者可以减小。在特定实施例中,如由线308、310和312所示的,横截面流动区域232沿被限定成位于相交点230下游的轴向流动长度226的至少一部分增大。相比之下,如由线314所示的,传统内衬的横截面流动区域232通过LLI喷射部212和过渡部214继续减小。0095在一个实施例中,如由线308所示的,横截面流动区域232以基本连续的速率。
50、在LLI喷射部212与后端206之间从相交点230向下游连续增大。在另一个实施例中,横截面流动区域232以第一增大速率沿被限定成位于相交点230下游的轴向流动长度226的第一部分316连续增大,并且随后以第二增大速率沿被限定成位于第一部分316下游的轴向流动长度226的第二部分318增大。在另一个实施例中,横截面流动区域232沿被限定成位于相交点230下游的轴向流动长度226的第一部分316连续增大并且随后沿被限定成位于第一部分316下游的轴向流动长度226的第二部分318减小。0096图10提供了相对于通过主体202的圆锥形部210、LLI喷射部212和过渡部214以及传统的内衬或管的轴向流。