一种燃气轮机低旋流燃烧室喷嘴制造技术

一种燃气轮机燃烧室低旋流喷嘴，该燃烧室喷嘴包括喷嘴中心流道、喷嘴外围流道和旋流装置；喷嘴中心流道的壁面为中空环形燃料管。在喷嘴中心流道内部设有多个中心流道燃料喷管，在喷嘴外围流道内设有多个外围流道燃料喷管。燃料从中空环形燃料管进入，通过中心流道燃料喷管以及外围流道燃料喷管分别进入同轴布置的喷嘴中心流道及喷嘴外围流道，中空环形燃料管上设置中心流道空气进口管，通过控制进入喷嘴中心流道的空气量，进而控制喷嘴中心及外围流道的空气比，调整整个喷嘴的旋流数。本发明专利技术还在中空环形燃料管尾段设置了防回火中空环形燃料管。本发明专利技术结构简单，降低了喷嘴压力损失，提高了燃料掺混能力，同时具有防回火的功能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种燃气轮机燃烧室低旋流喷嘴，该燃烧室喷嘴包括喷嘴中心流道、喷嘴外围流道和旋流装置；喷嘴中心流道的壁面为中空环形燃料管。在喷嘴中心流道内部设有多个中心流道燃料喷管，在喷嘴外围流道内设有多个外围流道燃料喷管。燃料从中空环形燃料管进入，通过中心流道燃料喷管以及外围流道燃料喷管分别进入同轴布置的喷嘴中心流道及喷嘴外围流道，中空环形燃料管上设置中心流道空气进口管，通过控制进入喷嘴中心流道的空气量，进而控制喷嘴中心及外围流道的空气比，调整整个喷嘴的旋流数。本专利技术还在中空环形燃料管尾段设置了防回火中空环形燃料管。本专利技术结构简单，降低了喷嘴压力损失，提高了燃料掺混能力，同时具有防回火的功能。【专利说明】一种燃气轮机低旋流燃烧室喷嘴
本专利技术涉及一种燃气轮机燃烧室低旋流喷嘴，属于燃气轮机结构设计
。
技术介绍
专利W02012141982A1描述了应用于燃气轮机燃烧室的低旋流喷嘴。如图1所示，在低旋流喷嘴I中，燃料通过燃料进口管15进入，空气通过空气进口管16进入，燃料和空气在文氏管171内混合。文氏管171下游为双层结构，其中喷嘴中心流道12设置一个限流孔板172，限流孔板172上均匀布置多个限流孔173 ;喷嘴外围流道13设置旋流装置132，旋流装置132由多个旋流叶片组成。上游均匀混合气分别通过旋流装置132和限流孔板172，产生低旋流混合气，进入燃烧扩张区174燃烧。进入喷嘴中心流道的流量由限流孔板的有效流通面积决定，由于限流孔板的小孔直径及流通面积较小，因此其带来较大的压力损失。为使燃料和空气混合均匀，文氏管171轴向长度LI 一般为150mm?220mm之间，导致喷嘴过长，在与其他类型喷嘴配合使用时，对安装造成不便；当回火现象发生时，该结构无相应的自适应调节方式，易对上游旋流装置、限流孔板等部件造成损坏。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种燃气轮机燃烧室低旋流喷嘴，可以有效降低喷嘴的压力损失，增加喷嘴的掺混能力，合理降低喷嘴长度，加强对喷嘴中心、外围流道燃料分配的控制，降低燃烧室的污染物，而且具有防回火功能。同时该喷嘴结构简单，易加工。本专利技术所采用的技术方案如下:一种燃气轮机低旋流燃烧室喷嘴，所述燃烧室喷嘴包括同轴布置的喷嘴中心流道、喷嘴外围流道和旋流装置，旋流装置设置在所述喷嘴外围流道内，其特征在于:喷嘴中心流道的壁面为中空环形燃料管，该中空环形燃料管的顶端与头部端盖连接，燃料从外部经头部端盖进入中空环形燃料管，另一端伸入喷嘴内部；在中空环形燃料管上设置至少一个中心流道空气进口管；在所述喷嘴中心流道内部设有多个中心流道燃料喷管，该中心流道燃料喷管一端与中空环形燃料管内壁面相连通，另一端设置于喷嘴中心流道内，中心流道燃料喷管设置中心流道燃料喷注孔；所述中心流道空气进口管处于头部端盖和中心流道燃料喷管之间；在所述的旋流装置上游设置多个外围流道燃料喷管，该外围流道燃料喷管一端与喷嘴外壁面相连，另一端与中空环形燃料管相连通；在外围流道燃料喷管上设置外围流道燃料喷注孔。本专利技术的技术特征还在于:所述中空环形燃料管的尾端设有一段长度在3?8mm之间的防回火中空环形燃料管；所述防回火中空环形燃料管距中空环形燃料管的末端的距离L2为5mm?15mm,所述中空环形燃料管的末端距旋流装置的距离L3在IOOmm?150mm之间。本专利技术所述的防回火中空环形燃料管的壁面厚度为中空环形燃料管壁面厚度的0.2?0.5倍；或者防回火中空环形燃料管的材料为奥氏体不锈钢。本专利技术的上述技术方案中，所述中心流道空气进口管的个数优选为4?8个。本专利技术所述中心流道燃料喷注孔沿所述喷嘴中心流道径向位置均匀布置或错落布置于所述中心流道燃料喷管壁面两侧；所述外围流道燃料喷注孔沿所述喷嘴外围流道径向位置均匀布置或交叉布置于所述外围流道燃料喷管壁面两侧；所述外围流道燃料喷注孔及中心流道燃料喷注孔的中心线与所述燃烧室喷嘴中心线呈90°。优选地，外围流道燃料喷管的数量与旋流装置叶片数量保持一致，或旋流装置叶片数量是外围流道燃料喷管的数量的整数倍。优选地，外围流道燃料喷管设置于旋流装置内，与旋流叶片组成一体化结构。优选地:中心流道燃料喷管为圆管、锥形管或椭圆形管，其轴向位置与外围流道燃料喷管相对距离在O?IOmm之间，其数量为4?8个，其顶端由一个环形管连接。本专利技术与现有技术相比具有以下优点及突出性的技术效果:本专利技术涉及的燃气轮机燃烧室低旋流喷嘴，通过中心流道空气进口管的有效面积控制进入喷嘴中心流道的空气量，进而控制喷嘴中心及外围流道的空气比，调整整个喷嘴的旋流数；燃料从中空环形燃料管进入，流过中心流道空气进口管，分别进入中心流道燃料喷管和外围流道燃料喷管，与对应流道的空气混合；中空环形燃料管深入到喷嘴下游，且其尾端设有防回火中空环形燃料管，回火发生时，烧毁该区域，将预混燃烧变为扩散燃烧，保护上游旋流装置、喷嘴装置等重要部件；中心流道燃料喷管内采用环形管连接，降低中心流道燃料喷管的震动，降低环形管后的纯体润损失。【专利附图】【附图说明】图1为现有技术中一个低旋流喷嘴简图。图2为本专利技术提供燃气轮机低旋流燃烧室喷嘴实施例的结构示意图。图3为本专利技术的立体示意图。图中符号说明:1_低旋流燃烧室喷嘴；10_中空环形燃料管；101_中空环形燃料管的尾端；102-防回火中空环形燃料管；103-中空环形燃料管的末端；111-中心流道空气进口管；112_外围流道空气进口 ；12_喷嘴中心流道；121-中心流道燃料喷管；122_环形管；13_喷嘴外围流道；131_外围流道燃料喷管；132_旋流装置；14a-外围流道燃料射流孔；14b-中心流道燃料射流孔；15_燃料进口管；16_空气进口管；171-文氏管；172-限流孔板；173_限流孔；174_燃烧扩张段；2_头部端盖。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术做详细说明:图2及图3为图2为本专利技术提供燃气轮机低旋流燃烧室喷嘴实施例的结构示意图。该低旋流燃烧室喷嘴I包括同轴布置的喷嘴中心流道12、喷嘴外围流道13和旋流装置132，旋流装置132设置在所述喷嘴外围流道13内，喷嘴中心流道12的壁面为中空环形燃料管10，该中空环形燃料管10的顶端与头部端盖2连接，燃料从外部经头部端盖2进入中空环形燃料管，另一端伸入喷嘴内部，隔开喷嘴中心流道12和喷嘴外围流道13。在中空环形燃料管10上设置至少一个中心流道空气进口管111，(本实施例中设有四个中心流道空气进口管);在所述喷嘴中心流道12内部设有多个中心流道燃料喷管121(本实施例中设有五个，且均匀布置)，每个中心流道燃料喷管121 —端与中空环形燃料管10内壁面相连通，另一端设置于喷嘴中心流道12内，在中心流道燃料喷管121设置中心流道燃料喷注孔14b ;所述中心流道空气进口管111处于头部端盖2和中心流道燃料喷管121之间。在所述的旋流装置132上游设置多个外围流道燃料喷管131 (实施例设置了 12个外围流道燃料喷管)，外围流道燃料喷管131 —端与喷嘴外壁面相连，另一端与中空环形燃料管10相连通；在外围流道燃料喷管131上设置外围流道燃料喷注孔14a。所述中心流道空气进口管111设置在中空环形燃料管10上，连通外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机低旋流燃烧室喷嘴，所述燃烧室喷嘴包括同轴布置的喷嘴中心流道（12）、喷嘴外围流道（13）和旋流装置（132），旋流装置设置在所述喷嘴外围流道（13）内，其特征在于：喷嘴中心流道（12）的壁面为中空环形燃料管（10），该中空环形燃料管（10）的顶端与头部端盖（2）连接，燃料从外部经头部端盖（2）进入中空环形燃料管，另一端伸入喷嘴内部；在中空环形燃料管（10）上设置至少一个中心流道空气进口管（111）；在所述喷嘴中心流道（12）内部设有多个中心流道燃料喷管（121），中心流道燃料喷管（121）一端与中空环形燃料管（10）内壁面相连通，另一端设置于喷嘴中心流道（12）内，在中心流道燃料喷管（121）上设有中心流道燃料喷注孔（14b）；所述中心流道空气进口管（111）处于头部端盖（2）和中心流道燃料喷管（121）之间；在所述的旋流装置（132）上游设置多个外围流道燃料喷管（131），外围流道燃料喷管（131）一端与喷嘴外壁面相连，另一端与中空环形燃料管（10）相连通；在外围流道燃料喷管（131）上设有外围流道燃料喷注孔（14a）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李珊珊，
申请(专利权)人：北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11