预混引导喷嘴制造技术

一种预混引导喷嘴(200)包括末梢部分(220)，其具有下游表面(236)，下游表面(236)在末梢部分(220)的内壁(224)的下游端(240)与末梢部分(220)的外壁(242)的下游端(242)之间延伸。内壁(224)的下游端(240)终止于外壁(226)的下游端(242)的轴向上游。下游表面(236)的至少一部分为弯曲的。末梢部分(220)还包括围绕末梢部分(220)环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管(222)。各个预混管(222)均限定穿过末梢部分(200)的预混流动通路(228)。各个预混管(222)还包括出口(234)，其从下游表面(236)沿轴向偏移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及用于燃气轮机燃烧器的燃料喷嘴组件。更具体而言，本专利技术涉及具有预混引导喷嘴(premix pilot nozzle)的燃料喷嘴组件。
技术介绍
燃气轮机广泛用于工业和发电操作。燃气轮机大体上包括串流顺序的压缩机、燃烧区段和涡轮。燃烧区段可包括多个燃烧器，其围绕外壳环形地布置。在操作中，诸如环境空气的工作流体在其流过压缩机时逐渐地压缩。压缩工作流体的一部分从压缩机发送至各个燃烧器，在该处，其与燃料混合且在燃烧区中焚烧以产生燃烧气体。燃烧气体沿热气体通路经由涡轮发送，其中热能和/或动能从燃烧气体经由联接到转子轴上的涡轮转子叶片获得，因此引起转子轴旋转且产生功和/或推力。一些燃烧系统使用多个预混类型的燃料喷嘴。例如，一些燃烧器包括中心或主预混燃料喷嘴和围绕中心燃料喷嘴环形地布置的多个副预混燃料喷嘴。燃料喷嘴的该布置可提供燃料分级，期望的排放性能和火焰稳定性。燃料喷嘴中的至少一个可包括预混引导喷嘴。预混引导喷嘴可与对应的燃料喷嘴的中心体部分同轴地对准，且可设置在燃烧区上游的中心体的远端处。在特定燃烧操作模式期间，预混引导喷嘴可将预混燃料和空气混合物输送过至燃烧区来产生引导火焰。引导火焰大体上用于在燃烧器以某些模式操作时和/或燃烧器在各种操作模式之间过渡时确保火焰稳定性。预混引导喷嘴大体上包括末梢部分，其具有平的或平面的下游表面，该表面定位成邻近燃烧区。多个燃料端口和/或空气通路延伸穿过下游表面，且提供离开末梢部分的预混燃料和空气的流体连通。引导火焰的底部位于下游表面附近或刚好其下游。结果，下游表面暴露于极高的温度。用于冷却末梢部分的下游表面的一个解决方案可包括引导空气穿过末梢的上游或后侧或表面。用于冷却下游表面的另一技术可包括引导冷却空气穿过大体上平面的下游表面。然而，当冷却空气冲击引导火焰底部处或附近的引导火焰时，该技术可导致火焰不稳定。此外或作为备选，诸如热障涂层和/或抗氧化涂层的各种涂层可施加到下游表面上，以实现期望的构件寿命，减小热应力，且减少下游表面上的沉积物形成。尽管这些解决方案有效用于减少或管理引导预混喷嘴的末梢部分的冷却，但减小火焰不稳定同时将冷却提供至末梢部分的下游端的改善的预混引导喷嘴将是本领域中有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在以下描述中提出，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术学习到。本专利技术的一个实施例为引导预混喷嘴。引导预混喷嘴包括具有下游表面的末梢部分，下游表面在末梢部分的内壁的下游端与末梢部分的外壁的下游端之间延伸。内壁的下游端终止于外壁的下游端的轴向上游。下游表面的至少一部分为弯曲的。末梢部分还包括围绕末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管。各个预混管均限定穿过末梢部分的预混流动通路。各个预混管还包括出口，其从下游表面沿轴向偏移。本公开内容的另一个实施例为燃料喷嘴组件。燃料喷嘴组件包括中心体，其沿燃料喷嘴组件的中心线轴向地延伸。中心体包括限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路。燃料喷嘴组件还包括预混引导喷嘴，其在中心体内沿轴向延伸。预混引导喷嘴包括末梢部分。末梢部分包括下游表面，其在末梢部分的内壁的下游端与末梢部分的外壁的下游端之间延伸。内壁的下游端终止于外壁的下游端的轴向上游。下游表面的至少一部分为弯曲的。末梢部分还包括围绕末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管。各个预混管包括出口，其从下游表面沿轴向偏移。各个管均限定穿过末梢部分的预混流动通路，其终止于下游表面的下游。本公开内容的另一个实施例为燃烧器。燃烧器包括端盖和围绕中心燃料喷嘴环形地布置的多个燃料喷嘴组件。多个燃料喷嘴组件的各个燃料喷嘴组件和中心燃料喷嘴流体地连接到端盖上。多个燃料喷嘴组件中的至少一个燃料喷嘴组件包括中心体，其沿燃料喷嘴组件的中心线沿轴向延伸，且包括限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路。预混引导喷嘴在中心体内沿轴向延伸。预混引导喷嘴包括末梢部分，其包括下游表面，下游表面在末梢部分的内壁的下游端与末梢部分的外壁的下游端之间延伸。内壁的下游端终止于外壁的下游端的轴向上游，且下游表面的至少一部分为弯曲的。末梢部分还包括围绕末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管。各个预混管包括从下游表面沿轴向偏移的出口，且其中各个管均限定穿过末梢部分的预混流动通路，其终止于下游表面的下游。本专利技术的第一技术方案提供了一种预混引导喷嘴，包括：具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，以及其中各个预混管均包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述下游表面的至少一部分在所述内壁的所述下游端与所述外壁的所述下游端之间凹面地延伸。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，所述下游表面至少部分地围绕所述预混管中的每一个弯曲。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，相邻的预混管沿所述下游表面限定其间的冷却流动通道。本专利技术的第五技术方案是在第一技术方案中，所述末梢部分至少部分地限定燃料喷嘴组件的中心体内的燃料回路，其中各个预混管与所述燃料回路流体连通。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，各个预混管均包括桥接部分，其连接至所述末梢部分的所述外壁。本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端附近。本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端的下游。本专利技术的第九技术方案是在第一技术方案中，所述末梢部分的所述内壁至少部分地限定筒开口。本专利技术的第十技术方案提供了一种燃料喷嘴组件，包括：沿所述燃料喷嘴组件的中心线轴向地延伸的中心体，所述中心体具有限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路；在所述中心体内沿轴向延伸的预混引导喷嘴，所述预混引导喷嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口，且其中各个管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，其终止于所述下游表面的下游。本专利技术的第十一技术方案是在第十技术方案中，所述下游表面的至少一部分在所述内壁的所述下游端与所述外壁的所述下游端之间凹面地延伸。本专利技术的第十二技术方案是在第十技术方案中，所述下游表面至少部分地围绕所述预混管中的每一个弯曲。本专利技术的第十三技术方案是在第十技术方案中，相邻的预混管沿所述下游表面限定其间的冷却流动通道。本专利技术的第十四技术方案是在第十技术方案中，所述末梢部分至少部分地限定燃料喷嘴组件的中心体内的燃料回路，其中各个预混管与所述燃料回路流体连通。本专利技术的第十五技术方案是在第十技术方案中，各个预混管均包括桥接部分，其连接至所述末梢部分的所述外壁。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预混引导喷嘴，包括：具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，以及其中各个预混管均包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口。

【技术特征摘要】
2015.04.21 US 14/6918641. 一种预混引导喷嘴，包括：具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，以及其中各个预混管均包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口。2. 根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述下游表面的至少一部分在所述内壁的所述下游端与所述外壁的所述下游端之间凹面地延伸。3. 根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述下游表面至少部分地围绕所述预混管中的每一个弯曲。4. 根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，相邻的预混管沿所述下游表面限定其间的冷却流动通道。5. 根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述末梢部分至少部分地限定燃料喷嘴组件的中心体内的燃料回路，其中各个预混管与所述燃料回路流体连通。6. 根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：JT斯图尔特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US