燃烧器以及用于向燃烧器供应燃料的方法技术

本发明专利技术公开一种燃烧器。所述燃烧器包括具有上游表面和下游表面的端帽以及围绕所述上游表面和下游表面的帽罩。第一组和第二组预混合管从所述上游表面延伸经过所述下游表面。第一燃料管道向所述第一组预混合管供应燃料。外壳周向围绕所述帽罩以限定环形通道，并且第二燃料管道通过所述环形通道向所述第二组预混合管供应燃料。一种用于向燃烧器供应燃料的方法包括：使工作流体流动经过第一组和第二组预混合管；使第一燃料流入所述第一组预混合管；以及使第二燃料流动经过围绕所述端帽的环形通道并进入所述第二组预混合管。

【技术实现步骤摘要】
燃烧器以及用于向燃烧器供应燃料的方法
本专利技术大体涉及燃烧器以及用于向燃烧器供应燃料的方法。
技术介绍
燃烧器通常用于工业生产和发电操作中，用以点燃燃料，以产生高温高压的燃烧气体。例如，燃气涡轮机通常包括一个或多个燃烧器，以发电或产生推力。用于发电的典型燃气涡轮机包括位于前部的轴流式压缩机、位于中部附近的一个或多个燃烧器，以及位于尾部的涡轮机。可以将环境空气供应到压缩机，并且压缩机中的旋转桨叶和固定叶片逐渐向工作流体(空气)传递动能，以产生处于高能量状态的压缩工作流体。随后，经压缩的工作流体离开压缩机并流经一个或多个喷嘴进入各燃烧器中的燃烧室，在燃烧室中，经压缩的工作流体与燃料混合并点燃，从而产生高温高压的燃烧气体。燃烧气体在涡轮中膨胀做功。例如，燃烧气体在涡轮中膨胀可以使连接至发电机的轴旋转，从而发电。各种设计和运行参数均会影响燃烧器的设计和运行。例如，较高的燃烧气体温度通常会提高燃烧器的热力学效率。然而，燃烧气体的温度比较高也会促使回火或火焰稳定(flameholding)情况发生，其中燃烧火焰朝着由喷嘴供应的燃料移动，从而可能在相对较短时间内对喷嘴造成严重损坏。另外，在较高燃烧气体温度下，燃烧室内的局部热痕会加快双原子氮气的分解速率，从而增加氮氧化物(NOX)的产量。相反，与燃料流减小和/或部分负载运行(关闭)相关的较低燃烧气体温度通常会降低燃烧气体的化学反应速率，从而增加一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物的产量。在一项特定燃烧器设计中，多个预混合管可以径向布置在端帽中，从而为工作流体和燃料提供流体连通，使得它们能够流经所述端帽而进入燃烧室。该预混合管可以增强工作流体与燃料之间的混合，从而减少能够在较高燃烧气体温度下产生不利影响的热痕。因此，该预混合管可以有效地防止回火或火焰稳定的发生以及/或者减少NOX产量，特别是在运行级较高的情况下。然而，一种用于将燃料供应到预混合管以允许分阶段供应燃料或者在不同的运行级下运行预混合管的改进的系统和方法将会是有用的。
技术实现思路
以下说明将阐明本专利技术的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者可以通过实施本专利技术而知悉。本专利技术的一项实施例是一种燃烧器，包括：第一燃料室；与所述第一燃料室轴向隔开的第二燃料室；周向围绕所述第一燃料室和第二燃料室的帽罩；外壳，其周向围绕所述帽罩的至少一部分，从而限定所述帽罩与所述外壳之间的环形通道；将第一燃料供应到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及延伸穿过所述环形通道以将第二燃料供应到所述第二燃料室的第二燃料管道。进一步的，其中所述第一燃料管道延伸穿过所述环形通道到达所述第一燃料室。进一步的，其进一步包括轴向延伸经过所述第一燃料室和第二燃料室的多个管。进一步的，其进一步包括通过第一组所述多个管中的每一个管的第一燃料口，其中所述第一燃料口提供从所述第一燃料室通过所述第一组所述多个管中的每一个管的流体连通。进一步的，其进一步包括经过第二组所述多个管中的每一个管的第二燃料口，其中所述第二燃料口提供从所述第二燃料室通过所述第二组所述多个管中的每一个管的流体连通。进一步的，其进一步包括在所述环形通道中围绕所述第二燃料管道的至少一部分的至少一个翼型或叶片。进一步的，其进一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中径向延伸的挡板，其中所述挡板至少部分限定所述帽罩中的稀释剂室。进一步的，其进一步包括通过所述帽罩的稀释剂口，其中所述稀释剂口提供从所述环形通道经过所述帽罩从而进入所述稀释剂室的流体连通。进一步的，其进一步包括防护罩，所述防护罩周向围绕所述第一燃料管道以限定所述防护罩和所述第一燃料管道之间的环形流体通道。进一步的，其进一步包括位于所述防护罩与所述第一燃料管道之间的旋流器叶片。本专利技术的另一项实施例是一种燃烧器，其包括：第一燃料室；与所述第一燃料室轴向隔开的第二燃料室；与所述第一燃料室流体连通的第一组管；与所述第二燃料室流体连通的第二组管；周向围绕所述第一组管和第二组管的帽罩；外壳，其周向围绕所述帽罩的至少一部分，以限定所述帽罩与所述外壳之间的环形通道；将第一燃料供应到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及延伸穿过所述环形通道以将第二燃料供应到所述第二燃料室的第二燃料管道。进一步的，其中所述第一燃料管道延伸穿过所述环形通道到达所述第一燃料室。进一步的，其进一步包括在所述环形通道中围绕所述第二燃料管道的至少一部分的至少一个翼型或叶片。进一步的，其进一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中径向延伸的挡板，其中所述挡板至少部分限定所述帽罩中的稀释剂室。进一步的，其进一步包括经过所述帽罩的稀释剂口，其中所述稀释剂口提供从所述环形通道经过所述帽罩从而进入所述稀释剂室的流体连通。进一步的，其进一步包括防护罩，所述防护罩周向围绕所述第一燃料管道以限定所述防护罩和所述第一燃料管道之间的环形流体通道。进一步的，其进一步包括位于所述防护罩与所述第一燃料管道之间的旋流器叶片。本专利技术还可以包括一种用于将燃料供应到燃烧器的方法。所述方法包括：使工作流体流动经过由帽罩周向围绕的多个管；使第一燃料经过第一燃料室流入第一组多个管；使第二燃料流动经过围绕所述帽罩的环形通道；以及使所述第二燃料经过第二燃料室流入第二组多个管，其中所述第二燃料室与所述第一燃料室轴向隔开。进一步的，其进一步包括使所述第一燃料流动经过围绕所述端帽的所述环形通道。进一步的，其进一步包括使稀释剂流动经过所述帽罩并进入位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的稀释剂室。所属领域的普通技术人员将通过阅读本说明书来更好地了解此类实施例的特征和方面及其他内容。附图说明本说明书的以下部分参考附图，针对所属领域的技术人员，完整且可实现地详细披露了本专利技术，包括其最佳模式，其中：图1为根据本专利技术的第一项实施例的燃烧器的局部透视图；图2为图1所示燃烧器的侧视截面图；图3为根据本专利技术的第二项实施例的燃烧器的侧视截面图；以及图4为根据本专利技术的第三项实施例的燃烧器的侧视截面图。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的各个实施例，附图中描绘了本专利技术实施例的一个或多个实例。具体实施方式中使用数字和字母标识来指代附图中的特征。附图和描述中相同或类似的标识用于指代本专利技术的相同或类似的部分。本说明书及权利要求书中所用的术语“第一”、“第二”以及“第三”可以互换使用，以区分不同部件，并且这些术语并不旨在表示单个部件的位置或重要性。此外，术语“上游”和“下游”指部件在流体通路中的相对位置。例如，如果流体从部件A流向部件B，则部件A在部件B的上游。相反，如果部件B从部件A获取流体流，则部件B在部件A的下游。各个实例用以解释本专利技术而非限制本专利技术。事实上，所属领域的技术人员容易了解，在不脱离本专利技术的范围或精神的前提下，可以对本专利技术做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分进行说明或描述的特征可用于另一个实施例中，从而得到又一个实施例。因此，本专利技术应涵盖属于所附权利要求书及其等效物的范围内的此类修改和变化。本专利技术的各实施例提供一种燃烧器，以及用于向燃烧器供应燃料的方法。在特定的实施例中，布置在端帽内的多个管在工作流体和燃料发生燃烧之前增强这两者之间的混合。可以经过一个或多个轴向和/或径向燃料管道而将燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧器，包括：a.第一燃料室；b.与所述第一燃料室轴向隔开的第二燃料室；c.周向围绕所述第一燃料室和第二燃料室的帽罩；d.外壳，其周向围绕所述帽罩的至少一部分，从而限定所述帽罩与所述外壳之间的环形通道；e.将第一燃料供应到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及f.延伸穿过所述环形通道以将第二燃料供应到所述第二燃料室的第二燃料管道。

【技术特征摘要】
2012.02.20 US 13/400,2481.一种燃烧器，包括：a.第一燃料室；b.与所述第一燃料室轴向隔开的第二燃料室；c.周向围绕所述第一燃料室和第二燃料室的帽罩；d.外壳，其周向围绕所述帽罩的至少一部分，从而限定所述帽罩与所述外壳之间的环形通道；e.将第一燃料供应到所述第一燃料室的第一燃料管道，其中，所述第一燃料管道轴向延伸而进入所述第一燃料室；f.延伸穿过所述环形通道以将第二燃料供应到所述第二燃料室的第二燃料管道；以及g.在所述环形通道中围绕所述第二燃料管道的至少一部分的至少一个翼型或叶片。2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中所述第一燃料管道延伸穿过所述环形通道到达所述第一燃料室。3.根据权利要求1所述的燃烧器，其进一步包括轴向延伸经过所述第一燃料室和第二燃料室的多个管。4.根据权利要求3所述的燃烧器，其进一步包括通过第一组所述多个管中的每一个管的第一燃料口，其中所述第一燃料口提供从所述第一燃料室通过所述第一组所述多个管中的每一个管的流体连通。5.根据权利要求4所述的燃烧器，其进一步包括经过第二组所述多个管中的每一个管的第二燃料口，其中所述第二燃料口提供从所述第二燃料室通过所述第二组所述多个管中的每一个管的流体连通。6.根据权利要求1所述的燃烧器，其进一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中径向延伸的挡板，其中所述挡板至少部分限定所述帽罩中的稀释剂室。7.根据权利要求6所述的燃烧器，其进一步包括通过所述帽罩的稀释剂口，其中所述稀释剂口提供从所述环形通道经过所述帽罩从而进入所述稀释剂室的流体连通。8.根据权利要求1所述的燃烧器，其进一步包括防护罩，所述防护罩周向围绕所述第一燃料管道以限定所述防护罩和所述第一燃料管道之间的环形流体通道。9.根据权利要求8所述的燃烧器，其进一步包括位于所述防护罩与所述第一燃料管道之间的旋流器叶片。10.一种燃烧器，包括：a.第一燃料室；b.与所述第一燃料室轴向隔开的第二燃料室；c.与所述第一燃料室流体连通的第一组...

【专利技术属性】
技术研发人员：JH威斯特摩兰三世，PB梅尔顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：