中心分级与轴向分级耦合式燃烧室.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115234943A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210772977.X(22)申请日2022.06.30(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人林宇震王智辉张弛韩啸(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师赵娜(51)Int.Cl.F23R3/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称中心分级与轴向分级耦合式燃烧室(57)摘要本发明涉及燃烧室技术领域，尤其涉及一种中心分级与轴向分级耦合式燃烧室。该中心分级与轴向分级耦合式燃烧室包括火焰筒、预燃级装置、中心主燃级装置以及轴向主燃级装置，所述预燃级装置和所述中心主燃级装置分别设置于所述火焰筒的前端，且所述中心主燃级装置套设于所述预燃级装置的外侧；所述轴向主燃级装置设置于所述火焰筒的周向外围，且所述轴向主燃级装置与所述火焰筒相连通。本发明提供的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，能够使燃气轮机在宽工况油气比范围内，达到高效率、低排放燃烧需求。CN115234943ACN115234943A权利要求书1/1页1.一种中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：包括火焰筒、预燃级装置、中心主燃级装置以及轴向主燃级装置，所述预燃级装置和所述中心主燃级装置分别设置于所述火焰筒的前端，且所述中心主燃级装置套设于所述预燃级装置的外侧；所述轴向主燃级装置设置于所述火焰筒的周向外围，且所述轴向主燃级装置与所述火焰筒相连通。2.根据权利要求1所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：所述轴向主燃级装置设有多个，多个所述轴向主燃级装置呈环状均匀分布于所述火焰筒的周向外围。3.根据权利要求1所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：所述预燃级装置包括由内至外依次设置的预燃级喷嘴和预燃级外环，在所述预燃级喷嘴与所述预燃级外环之间设有第一旋流叶片。4.根据权利要求3所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：在所述预燃级外环的管壁中设有冷却气孔，所述冷却气孔的一端与外部相连通，所述冷却气孔的另一端与所述火焰筒相连通。5.根据权利要求1所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：所述中心主燃级装置包括由内至外依次设置的主燃级内环和主燃级外环，所述主燃级内环与所述主燃级外环之间形成主燃级预混通道，在所述主燃级预混通道中设有第二旋流叶片。6.根据权利要求5所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：所述主燃级内环的管壁中设有集油腔，所述集油腔的一端与外部相连通，所述集油腔的另一端通过通油孔与所述主燃级预混通道相连通。7.根据权利要求5所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：在所述主燃级外环与所述火焰筒的连接处设有主燃级挡板。8.根据权利要求7所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：在所述主燃级外环上靠近所述主燃级挡板的位置处设有吹扫气孔，所述吹扫气孔的一端与外部相连通，所述吹扫气孔的另一端与所述主燃级预混通道相连通。9.根据权利要求1所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：所述轴向主燃级装置包括由内至外依次设置的轴向喷嘴和预混气管道，在所述预混气管道中设有静态混合器。10.根据权利要求9所述的中心分级与轴向分级耦合式燃烧室，其特征在于：所述预混气管道包括直管段和弯管段，所述直管段的轴向方向与所述火焰筒的轴向方向相互平行，所述弯管段的一端与所述直管段相连通，所述弯管段的另一端与所述火焰筒相连通；所述轴向喷嘴设置于所述直管段中远离所述弯管段的位置处。2CN115234943A说明书1/5页中心分级与轴向分级耦合式燃烧室技术领域[0001]本发明涉及燃烧室技术领域，尤其涉及一种中心分级与轴向分级耦合式燃烧室。背景技术[0002]燃气轮机是当今能源动力领域的重要装备之一，其中燃烧室作为燃气轮机的核心部件和动力来源，也是燃气轮机主要的污染排放来源，而污染排放要求对燃气轮机燃烧产生的氮氧化物(NOx)，一氧化碳(CO)，未燃碳氢(UHC)和冒烟(Smoke)等排放物有严格的限制。[0003]为满足燃烧室低排放要求，现有技术采用中心预燃级、外环主燃级的中心低排放燃烧室。目前，对于低排放燃气轮机的燃烧室，要求其在大的工况范围内实现高效率低排放燃烧。然而在燃气轮机整个运行工况范围内，总油气比存在较大的变化，当处于小工况时，总油气比过低，若采用现有技术中的中心分级低排放方案会使得主燃级当量比过低，燃烧效率及污染物排放水平无法达到设计指标。也即，现有技术采用的中心预燃级、外环主燃级的中心低排放燃烧室，难以满足燃气轮机在宽工况范围内，尤其是低工况的高效率低排放燃烧需求。发明内容[0004]本