一种燃气轮机燃烧室预混喷嘴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111473362A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010292812.3(22)申请日2020.04.14(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人熊燕郑祥龙刘志刚刘福生肖云汉(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人周天宇(51)Int.Cl.F23R3/28(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种燃气轮机燃烧室预混喷嘴(57)摘要本发明提供了一种燃气轮机燃烧室预混喷嘴，包括：中心波瓣式燃料喷嘴、外侧燃料分配环腔及预混喷嘴通道，其中，所述中心波瓣式燃料喷嘴同轴设置于所述预混喷嘴通道内部中心位置，用于将燃料均匀通入预混喷嘴通道；所述中心波瓣式燃料喷嘴包括由M个波瓣相邻连接组成中空的波瓣结构，M≥3；在所述波瓣结构上设置第一燃料孔，所述外侧燃料分配环腔设置于中心波瓣式燃料喷嘴与预混喷嘴通道出口之间，并且同轴设置于预混喷嘴通道外壁上与预混喷嘴通道连通，用于将二次燃料通入预混喷嘴通道。可提高喷嘴出口的燃料/空气混合均匀度，在降低燃烧室氮氧化物排放的同时提高燃烧稳定性，抑制热声震荡。CN111473362ACN111473362A权利要求书1/1页1.一种燃气轮机燃烧室预混喷嘴，其特征在于，包括：中心波瓣式燃料喷嘴(12)、外侧燃料分配环腔(22)及预混喷嘴通道(31)，其中，所述中心波瓣式燃料喷嘴(12)同轴设置于所述预混喷嘴通道(31)内部中心位置，用于将燃料均匀通入预混喷嘴通道(31)；所述中心波瓣式燃料喷嘴(12)包括由M个波瓣相邻连接组成中空的波瓣结构(12a)，M≥3，在所述波瓣结构(12a)上设置第一燃料孔(12d)；所述外侧燃料分配环腔(22)设置于中心波瓣式燃料喷嘴(12)与预混喷嘴通道(31)出口之间，并且同轴设置于预混喷嘴通道(31)外壁上与预混喷嘴通道(31)连通，用于将二次燃料通入预混喷嘴通道(31)。2.根据权利要求1所述的燃烧室预混喷嘴，其特征在于，所述中心波瓣式燃料喷嘴(12)还包括设置于所述波瓣结构(12a)前部的中空环形部(12b)，设置于中空环形部(12b)前部用于通入燃料的中心燃料导管(11)；其中，所述中空环形部(12b)和所述波瓣结构(12a)的外壁和内壁之间的空腔构成使燃料通过的第一通道(12c)，所述中心燃料导管(11)末端设有P个径向支管(11a)，P≥3，所述径向支管(11a)与第一通道(12c)连通；所述波瓣结构(12a)的尾部开设与第一通道(12c)连通的第一燃料孔(12d)。3.根据权利要求2所述的燃烧室预混喷嘴，其特征在于，所述第一燃料孔(12d)开设在所述波瓣结构(12a)尾部的内壁和外壁上，所述第一燃料孔(12d)沿波瓣结构(12a)周向均匀分布。4.根据权利要求2所述的预混喷嘴，其特征在于，所述中空环形部(12b)的内径D2满足：D1/3≤D2≤3/4D1，其中，D1为预混喷嘴通道(31)的内径。5.根据权利要求2所述的预混喷嘴，其特征在于，所述径向支管(11a)到中空环形部(12b)与波瓣结构(12a)连接处之间的距离L1满足：D2/2≤L1≤2D2，其中，D2为中空环形部(12b)的内径。6.根据权利要求2所述的预混喷嘴，其特征在于，所述波瓣结构(12a)的外缘高度H1满足：D2/4≤H1≤3/4D2；所述波瓣结构(12a)的内缘高度H2满足：D2/4≤H2≤3/4D2；所述第一燃料孔(12d)的个数N满足：N≥4M；其中，D2为中空环形部(12b)的内径。7.根据权利要求1所述的预混喷嘴，其特征在于，所述波瓣结构(12a)中波瓣的外瓣角θ1满足10°≤θ1≤30°；波瓣的内瓣角θ2满足10°≤θ2≤30°；波瓣侧壁和波瓣底部与轴心连线的夹角θ3满足0.5π/M≤θ3≤2π/M。8.根据权利要求1所述的预混喷嘴，其特征在于，所述外侧燃料分配环腔(22)中的第二燃料孔(22a)为两排均匀分布的孔，该两排孔沿预混喷嘴通道(31)外壁周向分布，并且该两排孔之间为交错排列，每排孔的个数K满足K≥6，该两排孔之间的间距L2满足D1/4≤L2≤D1，其中，D1为预混喷嘴通道(31)的内径。9.根据权利要求8所述的预混喷嘴，其特征在于，所述外侧燃料分配环腔(22)中第二燃料孔(22a)与所述预混喷嘴通道(31)出口截面之间的最短距离L4满足D1/2≤L4≤2D1。10.根据权利要求1所述的预混喷嘴，其特征在于，所述波瓣结构(12a)的尾部截面与所述预混喷嘴通道(31)出口之间的距离L3满足2D1≤L3≤5D1，其中，D1为预混喷嘴通道(31)的内径。2CN1114733