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(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CN107575892A(43)申请公布日2018.01.12(21)申请号201710609293.7(22)申请日2017.07.25(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人索建秦孙付军梁红侠黎明李乐于涵(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.F23R3/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构(57)摘要本发明涉及一种燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,由位于中心的预燃级和外围的主燃级构成;其中预燃级包括预燃级旋流器、预燃级气体燃料喷孔、预燃级非旋空气进口和预燃级预混腔,主燃级包括主燃级旋流器、主燃级气体燃料喷孔、主燃级非旋空气进口和主燃级预混腔;主燃级和预燃级均是气体燃料与旋流空气、非旋空气先在预混腔内形成均匀的可燃气,然后再流向头部下游;主燃级和预燃级均采用预混燃烧,能保证燃烧室污染物排放大大降低;另外主燃级和预燃级均采用旋流空气和非旋空气相结合的进气方式,能减小头部出口气流的旋流强度,降低发生振荡燃烧的风险。CN107575892ACN107575892A权利要求书1/2页1.一种燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:采用双旋流中心分级方案,包括预燃级(1)和主燃级(19);所述主燃级(19)包括主燃级旋流器(25)、集气环(21)和主燃级预混腔(28);主燃级旋流器(25)的叶片构成主燃级旋流空气进口(24);中空的集气环(21)置于主燃级旋流器(25)的主燃级外壁(31),主燃级内壁(23)、主燃级外壁(31)的平直段以及主燃级收敛段(29)构成主燃级预混腔(28);集气环(21)上设有主燃级气体燃料进口(20),与主燃级外壁(31)与主燃级预混腔(28)之间的主燃级气体燃料喷孔(22)连通,构成主燃级气体燃料通道;设在主燃级内壁(23)与主燃级预混腔(28)连通的主燃级非旋空气进口(26)构成主燃级非旋空气通道;主燃级外壁(31)上设有沿周均布的主燃级切向进气孔(27);所述预燃级(1)包括预燃级旋流器(6)、预燃级气体燃料进口(2)、预燃级气体燃料喷孔(9)、预燃级非旋空气进口(15)和预燃级预混腔(13);预燃级旋流器(6)置于预燃级外壁(14)之内,其叶片构成预燃级旋流空气进口(5);预燃级气体燃料管(3)置于旋流器的预燃级旋流器轴心内壁(4)构成预燃级气体燃料进口(2);预燃级气体燃料管(3)的燃料出口端面为带斜面的预燃级中心凸台(10),斜面上沿周向均匀分布设有预燃级气体燃料喷孔(9);凸台与叶片之间设有预燃级旋流器出口挡板(8),与预燃级旋流空气进口(5)形成旋流空气通道;预燃级预混腔(13)由预燃级壁(14)的平直段和延伸的预燃级收敛段(16)构成,预燃级非旋空气进口(15)沿周向均匀分布在预燃级收敛段(16)的侧壁上,预燃级切向进气孔(12)沿周向均布预燃级壁(14)的平直段;预燃级壁(14)的收敛段连接预燃级出口扩张段(18),头部冷却孔(17)设在扩张段上;预燃级(1)嵌入主燃级旋流器(25)的主燃级内壁(23),预燃级气体燃料管(3)与集气环平齐,预燃级出口扩张段(18)与主燃级外壁(31)端面相平齐。2.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:在预燃级旋流器(6)与主燃级内壁(23)沿周向设有多个支撑肋(7)。3.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述预燃级旋流器(6)叶片数为6-16,旋流角为30°-50°。4.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述预燃级气体燃料喷孔(9)的喷射方向与预燃级旋流器出口挡板(8)平行,与轴线夹角α取40°-50°。5.根据权利要求1或4所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述预燃级气体燃料喷孔(9)与预燃级旋流器(6)叶片数相等或为预燃级旋流器(6)叶片数的半数。6.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述预燃级非旋空气进口(15)数目为6-12。7.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述主燃级旋流器(25)叶片数为8-16个,角度为40°-60°。8.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述主燃级气体燃料喷孔(22)与主燃级旋流器(25)叶片数相等。9.根据权利要求1所述燃气轮机低污染燃烧室双旋流头部结构,其特征在于:所述主燃级非旋空气进口(26)数目为8-16。2CN107575892A权利要求书2/2页10.根据权利