用于在燃气轮机中混合燃料的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102628593A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102628593A(43)申请公布日2012.08.08(21)申请号201110411018.7(22)申请日2011.12.02(30)优先权数据13/0201562011.02.03US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人严钟昊T·E·约翰逊(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人朱铁宏傅永霄(51)Int.Cl.F23D14/48(2006.01)F23D11/38(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称用于在燃气轮机中混合燃料的装置(57)摘要本发明涉及用于在燃气轮机中混合燃料的装置。具体而言，一种燃烧器喷嘴包括入口表面和位于入口表面下游的出口表面，其中出口表面具有凹进的中央部分。多个燃料管道径向地布置在凹进的中央部分外，其中该多个燃料管道延伸穿过出口表面。CN10268593ACN102628593A权利要求书1/1页1.一种燃烧器喷嘴(12)，包括：a.入口表面(30)；b.位于所述入口表面(30)下游的出口表面(32)，其中，所述出口表面(32)具有凹进的中央部分(42)；以及c.径向地位于所述凹进的中央部分(42)外的多个燃料管道(36)，其中，所述多个燃料管道(36)延伸穿过所述出口表面(32)。2.根据权利要求1所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述凹进的中央部分(42)在所述入口表面(30)的方向上为弯曲的。3.根据权利要求1所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述多个燃料管道(36)中的各个均包括从所述入口表面(30)向下游延伸的大致圆柱形通道。4.根据权利要求1所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述燃烧器喷嘴还包括周向地包绕所述入口表面(30)、出口表面(32)或多个燃料管道(36)中的至少一个的套罩(34)。5.根据权利要求1所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述燃烧器喷嘴还包括从所述入口表面(30)向上游延伸的燃料仓室(48)。6.根据权利要求5所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述燃烧器喷嘴还包括在所述入口表面(30)和所述出口表面(32)之间的隔板(50)，其中，所述隔板(50)连接到所述燃料仓室(48)上。7.根据权利要求5所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述燃烧器喷嘴还包括在所述多个燃料管道(36)的各个中的至少一个燃料端口(52)，其中，所述至少一个燃料端口(52)提供在所述燃料仓室(48)和所述多个燃料管道(36)之间的流体连通。8.根据权利要求7所述的燃烧器喷嘴(12)，其特征在于，所述至少一个燃料端口(52)关于所述燃烧器喷嘴(12)的轴向中心线(46)成大约30度至大约90度的角度。2CN102628593A说明书1/4页用于在燃气轮机中混合燃料的装置[0001]联邦研究声明[0002]本发明根据受能源部颁发的合同号DE-FC26-05NT42643由政府资助作出。政府享有本发明的一定权利。技术领域[0003]本发明主要涉及用于在燃气轮机中混合燃料的装置。具体而言，本发明描述一种可用于在燃气轮机中供送燃料至燃烧器的燃烧器喷嘴。背景技术[0004]燃气轮机广泛地用于工业和动力生成运行。典型的燃气轮机包括位于前部的轴向压缩机、在中间附近的一个或多个燃烧器，以及处在后方的涡轮。环境空气进入压缩机，且压缩机中的旋转叶片和静止导叶逐渐地给予动能给工作流体(例如，空气)以在高度增能的状态下产生压缩工作流体。压缩工作流体离开压缩机并流动经过燃烧器中的喷嘴，在燃烧器中，该工作流体与燃料相混合并点燃以生成具有较高温度、压力和速度的燃烧气体。燃烧气体在涡轮中膨胀以做功。例如，燃烧气体在涡轮中的膨胀可使得连接到发电机上的轴旋转以发电。[0005]广泛公知的是，燃气轮机的热力学效率随着操作温度(也即燃烧气体温度)增加而增加。然而，如果燃料和空气在燃烧之前未经均匀地混合，则在燃烧器中于喷嘴引出口附近可能存在局部热点。局部热点增加了发生会损坏喷嘴的火焰逆燃和火焰稳定的机会。尽管对于任何燃料而言都会发生火焰逆燃和火焰稳定，但它们更易于发生在诸如氢的高反应燃料上，这些燃料具有较高反应性和较宽的可燃性范围。局部热点还会增加生成氮的氧化物、一氧化碳，以及未燃的碳化氢，它们都是不希望的排气排放物。[0006]存在多种技术以容许较高操作温度，同时最大限度地减少局部热点和不希望的排放物。例如，已开发出各种喷嘴来在燃烧之前更为一致地混合较高反应性燃料和工作流体。然而，经常的是，较高反应性燃料喷嘴包括多个混合管，这些混合管导致跨过喷嘴的较大压差。此外，较高反应性燃料喷嘴通常在喷嘴的中心部分并不包括