用于运行空气分级扩散喷嘴的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102563698A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102563698A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201110421077.2(22)申请日2011.12.06(30)优先权数据12/9607822010.12.06US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人A·P·德赛K·卡利斯瓦兰V·波利塞蒂(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人李强杨炯(51)Int.Cl.F23R3/00(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书77页页附图附图88页(54)发明名称用于运行空气分级扩散喷嘴的方法(57)摘要本发明涉及用于运行空气分级扩散喷嘴的方法。提供了一种用于运行用于燃气轮机燃烧器的空气分级扩散喷嘴的方法，以冷却喷嘴尖部以及改进气体燃料和空气在下游燃烧空间内的混合。空气在外部旋流器中与气体燃料混合，并且在下游燃烧管空间中膨胀。来自喷嘴中的冷却空气腔体的压缩空气流过内部旋流器，向下游从喷嘴的尖部传送到燃烧管空间，冷却喷嘴尖部，以及改进气体燃料与空气的混合，从而减少燃气轮机的排放，以及减少启动时积碳的形成。从喷嘴尖部进入燃烧空间中的排出空气的方向和旋转可布置成促进喷嘴尖部冷却和气体燃料与空气的混合。CN10256398ACN102563698A权利要求书1/3页1.一种冷却设置在具有压缩机和涡轮的燃气轮机的燃烧器中的空气分级扩散喷嘴的尖部端的方法，其中，所述喷嘴在所述燃烧器的燃烧管的上游，所述方法包括：提供空气分级扩散喷嘴，其包括：喷嘴本体，其包括由沿着所述喷嘴的纵向轴线设置的外周缘壁界定的气体燃料腔体；端部封闭壁；设置在所述气体燃料腔体内的冷却空气室；外部旋流器，其由来自所述气体燃料腔体的气体燃料和来自包围所述喷嘴本体的外部空间的压缩空气供应；以及所述冷却空气室的前部突出部，其延伸通过所述冷却空气室内的周缘壁且突出通过所述中心燃料室的端部封闭壁；从上游气体燃料源将气体燃料供应给所述气体燃料腔体；使气体燃料转移成通过限定在所述端部封闭壁的外周缘周围的气体喷射孔而流入所述外部旋流器的旋流通道中；使所述气体燃料与来自所述外部空间的压缩空气在所述外部旋流器内混合；将具有旋转方向的旋动的气体燃料和压缩空气排到所述喷嘴本体的所述端部封闭壁下游的燃烧管空间中；以及通过所述冷却空气室而将来自包围所述喷嘴本体的所述外部空间的压缩空气转移到所述喷嘴本体的所述端部封闭壁下游的所述燃烧管空间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转移所述压缩空气的步骤包括：用管来使来自所述外部空间的压缩空气流到所述冷却空气室，所述管通过所述气体燃料腔体的所述外周缘壁而流体地连接到所述压缩空气室上，以及通过所述冷却空气室的外周缘壁而流体地连接到其内的冷却空气腔体。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转移的步骤包括：将通过所述喷嘴本体和冷却空气室的所述周缘壁的所述管和穿孔大小设置成提供足够的压缩空气流来冷却所述喷嘴的尖部。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转移的步骤包括：将通过所述喷嘴本体和冷却空气室的所述周缘壁的所述管和穿孔大小设置成提供足够的压缩空气流来促进气体燃料和空气在所述燃烧管空间内的混合。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转移所述压缩空气的步骤进一步包括：通过所述喷嘴的尖部上的所述冷却空气室的所述周缘壁的前部突出部而将所述压缩空气传送到所述喷嘴下游的所述燃烧管的空间。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传送压缩空气的步骤包括：通过所述冷却空气室的所述周缘壁的所述前部突出部内的包括旋流叶片的旋流器来使所述压缩空气旋动。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传送压缩空气的步骤包括：对所述旋流叶片通道进行大小设置，以及对所述旋流叶片通道进行定向，以冷却所述喷嘴尖部。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传送压缩空气的步骤包括：对所述旋流叶片通道进行大小设置，以及对所述旋流叶片通道进行定向，以促进气体燃料和空气在燃烧空间内的混合。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转移所述压缩空气的步骤包括：使所述压缩空气流过所述冷却空气室的所述周缘壁的所述前部突出部内的多个尖部2CN102563698A权利要求书2/3页孔。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述使所述压缩空气流动的步骤包括：相对于所述喷嘴的所述纵向轴线而对所述压缩空气施加下游轴向速度和旋转速度。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述使所述压缩空气流动的步骤包括：对所述尖部孔进行大小设置，以及对所述尖部孔进行定向，以冷却所述喷嘴尖部。12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述使所述压缩空