[发明专利]具有稀释孔的燃气轮机过渡件

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧器技术，更具体地涉及用于使热燃烧气 体在涡轮燃烧器与第一级涡轮喷嘴之间流动的过渡件。

背景技术

众所周知，燃烧常规碳氢化合物燃料的燃气轮机通常产生空气污 染排放物。这些排放物通常是氮氧化物、一氧化碳和未燃的碳氢化合 物。同样众所周知的是，使分子态氮氧化和使一氧化碳氧化为二氧化 碳取决于涡轮燃烧器产生的热气流的温度，该热气流经过渡件流到第 一级喷嘴。为了提高与排放物相关的燃烧器性能，气体温度必须在充 足的时间期间足够高以氧化一氧化碳，又不会太高以致产生过量的氮 氧化物。

已提出各种原理来将反应区温度维持在形成NO_x的水平以下或 者通过减少高温留置时间使得NO_x形成反应没有足够的时间发生，或 两者兼备。一种降低燃烧器中的反应区温度的方法是在燃烧前提供稀 薄的燃料-空气混合物。该稀薄的混合物可至少部分地通过供应稀释空 气到燃烧器衬套以吸收热量并将温升降低至热NO_x不会形成的水平 来实现。然而，在很多情形中，即使具备稀薄的预混燃料和空气，但 是温度太高致使产生不期望的排放物。

也已提出供应稀释空气到燃烧器与第一级喷嘴之间的过渡件。例 如，在一种现有技术的过渡件中，两个稀释孔定位在过渡件的出口附 近、靠近第一级喷嘴。

在共有的公报No.US 2005/0204741A1中，提供了一种过渡件稀 释空气处理系统，其有助于稀释混合和减少排放。具体而言，该稀释 空气处理系统在预定的轴向和周向位置处提供稀释空气射流到过渡 件中，以在有效利用压缩机排气的同时优化减少排放物。然而，各种 现有技术方案还是存在不期望的排放物的问题。

发明内容

在一个示范性但非限制性的实施例中，本发明涉及一种燃气轮机 过渡件，其包括：具有前端和后端的通道本体，该通道本体限定用于 限制燃烧产物流从燃烧器到涡轮第一级喷嘴的罩壳(enclosure)；以及 多个稀释孔，其形成在通道本体中，位于表1所列的选定的X、Y、Z 坐标组所限定的位置处，该X、Y、Z坐标从位于过渡件出口平面中 心处的零基准点起测量。

在另一方面，本发明涉及一种燃气轮机过渡件，其包括：具有前 端和后端的通道本体，该通道本体限定用于限制燃烧产物流从燃烧器 到涡轮第一级喷嘴的罩壳；以及多个稀释孔，该多个稀释孔形成在所 述通道本体中，位于在表1所列X、Y、Z坐标组中的选定组所限定 的位置处，该X、Y、Z坐标组从在过渡件后端位于出口平面中心处 的原点测量，其中，该通道本体的长度大致为20英寸，且其中，该 多个稀释孔的直径在0.3英寸到1.75英寸的范围内。

在再一方面，本发明涉及一种燃气轮机过渡件，其包括：具有前 端和后端且长度大致为20英寸的通道本体，该本体限定用于限制燃 烧产物流从燃烧器到涡轮第一级喷嘴的罩壳；以及5到17个形成在 该通道本体中的稀释孔，其中，该多个稀释孔的直径在0.3英寸到1.75 英寸的范围内，并且组合的开口截面面积在2平方英寸到7.5平方英 寸之间，该稀释孔的位置选自表1所列的X、Y和Z坐标组的任意组 合。

现在将结合鉴别如下的附图描述本发明。

附图说明

图1是经过常规的燃气轮机燃烧器和过渡件的截面；

图2是根据本发明的一个示范性但非限制性的实施例的结合了稀 释孔的过渡件的俯视图；以及

图3是图2所示的过渡件的侧视图；以及

图4是图2和图3所示的过渡件的后端视图，其中示出了基准出 口平面的原点。

具体实施方式