[发明专利]延迟贫喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机，确切地说，涉及延迟贫喷射系统。

背景技术

燃气涡轮机广泛应用于工业生产和商业运作中。典型的燃气涡轮机包括位于前部的压缩机、位于中间的一个或多个燃烧器和位于尾部的涡轮机。压缩机向工作流体(例如，空气)施加动能，以产生压缩的工作流体并使之处于高能状态。随后，压缩的工作流体离开压缩机并流向燃烧器，在燃烧器中，压缩的工作流体与燃料混合并燃烧，从而产生高温高压的燃烧气体。燃烧气体流向涡轮机，在涡轮机中，燃烧气体膨胀以做功。为了保证燃气涡轮机的整体性能，一个具有良好工程性的喷射系统对于燃烧器是非常重要的，因此也是所期望的。

发明内容

根据本发明的一方面，延迟贫喷射系统(late lean injection system)包括设置在燃烧区邻近处的至少一个燃料喷射器。还包括至少一个导向器，其用于将气流从邻近于压缩机排气出口的区域引导至所述至少一个燃料喷射器。

根据本发明的另一方面，延迟贫喷射系统包括界定过渡区内部(transition interior)的过渡导管，所述过渡导管具有适用于连接到第一涡轮区的一端，以及相对端。还包括套管，所述套管在过渡导管的径向向外方向间隔分布，并且围绕所述过渡导管周向延伸。进一步包括至少一个燃料喷射器，其经配置以将燃料喷射到过渡区内部中。还进一步包括至少一个导向器，其用于将气流引导至所述至少一个燃料喷射器。

根据本发明的又一方面，延迟贫喷射系统包括具有上游端和下游端的过渡导管。还包括设置在邻近过渡导管的上游端处的衬管。进一步包括导流套管，所述导流套管在衬管的径向向外方向间隔分布，并且围绕所述衬管周向延伸。还进一步包括至少一个燃料喷射器，其设置为邻近过渡导管和衬管中的至少一者。还包括至少一个导向器，其用于将气流从邻近于压缩机排气出口的区域引导至所述至少一个燃料喷射器。

通过以下结合附图进行的说明可以更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。

附图说明

本说明书中的权利要求书详细指出并明确主张了本发明。通过以下结合附图进行的详细说明可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：

图1是延迟贫喷射系统的第一实施例的侧视图，所述延迟贫喷射系统具有至少一个燃料喷射器；

图2是延迟贫喷射的第二实施例的侧视图；

图3是延迟贫喷射系统的第三实施例的侧视图；

图4是具有至少一个导向器的延迟贫喷射系统的截面图；

图5是图4中的至少一个导向器中发生的气流渗透剖面的简化图；

图6是另一实施例中具有至少一个导向器的延迟贫喷射系统的截面图；以及

图7是图6中的至少一个导向器中发生的气流渗透剖面的简化图。

具体实施方式参考附图并通过实例来介绍本发明的各实施例以及优点和特征。

具体实施方式

参考图1，示出了本发明第一实施例的延迟贫喷射系统10。延迟贫喷射系统10包括燃气涡轮机系统的过渡件组件11，所述过渡件组件在燃烧室(未标出)与第一涡轮级(未图示)之间可操作地连接，并且包括由过渡导管12界定的内部21。过渡导管12将来自燃烧室的热燃烧气体传送到涡轮机的入口处，所述燃烧室通常在过渡导管12的上游。过渡导管12的至少一部分可以由冲击套管14包围在周围，所述冲击套管在所述过渡导管12的径向向外方向间隔分布。过渡件组件11的上游是衬管16。衬管16和过渡导管12的内部区域包括燃烧区，热气在其中燃烧，而且被导向涡轮机。衬管16的至少一部分由导流套管17包围在周围，所述导流套管在所述衬管16的径向向外方向间隔分布。图中示出压缩机排气缸32，而且所述压缩机排气缸包括压缩机排气出口34。

燃气涡轮机的燃烧室是延迟贫喷射(LLI)兼容的。LLI兼容的燃烧室为符合以下条件的任何燃烧室：具有超过2500°F的出口温度，或能够处理所含组分比甲烷更具活性/反应性、且该组分热侧滞留时间(hot side residence time)大于10毫秒(ms)的燃料。

参考图2，示出了第二实施例的延迟贫喷射系统10。第二实施例的延迟贫喷射系统10与第一实施例的延迟贫喷射系统类似，但它不包括包围在过渡导管12周围的冲击套管14。