[发明专利]用于燃气涡轮的筒式燃烧器和包括此筒式燃烧器的燃气涡轮

说明书

一种用于燃气涡轮的筒式燃烧器，该筒式燃烧器包括：至少一个喷燃器；在喷燃器下游且限定内燃烧室的至少一个衬套；阻尼器，其包括限定阻尼容积的阻尼器本体，该阻尼容积在衬套周围外部包绕且与燃烧室流体地连接；其中阻尼器本体与衬套间隔开以便在阻尼器本体和衬套之间形成冷却间隙，存在至少一个阻尼器颈部，其用作衬套和阻尼器本体之间的冷却间隙中的桥接件以用于使阻尼容积与燃烧室流体地连接；其中阻尼器本体和衬套之间的冷却间隙设有冷却装置，该冷却装置构造成用于增加阻尼器本体和衬套与间隙中经过的冷却空气之间的热传递。

相关申请的交叉引用

此申请要求享有于2017年11月15日提交的申请号为17201899.6的欧洲专利申请的优先权，通过引用包括该欧洲专利申请的公开内容。

技术领域

本发明涉及一种用于动力设备的燃气涡轮的筒式燃烧器。特别地，本发明涉及一种设有阻尼器的筒式燃烧器。此外，本发明涉及一种包括上文提到的筒式燃烧器的用于动力设备的燃气涡轮。

背景技术

如已知的那样，用于动力设备的燃气涡轮（在下文中仅为燃气涡轮）包括设有上游压缩机部分、燃烧器部分和下游涡轮部分的转子。用语下游和上游参考通过燃气涡轮的主气流的方向。特别地，压缩机包括供有空气的入口和压缩经过的空气的多个叶片。离开压缩机的压缩空气流到压室（即，由外壳界定的封闭容积）中，且从那里流到燃烧器中。在燃烧器内部，压缩空气与至少一种燃料混合。燃料和压缩空气的混合物流到燃烧器内部的燃烧室中（在该处，此混合物燃烧）。所得到的热气体离开燃烧器，且在涡轮中膨胀，从而在转子上做功。

为了实现高效率，需要高的涡轮入口温度。然而，由于此高温，生成高的NOx排放。

为了减少这些排放且提高操作灵活性，现今已知执行连续燃烧循环的特定类型的燃气涡轮。

大体上，连续燃气涡轮包括串联的两个燃烧器，其中每个燃烧器设有相关的喷燃器和燃烧室。沿着主气流方向，上游燃烧器称为“预混合”燃烧器且由压缩空气供给。下游燃烧器称为“连续”或“再热”燃烧器且由离开第一燃烧室的热气体供给。根据第一类型的连续燃气涡轮，两个燃烧器通过称为高压涡轮的涡轮叶片级物理地分离。

沿着主气流，该第一类型的连续燃气涡轮包括压缩机、第一燃烧器、高压涡轮、第二燃烧器和低压涡轮。压缩机和两个涡轮可连接至共同的转子，该转子围绕轴线旋转且由同心壳包围。

现今已知第二类型的连续燃气涡轮，其中该类型的燃气涡轮未设有高压涡轮，且预混合和再热喷燃器在共同的筒形壳内部一个在另一个下游直接地布置。根据该类型的连续燃气涡轮，多个筒式燃烧器提供成布置为围绕涡轮轴线的环。每个筒式燃烧器设有衬套（即，限制内燃烧室的壳），其分成相对于再热喷燃器分别在上游和下游的两个部分。衬套的上游部分称为预混合衬套，而下游部分称为连续衬套且在下游与面向涡轮的凸缘（称为相框（picture frame））连接。通常，连续衬套和相框实现为称为过渡管道的单个件，其构造成用于使离开燃烧器的热气体朝涡轮（特别是朝涡轮的第一导叶）引导。例如，再热喷燃器可以以延伸跨过流通道的多个单燃料或双燃料喷射器指状物的形式实现。优选地，这些喷射器指状物可以以优选地具有叶状后缘的流线体的形式实现。

当然，根据现有技术的实践，可能实现带有单个燃烧级且因此包括限定单个燃烧室的单个衬套和单个喷燃器的筒式燃烧器。

提到了上文描述的不同类型的燃气涡轮（即，带有单个或两个燃烧级的筒式燃烧器），因为本发明可应用在所有这两种不同类型的筒式燃烧器中。

在操作期间，在燃烧室内部可生成压力振荡，这可引起机械损坏且限制操作状态。通常燃气涡轮必须在贫乏（lean）模式中操作以符合污染排放。在此操作模式期间，喷燃器火焰对于流扰动极为敏感，且可容易与燃烧室的动态耦合以导致热声不稳定。为此，燃烧室通常设有阻尼装置，以便抑制这些压力振荡。