[发明专利]用于燃气涡轮的连续燃烧器的第二级燃烧器

说明书

一种燃气涡轮的燃烧器，其包括：第一级燃烧器和第二级燃烧器，其布置在第一级燃烧器的下游并包括沿轴向方向延伸的第二级燃烧室；轴向喷枪注射器；以及火焰稳定器装置。轴向喷枪注射器包括在轴向方向上从第一级燃烧器通过第二级燃烧器的过渡区域延伸到第二级燃烧室中的细长流线型主体。细长流线型主体和过渡区域防止在过渡区域中的气体再循环。第一交叉流动注射喷嘴和第二交叉流动注射喷嘴在细长流线型主体上设在相应的轴向位置处，并且火焰稳定器装置布置在第一交叉流动注射喷嘴与第二交叉流动注射喷嘴的下游。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2017年11月15日提交的欧洲专利申请编号17201920.0的优先权，其公开内容通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于燃气涡轮的连续燃烧器(sequential combustor，有时也称为顺序燃烧器)的第二级燃烧器。

背景技术

如已知的，用于发电厂的燃气涡轮的功率输出和效率的增加涉及若干挑战，并且燃料注射以获得有效且符合排放的燃烧是其中最关键的。事实上，为了实现更高的功率输出还要显著增加燃料供应，并且必须以这样的方式执行注射，使得燃料流量与稀释流体(例如新鲜空气或连续燃烧器中的第一燃烧器级的废气)的流量充分混合。较差混合可能会对燃烧和污染物排放水平产生负面影响。

对增加供应的燃料流量和提供充分混合的需要致使开发具有复杂结构的燃器(burner，有时也称为喷燃器)。已知的燃器倾向于满足在燃料供应和混合容量方面的繁重要求，然而仍然存在一些限制，尤其因为复杂结构具有重要牵连。取决于燃烧器的类型，需要提供具有关键空气动力学特性的多点喷枪注射器或流线型主体(streamlined body)。这种复杂结构的制造可能是困难的，并且获得可接受的结果所需的过程可能涉及大量成本。

此外，通常期望燃器组件(即，用于燃料注射和混合的装置)可从其壳体缩回，以用于在不需要拆卸燃烧器的大部件的情况下进行维护和改装的目的。尤其，期望燃器组件可轴向缩回以从罐式燃烧器(can combustor)中简单地取出。然而，正是由于其复杂的结构，已知的燃器组件不能缩回。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于燃气涡轮的连续燃烧器的第二级燃烧器和一种控制具有第一级燃烧器和第二级燃烧器的燃气涡轮的连续燃烧器的方法，其允许克服或至少减弱所描述的限制。

根据本发明，提供一种燃气涡轮的燃烧器，其包括：

第一级燃烧器和第二级燃烧器，其中，第二级燃烧器布置在第一级燃烧器的下游并包括沿轴向方向延伸的第二级燃烧室；

轴向喷枪注射器；以及

火焰稳定器装置；

其中，轴向喷枪注射器包括：

细长流线型主体，其在轴向方向上从第一级燃烧器通过第二级燃烧器的过渡区域延伸到第二级燃烧室中，其中，细长流线型主体和过渡区域构造成防止从第一级燃烧器流到第二级燃烧室的气体在过渡区域中再循环；

多个第一交叉流动注射喷嘴和多个第二交叉流动注射喷嘴，其在细长流线型主体上设在相应的轴向位置处；

并且其中，火焰稳定器装置布置在第一交叉流动注射喷嘴和第二交叉流动注射喷嘴的下游。

燃烧器结合具有极其简单的设计的轴向喷枪注射器和火焰稳定器装置，其允许将火焰锚定在一个或多个期望位置处。尤其，前火焰(front flame，有时也称为前缘火焰)可在全负载下设定在轴向下游位置处，以减少火焰后停留时间(post-flame residencetime)和NOx的产生。