[发明专利]用于燃气涡轮发电站燃烧器的烧嘴

说明书

一种用于燃气涡轮发电站燃烧器的烧嘴，烧嘴具有轴线，且包括由压缩空气进给的入口；面对燃烧室的出口；沿轴线延伸且具有带大致在烧嘴出口处的末梢的下游部分的喷枪；用于在空气流中喷射燃料的至少燃料喷射器；至少喷枪下游部分与壳之间的环形腔；用于在环形腔中生成空气或空气和燃料的混合物的轴向涡旋的涡旋生成器；其中烧嘴还包括喷枪末梢处的至少火花生成器。

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2017年12月26日提交的俄罗斯专利申请第2017145773号的优先权，其公开通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于发电站的燃气涡轮的烧嘴。具体而言，本发明涉及一种用于发电站的燃气涡轮的顺序筒形燃烧器的预混烧嘴。

此外，本发明涉及一种包括上述预混烧嘴的顺序筒形燃烧器，以及包括此顺序筒形燃烧器的用于发电站的燃气涡轮。

背景技术

如已知，用于发电站的燃气涡轮组件（在下文中仅为燃气涡轮）包括具有轴线且设有上游压缩机区段、燃烧器区段和下游涡轮区段的转子。用语下游和上游是指穿过燃气涡轮的主气流的方向。具体而言，燃烧器包括供有空气的入口以及压缩经过的空气的多个叶片。离开压缩机的压缩空气流入仓室，即，由外壳界定的封闭容积，且从该处进入燃烧器中。在燃烧器内，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入燃烧室，在该处，该混合物燃烧。所得的热气体离开燃烧器且在涡轮中膨胀来在转子上做功。

为了实现高效率，需要高涡轮入口温度。然而，由于此高温，故生成高NOx排放。

为了减少这些排放并提高操作灵活性，如今已知执行顺序燃烧循环的特定类型的燃气涡轮。

大体上，顺序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烧嘴和燃烧室。沿着主气流方向，上游燃烧器称为“预混”燃烧器且由压缩空气进给。下游燃烧器称为“顺序”或“再热”燃烧器且由离开第一燃烧室的热气体进给。根据第一类型的顺序燃气涡轮，两个燃烧器由称为高压涡轮的涡轮叶片级物理地分离。

如今，已知第二类型的顺序燃气涡轮，其中此类燃气涡轮未设有高压涡轮，且预混和再热烧嘴在共同的筒形壳内直接地布置在彼此下游。根据此类顺序燃气涡轮，多个筒形燃烧器布置为围绕转子轴线的环。每个筒形燃烧器设有衬套，即，限制燃烧室的壳，其分成分别相对于再热烧嘴在上游和下游的两个部分。衬套的上游部分称为预混衬套，而下游部分称为顺序衬套，且在下游与称为相框的面对涡轮的凸缘连接。通常，顺序衬套和相框实现为称为过渡管的单件，其构造成朝涡轮引导离开燃烧器的热气体，具体是朝涡轮的第一导叶。例如，再热烧嘴可以以延伸跨过流动通道的多个单或双燃料喷射器指的形式实现。优选地，这些喷射器指可以以具有优选叶形后缘的流线体的形式实现。由于高热气体温度，故再热烧嘴未设有任何火花器，且燃烧作为自燃开始。

当然，有可能实现带有单个燃烧级且因此包括单个烧嘴和限定单个燃烧室的单个衬套的筒形燃烧器。

引用了上述不同类型的燃气涡轮（即，带有单个或两个燃烧级的筒形燃烧器），因为根据本发明的烧嘴可用作单个烧嘴或作为这两个不同类型的筒形燃烧器中的预混烧嘴。