[发明专利]用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构

说明书

本发明涉及燃气轮机技术领域，公开了一种用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构，包括燃烧室头部和隔离罩，隔离罩为两端开口的中空锥形结构，与燃烧室头部同轴设置，隔离罩的小径端与燃烧室头部的出焰口相连接，隔离罩上设置有多个贯穿的冷却孔。本发明提供的用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构，通过在燃烧室头部的出焰口设置锥形的隔离罩，消除角涡区中的非定常释热，控制火焰面积变化所造成的释热脉动，限制火焰皱褶和卷曲，降低火焰对扰动的响应，减弱相邻火焰之间的耦合，从而解决贫油预混工况下容易出现的燃烧不稳定问题。本发明提供的用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构具有结构简单、可靠性强、可适用工况范围广的优点。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构。

背景技术

燃气轮机已成为当今社会的重要组成元素，在航空运输与发电领域的重要性尤为突出。燃气轮机主要使用化石燃料在燃烧室中燃烧以释放能量，燃烧过程也伴随着氮氧化物、一氧化碳、未燃碳氢和冒烟等污染物的生成。

越来越严格的污染物排放要求促进了燃烧室内燃烧技术的发展。现有研究表明，氮氧化物的生成主要受热力型机理控制，降低燃烧室内高温区温度可有效减少氮氧化物的生成量，所以以降低高温区温度为目的的贫油预混燃烧技术得到了广泛应用。

贫油预混燃烧在减少氮氧化物生成量的同时，也带来了燃烧不稳定的问题，不但降低了燃烧效率，容易造成回火或熄火，甚至会破坏燃烧室的结构。

发明内容

本发明实施例提供一种用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构，用以解决贫油预混燃烧在减少氮氧化物生成量的同时，也带来的降低燃烧效率、容易发生回火或熄火、甚至会破坏燃烧室结构的燃烧不稳定的问题。

本发明实施例提供一种用于抑制燃烧不稳定的燃烧室结构，包括燃烧室头部，还包括与所述燃烧室头部同轴设置的隔离罩，所述隔离罩为两端开口的中空锥形结构，所述隔离罩的小径端与所述燃烧室头部的出焰口相连接，所述隔离罩上设置有多个贯穿的冷却孔。

其中，所述燃烧室结构还包括进气通道和火焰筒，所述燃烧室头部设置于所述进气通道内，所述冷却孔连通所述进气通道和所述火焰筒。

其中，所述进气通道和所述火焰筒的截面均为圆环形，且所述进气通道和所述火焰筒同轴设置；多个所述燃烧室头部在所述进气通道内沿周向均匀分布。

其中，所述燃烧室头部的数量为6-30。

其中，所述燃烧室结构还包括圆环形的隔板，所述隔板设置于所述进气通道和所述火焰筒之间；所述火焰筒包括内筒壁和外筒壁，所述内筒壁与所述隔板的内圈圆环相连接，所述外筒壁与所述隔板的外圈圆环相连接；所述隔板上与所述隔离罩相对应设有多个通孔，所述隔离罩的大径端通过所述通孔与所述隔板连接。

其中，所述火焰筒的环宽为所述隔离罩大径端的出口直径的1至4倍。

其中，所述燃烧室头部包括从外向内、同轴设置的安装环、级间段和中心体，所述安装环的内壁与所述级间段的外壁之间的环形通道设置有外旋流器，所述级间段的内壁和所述中心体的壁面之间的环形通道设置有内旋流器；所述隔离罩的小径端与所述安装环连接。

其中，所述隔离罩小径端的进口直径为所述安装环内径的1至1.5倍。

其中，所述隔离罩对应侧内壁的扩张角为35～170°。

其中，所述隔离罩的轴向长度为所述隔离罩大径端的出口直径的0.5至3倍。