[发明专利]改善的燃料分配歧管

说明书

本发明题为“改善的燃料分配歧管”。本发明提供了燃料分配歧管和燃烧器。燃料分配歧管包括主体和限定在该主体内的燃料回路。该燃料回路包括从入口大致轴向延伸到第一分支区段和第二分支区段的入口区段。在该第一分支区段和该第二分支区段从该入口区段轴向延伸到相应的第一出口和相应的第二出口时，该第一分支区段和该第二分支区段周向分散远离彼此。

技术领域

本公开整体涉及一种用于气体涡轮的燃烧器。具体地，本公开涉及一种用于将燃料提供到燃料喷射器的燃料分配歧管，该燃料喷射器设置在限定于燃烧器内的初级燃烧区下游。

背景技术

涡轮机用于各种工业和应用中以用于能量传递目的。例如，气体涡轮引擎通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入气体涡轮引擎的工作流体的压力，并且将该压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料(例如，天然气)在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段，在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如，涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后燃烧气体经由排气区段离开气体涡轮。

为了平衡总体排放性能并有利于下调操作，某些燃烧器设计包括多个燃料喷射器，这些燃料喷射器围绕衬里布置并且大致定位在燃烧区下游。燃料喷射器通常径向延伸到衬里或穿过衬里以提供进入燃烧气体流场中的流体连通。这种类型的系统在本领域和/或气体涡轮工业中通常称为轴向燃料分级(“AFS”)或有时称为分布式燃烧。

在操作中，经压缩的工作流体的一部分被引导通过和/或围绕每个燃料喷射器并进入燃烧气体流场中。将来自燃料喷射器的液态或气态燃料喷射到经压缩的工作流体的流中以提供贫燃或富空气易燃混合物，该混合物在燃烧气体流场中与热燃烧气体混合时燃烧，从而增加燃烧器的点火温度，而不引起燃烧气体在燃烧区内部的停留时间的对应的增加。因此，可在不牺牲总体发射性能的情况下增加燃烧器的总体热力学效率。

燃料歧管通常用于在一个或多个AFS喷射器之间分配从外部源接收的燃料。当前燃料分配歧管包括多个部件、接头和可引起燃料泄漏和/或燃料歧管两端的压降的急剧/有力的转弯。因此，设计者必须使用具有大直径的燃料管，这需要一个或多个昂贵的燃料波纹管，以便适应燃料歧管两端的压降。因此，本领域需要具有减小的压降从而增加总体气体涡轮性能和成本节约的改善的燃料歧管。

发明内容

根据本公开，燃料燃烧歧管和燃烧器的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从该描述中显而易见，或者可通过该技术的实践了解到。

根据一个实施方案，提供了一种在涡轮机的燃烧器中使用的燃料分配歧管。该燃料分配歧管包括主体和限定在该主体内的燃料回路。该燃料回路包括入口区段，该入口区段从入口大致轴向延伸；第一分支区段，该第一分支区段流体耦接到该入口区段并且延伸到第一出口；以及第二分支区段，该第二分支区段流体耦接到所述入口区段并且延伸到第二出口。在该第一分支区段和该第二分支区段分别从该入口区段轴向延伸到该第一出口和该第二出口时，该第一分支区段和该第二分支区段周向分散远离彼此。

根据另一个实施方案，提供了一种燃烧器。该燃烧器包括燃烧器壳体和耦接到该燃烧器壳体的端盖。该燃烧器还包括初级燃料喷嘴，该初级燃料喷嘴在该端盖下游在该燃烧器壳体内轴向延伸。初级燃烧区限定在该初级燃料喷嘴下游。该燃烧器还包括位于该初级燃烧区下游的多个燃料喷射器。燃料分配歧管耦接到该燃烧器的燃烧器壳体并流体耦接到该多个燃料喷射器。该燃料分配歧管包括主体和限定在该主体内的燃料回路。该燃料回路包括入口区段，该入口区段从入口大致轴向延伸；第一分支区段，该第一分支区段流体耦接到该入口区段并且延伸到第一出口；以及第二分支区段，该第二分支区段流体耦接到所述入口区段并且延伸到第二出口。在该第一分支区段和该第二分支区段分别从该入口区段轴向延伸到该第一出口和该第二出口时，该第一分支区段和该第二分支区段周向分散远离彼此。