一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種燃氣輪機燃燒室噴嘴的結構設計，特別涉及一種燃氣輪機燃燒室噴嘴的整流結構，屬于燃氣輪機技術領域。
【背景技術】
[0002]一種特定的干式低NOx排放的燃燒系統包括多個燃燒室以環形陣列圍繞渦輪轉子軸線設置，每個燃燒室將空氣與燃料在燃燒之前進行混合，然后點燃混合物，從而產生高溫高壓的燃燒氣體。用于各種燃燒室的燃料噴射系統由多個燃料噴嘴組成，該燃料噴嘴安裝在該燃燒室上游端的端蓋上。如果燃料與空氣在燃燒之前沒有混合均勻，就會在燃燒室中形成局部熱點。局部熱點可能會增加NOx的排放量，并會增大燃燒室內的火焰回火到噴嘴中或附著在噴嘴的幾率，從而損壞噴嘴。
[0003]眾所周知，燃氣輪機系統的熱效率通常隨燃氣溫度的升高而提高。現在已有多種技術可用來提高運行溫度，并最小化NOx的排放量，以及回火和火焰附著的幾率。通過不斷的改進噴嘴的設計可使燃料和空氣在燃燒之前混合更均勻，從而減少或防止回火或火焰附著。通過增加噴嘴的數量可一定程度上增加混合的均勻度，但由于噴嘴設置在外圍，空氣從噴嘴外流向中心處會存在一個半徑方向的速度分量，該速度分量會影響空氣在空氣旋流器內的流動，導致空氣與燃料混合不均勻。混合不均勻會增大NOx排放，影響火焰穩定性并導致回火或火焰附著。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，使其實現主動調整進入外圍噴嘴的空氣量，有助于外圍噴嘴和中心噴嘴的空氣分配，改善空氣與燃料的混合效果，從而增強燃燒穩定性。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，所述噴嘴包括懸掛法蘭、外管、內管和空氣旋流器；內管和外管之間形成燃料氣通道，內管內部為空氣通道；所述的空氣旋流器設置在外管的外部，并與燃料氣通道相連；其特征在于:所述整流結構設置在懸掛法蘭和空氣旋流器之間，該整流結構包括第一空氣引流板、第二空氣引流板和引流板安裝板；第一空氣引流板和第二空氣引流板的迎風面呈弧形狀；第一空氣引流板和第二空氣引流板的一側分別嵌套在外管上，且相對于外管的軸線對稱布置；第一空氣引流板和第二空氣引流板的一端通過引流板安裝板安裝在空氣旋流器上，第一空氣引流板和第二空氣引流板的另一端懸空放置；所述第一空氣引流板和第二空氣引流板的迎風面上分別設置有鰭狀導流片。
[0007]本實用新型的技術特征還在于:所述噴嘴還包括支架，所述第一空氣引流板和第二空氣引流板的一端通過支架固定在引流板安裝板上，引流板安裝板固定在空氣旋流器外部靠近燃燒室中心線的一側。
[0008]本實用新型的另一技術特征是:所述的第一空氣引流板和第二空氣引流板的背風面布置有加強筋。
[0009]本實用新型所述的第一空氣引流板和第二空氣引流板的懸空放置的一端通過定位銷和定位銷孔連接在一起。
[0010]本實用新型提供的一種預混合燃料噴嘴的整流結構，具有以下優點:①使外圍噴嘴進氣更加均勻，抵消上游來流的環狀不均勻性；②增加外圍噴嘴的空氣量，有助于外圍噴嘴和中心噴嘴的空氣分配可有效降低空氣的徑向速度，在空氣進入空氣旋流器之前有較均勻的軸向速度分布，改善空氣與燃料的均勻混。
【附圖說明】
[0011]圖1為帶整理結構的燃燒室預混合燃料噴嘴實施例的結構示意圖(剖視圖)。
[0012]圖2為圖1所示實施例的三維結構示意圖。
[0013]圖3為圖1所示的帶鰭狀導流片實施例的三維結構示意圖。
[0014]圖4a和圖4b分別為第一空氣整流板迎風面和背風面的三維結構不意圖。
[0015]圖5a和圖5b分別第二空氣整流板迎風面和背風面的三維結構不意圖。
[0016]圖中，1-外管；2_懸掛法蘭；3_第一空氣整流板；4_第二空氣整流板；5_整流板安裝板；6_支架；7_加強筋；8_定位銷；9_定位銷孔；10_空氣旋流器；11_鰭狀導流片；12-燃料噴射柱；13_燃料噴射孔；14_內管；15-波紋管；16-杯套。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例用于說明本實用新型，但不用于限制本實用新型的范圍。
[0018]如圖1?圖3所示，預混合燃料噴嘴包括外管1、懸掛法蘭2、內管14、空氣旋流器10、整流結構、燃料噴射柱12、燃料噴射孔13、波紋管15和杯套16 ;內管14和外管I之間形成燃料氣通道，內管14內部為空氣通道，空氣旋流器10設置在外管I的外部，并與燃料氣通道相連，空氣經過空氣旋流器10產生旋流，燃料氣從懸掛法蘭2進入燃料氣通道，通過燃料噴射柱12上的燃料噴射孔13噴出，在杯套16與外管I之間的區域內與旋流空氣發生混合，在下游產生火焰進行燃燒；所述整流結構設置在所述空氣旋流器10上游處，即設置在懸掛法蘭2和空氣旋流器10之間，該整流結構包括第一空氣整流板3、第二空氣整流板4和整流板安裝板5 ;第一空氣整流板3和第二空氣整流板4的迎風面呈弧形狀；第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的一側為半圓弧，分別嵌套在外管I上，且相對于外管I的軸線對稱布置；第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的一端通過整流板安裝板5安裝在空氣旋流器上；第一空氣整流板3和第二空氣整流板4還可以通過支架6固定到整流板安裝板5上，整流板安裝板5固定在空氣旋流器外部靠近燃燒室中心線的一側；第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的另一端懸空放置。空氣從燃料噴嘴外部向上游方向流動，遇到燃燒室端部的端蓋后向中心流動，進入燃料噴嘴，在第一空氣整流板3和第二空氣整流板4的作用下，可以有效降低空氣的徑向速度，使空氣在軸向上有較均勻的速度分布，從而改善空氣與燃料的混合。第一空氣整流板3和第二空氣整流板4的迎風面上設置有鰭狀導流片11，鰭狀導流片11可對空氣起到導流作用。
[0019]第一空氣整流板3和第二空氣整流板4的背部布置有加強筋7，可顯著增大第一空氣整流板3和第二空氣整流板4的剛度，防止工作過程中發生共振，增強其可靠性。第一空氣整流板3和第二空氣整流板4的懸空放置的一端通過定位銷8和定位銷孔9連接在一起，防止第一空氣整流板與第二空氣整流板錯開，并可方便拆裝(參見圖4a、圖4b、圖5a和圖5b);兩個空氣引流板另一端通過螺栓或其它方式固定在空氣旋流器的外部。
【主權項】
1.一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，所述噴嘴包括懸掛法蘭(2)、外管(1)、內管(14)和空氣旋流器(10);內管(14)和外管(I)之間形成燃料氣通道，內管(14)內部為空氣通道；所述的空氣旋流器(10)設置在外管(I)的外部，并與燃料氣通道相連；其特征在于:所述整流結構設置在懸掛法蘭(2)和空氣旋流器(10)之間，該整流結構包括第一空氣引流板(3)、第二空氣引流板(4)和引流板安裝板(5);第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的迎風面呈弧形狀；第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的一側分別嵌套在外管(I)上，且相對于外管(I)的軸線對稱布置；第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的一端通過引流板安裝板(5)安裝在空氣旋流器上，第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的另一端懸空放置；所述第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的迎風面上分別設置有鰭狀導流片(11)。2.如權利要求1所述的一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，其特征在于，所述噴嘴還包括支架(6)，所述第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的一端通過支架(6)固定在引流板安裝板(5)上，引流板安裝板(5)固定在空氣旋流器外部靠近燃燒室中心線的一側。3.如權利要求1或2所述的一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，其特征在于，所述的第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的背風面上均設置有加強筋(7)。4.如權利要求3所述的一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，其特征在于，所述的第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的懸空放置的一端通過定位銷(8)和定位銷孔(9)連接在一起。
【專利摘要】一種燃燒室預混合燃料噴嘴的整流結構，該噴嘴含有懸掛法蘭、外管、內管、空氣旋流器和整流結構；整流結構設置在懸掛法蘭和空氣旋流器之間，包括第一空氣引流板、第二空氣引流板、鰭狀導流片和整流板安裝板；空氣引流板的迎風面呈弧形狀，且在迎風面上設置有鰭狀導流片。兩個空氣引流板分別嵌套在外管上，且相對于外管的軸線對稱布置。第一空氣引流板和第二空氣引流板的一端安裝在空氣旋流器上，其另一端懸空放置。該整流結構可使外圍噴嘴進氣更加均勻，抵消上游來流的環狀不均勻性；增加外圍噴嘴的空氣量，有助于外圍噴嘴和中心噴嘴的空氣分配；可有效降低空氣的徑向速度，實現較均勻的軸向速度分布，改善空氣與燃料的均勻混合。
【IPC分類】F23R3/02
【公開號】CN204648315
【申請號】CN201520109155
【發明人】查筱晨, 劉小龍, 張珊珊, 張龍
【申請人】北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年2月13日