用于燃?xì)鉁u輪的燃燒器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鉁u輪組件的燃燒器裝置，其包括第一噴燃器、第一燃燒腔室、用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開第一燃燒腔室的熱氣體的混合器、第二噴燃器和第二燃燒腔室，它們?cè)诹黧w流連接中按順序布置，其中，第一噴燃器、第一燃燒腔室、用于在第二噴燃器之前摻合稀釋氣體的混合器裝置和第二燃燒腔室成排，以形成在第一燃燒腔室和第二噴燃器之間延伸的流徑。
【背景技術(shù)】
[0002]從多篇現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中了解到燃?xì)鉁u輪組件。WO 03/038253提供了一種用于燃?xì)鉁u輪的燃燒器裝置，其通過(guò)多個(gè)公共的均勻環(huán)形燃燒腔室進(jìn)行順序燃燒。
[0003]WO 2012/136.787 Al描述了使用多個(gè)燃燒腔室元件，它們單獨(dú)布置成圍繞燃?xì)鉁u輪組件的轉(zhuǎn)子。各個(gè)燃燒腔室元件提供燃燒器殼體，燃燒器殼體包括第一和第二噴燃器以及中間空氣供應(yīng)，各個(gè)燃燒腔室元件具有管狀或類似管狀或形狀不定的橫截面，而且各個(gè)燃燒腔室元件相對(duì)于燃?xì)鉁u輪組件的中心軸線延伸一徑向距離。用于第二噴燃器的燃料供應(yīng)和用于傳送導(dǎo)管的所述空氣供應(yīng)設(shè)有特定的導(dǎo)管，該導(dǎo)管相對(duì)于管狀燃燒腔室元件沿徑向定向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目標(biāo)在于為兩級(jí)燃燒器提供改進(jìn)的燃料和空氣分配。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)在于為用于燃?xì)鉁u輪組件的燃燒器裝置改進(jìn)維護(hù)和更換方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的用于燃?xì)鉁u輪組件的燃燒器裝置包括中心噴管本體，其布置在流徑內(nèi)部且從第一噴燃器通過(guò)第一燃燒腔室延伸到混合器中且可選地延伸到第二噴燃器中，其中中心噴管本體包括在噴管本體中的至少一個(gè)空氣導(dǎo)管，優(yōu)選地多個(gè)內(nèi)部空氣導(dǎo)管，以為第一噴燃器和第二噴燃器之間的至少一個(gè)混合器提供空氣，并且可選地超過(guò)，其中空氣通過(guò)空氣供應(yīng)元件噴射到燃燒器中。
[0006]在噴管本體中的空氣導(dǎo)管可同心地布置，并且當(dāng)在沿著燃燒器裝置的縱向軸線的橫截面中看時(shí)，它們?yōu)榄h(huán)形通道?？蛇x地，它們彼此相鄰地布置在噴管本體干路的外部殼體表面上，以尤其對(duì)作為燃料導(dǎo)管的噴管本體的內(nèi)部的另外的元件提供熱隔離。
[0007]環(huán)形通道具有不同的長(zhǎng)度，以沿著噴管本體干路與至少兩個(gè)不同的空氣供應(yīng)元件連接。特別地一個(gè)通道通到混合器和相應(yīng)的空氣供應(yīng)元件，并且通常內(nèi)部環(huán)形空氣導(dǎo)管的另一個(gè)通道通到超過(guò)混合器的區(qū)，以及通到噴管本體的自由端。可選地另外的導(dǎo)管通到超過(guò)第二噴燃器的混合級(jí)。
[0008]在所有級(jí)處的空氣供應(yīng)元件可包括噴管本體或延伸超過(guò)噴管本體的干路的殼體表面的元件的殼體壁中的環(huán)形通道、孔、縫隙或通氣孔。
[0009]燃燒器裝置的殼體部分地包圍噴管本體，并且適于連接到渦輪的第二噴燃器反應(yīng)區(qū)的殼體，其中，在連接位置，噴管本體的自由端延伸到第二噴燃器反應(yīng)區(qū)的殼體中。然后中心噴管本體被流徑包圍，并且布置在燃燒器殼體內(nèi)部?？諝夤?yīng)通道作為不同的殼體部分之間的腔體或作為雙壁殼體沿來(lái)自噴燃器(即，燃燒器腔室的外部)的熱氣體的流徑的逆流方向朝圍繞第一噴燃器的第一噴燃器裝置的腔體而設(shè)置，以引入噴燃器裝置中和/或引入噴管本體的空氣導(dǎo)管中，以及可選地引入熱氣體的內(nèi)部流徑和逆流空氣供應(yīng)之間的雙壁殼體壁的腔體中。
[0010]在燃燒器裝置的實(shí)施例內(nèi)，燃料導(dǎo)管是雙重線路導(dǎo)管，其適于在噴管本體內(nèi)將第一液態(tài)燃料產(chǎn)物和第二氣態(tài)燃料產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)絿娙计?。各個(gè)第二噴燃器可包括延伸到相關(guān)聯(lián)的燃燒器殼體的燃燒腔體中的燃料供應(yīng)元件。然后這樣的燃料供應(yīng)元件與燃料導(dǎo)管連接，而且它們可為例如葉形(1bed)或微型VG噴射器。燃料供應(yīng)元件可從噴管本體的干路延伸。它們可從干路沿徑向延伸。
[0011]各個(gè)第一噴燃器還可包括延伸到相關(guān)聯(lián)的燃燒腔室元件的燃燒腔體中的燃料供應(yīng)元件。然后這樣的燃料供應(yīng)元件與燃料導(dǎo)管連接，而且它們可為例如軸向旋流器噴射器、火焰片(flame sheet)噴射器、EV或AEV噴燃器，其中，在EP O 321 809 Al中顯示EV噴燃器，并且在DE 19547913 Al中顯示所謂的AEV噴燃器。
[0012]燃燒器殼體可對(duì)第一噴燃器級(jí)和第一噴燃器反應(yīng)區(qū)之間的燃燒腔體提供橫截面朝第一噴燃器反應(yīng)區(qū)增大的梯級(jí)以使火焰穩(wěn)定，以及對(duì)燃燒氣體提供膨脹空間。
[0013]燃燒器殼體還可對(duì)第二噴燃器級(jí)和燃燒器裝置的第二噴燃器反應(yīng)區(qū)之間的燃燒腔體提供橫截面朝燃燒器裝置的第二噴燃器反應(yīng)區(qū)增大的梯級(jí)，以使火焰穩(wěn)定，以及對(duì)燃燒氣體提供膨脹空間。
[0014]燃燒器裝置可包括布置成圍繞中心噴管的多個(gè)第一噴燃器，例如兩個(gè)至十個(gè)第一噴燃器。
[0015]燃燒器殼體部分地包圍噴管本體，并且適于連接到渦輪的第二噴燃器反應(yīng)區(qū)的殼體上，其中，在連接位置上，噴管本體的自由端延伸到第二噴燃器反應(yīng)區(qū)的殼體中。燃燒器裝置優(yōu)選地具有可移除的中心噴管本體。中心噴管本體可移除地安裝在燃燒器裝置中。燃燒器裝置可設(shè)計(jì)成允許沿著燃燒器裝置的縱向軸線，沿軸向移除中心噴管本體。流徑的橫截面沿逆流方向增大，使得噴管本體和從噴管本體的干路延伸的燃料噴射器可沿軸向方向收回而離開流徑。第一噴燃器典型地比第一燃燒腔室具有更小的橫截面，但噴管本體應(yīng)可與第一噴燃器一起收回，相應(yīng)地，第一燃燒腔室的前板的一部分應(yīng)是可移除的，優(yōu)選地可與噴管本體一起移除，以允許沿軸向收回噴管本體。
[0016]例如在順序燃燒器裝置內(nèi)部的熱氣體流徑的外徑保持恒定，或者沿從第二噴燃器的位置到混合器且進(jìn)一步到第一燃燒腔室的逆流方向增大。第一噴燃器布置成使得它在移除中心噴管本體之前單獨(dú)地移除，或者使得它可與中心噴管本體一起移除。中心噴管本體可沿順序燃燒器裝置中的熱氣體的逆流方向移除或撤出。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的中心噴管固有地包括安裝在殼體內(nèi)的燃料噴射噴管。中心噴管可從燃?xì)鉁u輪的框架以單個(gè)零件取出，并且因而可進(jìn)行更換和維護(hù)。這比WO 2012/136.787的單個(gè)燃料噴射噴管的更換更有效。
[0018]另外的優(yōu)點(diǎn)借助于通過(guò)用于噴燃器的兩級(jí)的中心噴管本體的燃料和空氣的分配實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為更好地混合，因?yàn)榭諝饪蓮耐獠繗んw壁以及從噴管本身噴射。
[0019]本發(fā)明提供用于燃?xì)鉁u輪組件的燃燒器裝置，其具有帶軸向旋流器的中心噴管，因而建立低成本且穩(wěn)定可靠的所謂的恒定壓力順序燃燒器，其具有的主要優(yōu)點(diǎn)在于，中心噴管可收回，包括用于所有級(jí)的燃料供應(yīng)。用于第一噴燃器級(jí)的燃料噴射可另外沿徑向、周向和軸向方向分級(jí)。
[0020]已經(jīng)證明下者改進(jìn)了燃燒器的功能:在第一級(jí)的環(huán)形區(qū)段之后，在環(huán)帶的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上有面向后的梯級(jí)或臺(tái)肩的形式的突然膨脹，即，橫截面的突然增加。與來(lái)自第一級(jí)的漩渦一起，這個(gè)梯級(jí)在寬運(yùn)行范圍中穩(wěn)定第一噴燃器級(jí)中的火焰。對(duì)于低負(fù)載狀況，燃料可利用沿徑向分級(jí)燃料供應(yīng)主要供應(yīng)到內(nèi)部區(qū)。在較高負(fù)載下，可增加通往外部級(jí)的燃料。
[0021]在第一噴燃器反應(yīng)區(qū)之后，稀釋空氣混合器可用來(lái)將熱氣體的溫度降低到第二噴燃器級(jí)所需要的水平?？蓪?duì)稀釋空氣混合器供應(yīng)來(lái)自外部和內(nèi)部的空氣，從而形成雙側(cè)式相對(duì)壁射流混合器。中心本體類型再熱噴燃器在稀釋空氣混合器之后。用于第二級(jí)噴燃器的燃料供應(yīng)完全通過(guò)用于氣態(tài)和液態(tài)燃料兩者的中心噴管本體來(lái)提供。
[0022]用于第一噴燃器級(jí)的噴燃器構(gòu)造可尤其為軸向旋流器/噴射器或所謂的EV或 AEV 噴燃器，如 WWW.alstom.com/Global/Power/Resources/Documents/Brochure