燃氣渦輪的焚燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃氣渦輪的焚燒器。作為優(yōu)選但非必要地，焚燒器布置用于使液體或氣體燃料與空氣或熱氣體(冷卻空氣通常也混合)快速混合，使得燃料和空氣/熱氣體的混合物以預(yù)混方式自動點燃和燃燒。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在燃氣渦輪的燃燒室中正確地燃燒燃料與空氣，燃料和空氣/熱氣體通常供應(yīng)到位于燃燒室上游的一個或更多個焚燒器中；在焚燒器中，空氣/熱氣體和燃料混合，并且混合物接著在燃燒室中燃燒。
[0003]對于正確燃燒(預(yù)混燃燒)，混合必須使得燃料和空氣/熱氣體生成均勻混合物，甚至在由燃氣渦輪的焚燒器的空間限制施加的約束的情況下。
[0004]為了快速混合燃料和空氣/熱氣體，焚燒器具有包括產(chǎn)生湍流的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管?？諝?熱氣體穿過獲得湍流的這些結(jié)構(gòu)；燃料噴射在湍流流動中，使得實現(xiàn)與空氣/熱氣體的快速混合。在下文中，產(chǎn)生湍流的結(jié)構(gòu)稱為渦流發(fā)生器。
[0005]EP2496884公開了渦流發(fā)生器，其具有壁，該壁具有大致直的或彎曲的前緣，以及帶葉形的后緣。
[0006]US8528337公開了具有噴嘴壁的噴嘴，其具有后緣，該后緣具有一階葉形，該一階葉形繼而由二階葉形限定。例如，US8528337的圖8示出了該布置。
[0007]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了在EP2496884中所述的類型的渦流發(fā)生器的混合方面改進性能的辦法。
[0008]此外，由于其后緣具有一個以上的葉形的渦流發(fā)生器的制造為復(fù)雜且昂貴的，故在特定實施例中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了將渦流發(fā)生器的優(yōu)點與具有降低的制造復(fù)雜性和成本的一階、二階和可能更多階的葉形組合的辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的方面包括提供一種焚燒器，其提供了比現(xiàn)有技術(shù)的焚燒器更好的混合性會K。
[0010]這些及另外的方面通過提供根據(jù)所附權(quán)利要求的焚燒器來獲得。
[0011]在本發(fā)明的實施例中，焚燒器具有僅在噴嘴附近的二階葉形；該實施例制造容易且廉價，但同時允許快速混合。
【附圖說明】
[0012]另外的特征和優(yōu)點將從焚燒器的優(yōu)選但非排他的實施例的描述變得更顯而易見，該焚燒器在附圖中經(jīng)由非限制性實例示出，在該附圖中:
圖1和2示出了焚燒器的側(cè)視圖和后視圖；
圖3至6示出了不同實施例中的渦流發(fā)生器的區(qū)段； 圖7和8示出了圖4的渦流發(fā)生器區(qū)段的后視圖和側(cè)視圖；
圖9至12示出了不同實施例中的具有附加的壁的渦流發(fā)生器區(qū)段；
圖13示出了其后緣具有一階、二階和三階葉形的渦流發(fā)生器的一部分；
圖14示出了具有會聚到連接位置的多個葉形渦流發(fā)生器的焚燒器的實施例；
圖15示出了具有帶延伸穿過整個一階葉形的二階葉形的壁的渦流發(fā)生器的區(qū)段的后視圖；
圖16示出了具有附加的壁的渦流發(fā)生器的另一個實施例。
[0013]部件列表 I焚燒器
2導(dǎo)管 2in 入口 2out 出口 3渦流發(fā)生器 4前緣 5后緣
6一階渦流發(fā)生器 7二階渦流發(fā)生器 8噴嘴
9三階渦流發(fā)生器 10附加的壁 1a前緣 11壁
14連接位置 F燃料 G熱氣體
L渦流發(fā)生器的縱軸線 M混合物
T渦流發(fā)生器的橫軸線 Vl 一階渦流 V2 二階渦流。
【具體實施方式】
[0014]參照附圖，這些示出了燃氣渦輪的焚燒器1，其包括導(dǎo)管2和在導(dǎo)管2中延伸的一個或更多個渦流發(fā)生器3。渦流發(fā)生器可在一個或更多個端部處連接于導(dǎo)管2和/或中心體，該中心體插入到導(dǎo)管中。
[0015]焚燒器I可為再熱焚燒器，即，接收仍包含來自另一上游焚燒器的氧的熱氣體的焚燒器；在該情況下，燃氣渦輪構(gòu)造典型地但非排他地為壓縮機、第一焚燒器、第一燃燒室、高壓渦輪、再熱焚燒器、第二燃燒室、低壓渦輪；再熱焚燒器還可接收來自另一燃氣渦輪的熱氣體，在該情況下，構(gòu)造為其煙道氣體供應(yīng)至具有再熱焚燒器的第二燃氣渦輪的第一燃氣渦輪。自然地，焚燒器I還可供應(yīng)有空氣或包含氧化劑的另一氣體。
[0016]渦流發(fā)生器3具有縱向長形(沿軸線L)和橫向流線(沿軸線T)形狀，具有前緣4和后緣5。
[0017]由此，軸線L或T都不必要地必須分別符合主流而為直的和/或正交的。后緣5具有一階葉形6，其中一階葉形6由二階葉形7限定。為了清楚起見，圖7示出了后緣的一階葉形和二階葉形；此外，虛線示出了其中后緣具有二階葉形的區(qū)域中的一階輪廓。二階葉形可在整個一階葉形(圖15)或僅其一部分(圖7，9，11，12)上延伸。
[0018]渦流發(fā)生器3還具有至少一個或典型地更多個噴嘴8用于燃料噴射。
[0019]二階葉形7可僅提供在噴嘴8附近。這樣，與一階葉形和二階葉形7的制造相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性和成本限于圍繞噴嘴8的選擇區(qū)域?；旌喜挥稍摌?gòu)造影響，因為燃料從噴嘴8噴射，并且圍繞噴嘴8與空氣或熱氣體混合；因此，圍繞噴嘴8的高湍流有助于混合，而在遠離噴嘴8的區(qū)域處的小長度規(guī)模的高湍流(能夠經(jīng)由二階和可能更多階葉形實現(xiàn))將在其到達燃料之前消散，并且因此僅允許對混合的有限貢獻。
[0020]此外，二階葉形7還可由三階葉形9限定；更多階形狀也是可能的。另外，在該情況中，后緣的三階和可能更多階葉形優(yōu)選設(shè)在噴嘴8附近。
[0021]也具有葉形的附加的壁10可連接于渦流發(fā)生器3。
[0022]附加的壁10優(yōu)選在噴嘴8處連接于渦流發(fā)生器3，即，在接近噴嘴8的位置處；這樣，由附加的壁10生成的湍流圍繞噴嘴8，使得燃料與空氣/熱氣體的混合增加。
[0023]例如，附加的壁10可連接于噴嘴8和/或在渦流發(fā)生器3的前緣4與后緣5之間的壁11。
[0024]例如，附加的壁10可具有一階葉形(圖11)或二階葉形(圖9，10)，或者其可具有繼而由二階葉形限定的一階葉形(圖12)。更多階的葉形也是可能的(圖13)，并且后緣5的二階、三階和可能的更多階葉形優(yōu)選設(shè)在噴嘴8處。此外或作為備選，附加的壁10可具有不同于一階和/或二階和/或更多階葉形的階次葉形。圖16示出了具有附加的壁10的實施例，附加的壁10具有從前緣4延伸的前緣10a。因此，清楚的是，附加的壁10可具有從前緣4或從其下游的位置延伸的前緣10a。
[0025]圖14示出了焚燒器I的實例的后視圖。在該實例中，焚燒器I具有四個渦流發(fā)生器3，其均具有長形和流線形狀，并且具有前緣4和后緣5。渦流發(fā)生器3具有在連接位置14處連接在一起的一端和連接于導(dǎo)管2的另一端。自然地，即使附圖僅示出了一個實例，任何數(shù)量的渦流發(fā)生器3仍是可能的，如，三個或四個以上的渦流發(fā)生器。
[0026]在連接位置14處連接的渦流發(fā)生器