[发明专利]带有燃料喷嘴的燃气轮机燃烧室，带有这种燃料喷嘴的燃烧器，以及燃料喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机燃烧室，其带有至少一个按照权利要求1的前序部分所述的燃料喷嘴。此外，本发明还涉及一种燃烧器，其带有按照权利要求10所述的这种燃料喷嘴。此外，本发明还涉及一种按照权利要求11所述的燃料喷嘴。

背景技术

鉴于全球都在努力降低来自尤其是燃气轮机上的燃烧设备的污染物排放，近年来，燃烧器和用于燃烧器的运行方法得到了改进，使得这些燃烧器具有特别低的氮氧化物（NOx）的排放量。此外还经常注重于，这种燃烧器分别不仅可利用一种燃料，而且尽可能可利用各种各样的燃料，例如石油、天然气和/或低热量燃料（以下也称为合成气），可选择地单独或组合式地工作，从而提高燃料供应的安全性和运行时的灵活性。

合成气燃烧器的特征在于，在其中使用合成气作为燃料。与传统的燃气轮机燃料-基本上由碳氢化合物组成的天然气和石油-相比，合成气的可燃烧的组成部分基本上是一氧化碳和氢气。为了可选择地利用来自气化装置的合成气和利用第二或替代燃料来运行燃气轮机，燃烧器必须在对应于燃气轮机配设的燃烧室内设计为双燃料燃烧器或多燃料燃烧器，这种燃烧器根据需要既能加载合成气，又能加载第二燃料如天然气。为此，将燃烧器设计为多燃料燃烧器，这在合成气内的热值产生波动时对于燃气轮机动力的可用性是十分必要的。各种燃料在此通过燃烧器内的燃料通道输送到燃烧区。

现有的多燃料燃烧器具有燃料喷嘴，其包括喷管和带有中心点和通流孔的喷嘴盖，所述喷管与用于燃气（以下称为天然气）的第一燃料输入管道连接，天然气可通过所述喷嘴盖流入燃烧室。此外，所述通流孔沿圆周方向布置在设在喷嘴盖内的环形线上。在喷嘴盖内的通流孔之间在喷嘴盖内构成具有足够梁宽度的所谓的过梁。

到目前为止，没有必要冷却具有通流孔的喷嘴盖。现在除了天然气运行方式外还使用合成气，因此围绕所述喷管径向间隔地设有外壳，其与喷管构成环形间隙。所述环形间隙与用于将合成气输入到环形间隙的第二燃料输入管道连接。在这种装置中，由于通过喷嘴盖流入的燃料的冲量非常小，所以喷嘴盖、尤其在部分负荷运行时被强烈加热。通过加热使得所述喷嘴盖这样变热，即，在喷嘴盖内形成导致磨损的热应力。这缩短了整个燃料喷嘴的使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的第一个技术问题在于，提供一种燃料喷嘴，其特点是使用寿命长。本发明要解决的第二个技术问题在于，提供一种具有这种燃料喷嘴的燃气轮机燃烧室。本发明要解决的第三个技术问题在于，提供一种具有这种燃料喷嘴的燃烧器。

第一个技术问题通过权利要求11所述的燃料喷嘴得以解决。第二个技术问题通过权利要求1所述的燃气轮机燃烧室得以解决。第三个技术问题通过权利要求10所述的燃烧器得以解决。

按照本发明权利要求1所述的燃气轮机燃烧室具有至少一个燃料喷嘴，其中，按照权利要求1所述构造至少一个燃料喷嘴。

按照本发明，所述至少一个燃料喷嘴具有带有中心点的喷嘴盖，其中，所述喷嘴盖包括多个通流孔，流入喷管的流体通过所述通流孔流出，并且其中，所述通流孔设在与中心点有不同径向距离的至少两条环形线上。因此，在不降低设在燃料喷嘴下游的燃烧室内的燃烧稳定性的情况下，喷嘴盖、尤其在中心点周围得到更好的冷却。因此可避免热应力并延长喷嘴的使用寿命。此外，由于在具有更多通流孔的情况下也能保证足够的梁宽度，为了更好地冷却，现在可在喷嘴盖内设置比现有技术中的喷嘴中更多的通流孔。

附图说明

从下面参照附图1至图8对实施例的说明中可得出本发明的其它特点、特性和优点。在附图中，

图1示出了按照本发明的燃料喷嘴的横截面视图；

图2示出了按照本发明的喷嘴盖；

图3通过通流孔的不同张角简略示出了按照本发明的燃料喷嘴；

图4局部地示出了按照第一实施例的喷嘴盖，其具有通流孔和具有燃料喷射器的入流喇叭口；

图5局部地示出了按照第二实施例的喷嘴盖，其具有通流孔和具有燃料喷射器的入流喇叭口；

图6局部地示出了具有通流孔和入流喇叭口的喷嘴盖；

图7示出了在合成气燃烧器内的燃料喷嘴；

图8示出了在燃气轮机燃烧室内的燃料喷嘴。

具体实施方式

图1示出了一种具有圆柱形喷管1和凸形喷嘴盖2的燃料喷嘴。所述燃料喷嘴1具有圆柱轴线7。流体尤其是燃料引入燃料喷嘴1，然后通过通流孔4a，4b流出到下游的、未示出的燃烧室。