[发明专利]燃烧器和用于将二次流体导入燃料喷嘴中的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及燃气涡轮机，并且更具体地，涉及用于将二次流体导入燃料喷嘴中而不会被流经燃烧器的压缩机排放流体稀释二次流体的燃烧器布置。

背景技术

燃气涡轮机典型地包括压缩机分段、燃烧分段和涡轮分段。在传统的涡轮机应用中，压缩机分段对流入燃气涡轮机中的空气进行加压。从压缩机分段排出的加压空气流入燃烧分段中，燃烧分段的总体特征在于，多个燃烧器围绕发动机的轴线设置在环形阵列中。具体而言，加压空气沿各个燃烧器的燃烧衬套流动并且穿过限定在喷嘴中的一个或更多个进口或者开口导入燃烧器的燃料喷嘴。接着，空气与燃料进行混合并且混合物注入各个燃烧器的燃烧室中，且在各个燃烧器的燃烧室内燃烧。接着，热燃烧气体从燃烧分段流向涡轮分段，在涡轮分段中，从气体中提取能量以驱动涡轮和发电。

在其它的涡轮机应用中，压缩机排放流体或燃烧器的工作流体可以包括除空气之外的流体。例如，在燃料增氧(oxy-fuel)或化学计量废气再循环(stoichiometric exhaust gas recirculation，SEGR)应用中，压缩机排放流体可以包括缺氧流体。这样一来，经常期望将具有相比压缩机排放流体具有较高含氧量的一个或更多个二次流体导入各个燃烧器中以提高燃烧效率。但是，由于传统的燃烧器的布置，通常必须在除燃料喷嘴之外的位置将二次流体注入燃烧室中(例如像穿过燃烧衬套注入一个或更多个交叉混合流那样)，以防止这种流体被邻近燃料喷嘴流动的压缩机排放流体稀释。因此，相当一部分包括在二次流体内的氧气以未燃烧的状态离开燃烧分段，从而增加了燃气涡轮机产生的有害排放物的量。

因此，用于将二次流体导入燃料喷嘴中而不会被流经燃烧器的压缩机排放流体稀释二次流体的燃烧器布置在技术上将是受欢迎的。

发明内容

本发明的各个方面以及优点将会在以下的说明书中进行部分阐述，或者是通过说明书可以显而易见的，或者是可以通过实施本发明而学到。

在一个方面中，本发明公开了一种燃烧器，该燃烧器包括挡板和穿过挡板延伸的燃料喷嘴。该燃烧器还可以包括护罩，该护罩自挡板延伸并且包绕燃料喷嘴的至少一部分。护罩与燃料喷嘴的外表面之间可以限定通路以用于接收第一流体。此外，该燃烧器可以包括用于相对于邻近护罩流动的第二流体对通路进行密封的装置。

所述燃烧器进一步包括与所述挡板隔开的燃烧衬套帽，所述用于相对于所述第二流体对所述通路进行密封的装置包括设置在所述护罩与所述燃烧衬套帽之间的密封件。所述燃烧器进一步包括由所述护罩和所述燃烧衬套帽中的一个限定的通道，所述密封件包括浮动轴环，所述浮动轴环包括构造成接收在所述通道内的轴环部。所述密封件包括在所述护罩与所述燃烧衬套帽之间径向延伸的环和设置在由所述环限定的凹槽内的环形密封件。所述用于相对于所述第二流体对所述通路进行密封的装置包括设置在所述护罩与所述燃料喷嘴之间的密封件。所述密封件包括浮动轴环。

所述燃烧器进一步包括由所述护罩限定的通道，所述浮动轴环包括构造成接收在所述通道内的轴环部。所述浮动轴环包括与所述护罩的表面相配合的第一凸缘部和与所述燃料喷嘴的所述外表面相配合的第二凸缘部。所述燃烧器进一步包括限定在所述燃料喷嘴中的多个流体开口，所述第一流体被引导穿过所述多个流体开口。所述多个流体开口限定在所述燃料喷嘴中，使得所述第一流体导入所述燃料喷嘴的混合室和所述燃烧器的燃烧室中的至少一个中。所述第二流体包括压缩机排放流体。

在另一个方面中，本发明公开了一种燃烧器，该燃烧器包括挡板和穿过挡板延伸的燃料喷嘴。该燃烧器还可以包括护罩，该护罩自挡板延伸并且包绕燃料喷嘴的至少一部分。护罩与燃料喷嘴的外表面之间可以限定通路以用于接收第一流体。此外，该燃烧器可以包括密封件，该密封件与护罩相配合并且构造成相对于邻近护罩流动的第二流体对通路进行密封。

所述燃烧器进一步包括与所述挡板隔开的燃烧衬套帽，所述密封件设置在所述护罩与所述燃料喷嘴和所述燃烧衬套帽中的至少一个之间。所述燃烧器进一步包括由所述护罩和所述燃烧衬套帽中的一个限定的通道，所述密封件包括浮动轴环，所述浮动轴环包括构造成接收在所述通道内的轴环部。所述浮动轴环包括与所述护罩的表面相配合的第一凸缘部和与所述燃料喷嘴的所述外表面相配合的第二凸缘部。所述密封件包括径向延伸的环和设置在由所述环限定的凹槽内的环形密封件。所述第二流体包括压缩机排放流体。