[发明专利]用于涡轮发动机中的燃料喷射组件及其组装方法

说明书

联合研究声明

本发明在由美国能源部(DOE)授予的合同No.DE-FC26-05NT42643下利用政府支持来完成，并且政府具有本发明中的某些权利。

技术领域

本文中公开的主题大体涉及涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于涡轮发动机中的燃料喷射组件。

背景技术

至少一些已知涡轮发动机使用在联合发电设施和发电厂中。这种发动机可具有高的比功和功率/单位质量流量的要求。为了提高运行效率，诸如燃气轮机发动机的至少一些已知涡轮发动机以升高的燃烧温度运行。在至少一些已知燃气轮机发动机中，涡轮效率随着燃烧气体温度的升高而升高。

然而，以较高温度运行也可增加诸如氮氧化物(NO_X)的污染排放物的产生。为了减少这种排放物的产生，至少一些已知涡轮发动机包括改进的燃烧系统设计。例如，许多燃烧系统可使用包括管组件或微混合器的预混合技术，管组件或微混合器便于使诸如稀释剂、气体和/或空气的物质与燃料混合以产生用于燃烧的燃料混合物。

然而，这种燃烧系统的益处可受到限制。各个管组件或微混合器具有在其中心区域内的基本上较大的再循环区或具有较大的阻塞区域。更具体地，在中心区域中再循环的燃烧产物与位于中心区域内的管组件中的管中的各个内的可燃混合物相互作用。因此，再循环区内的温度基本上高于管组件或微混合器的其它区域。高温导致位于再循环区域中的管中的逆燃和/或拢焰的裕度(margin)减少。升高的温度还可增加燃烧器和其相关联的构件的磨损，并且/或者可缩短燃烧系统的使用寿命。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于涡轮发动机中的燃料喷射组件。燃料喷射组件包括多个管组件，其中，管组件中的各个包括上游部分和下游部分。管组件中的各个包括从上游部分延伸到下游部分或从上游部分延伸通过下游部分的多个管。至少一个喷射系统联接到多个管组件中的至少一个管组件上。喷射系统包括从流体源延伸到管组件的下游部分的流体供应部件。流体供应部件包括位于管组件的下游部分中的第一端部部分，其中，第一端部部分具有至少一个第一开口，用于引导流体通过管组件以便于降低其中的温度。

在另一个实施例中，提供一种涡轮发动机。涡轮发动机包括压缩机和联接在压缩机下游的燃烧组件。燃烧组件包括包含至少一个燃料喷射组件的至少一个燃烧器。燃料喷射组件包括多个管组件，其中，管组件中的各个包括上游部分和下游部分。管组件中的各个包括从上游部分延伸到下游部分或从上游部分延伸通过下游部分的多个管。至少一个喷射系统联接到多个管组件中的至少一个管组件上。喷射系统包括从流体源延伸到管组件的下游部分的流体供应部件。流体供应部件包括位于管组件的下游部分中的第一端部部分，其中，第一端部部分具有至少一个第一开口，用于将流体引导到管组件以便于降低其中的温度。

在又一个实施例中，提供一种组装用于与涡轮发动机一起使用的燃料喷射组件的方法。多个管组件联接在燃烧器内，其中，管组件中的各个包括上游部分和下游部分。多个管组件中的各个包括从上游部分延伸到下游部分或从上游部分延伸通过下游部分的多个管。至少一个喷射系统联接到多个管组件中的至少一个管组件上。喷射系统包括从流体源延伸到管组件的下游部分的流体供应部件。流体供应部件包括位于管组件的下游部分中的第一端部部分，其中，第一端部部分包括至少一个第一开口，用于将流体引导到管组件以便于降低其中的温度。