[发明专利]用于燃气涡轮的燃烧器的燃烧器组件

说明书

本发明涉及用于燃气涡轮的燃烧器的燃烧器组件。具体而言，一种燃气涡轮的燃烧器组件(9)包括：在涡轮操作期间限定用于燃烧的热气体的流路(G)的管状本体(9A)；用于燃料喷枪(13)的孔(4)；构造成与孔(4)的边缘(4E)对应的由牺牲材料制成的磨损环(15)；从管状本体(9A)上的磨损环(15)延伸的接触腿部(15A;15B)；构造成与接触腿部(15A;15B)接触以便在环(15)上提供预张紧力(F)的预张紧系统(19,21;119,121;219,221)。

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮的燃烧技术的领域。

背景技术

众所周知，在例如在EP0620362中描述并于图1中示出的连续燃烧燃气涡轮(1)中，第一燃料/空气混合物在EV(环境)燃烧室(3)中通过EV燃烧器(5)燃烧，且然后在高压涡轮(7)(参见图1)中膨胀。此后，将来自第一涡轮(7)的部分膨胀的热混合物输入SEV(连续环境)燃烧器(8)中；然后，其在SEV燃烧室(10)中燃烧，且最后通过第二低压涡轮(11)膨胀。

燃料喷枪(13)直接设置于在SEV燃烧器(8)中流动的热气体路径中，用于进入该燃烧器(8)的部分膨胀的热气体的燃料富集。

取决于燃烧的类型，图1中未示出的EV喷枪可存在于EV燃烧器(5)中。

通常，EV和SEV燃烧室(3; 10)两者具有配备有多个相应的EV和SEV燃烧器的环形布置。

连续燃烧能够提高燃气涡轮过程循环的效率，而不会升高涡轮入口温度。

此外，第二低压涡轮后的排气温度可在宽的部分负载操作范围内在理想条件下维持在高达600℃-700℃，用于随后的水蒸汽循环。

众所周知，为了装配目的，SEV燃料喷枪(13)需要在带有几毫米间隙(通常约十分之一毫米)的情况下安装在SEV燃烧器(8)上。因此，在涡轮的工作阶段期间可能发生振动，从而产生磨损并增加燃烧器和喷枪之间的冷空气泄漏，强烈地影响发动机的操作和排放。

此外，这些泄漏可由蠕变变形或由于工作阶段期间燃烧器和喷枪之间的温差的变形而增加。

缺点在于泄漏可将SEV燃烧器中的工作温度局部降低高达100°C，这使得使用典型的控制系统的设置来精确控制燃烧参数非常困难。

另一个缺点在于泄漏可降低燃烧温度，从而有害地影响涡轮的CO或NOx排放。

通常，上述缺点对于不同于连续燃烧燃气涡轮的其它类型的燃气涡轮也是常见的。

因此，需要进一步优化燃烧器，以更好地控制燃气涡轮的燃烧操作和排放，以便符合环境法规并延长维修操作间隔。

标准途径之一是通过带有比SEV燃烧器低的硬度的合金来产生燃料喷枪的外表面以用于修复目的和/或在喷枪上增加硬表面涂层；这些途径是昂贵的且对于维修而言耗时。

美国专利no. 7937950描述了一种用于将燃料喷枪紧固在连续燃烧燃气涡轮的SEV燃烧器中的轨道状设计的紧固结构。

该解决方案不是特别有效的，因为可能发生泄漏，这是由于套环可从其位置提升的事实并且由于滑动力可在承载板和套环之间发生可能的磨损。

另一个缺点是需要带有精确公差的多个不同构件，从而增加生产成本且降低紧固结构的结构刚性。

发明内容

本发明的一个方面是通过提供如独立权利要求1中大致限定的用于燃气涡轮的燃烧器组件来解决上述技术问题。

本发明的另一方面是提供包括根据权利要求1至7中任一项所述的接触腿部的磨损环。

另一方面是提供如独立权利要求9中限定的燃气涡轮。