[发明专利]一种中心燃料喷嘴

说明书

本申请属于涡轮发动机技术领域，特别涉及一种中心燃料喷嘴。该中心燃料喷嘴(101)设置在燃气轮机燃烧室(100)中，该中心燃料喷嘴(101)包括：值班燃料管(102)、燃料分配管(104)、旋流管(115)、以及进口段(122)。本申请的中心燃料喷嘴，取消了传统的燃料喷杆的设计，通过内燃料孔和外燃料孔进行多点投放燃料，强化燃料与空气的掺混均匀程度，从而降低燃烧室排放量；同时通过内燃料孔和外燃料孔取代预混通道内的燃料喷杆防止尾迹的产生，从而防止燃烧室的回火风险。

技术领域

本申请属于涡轮发动机技术领域，特别涉及一种中心燃料喷嘴。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧系统和涡轮机。在燃烧系统内，空气与燃料燃烧以生成热气体，热气体在涡轮区段中膨胀以驱动负载。通常燃烧系统采用扩散燃烧器，在扩散燃烧器中，燃料直接扩散到燃烧器内，与空气混合并燃烧。然而扩散燃烧器以高峰值温度操作，会形成比较高水平的污染物，如氮氧化物(NOx)。

现有技术中通过干式低NOx燃烧系统，来降低燃烧过程中所产生的NOx的水平。该燃烧系统使用贫预混合燃烧，这种燃烧预混合空气与燃料以形成相对均匀的空气-燃料混合物，之后才将该混合物引导至燃烧区中。然后，该混合物以相对较低的温度燃烧，从而生成相对较低水平的NOx。

现有干式低NOx燃烧室中心区喷嘴通过燃料喷杆供应燃料，无法保证燃料与空气掺混均匀程度，可能形成燃料的局部过富，增加燃烧室排放；同时燃料喷杆位于预混通道当中，空气流经燃料喷杆之后产生尾迹，容易引起回火风险。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种中心燃料喷嘴，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种中心燃料喷嘴，包括：

值班燃料管，所述值班燃料管内部设置有值班燃料通道；

燃料分配管，所述燃料分配管同轴套设在所述值班燃料管下游的外侧，所述燃料分配管包括内管、外管，以及连接所述内管与所述外管端部的下游段，其中，

所述内管上开设有内燃料孔，所述内管与所述值班燃料管之间形成预混通道；

所述外管上开设有外燃料孔，所述外管与所述内管之间形成燃料通道后段；

所述下游段上开设有下游燃料孔；

旋流管，所述旋流管包括旋流壳体、旋流槽以及燃料内腔，其中，

所述旋流壳体通过通孔同轴套设在所述值班燃料管上游的外侧，且与所述燃料分配管的上游端连接；

所述燃料内腔设置在所述旋流壳体的内部，将所述燃料通道后段与燃料通道前段连通；

所述旋流槽沿所述旋流壳体的周向均匀布置多个，所述旋流槽与所述旋流壳体的半径方向成预定角度，且与所述预混通道连通；

进口段，所述进口段包括燃料管道以及进口法兰，所述燃料管道一端与所述进口法兰同轴固定，另一端与所述燃料通道前段连接。

可选地，所述值班燃料通道的直径为3mm。

可选地，所述旋流槽的个数不小于4个。

可选地，所述旋流槽沿所述旋流壳体的周向均匀布置8个。

可选地，所述旋流槽与所述旋流壳体的半径方向所成的预定角度为45度。

可选地，所述旋流槽的宽度与所述旋流壳体的半径比为1:3。

可选地，所述内燃料孔为切向孔，且旋向与所述旋流槽相反。