[发明专利]用于燃气涡轮机燃烧器的轴向燃料分级系统

权利要求书

1.一种燃烧器，包括：

头端，所述头端包括一次燃料喷嘴；

连接到所述头端的衬里，所述衬里限定靠近所述头端的一次燃烧区域以及位于所述一次燃烧区域下游的二次燃烧区域；

前壳体，所述前壳体位于所述衬里的至少一部分的径向外部并且围绕所述衬里的至少一部分；

轴向燃料分级系统，所述轴向燃料分级系统包括第一燃料喷射组件，所述第一燃料喷射组件包括：

第一套管组件，所述第一套管组件安装到所述衬里并且包括第一套管，所述第一套管延伸穿过所述衬里中的第一套管孔；以及

第一喷射器单元，所述第一喷射器单元附接到所述前壳体并且延伸穿过所述前壳体，使得所述第一喷射器单元的一部分设置在所述第一套管内，并且主燃料入口设置在所述前壳体的外部；

其中，所述第一燃料喷射组件将燃料流引入流动通过所述第一套管的空气流中，使得燃料和空气沿横向于来自所述一次燃烧区域的燃烧产物流的方向喷射到所述二次燃烧区域中，并且

所述第一套管包括：

入口部分；

出口开口，所述出口开口与所述入口部分相对；和

内表面，所述内表面具有各中心与所述第一套管的喷射轴线重合的椭圆形截面，并且所述内表面限定了从所述入口部分到所述出口开口的连续弧形，

其中，所述入口部分的椭圆形截面大于所述出口开口的椭圆形截面，并且

所述连续弧形限定了虚椭圆的一个象限的至少一部分，所述虚椭圆的半长轴平行于所述第一套管的喷射轴线，所述虚椭圆的半短轴垂直于所述第一套管的喷射轴线。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中限定所述第一套管的所述出口开口的平面被设置成相对于限定所述第一套管的所述入口部分的平面成不平行的倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其中所述轴向燃料分级系统包括：多个轴向燃料喷射组件，每个轴向燃料喷射组件包括相应套管组件，所述相应套管组件安装到所述衬里并且包括延伸穿过所述衬里中的相应套管孔的相应套管；以及喷射器单元，所述喷射器单元附接到所述前壳体并且延伸穿过所述前壳体，使得每个相应喷射器单元的一部分设置在对应的相应套管内，并且相应燃料管线配件设置在所述前壳体的外部。

4.根据权利要求1所述的燃烧器，其中所述轴向燃料分级系统包括：第二燃料喷射组件，所述第二燃料喷射组件沿第一周向方向背离所述第一燃料喷射组件设置；以及第三燃料喷射组件，所述第三燃料喷射组件沿第二相反周向方向背离所述第一燃料喷射组件设置；并且

其中第一燃料供应管线将所述第一燃料喷射组件流体连通到所述第二燃料喷射组件，并且第二燃料供应管线将所述第一燃料喷射组件流体连通到所述第三燃料喷射组件，所述第一燃料供应管线和所述第二燃料供应管线设置在所述前壳体的外部。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其中所述轴向燃料分级系统包括第四燃料喷射组件，所述第四燃料喷射组件沿所述第二相反周向方向背离所述第三燃料喷射组件设置；并且

其中第三燃料供应管线将所述第三燃料喷射组件流体连通到所述第四燃料喷射组件，所述第三燃料供应管线设置在所述前壳体的外部。

6.根据权利要求4所述的燃烧器，其中所述第一燃料喷射组件包括将所述第一燃料供应管线固定到其上的第一燃料管线配件，以及将所述第二燃料供应管线固定到其上的第二燃料管线配件。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，进一步包括径向设置在所述衬里与所述前壳体之间的外套筒，所述外套筒围绕所述衬里的至少一部分并且限定喷射器开口，所述喷射器开口与所述衬里中的所述第一套管孔对准，并且所述第一燃料喷射组件穿过所述喷射器开口突起。

8.根据权利要求7所述的燃烧器，其中所述衬里与所述外套筒之间的第一环形空间沿第一方向输送空气，所述外套筒与所述前壳体之间的第二环形空间沿第二相反方向输送空气，沿所述第二相反方向行进的空气被引导通过所述喷射器开口并且进入所述套管中。