[发明专利]用于供应加压流体至燃气轮机燃烧器的帽盖组件的系统

说明书

技术领域

本主题主要涉及燃气轮机，且更具体地涉及用于供应加压流体至燃气轮机燃烧器的帽盖(cap)组件的系统。

背景技术

燃气轮机通常包括压缩机、多个燃烧器，以及涡轮。通常，压缩机和涡轮沿着公共轴线对准，而燃烧器则以围绕公共轴线的环形阵列定位在压缩机和涡轮之间。在操作中，压缩机产生供应至燃烧器的压缩空气。燃烧器燃烧压缩空气和燃料以产生热的燃烧气体，该燃烧气体然后供应至涡轮。涡轮从热气体中提取能量以驱动负载，例如发电机。

为了提高效率，现代的燃烧器在高到足以损害燃烧器结构和产生污染物例如氮氧化物(NOx)的温度下操作。这些风险通过以下方式而得以减轻，也即引导从压缩机供应的加压空气经过燃烧器外部，这在预先混合空气和燃料以形成空气燃料混合物之前冷却了燃烧器，以便在燃烧期间生成较低水平的NOx。

为此，燃烧器通常包括限定环形通路的流动套筒，该通路构造成用以接收从压缩机排出的加压空气。具体而言，空气为冷却目的而冲击过渡导管和燃烧衬套。然后，空气以相反的方向朝燃烧器帽盖组件行进经过环形通路，其中该帽盖组件收容燃料喷嘴的至少一部分。通常，该空气的一部分可从环形通路转向并进入帽盖组件以提供对此种组件的冷却。例如，帽盖组件的下游板可能经受燃烧室的高温。因此，下游板通常利用从环形通路经过帽盖组件外壁中的开口转向的空气进行冷却。转向的空气冲击下游板并穿过下游板进入燃烧室中。因此，转向空气并不与燃料预先混合，这加剧了NOx的生成。

通常，经由环形通路行进的空气遭受压力损失。由于这些压力损失，需要增量的空气来冷却帽盖组件，从而在燃烧器中导致较低百分比的预混合空气。此外，经由下游壁的空气压力可能并不足以克服由于火焰不稳定性和/或其它燃烧动力学特性而存在于燃烧室中的动态压力波。具体而言，此种动态压力波可施加阻止冷却流或使冷却流停止的压力到下游壁上，从而致使下游壁过热并潜在地损坏。

因此，用于供应加压空气至帽盖组件的系统在本领域中将会得以采用，其容许帽盖组件内的压力增大。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可根据该描述而清楚，或可通过本发明的实施而懂得。

在一方面，本主题公开了一种燃烧器，其包括端盖和从端盖延伸的燃料喷嘴。燃料喷嘴可包括下游端。此外，燃烧器可包括构造成用以接收燃料喷嘴的至少一部分的帽盖组件。帽盖组件可包括与下游端间隔开的上游壁、贴近下游端设置的下游壁以及限定在上游壁和下游壁之间的帽盖室。导管可延伸穿过端盖和上游壁并且可包括终止于帽盖室内的排出端。该导管可构造成用以利用帽盖室引导加压流体。

在另一方面，本主题公开了一种用于供应加压流体至燃气轮机燃烧器的系统。该系统可包括端盖和从端盖延伸的燃料喷嘴。燃料喷嘴可包括下游端。此外，该系统可包括构造成用以接收燃料喷嘴的至少一部分的帽盖组件。帽盖组件可包括与下游端间隔开的上游壁、贴近下游端设置的下游壁以及限定在上游壁和下游壁之间的帽盖室。此外，导管可延伸穿过端盖和上游壁而使得导管的排出端与帽盖室成流动连通。

本发明的这些及其它特征、方面和优点将参考以下描述和所附权利要求而变得更好理解。结合到本说明书中并构成本说明书一部分的附图图解了本发明的实施例，并且与本描述一起用来阐释本发明的原理。

附图说明

在参照所附附图的说明书中阐述了对于本领域普通技术人员而言完整和能够实施的公开内容，包括其最佳模式，在附图中:

图1示出了燃气轮机的一个实施例的示意图；

图2示出了燃气轮机燃烧器的一个实施例的剖面透视图；

图3示出了图2中所示燃烧器的一部分的放大透视图，具体地图解了延伸进入燃烧器帽盖组件中的流动导管的一部分；以及

图4示出了图3中所示流动导管的一部分的截面视图，具体地图解了限定在流动导管和帽盖组件上游板之间的密封件。

零件清单

10燃气轮机

12压缩机

14燃烧区段

16涡轮

18轴

100燃烧器

102导管

104帽盖组件

106燃烧外壳

108轮机外壳

110端盖

112燃料喷嘴

114流动套筒

116燃烧衬套

118通路

120冲击套筒

122燃烧室

124过渡件

126下游端