專利名稱：尤其用于燃氣輪機的燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃燒器和尤其ー種燃氣輪機燃燒器，包括中央燃料供給裝置。此外本發(fā)明還涉及ー種燃氣輪機。
背景技術：
鑒于全世界致力于降低尤其燃氣輪機中燃燒裝置的有害物排放量，近些年發(fā)展了一些氮氧化物(NOx)排放量特別低的燃燒器。在這方面非常有價值的是，這些燃燒器不僅可以用ー種燃料工作，而且還盡可能可以用不同的燃料工作，例如按選擇使用油和天然氣或它們的組合，以提高供貨安全性及工作靈活性。例如在EP0276696B1中介紹了這些燃燒
-Htr ο在EP0276696B1中介紹的燃燒器，是ー種如尤其使用于燃氣輪機設備中的混合式燃燒器，用于用可燃氣體和/或油預混合工作。這種燃燒器包括ー個中央燃料供給裝置，其中還集成有一個控制燃燒器系統(tǒng)，它作為所謂的擴散式燃燒器或作為獨立的預混合燃燒器可以用可燃氣體和/或油工作。除此之外還規(guī)定有可能供給惰性物質。中央燃料供給裝置被主燃燒器系統(tǒng)圍繞，該主燃燒器系統(tǒng)具有一個供給空氣的環(huán)形通道系統(tǒng)，包括處于其中有多個葉片的擾流葉片組以及設在葉片上游用干與可燃氣體預混合工作的噴管。除此之外在燃料供給裝置中，在擾流葉片組區(qū)域內還存在油的進ロ噴嘴，它們可以將主空氣流與油預混合。取代如在EP0276696B1中借助處于葉片上游的噴管，也可以通過設在擾流葉片本身內的噴ロ將可燃氣體噴入空氣通道中，例如在ΕΡ058068!3Β1中所介紹的那樣。為了控制排放和未來還能進一步提高燃燒穩(wěn)定性，除了例如在ΕΡ058068!3Β1中那樣通過葉片的ー個可燃氣體噴嘴外，還應利用通過葉片的另ー個可燃氣體噴嘴。此附加的可燃氣體噴嘴應能單獨受主可燃氣體級控制，也就是說，除了迄今已存在的可燃氣體和油通道外，在燃燒器的中央燃料供給裝置內必須加入附加的第二可燃氣體通道?，F(xiàn)在的難點在干，具有附加可燃氣體通道的擾流葉片滿足必要的強度規(guī)范，與此同時有長的使用壽命。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明要解決的技術問題是提供ー種具有兩個燃料通道的燃燒器，尤其燃氣輪機燃燒器，它有長的使用壽命。本發(fā)明第二個要解決的技術問題是，提供ー種有利的燃氣輪機。第一個技術問題通過提供一種按權利要求1所述的燃燒器得以解決，第二個技術問題通過按權利要求8所述的燃氣輪機得以解決。從屬權利要求含有本發(fā)明的ー些有利的設計。在這里，燃燒器包括ー個中央燃料供給裝置和一個圍繞中央燃料供給裝置用于供給燃燒用空氣的環(huán)形空氣通道。在環(huán)形空氣通道內設擾流葉片，它們具有用于將基本上氣態(tài)的燃料噴入燃燒用空氣中的第一燃料噴嘴，和用于將基本上氣態(tài)的燃料噴入燃燒用空氣中的第二燃料噴嘴。其中，第一燃料噴嘴由燃料供給裝置內的ー個燃料分配器供給裝置供給，以及第二燃料噴嘴由燃料供給裝置內的ー個燃料分配器通道供給。燃燒器工作時有ー 個燃料流動方向。按本發(fā)明現(xiàn)在已知，雙重的葉片噴嘴往往難以實現(xiàn)，因為不存在使用壽命足夠長的可燃氣體分配器，亦即燃料供給裝置，并因而不能確保更可靠地使用。此外還已知，在各燃料通道之間大的溫度梯度導致高的熱應力，它們嚴重限制使用壽命?，F(xiàn)在按本發(fā)明燃料分配器供給裝置包括供給管，它在下游與擾流葉片連接，以及包括環(huán)形附加件(Ringaufsatz)，其中，供給管在上游與環(huán)形附加件連接，以及其中，環(huán)形附加件沿流向看連接在燃料分配器通道上游。這促使在空間上隔離這兩個燃料通道，也就是說，供給管和環(huán)形附加件與原來的燃料分配器通道在空間上分離。由此使原來的燃料分配器通道可以說平行于供給管。環(huán)形附加件起如下的作用它撤除構件，亦即燃料供給裝置中的高應カ并使應カ在構件上均勻地分布。由此通過降低應カ消除對結構空間的危害。從而顯著延長燃料供給裝置的使用壽命。采用環(huán)形附加件并不影響或僅不明顯地影響原先的氣動設計。基于現(xiàn)在更便于制造和更筒易的結構，已制成的機器也可以方便地設置這種環(huán)形附加件和這種供給管。優(yōu)選地，環(huán)形附加件包括単獨的接管。它向供給管供應燃料。按優(yōu)選的設計，設油多個擾流葉片，其中每個擾流葉片有單獨的供給管，以及每個単獨的供給管與所述ー個環(huán)形附加件連接。優(yōu)選地，第一燃料噴嘴由第一分配器管供給，以及第二燃料噴嘴由第二分配器管供給，其中，分配器管集成在擾流葉片中，以及其中，在第一與第二分配器管之間的擾流葉片，設計為分成兩個擾流葉片半部。因此分配器管和各自的噴嘴可以單獨供給燃料。由此可以實現(xiàn)可調地控制燃料流量。優(yōu)選地，兩個擾流葉片半部在下游具有配合塞以及在上游具有滑座。通過配合塞和滑座現(xiàn)在這兩個擾流葉片半部可以單獨熱膨脹，由此同樣降低應力。按優(yōu)選的設計，燃料分配器通道和供給管通過隔板隔開，其中，隔板設計為彈性的。由此可以減小在隔板內和在燃料供給裝置中產生的應力。在這里隔板可以用ー種彈性材料制造，和/或也可以通過相應的幾何設計造成弾性并因而抵消應力。這例如可以通過彎曲或波形的隔板造成。優(yōu)選地，在燃氣輪機中采用這種燃燒器。


由下面參見附圖對實施例的說明中，提供本發(fā)明的其他特征、特點和優(yōu)點。其中圖1用非常示意性的原理簡圖表示燃燒器；圖2表示有兩個集成的可燃氣體級的擾流葉片的原理圖；圖3表示有兩個集成的可燃氣體級和一個油通道的燃燒室套筒的原理圖；圖4表示按本發(fā)明有環(huán)形附加件和擾流葉片的燃燒室套筒的橫截面；以及圖5表示有擾流葉片的環(huán)形附加件的俯視圖。
具體實施例方式下面參見用非常示意性的原理簡圖表示燃燒器的圖1，說明燃燒器的基本設計方ふ。燃燒器，它必要時與多個同樣的燃燒器組合可例如使用于燃氣輪機燃燒室內，包括ー個內部控制燃燒器系統(tǒng)和ー個同心地圍繞此控制燃燒器系統(tǒng)的主燃燒器系統(tǒng)。不僅控制燃燒器系統(tǒng)，而且主燃燒器系統(tǒng)，可以按選擇用氣態(tài)和/或液態(tài)燃料工作，例如天然氣或燃油?？刂迫紵飨到y(tǒng)包括一個內供油通道1，它被ー個環(huán)形的內可燃氣體供給通道3 同心地圍繞。內可燃氣體供給通道3又被一個內空氣供給通道或惰性物質供給通道5同心地圍繞。此外可以在此空氣供給通道內或上設置恰當?shù)狞c火系統(tǒng)(圖中沒有表示)?？刂迫紵飨到y(tǒng)有ー個面朝燃燒室7的出ロ 9，在出口 9的區(qū)域內，在空氣供給通道中設擾流葉片組11。借助噴ロ 13可以將可燃氣體從內可燃氣體供給通道3噴入擾流葉片組區(qū)域內，或在擾流葉片組上游噴入空氣供給通道5內。來自油供給通道的油，可以借助噴油嘴15，在擾流葉片組下游噴入供給的空氣中或供給的惰性物質內?？刂迫紵飨到y(tǒng)可按已知的方式作為擴散式燃燒器用油和/或可燃氣體工作，燃料在擴散式燃燒器中直接噴入火焰內。但也存在這樣的可能性，即，控制燃燒器系統(tǒng)作為預混合燃燒器工作，燃料在預混合燃燒器內與空氣徹底混合，然后將混合物供給火焰。圍繞控制燃燒器系統(tǒng)的主燃燒器系統(tǒng)包括一個沿徑向在外部的空氣供給通道17， 亦稱環(huán)形空氣道，擾流葉片組的多個擾流葉片19延伸穿過它。擾流葉片19有第一可燃氣體噴嘴21和第二可燃氣體噴嘴23，氣體燃料可通過它們噴入經由徑向空氣供給通道17流入的空氣中。此外可借助噴油嘴25在流動通過空氣供給通道17的空氣內再噴入油。雖然在本實施例中論及油和噴油嘴，但這僅僅應作為適用的液態(tài)燃料和相應的噴嘴的代表。處于擾流葉片19內的第一可燃氣體噴嘴21和第二可燃氣體噴嘴23以及噴油嘴 25，通過沿徑向處于內部的燃料供給裝置，所謂的供應燃料。擾流葉片19和套筒27具有一個燃料流動方向。在套筒27內設置第一和第二環(huán)形可燃氣體分配器通道四和31，它們給可燃氣體噴嘴21或23供應可燃氣體。此外，在套筒27內設環(huán)形的油分配器通道33，它給噴油嘴25供油?？扇細怏w分配器通道四、31和油分配器通道33，通過可燃氣體供給通道 35,37或通過油供給通道39供應相應的燃料?？扇細怏w供給通道35、37給可燃氣體分配器通道四、31供應燃料。針對油供給通道39存在自己的油供給管43。圖2表示有兩個集成的可燃氣體級B和D的擾流葉片7的原理圖。擾流葉片19有兩個彼此獨立的可燃氣體分配器通道四和31。其中ー個具有出口噴嘴21的可燃氣體分配器通道四，可例如使用于噴入介質D，它不同于第二可燃氣體分配器通道31通過出口噴嘴23噴入的介質(介質B)。優(yōu)選地，這兩種通過擾流葉片19的可燃氣體分配器通道四和31噴入的是氣態(tài)介質，例如ー種介質是天然氣和另ー種介質是煤氣。 在需要時同樣可通過這些出口噴嘴21和/或23噴入ー種惰性物質，例如水蒸氣。圖3表示具有燃料分配器通道四和31的燃料套筒27，它有ー些將燃料導入葉片 19中的孔。這兩個燃料分配器通道四和31基本上平行布設，以及通過隔板50隔開?，F(xiàn)在按本發(fā)明已知，雙重葉片噴嘴往往難以實現(xiàn)，原因是不存在使用壽命足夠長的可燃氣體分配器，亦即套筒27，并因而不能確保更可靠地使用。此外還已知，在各燃料通道之間大的溫度梯度導致高的熱應力，它們嚴重限制使用壽命。現(xiàn)在按本發(fā)明至少其中ー個燃料分配器通道29 (或31)設計為供給管55(圖4)。 供給管55在下游匯入分配器管65 (或70)。供給管55在上游與環(huán)形附加件60 (圖5)連接。在這里，環(huán)形附加件60沿流向看連接在燃料分配器通道31 (或29)上游。由此使原來的燃料分配器通道31 (或29)可以說平行于供給管55。環(huán)形附加件60通過單獨的管接頭 75供應。原來的燃料分配器通道31 (或29)通過另ー個通道80供應。所以這兩個可燃氣體導引通道，亦即供給管55和環(huán)形附加件60與原來的燃料分配器通道31 (或四)，按本發(fā)明在空間上去耦。環(huán)形附加件60起如下的作用它撤除套筒27中的高應カ并使應カ在構件上均勻地分布。由此通過降低應カ消除對結構空間的危害。從而顯著延長燃燒器套筒27 的使用壽命。采用環(huán)形附加件60并不影響或僅不明顯地影響原先的氣動設計。基于現(xiàn)在更便于制造和更筒易的結構，已制成的機器也可以方便地設置這種環(huán)形附加件60和這種供給管陽。優(yōu)選地，這種按本發(fā)明的燃燒器套筒27與ー個分割式擾流葉片19結合地使用。擾流葉片包括由第一分配器管65供給的第一燃料噴嘴21，以及由第二分配器管70供給的第 ニ燃料噴嘴23。在這里，分配器管65、70集成在擾流葉片19內?，F(xiàn)在，在第一與第二分配器管65與70之間的分割式擾流葉片，設計為分成兩個擾流葉片半部19a、19b。由此可以進一歩改善從套筒27撤除應力并使應力在構件上均勻分布。此外擾流葉片半部19a、19b在下游具有配合塞90a、90b，以及在上游具有滑座85a、85b，可以說滑座是安裝在套筒27本身內。通過配合塞90a、90b和滑座85a、85b，現(xiàn)在這兩個擾流葉片半部19a、19b可以單獨熱膨脹，由此同樣降低應力。為了達到進ー步降低應力，將燃料分配器通道31 (或四)與供給管55隔開的隔板 50設計為彈性的。在這里隔板50可以用ー種彈性材料制造。附加或與此不同，隔板50也可以通過相應的幾何設計造成弾性并因而抵消應力。這例如可以通過彎曲或波形的隔板50
權利要求
1.一種燃燒器，它包括中央燃料供給裝置(27)、圍繞中央燃料供給裝置07)的用于供給燃燒用空氣的環(huán)形空氣通道(17)以及在環(huán)形空氣通道(17)內設置的擾流葉片(19)，所述擾流葉片具有用于將基本上氣態(tài)的燃料噴入燃燒用空氣中的第一燃料噴嘴01)和用于將基本上氣態(tài)的燃料噴入燃燒用空氣中的第二燃料噴嘴(23)，其中，第一燃料噴嘴01)由燃料供給裝置(XT)內的ー個燃料分配器供給裝置供給，以及第ニ燃料噴嘴由燃料供給裝置(XT)內的ー個燃料分配器通道(31)供給，其中，燃燒器工作時具有一個燃料流動方向，其特征為燃料分配器供給裝置包括供給管(陽)，所述供給管在下游與擾流葉片(19) 連接，以及燃料分配器供給裝置包括環(huán)形附加件(60)，其中，所述供給管(5 在上游與該環(huán)形附加件(60)連接，其中，環(huán)形附加件(60)沿流向看連接在燃料分配器通道(31)上游。
2.按照權利要求1所述的燃燒器，其特征為，所述環(huán)形附加件(60)包括単獨的接管 (75)。
3.按照前列諸權利要求之一所述的燃燒器，其特征為，設有多個擾流葉片(19)，以及每個擾流葉片(19)具有単獨的供給管(55)，其中每個單獨的供給管(5 與所述ー個環(huán)形附加件(60)連接。
4.按照前列諸權利要求之一所述的燃燒器，其特征為，所述第一燃料噴嘴01)由第一分配器管(6 供給，以及所述第二燃料噴嘴由第二分配器管(70)供給，其中，所述分配器管(65、70)集成在擾流葉片中，以及其中，在所述第一與第二分配器管(6 與(70)之間的擾流葉片(19)，設計為分成兩個擾流葉片半部(19a、19b)。
5.按照權利要求4所述的燃燒器，其特征為，所述兩個擾流葉片半部(19a、19b)在下游具有配合塞(90a、90b)。
6.按照權利要求5所述的燃燒器，其特征為，所述兩個擾流葉片半部(19a、19b)在上游具有滑座(85a、85b)。
7.按照權利要求1所述的燃燒器，其特征為，所述燃料分配器通道(31)和供給管(55) 通過隔板(50)隔開，其中，隔板(50)設計為彈性的，由此可減小隔板(50)內產生的應力。
8.ー種燃氣輪機，具有至少ー個按照前列諸權利要求之一所述的燃燒器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒器，它包括一個中央燃料供給裝置(27)、一個圍繞中央燃料供給裝置(27)用于供給燃燒用空氣的環(huán)形空氣通道(17)，以及在環(huán)形空氣通道(17)內設擾流葉片(19)，它們有用于將基本上氣態(tài)的燃油噴入燃燒用空氣中的第一燃料噴嘴(21)和用于將基本上氣態(tài)的燃油噴入燃燒用空氣中的第二燃料噴嘴(23)，其中，第一燃料噴嘴(21)由燃料供給裝置(27)內的一個燃料分配器供給裝置供給，以及第二燃料噴嘴(23)由燃料供給裝置(27)內的一個燃料分配器通道(31)供給，其中，燃料分配器供給裝置包括一個供給管(55)，它在下游與擾流葉片(19)連接，以及一個環(huán)形附加件(60)，其中，供給管(55)在上游與環(huán)形附加件(60)連接，其中，環(huán)形附加件(60)沿流向看連接在燃料分配器通道(31)上游。此外本發(fā)明還涉及一種具有這種燃燒器的燃氣輪機。
文檔編號F23R3/36GK102597631SQ201080048392
公開日2012年7月18日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權日2009年8月26日
發(fā)明者A.克魯格, A.貝徹, M.卡諾沃爾夫, S.斯塔林, T.克里格, U.沃爾茲 申請人:西門子公司