用于燃氣渦輪的燃燒器裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃氣渦輪組件的燃燒器裝置，其包括第一噴燃器、第一燃燒腔室、用于在運行期間將稀釋氣體摻合到離開第一燃燒腔室的熱氣體的混合器、第二噴燃器和第二燃燒腔室，它們在流體流連接中按順序布置，其中，第一噴燃器、第一燃燒腔室、用于在第二噴燃器之前摻合稀釋氣體的混合器裝置和第二燃燒腔室成排，以形成在第一燃燒腔室和第二噴燃器之間延伸的流徑。
【背景技術】
[0002]從多篇現(xiàn)有技術文獻中了解到燃氣渦輪組件。WO 03/038253提供了一種用于燃氣渦輪的燃燒器裝置，其通過多個公共的均勻環(huán)形燃燒腔室進行順序燃燒。
[0003]WO 2012/136.787 Al描述了使用多個燃燒腔室元件，它們單獨布置成圍繞燃氣渦輪組件的轉子。各個燃燒腔室元件提供燃燒器殼體，燃燒器殼體包括第一和第二噴燃器以及中間空氣供應，各個燃燒腔室元件具有管狀或類似管狀或形狀不定的橫截面，而且各個燃燒腔室元件相對于燃氣渦輪組件的中心軸線延伸一徑向距離。用于第二噴燃器的燃料供應和用于傳送導管的所述空氣供應設有特定的導管，該導管相對于管狀燃燒腔室元件沿徑向定向。

【發(fā)明內容】

[0004]基于此現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目標在于為兩級燃燒器提供改進的燃料和空氣分配。本發(fā)明的另一個目標在于為用于燃氣渦輪組件的燃燒器裝置改進維護和更換方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的用于燃氣渦輪組件的燃燒器裝置包括中心噴管本體，其布置在流徑內部且從第一噴燃器通過第一燃燒腔室延伸到混合器中且可選地延伸到第二噴燃器中，其中中心噴管本體包括在噴管本體中的至少一個空氣導管，優(yōu)選地多個內部空氣導管，以為第一噴燃器和第二噴燃器之間的至少一個混合器提供空氣，并且可選地超過，其中空氣通過空氣供應元件噴射到燃燒器中。
[0006]在噴管本體中的空氣導管可同心地布置，并且當在沿著燃燒器裝置的縱向軸線的橫截面中看時，它們?yōu)榄h(huán)形通道?？蛇x地，它們彼此相鄰地布置在噴管本體干路的外部殼體表面上，以尤其對作為燃料導管的噴管本體的內部的另外的元件提供熱隔離。
[0007]環(huán)形通道具有不同的長度，以沿著噴管本體干路與至少兩個不同的空氣供應元件連接。特別地一個通道通到混合器和相應的空氣供應元件，并且通常內部環(huán)形空氣導管的另一個通道通到超過混合器的區(qū)，以及通到噴管本體的自由端?？蛇x地另外的導管通到超過第二噴燃器的混合級。
[0008]在所有級處的空氣供應元件可包括噴管本體或延伸超過噴管本體的干路的殼體表面的元件的殼體壁中的環(huán)形通道、孔、縫隙或通氣孔。
[0009]燃燒器裝置的殼體部分地包圍噴管本體，并且適于連接到渦輪的第二噴燃器反應區(qū)的殼體，其中，在連接位置，噴管本體的自由端延伸到第二噴燃器反應區(qū)的殼體中。然后中心噴管本體被流徑包圍，并且布置在燃燒器殼體內部。空氣供應通道作為不同的殼體部分之間的腔體或作為雙壁殼體沿來自噴燃器(即，燃燒器腔室的外部)的熱氣體的流徑的逆流方向朝圍繞第一噴燃器的第一噴燃器裝置的腔體而設置，以引入噴燃器裝置中和/或引入噴管本體的空氣導管中，以及可選地引入熱氣體的內部流徑和逆流空氣供應之間的雙壁殼體壁的腔體中。
[0010]在燃燒器裝置的實施例內，燃料導管是雙重線路導管，其適于在噴管本體內將第一液態(tài)燃料產物和第二氣態(tài)燃料產物運輸?shù)絿娙计?。各個第二噴燃器可包括延伸到相關聯(lián)的燃燒器殼體的燃燒腔體中的燃料供應元件。然后這樣的燃料供應元件與燃料導管連接，而且它們可為例如葉形(1bed)或微型VG噴射器。燃料供應元件可從噴管本體的干路延伸。它們可從干路沿徑向延伸。
[0011]各個第一噴燃器還可包括延伸到相關聯(lián)的燃燒腔室元件的燃燒腔體中的燃料供應元件。然后這樣的燃料供應元件與燃料導管連接，而且它們可為例如軸向旋流器噴射器、火焰片(flame sheet)噴射器、EV或AEV噴燃器，其中，在EP O 321 809 Al中顯示EV噴燃器，并且在DE 19547913 Al中顯示所謂的AEV噴燃器。
[0012]燃燒器殼體可對第一噴燃器級和第一噴燃器反應區(qū)之間的燃燒腔體提供橫截面朝第一噴燃器反應區(qū)增大的梯級以使火焰穩(wěn)定，以及對燃燒氣體提供膨脹空間。
[0013]燃燒器殼體還可對第二噴燃器級和燃燒器裝置的第二噴燃器反應區(qū)之間的燃燒腔體提供橫截面朝燃燒器裝置的第二噴燃器反應區(qū)增大的梯級，以使火焰穩(wěn)定，以及對燃燒氣體提供膨脹空間。
[0014]燃燒器裝置可包括布置成圍繞中心噴管的多個第一噴燃器，例如兩個至十個第一噴燃器。
[0015]燃燒器殼體部分地包圍噴管本體，并且適于連接到渦輪的第二噴燃器反應區(qū)的殼體上，其中，在連接位置上，噴管本體的自由端延伸到第二噴燃器反應區(qū)的殼體中。燃燒器裝置優(yōu)選地具有可移除的中心噴管本體。中心噴管本體可移除地安裝在燃燒器裝置中。燃燒器裝置可設計成允許沿著燃燒器裝置的縱向軸線，沿軸向移除中心噴管本體。流徑的橫截面沿逆流方向增大，使得噴管本體和從噴管本體的干路延伸的燃料噴射器可沿軸向方向收回而離開流徑。第一噴燃器典型地比第一燃燒腔室具有更小的橫截面，但噴管本體應可與第一噴燃器一起收回，相應地，第一燃燒腔室的前板的一部分應是可移除的，優(yōu)選地可與噴管本體一起移除，以允許沿軸向收回噴管本體。
[0016]例如在順序燃燒器裝置內部的熱氣體流徑的外徑保持恒定，或者沿從第二噴燃器的位置到混合器且進一步到第一燃燒腔室的逆流方向增大。第一噴燃器布置成使得它在移除中心噴管本體之前單獨地移除，或者使得它可與中心噴管本體一起移除。中心噴管本體可沿順序燃燒器裝置中的熱氣體的逆流方向移除或撤出。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的中心噴管固有地包括安裝在殼體內的燃料噴射噴管。中心噴管可從燃氣渦輪的框架以單個零件取出，并且因而可進行更換和維護。這比WO 2012/136.787的單個燃料噴射噴管的更換更有效。
[0018]另外的優(yōu)點借助于通過用于噴燃器的兩級的中心噴管本體的燃料和空氣的分配實現(xiàn)。本發(fā)明的另一個實施例的另一個優(yōu)點為更好地混合，因為空氣可從外部殼體壁以及從噴管本身噴射。
[0019]本發(fā)明提供用于燃氣渦輪組件的燃燒器裝置，其具有帶軸向旋流器的中心噴管，因而建立低成本且穩(wěn)定可靠的所謂的恒定壓力順序燃燒器，其具有的主要優(yōu)點在于，中心噴管可收回，包括用于所有級的燃料供應。用于第一噴燃器級的燃料噴射可另外沿徑向、周向和軸向方向分級。
[0020]已經證明下者改進了燃燒器的功能:在第一級的環(huán)形區(qū)段之后，在環(huán)帶的內側和外側上有面向后的梯級或臺肩的形式的突然膨脹，即，橫截面的突然增加。與來自第一級的漩渦一起，這個梯級在寬運行范圍中穩(wěn)定第一噴燃器級中的火焰。對于低負載狀況，燃料可利用沿徑向分級燃料供應主要供應到內部區(qū)。在較高負載下，可增加通往外部級的燃料。
[0021]在第一噴燃器反應區(qū)之后，稀釋空氣混合器可用來將熱氣體的溫度降低到第二噴燃器級所需要的水平?？蓪ο♂尶諝饣旌掀鞴獊碜酝獠亢蛢炔康目諝?，從而形成雙側式相對壁射流混合器。中心本體類型再熱噴燃器在稀釋空氣混合器之后。用于第二級噴燃器的燃料供應完全通過用于氣態(tài)和液態(tài)燃料兩者的中心噴管本體來提供。
[0022]用于第一噴燃器級的噴燃器構造可尤其為軸向旋流器/噴射器或所謂的EV或 AEV 噴燃器，如 WWW.alstom.com/Global/Power/Resources/Documents/Brochure