專利名稱：用于燃?xì)廨啓C的環(huán)形燃燒室的燃燒器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的一種用于燃?xì)廨啓C的環(huán)形燃燒室的燃燒器裝置。
一種這樣的燃燒器裝置例如從EP-A1-0597138中已知。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，用于燃?xì)廨啓C的、帶有唯一一排燃燒器的環(huán)形的低NOX(EV-)燃燒室(EV＝Environmental，環(huán)境)屬于經(jīng)過考驗的技術(shù)(例如見F.Joos et al.“Development of the sequential combustion system forthe GT24/GT26 gas turbine family”，ABB Review，1998第4期，第4-16頁)。在這種燃?xì)廨啓C/燃燒室中，可通過氣輪機外殼體上的相應(yīng)操作開口將燃燒器取出。
另外的燃?xì)廨啓C(例如申請人的GT13E型)在環(huán)形的燃燒室中具有雙排的燃燒器裝置，如同例如在開頭提到的文獻EP-A1-0597138的附圖1和3中表示的。按那里所描述的形式(具有平行定向的燃燒器對)只能實現(xiàn)一種這樣的雙排裝置，因為這些燃燒器不能被向外取出，而是被朝向燃燒室內(nèi)取出。為此燃燒室必須足夠大并且必須能夠通過一個專門的人孔來從外面接觸到(見EP-A1-0597138的附圖2和所屬的說明)。在這種情況下氣輪機殼體上的用于輸送燃?xì)獾拈_口可以構(gòu)成得較小。
在這種已知的雙排燃燒器裝置中不利的是，為了更換燃燒器必須要求能夠通過相應(yīng)的人孔接觸到燃燒器，這在結(jié)構(gòu)上是費事的。在這種技術(shù)方案中不利的還有燃燒器更換過程費時間。但在氣輪機殼體上設(shè)置操作開口，通過它可將燃燒器簡單地向外取出，則又產(chǎn)生了關(guān)于氣輪機殼體機械完整性方面的問題。氣輪機殼體必須滿足一定的機械要求并且應(yīng)當(dāng)在壓力和熱負(fù)荷下不產(chǎn)生變形或裂縫。因此必須注意氣輪機外殼體上的這種操作開口之間的最小距離。這正好對于雙排的燃燒器裝置具有重要意義。
此外對于每個燃燒室期望的是，熱氣在初級區(qū)域中被很好地混合。因此，就是對于雙排或更高排的燃燒器裝置，必須找到得到在部分負(fù)載運行時即已足夠的混合的途徑，燃燒器在這種部分負(fù)載運行時分級運行。
最后要注意的是，燃燒器在燃燒室的內(nèi)襯上產(chǎn)生“熱點”，在那里，從燃燒室中流出的熱氣沖擊到壁上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于環(huán)形燃燒室的雙排燃燒器裝置，它使得能夠在不影響氣輪機殼體機械完整性的情況下將燃燒器穿過氣輪機殼體直接向外取出，改善熱氣在燃燒室內(nèi)的混合，降低燃燒室壁上的熱負(fù)荷。
該任務(wù)通過權(quán)利權(quán)利要求1的特征的總和解決。本發(fā)明的核心在于，兩個燃燒器排中的燃燒器不是以其燃燒器軸線較長地相互平行地定向，而是使其沿流動方向相互逐漸靠近。由此，逆著流動方向朝向氣輪機外殼體產(chǎn)生一個逐漸增大的(側(cè)面的)燃燒器軸線間距離，這導(dǎo)致氣輪機外殼體上的用于燃燒器的操作開口的距離增大，從而導(dǎo)致對殼體的機械削弱明顯減小。由于燃燒室中的燃燒器軸線相互逐漸靠近，從燃燒器流入燃燒室中的氣體的相互作用也更強烈，這導(dǎo)致混合的改善。同時，通過燃燒器的彼此相向傾斜，熱的燃燒器氣體在處于外面的燃燒室壁上的撞擊降低，使得壁的熱負(fù)荷下降。
在此有利的是一種“對稱”的燃燒器裝置，其特點在于，一個燃燒器對中的兩個燃燒器安置在燃燒室橫截面的中心軸線的兩側(cè)，這兩個燃燒器的燃燒器軸線與該中心軸線分別圍成一個大于0°并且小于90°的角度。
其它實施方式由從屬權(quán)利要求中得出。


下面借助實施例結(jié)合附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。唯一的附圖以一個局部表示出一個燃?xì)廨啓C的剖面，它具有一個環(huán)形燃燒室和一個按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的兩排的燃燒器裝置。
具體實施例方式
在附圖中表示出一個燃?xì)廨啓C的燃燒室的一個剖面，它具有一個按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的燃燒器裝置。對于燃?xì)廨啓C10，只表示出了其位于氣輪機軸線上方的一個局部，該燃?xì)廨啓C具有一個氣輪機外殼體13，它包圍一個被填充了壓縮空氣的壓力空氣空間12和一個安置在壓縮機部分和渦輪機部分之間的燃燒室11。燃燒室11相關(guān)于氣輪機軸線環(huán)形地構(gòu)成。在其入口側(cè)的頂部室27中安置了成兩排疊置的燃燒器14，15，它們按已知的方式作為雙錐燃燒器構(gòu)成并且通入燃燒室11中。燃燒器14，15構(gòu)成共軸線的環(huán)，與在EP-A1-0597138的附圖3中描述的相似(但具有不同的偏移)。頂部室27向外(朝向壓力空氣空間12)通過一個燃燒室殼體18被封閉。在燃燒室殼體18上為燃燒器14，15設(shè)置了相應(yīng)的開口，通過它們可將燃燒器14，15向外取出。在燃燒器14，15自身上安置了凸緣19，20，燃燒器14，15借助它們通過螺紋牢固地連接在燃燒室殼體18上，它們同時將所述開口封閉。位于更外面的氣輪機外殼體13同樣設(shè)置了開口21，22，通過它們可將燃燒器14，15直接和完全地向外取出。
此時重要的是，成對疊置地安置的燃燒器14，15不是以其燃燒器軸線17較長地相互平行地定向，而是這樣相互傾斜地被裝入燃燒器軸線17沿流動方向(在附圖中向左)彼此逐漸靠近。這種傾斜最好關(guān)于燃燒室橫截面的中心軸線25對稱地構(gòu)成每個燃燒器14，15以其燃燒器軸線17自中心軸線25傾斜開相同的角度α。在附圖所示的實施例中，角度α約為5°。該角度一般大于0°并且小于90°。
通過燃燒器14，15的相互傾斜，燃燒室殼體18上的開口之間和氣輪機外殼體13上的開口21，22之間的中間區(qū)域23，24擴寬，由此，為固定裝置提供了位置并且明顯提高了殼體的機械穩(wěn)定形。通過傾斜還提高了相鄰燃燒器14，15的火焰28之間的相互作用，這使得熱氣體的混合改善。最后，由于燃燒器14，15的傾斜，火焰28較弱地沖擊到燃燒室11的內(nèi)襯元件和外襯元件29和30上，由此明顯降低了該區(qū)段的熱負(fù)荷。
借助本發(fā)明總體得到如下效果和優(yōu)點在燃燒器排之間具有足夠的位置，以便將附屬的凸緣與殼體或支座螺紋連接；合適的燃燒器裝置導(dǎo)致氣輪機外殼體上的操作開口的間距較大，由此使開口分布區(qū)域中的機械應(yīng)力集中降低；在預(yù)混合運行中，下面的(內(nèi)部的)和上面的(外部的)燃燒器排之間的混合被強化；
火焰與內(nèi)、外襯元件之間的距離增大，由此使得該區(qū)段的局部熱負(fù)荷減小。
附圖標(biāo)記10燃?xì)廨啓C11燃燒室12壓力空氣空間13氣輪機(外)殼體14，15燃燒器(雙錐燃燒器)16初級區(qū)域(燃燒室)17燃燒器軸線18燃燒室殼體19，20凸緣21，22開口23，24，26中間區(qū)域25中心軸線(燃燒室橫截面)27頂部室28火焰29襯元件(內(nèi)部)30襯元件(外部)α 角度
權(quán)利要求
1.用于燃?xì)廨啓C(10)的環(huán)形燃燒室(11)的燃燒器裝置，在該燃燒器裝置中，多個燃燒器(14，15)分別成對地在徑向上上下疊置地安置在同心的環(huán)上，其特征在于，一個燃燒器對中的兩個燃燒器(14，15)與平行位置偏離地這樣定向它們的燃燒器軸線(17)沿流動方向相互逐漸靠近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器裝置，其特征在于，一個燃燒器對中的兩個燃燒器(14，15)安置在燃燒室橫截面的中心軸線(25)的兩側(cè)，并且，這兩個燃燒器(14，15)的燃燒器軸線(17)與該中心軸線(25)分別圍成一個大于0°并且小于90°的角度(α)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃燒器裝置，其特征在于，這些燃燒器(14，15)安置在燃燒室(11)的一個頂部室(27)中，該頂部室被一個燃燒室殼體(18)包圍，并且，在該燃燒室殼體(18)上設(shè)置開口，通過它們可將燃燒器(14，15)向外取出并且它們在裝入燃燒器的情況下通過安置在燃燒器(14，15)上的凸緣(19，20)被封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的燃燒器裝置，其特征在于，燃燒室(11)安置在一個氣輪機外殼體(13)之內(nèi)，在該氣輪機外殼體(13)上設(shè)置了開口(21，22)，通過它們可將燃燒器(14，15)從氣輪機殼體(13)中取出。
全文摘要
在用于燃?xì)廨啓C(10)的環(huán)形燃燒室(11)的燃燒器裝置中，多個燃燒器(14，15)分別成對地在徑向上上下疊置地安置在同心的環(huán)上。在這種燃燒器裝置中，一個燃燒器對中的兩個燃燒器(14，15)與平行位置偏離地這樣定向它們的燃燒器軸線(17)沿流動方向相互逐漸靠近。通過此提高了氣輪機殼體的機械完整性并優(yōu)化了燃燒室的運行。
文檔編號F23R3/50GK1615417SQ02827085
公開日2005年5月11日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月14日
發(fā)明者彼得·赫拉夫, 斯特凡·奇?zhèn)? 赫爾瑪·文德勒 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司