用于向燃燒器提供燃料的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于向燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器提供燃料的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括環(huán)形燃料分配歧管，該環(huán)形燃料分配歧管至少部分地限定燃料增壓室。該燃料分配歧管包括與后端軸向地分開的前端、徑向向外地并且圍繞前端周向地延伸的凸緣以及從凸緣向下游延伸的環(huán)形支承環(huán)。LLI組件從燃料分配歧管向下游延伸。該LLI組件包括一體式內(nèi)襯，該一體式內(nèi)襯在燃燒器內(nèi)至少部分地限定初級燃燒區(qū)域和次級燃燒區(qū)域。LLI噴射器基本徑向地延伸通過一體式內(nèi)襯并且提供通過一體式內(nèi)襯進(jìn)入次級燃燒區(qū)域中的流體連通。與燃料增壓室流體連通的流體管道在LLI噴射器與燃料分配歧管之間延伸。
【專利說明】用于向燃燒器提供燃料的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器。更具體地，本發(fā)明涉及用于向被限定在燃 燒器內(nèi)的次級燃燒區(qū)域提供燃料的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 用于發(fā)電的典型的燃?xì)鉁u輪機(jī)包括位于前部的軸向壓縮機(jī)、位于壓縮機(jī)下游的一 個或多個燃燒器、以及位于后部的渦輪。環(huán)境空氣可以被供給至壓縮機(jī)，并且壓縮機(jī)中的旋 轉(zhuǎn)輪葉和固定葉片向工作流體(空氣）逐步地施加動能，以產(chǎn)生處于高能量狀態(tài)的壓縮工作 流體。壓縮工作流體離開壓縮機(jī)并且流向燃燒器的頭部端，在該頭部端處，壓縮工作流體在 端蓋處反向并且通過一個或多個噴嘴流入被限定在每一個燃燒器中的燃燒室內(nèi)的初級燃 燒區(qū)域中。壓縮工作流體在一個或多個燃料噴嘴中以及/或者燃燒室內(nèi)與燃料混合并且點 燃，以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體。燃燒氣體在渦輪中膨脹以做功。例如，燃燒氣體在 渦輪中的膨脹可以使連接至發(fā)電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電力。
[0003] 典型的燃燒器包括聯(lián)接到壓縮機(jī)排氣殼體的端蓋、在壓縮機(jī)排氣殼體內(nèi)徑向和軸 向地延伸的環(huán)形帽組件、從帽組件向下游延伸的環(huán)形燃燒內(nèi)襯、以及具有環(huán)形過渡管的過 渡件，該環(huán)形過渡管在燃燒內(nèi)襯與第一級固定噴嘴之間延伸。固定噴嘴定位成大體鄰近通 向渦輪部段的進(jìn)口。
[0004] 在特定的燃燒器設(shè)計中，一個或多個LLI噴射器(也被稱為延遲貧噴射器）圍繞燃 燒內(nèi)襯周向地布置并且安裝于該燃燒內(nèi)襯，該燃燒內(nèi)襯位于燃料噴嘴和/或初級燃燒區(qū)域 的下游。各種流體管道和流體聯(lián)接件在壓縮機(jī)排氣殼體內(nèi)延伸，以將燃料從燃料源引導(dǎo)至 LLI噴射器。離開壓縮機(jī)的一部分壓縮工作流體被引導(dǎo)通過LLI噴射器以與燃料混合從而 產(chǎn)生貧燃料-空氣混合物。貧燃料-空氣混合物隨后可以被噴射到燃燒室中，以用于在次 級燃燒區(qū)域中的額外燃燒，從而提高燃燒氣體溫度并且提高燃燒器的熱力學(xué)效率。延遲貧 噴射器在提高燃燒氣體溫度方面是有效的而不造成不期望的排放物(例如氮氧化物（N0 X) 的產(chǎn)生的相應(yīng)增加。燃?xì)鉁u輪機(jī)的基本負(fù)荷和/或關(guān)閉操作期間，延遲貧噴射器在減少N0X 方面是特別有益的。
[0005] 向空間有限的環(huán)境(例如燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)排氣殼體）安裝具有延遲貧噴射硬 件的燃燒器并且/或者從該空間有限的環(huán)境移除該燃燒器已變得越來越有挑戰(zhàn)性，部分地 是由于多種當(dāng)前的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)計的占用空間減小。例如，進(jìn)入各個流體聯(lián)接件、流體管道 和/或LLI噴射器的路徑可能受到限制。此外，在被安裝于燃?xì)鉁u輪機(jī)的同時組裝或拆卸 各個延遲貧噴射部件與燃燒器所需的寶貴工時可能是過多的，原因是與延遲貧噴射硬件的 正確安裝和移除相關(guān)的困難。因此，能夠減少燃燒器的組裝時間和復(fù)雜度的向燃燒器提供 燃料的系統(tǒng)將是有用的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下文的隨后描述中進(jìn)行闡述，或者可以是通過描述顯而 易見的，或者可以通過實施本發(fā)明而習(xí)得。
[0007] 本發(fā)明的一個實施例作為本發(fā)明的第一個方面，提供一種用于向燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃 燒器提供燃料的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：環(huán)形燃料分配歧管，該環(huán)形燃料分配歧管至少部分地限 定燃料增壓室，該燃料分配歧管包括與后端軸向地分開的前端、徑向向外地并且圍繞前端 周向地延伸的凸緣以及從凸緣向下游延伸的環(huán)形支承環(huán)；LLI噴射組件，從燃料分配歧管 向下游延伸，該LLI噴射組件包括一體式內(nèi)襯及LLI噴射器，該一體式內(nèi)襯在燃燒器內(nèi)至少 部分地限定初級燃燒區(qū)域和次級燃燒區(qū)域，LLI噴射器基本徑向地延伸通過一體式內(nèi)襯并 且提供通過一體式內(nèi)襯進(jìn)入次級燃燒區(qū)域中的流體連通；與燃料增壓室流體連通的流體管 道，其在LLI噴射器與燃料分配歧管之間延伸。
[0008] 第二方面，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面所述的系統(tǒng)，所述流體管道成蛇形形狀。
[0009] 第三方面，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面所述的系統(tǒng)，所述凸緣包括：a.在所述凸緣 內(nèi)周向地延伸的燃料增壓室和圍繞所述凸緣周向地延伸的外表面；b.第一孔口和第二孔 口，所述第一孔口和所述第二孔口提供通過所述凸緣的外表面進(jìn)入燃料分配增壓室中的流 體連通；c.燃料分配帽，所述燃料分配帽部分地延伸跨過所述凸緣的外表面并且包繞所述 第一孔口和所述第二孔口；以及d.燃料分配增壓室，所述燃料分配增壓室被至少部分地限 定在所述燃料分配帽內(nèi)，所述燃料分配增壓室與所述第一孔口和所述第二孔口流體連通。 [0010] 第四方面，根據(jù)所述第三方面的系統(tǒng)，所述凸緣包括多個螺栓孔，所述多個螺栓孔 軸向地延伸通過所述凸緣，其中所述第一孔口通過所述多個螺栓孔中的至少一個螺栓孔與 所述第二孔口周向地分開。
[0011] 第五方面，根據(jù)所述第三方面的系統(tǒng)，所述燃料分配帽包括底部，所述底部部分地 限定所述燃料分配增壓室，所述燃料分配帽具有與所述第一孔口共軸地對準(zhǔn)的第一出口和 與所述第二孔口共軸地對準(zhǔn)的第二出口。
[0012] 第六方面，根據(jù)所述第三方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括被限定在所述燃料分配帽 的底部與所述凸緣的外表面之間的間隙。
[0013] 第七方面，根據(jù)所述第三方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括布置于所述第一孔口內(nèi)的 第一孔口插入件和布置于所述第二孔口內(nèi)的第二孔口插入件。
[0014] 第八方面，根據(jù)第所述第七方面的系統(tǒng)，絕緣間隙被限定在所述第一孔口插入件 與所述第一孔口之間以及所述第二孔口插入件與所述第二孔口之間。
[0015] 第九方面，根據(jù)所述第一方面的系統(tǒng)，所述一體式內(nèi)襯包括限定了圓錐形部的主 體、從所述圓錐形部向下游延伸的LLI噴射部以及從所述LLI噴射部向下游延伸的過渡部。
[0016] 第十方面，根據(jù)所述第九方面的系統(tǒng)，所述過渡部具有大體非圓形的橫截面。
[0017] 第十一方面，根據(jù)所述第九方面的系統(tǒng)，所述一體式內(nèi)襯的主體是單個部件。
[0018] 第十二方面，根據(jù)所述第一方面的系統(tǒng)，所述一體式內(nèi)襯包括：a.主體，所述主體 具有前端和后端，所述主體限定了橫截面流動區(qū)域以及被限定在所述前端與所述后端之間 的軸向流動長度，所述主體還限定了布置于所述前端的下游和所述后端的上游處的LLI噴 射部，其中所述LLI噴射器在所述LLI噴射部處延伸通過所述主體；并且b.其中所述橫截 面流動區(qū)域在所述前端與所述LLI噴射部之間沿所述軸向流動長度減小并且在所述LLI噴 射部下游沿所述軸向流動長度的至少一部分增大。
[0019] 第十三方面，根據(jù)所述第十二方面的系統(tǒng)，所述橫截面流動區(qū)域沿被限定在所述 LLI噴射部下游的所述軸向流動長度的第一部分增大并且沿被限定在所述第一部分下游的 所述軸向流動長度的第二部分減小。
[0020] 第十四方面，根據(jù)所述第十二方面的系統(tǒng)，所述橫截面流動區(qū)域從所述LLI噴射 部下游沿所述軸向流動長度至所述后端連續(xù)增大。
[0021] 第十五方面，根據(jù)所述第十二方面的系統(tǒng)，所述橫截面流動區(qū)域跨過所述LLI噴 射部沿所述軸向流動長度基本恒定。
[0022] 第十六方面，根據(jù)所述第十二方面的系統(tǒng)，所述橫截面流動區(qū)域跨過所述LLI噴 射部沿所述軸向流動長度在下游方向上減小。
[0023] 第十七方面，根據(jù)所述第十二方面的系統(tǒng)，所述橫截面流動區(qū)域跨過所述LLI噴 射部沿所述軸向流動長度在下游方向上增大。
[0024] 第十八方面，根據(jù)所述第十二方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括在所述前端與所述LLI 噴射部之間延伸的圓錐形部以及從所述LLI噴射部向下游延伸且終止于所述后端的過渡 部。
[0025] 第十九方面，根據(jù)所述第一方面的系統(tǒng)，所述一體式內(nèi)襯包括下游端，所述下游端 具有周向地包繞所述下游端的后部框架，所述后部框架包括：a.與外部徑向分開的內(nèi)部以 及在所述內(nèi)部與所述外部之間延伸的一對相對側(cè)部；b.側(cè)密封件槽，所述側(cè)密封件槽在所 述后部框架的內(nèi)部與外部之間沿所述相對側(cè)部中的一個側(cè)部延伸，所述側(cè)密封件槽被至少 部分地限定在下游壁與上游壁之間；c.其中所述上游壁的第一段朝向所述外部從所述內(nèi) 部延伸第一向外距離，并且所述上游壁的第二段朝向所述后部框架的外部從與所述第一段 的相交點延伸第二向外距離，所述上游壁的第二段至少部分地限定側(cè)密封件引導(dǎo)特征，以 允許側(cè)密封件的底部軸向地插入到所述側(cè)密封件槽中。
[0026] 第二十方面，根據(jù)所述第十九方面的系統(tǒng)，所述第一向外距離大于所述第二向外 距離。
[0027] 第二十一方面，根據(jù)權(quán)所述第十九方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括被限定在所述第 一段的外表面與所述第二段的外表面之間的臺階。
[0028] 第二十二方面，根據(jù)所述第二十一方面的系統(tǒng)，所述臺階被構(gòu)造成沿軸向和徑向 方向?qū)⑺鰝?cè)密封件的底部引導(dǎo)至所述側(cè)密封件槽中。
[0029] 第二十三方面，根據(jù)所述第十九方面的系統(tǒng)，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括外部殼體和第 二外部殼體，所述凸緣連接至所述外部殼體的一部分并且所述后部框架連接至所述外部殼 體的另一部分。
[0030] 第二十四方面，根據(jù)所述第一方面的系統(tǒng)，所述燃料分配歧管還包括環(huán)形支承環(huán)， 所述環(huán)形支承環(huán)至少部分地限定所述燃料分配歧管的下游端，所述支承環(huán)具有與外側(cè)部徑 向地分開的內(nèi)側(cè)部。
[0031] 第二十五方面，根據(jù)所述第一方面的系統(tǒng)，所述LLI組件還包括流動套筒，所述流 動套筒周向地包繞所述一體式內(nèi)襯的至少一部分，所述流動套筒與所述一體式內(nèi)襯徑向地 分開，以在所述流動套筒與所述一體式內(nèi)襯之間至少部分地限定環(huán)形冷卻流通道，其中所 述LLI噴射器延伸通過所述流動套筒。
[0032] 第二十六方面，根據(jù)所述第二十五方面的系統(tǒng)，其特征在于，所述流動套筒包括兩 個或多個半環(huán)形流動套筒部段。
[0033] 第二十七方面，根據(jù)所述第二十五方面的系統(tǒng)，所述流動套筒在所述燃料分配歧 管的后端與所述LLI組件的后端之間作為單個部件連續(xù)地延伸。
[0034] 第二十八方面，根據(jù)所述第二十五方面的系統(tǒng)，所述流動套筒包括多個冷卻孔，所 述多個冷卻孔提供進(jìn)入所述冷卻流通道的流體連通。
[0035] 第二十九方面，根據(jù)所述第二十五方面的系統(tǒng)，所述流動套筒與所述一體式內(nèi)襯 徑向地分開一徑向距離，所述徑向距離跨過所述一體式內(nèi)襯發(fā)生變化。
[0036] 第三十方面，根據(jù)所述第二十四方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括流動套筒，其中所述 支承環(huán)包括內(nèi)表面，所述流動套筒的前部同心地定位在所述支承環(huán)內(nèi)，所述前部與所述支 承環(huán)的內(nèi)表面滑動接合。
[0037] 第三十一方面，根據(jù)所述第三十方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括彈簧密封件，所述彈 簧密封件在所述支承環(huán)與所述流動套筒的前部之間徑向地延伸。
[0038] 第三十二方面，根據(jù)所述第一方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括：外部空氣罩，所述外 部空氣罩周向地包繞燃燒內(nèi)襯和所述LLI噴射器的至少一部分，所述外部空氣罩至少部分 地限定噴射空氣增壓室，所述噴射空氣增壓室與所述LLI噴射器流體連通；以及進(jìn)口通道， 所述進(jìn)口通道限定了進(jìn)入所述噴射空氣增壓室中的流動路徑。
[0039] 第三十三方面，根據(jù)所述第三十二方面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括流調(diào)節(jié)套筒，所述 流調(diào)節(jié)套筒與所述外部空氣罩滑動接合，其中所述流調(diào)節(jié)套筒具有限制流動通過所述進(jìn)口 通道的第一位置和增大流動通過所述進(jìn)口通道的第二位置。
[0040] 第三十四方面，根據(jù)所述第三十三方面的系統(tǒng)，所述流調(diào)節(jié)套筒相對于所述燃燒 器的軸向中心線軸向地滑動跨過所述外部空氣罩。
[0041] 第三十五方面，根據(jù)所述第三十三方面的系統(tǒng)，所述流調(diào)節(jié)套筒相對于所述燃燒 器的軸向中心線圍繞所述外部空氣罩周向地滑動。
[0042] 第三十六方面，根據(jù)所述第三十四方面的系統(tǒng)，所述流調(diào)節(jié)套筒的第一位置與完 全關(guān)閉的進(jìn)口通道相對應(yīng)并且所述流調(diào)節(jié)套筒的第二位置與完全打開的進(jìn)口通道相對應(yīng)。 [0043] 當(dāng)閱覽本說明書時，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地領(lǐng)會這種實施例以及其它實施 例的特征和方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044] 包括對附圖的參照的說明書的剩余部分中更具體地闡述了面向本領(lǐng)域技術(shù)人員 的本發(fā)明的完整公開，這種公開使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，包括本發(fā)明的最佳 豐吳式，在附圖中：
[0045] 圖1是屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)的功能方框圖；
[0046] 圖2是示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，其中包括可以包含本發(fā)明的 各個實施例的示例性燃燒器；
[0047] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的向如圖2中所示的燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器提 供燃料的系統(tǒng)的透視圖；
[0048] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的如圖3中所示的系統(tǒng)的分解透視圖；
[0049] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的如圖4中所示的系統(tǒng)的橫截面下游視圖；
[0050] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的系統(tǒng)的一部分的橫截面放大圖，該系統(tǒng)包 括一對孔口插入件；
[0051] 圖7是如圖4中所示的系統(tǒng)的一體式內(nèi)襯部的俯視圖；
[0052] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的如圖7中所示的一體式內(nèi)襯的橫截面透視 圖；
[0053] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的各個實施例的相對于跨過一體式內(nèi)襯的圓錐形部、LLI噴射 部和過渡部的軸向流動長度的如圖8中所示的一體式內(nèi)襯的橫截面流動區(qū)域的歸一化圖 示；
[0054] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的各個實施例的相對于如與圖8中所示的橫截面流動區(qū)域相 關(guān)的軸向流動長度的通過一體化內(nèi)襯的流速的歸一化圖示；
[0055] 圖11提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖4中所示的系統(tǒng)的后部框架部的放 大透視圖；
[0056] 圖12提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖11中所示的后部框架的一部分的放 大后側(cè)視圖；
[0057] 圖13提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖11中所示的后部框架的側(cè)視圖；
[0058] 圖14提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖11中所示的后部框架的側(cè)視圖；
[0059] 圖15提供了根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的如圖11中所示的兩個相鄰后部框架 的后側(cè)視圖；
[0060] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖3中所示的系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0061] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖3中所示的系統(tǒng)的一部分的放大橫截面 圖；
[0062] 圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖3中所示的系統(tǒng)的透視圖；
[0063] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖18中所示的系統(tǒng)的一部分的橫截面?zhèn)纫?圖；
[0064] 圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖18中所示的外部空氣罩和流調(diào)節(jié)套筒的 一部分的側(cè)視圖；
[0065] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的透視圖；
[0066] 圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的外部空氣罩和流調(diào)節(jié)套筒的一部分的側(cè)視 圖；以及
[0067] 圖23是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的如圖22中所示的外部空氣罩和流調(diào)節(jié)套筒的 一部分的側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0068] 現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明的實施例，其中的一個或多個例子示于附圖中。詳細(xì)的 描述使用數(shù)字和字母名稱來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的名稱已用于表 示本發(fā)明的相似或類似的部件。如本文中所使用的，術(shù)語"第一"、"第二"、和"第三"可以 互換使用，以區(qū)分一個部件與另一個部件，并且不旨在表示單個部件的位置或重要性。術(shù)語 "上游"和"下游"指的是關(guān)于流體流在流體路徑中的相對方向。例如，"上游"指的是流體 從其流動的方向，并且"下游"指的是流體流向的方向。術(shù)語"徑向地"指的是與特定部件 的軸向中心線基本垂直的相對方向，并且術(shù)語"軸向地"指的是與特定部件的軸向中心線基 本平行的相對方向。
[0069] 每個例子都以對發(fā)明進(jìn)行解釋的方式給出，并不對本發(fā)明構(gòu)成限制。實際上，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，能夠在不偏離本發(fā)明的范圍或者精神的前提下對 本發(fā)明進(jìn)行改型和變型。例如，作為一個實施例的一部分示出或者進(jìn)行描述的特征可以用 于另一個實施例，從而產(chǎn)生又一個實施例。因此，期望的是，本發(fā)明覆蓋落入所附權(quán)利要求 及其等同形式的范圍內(nèi)的這種改型和變型。盡管將為了說明的目的而在被結(jié)合到燃?xì)鉁u輪 機(jī)中的燃燒器的背景下大體描述本發(fā)明的示例性實施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將易于 領(lǐng)會，除非權(quán)利要求中特別列舉，否則本發(fā)明的實施例可以應(yīng)用于被結(jié)合到任何渦輪機(jī)中 的任何燃燒器并且不限于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。
[0070] 現(xiàn)在參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記在全部附圖中表示相同的元件，圖1提供了 可以結(jié)合本發(fā)明的各個實施例的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)10的功能方框圖。如圖所示，燃?xì)鉁u輪 機(jī)10大體包括進(jìn)口部段12,該進(jìn)口部段12可以包括一系列過濾器、冷卻盤管、水分分離器、 以及/或者凈化或以其它方式調(diào)節(jié)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)10的工作流體(例如，空氣）14的其它 的裝置。工作流體14流向壓縮機(jī)部段，在該壓縮機(jī)部段處，壓縮機(jī)16向工作流體14逐步 地施加動能，以產(chǎn)生處于高能量狀態(tài)的壓縮工作流體18。
[0071] 壓縮工作流體18與來自燃料供給部22的燃料20混合，以在一個或多個燃燒器24 內(nèi)形成可燃混合物。該可燃混合物燃燒以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體26。燃燒氣體 26流動通過渦輪部段的渦輪28以做功。例如，渦輪28可以連接至軸30,使得渦輪28的旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮機(jī)16以產(chǎn)生壓縮工作流體18。備選地或者除此之外，軸30可以將渦輪28連接 至發(fā)動機(jī)32以用于產(chǎn)生電力。來自渦輪28的排放氣體34流動通過排放部段36,該排放部 段36將渦輪28連接至位于渦輪28下游的排放堆棧38。例如，排放部段36可以包括余熱 蒸汽發(fā)生器(未示出），以用于在釋放到環(huán)境之前清潔排放氣體34并且從排放氣體34提取 額外的熱。
[0072] 圖2提供了示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)10的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，該示例性燃?xì)鉁u輪機(jī) 10包括示例性燃燒器50,該示例性燃燒器50可以包含本發(fā)明的各個實施例。如圖所示，燃 燒器50由至少一個外部殼體52 (例如壓縮機(jī)排氣殼體和/或渦輪外部殼體)至少部分地包 繞。外部殼體52與壓縮機(jī)16流體連通并且至少部分地限定高壓增壓室54,該高壓增壓室 54包繞燃燒器50的至少一部分。端蓋56在燃燒器50的一端處聯(lián)接到外部殼體52。燃燒 器50大體包括從端蓋56向下游延伸的至少一個軸向延伸的燃料噴嘴58和在位于端蓋56 下游的外部殼體52內(nèi)徑向和軸向地延伸的環(huán)形帽組件60。
[0073] 外部殼體大體包括至少一個開口 62以用于安裝燃燒器50。在一個實施例中，進(jìn)入 路徑或臂狀通路（arm-way) 64延伸通過外部殼體52,以提供從外部殼體52外側(cè)通向燃燒 器50的至少一部分的進(jìn)入路徑。在一個實施例中，燃?xì)鉁u輪機(jī)10包括至少部分地限定通 向渦輪28的進(jìn)口 68的固定渦輪噴嘴66級。渦輪28包括內(nèi)部殼體70,該內(nèi)部殼體70周向 地包繞渦輪28內(nèi)聯(lián)接到軸30 (圖1)的各級渦輪轉(zhuǎn)子輪葉72。在特定實施例中，固定渦輪 噴嘴66連接至內(nèi)部殼體70。在進(jìn)一步的實施例中，固定噴嘴66還聯(lián)接到內(nèi)部支承環(huán)74。
[0074] 在各個實施例中，如圖2中所示，燃燒器50包括用于向燃燒器50內(nèi)的次級燃燒區(qū) 域提供燃料的系統(tǒng)(在本文中被稱為"系統(tǒng)100")。圖3提供了根據(jù)特定實施例的系統(tǒng)100 的組裝視圖，并且圖4提供了如圖3中所示的系統(tǒng)100的分解圖。如圖3中所示，該系統(tǒng)大 體包括上游端或前端102以及下游端或后端104。前端102相對于系統(tǒng)100的軸向中心線 106與后端104軸向地分開。如圖3中所示，系統(tǒng)100可以被設(shè)置成預(yù)組裝或至少部分地預(yù) 組裝的燃燒模塊108,由此相對于現(xiàn)有的燃燒器構(gòu)造提供各種益處。例如，與現(xiàn)場組裝和拆 卸相關(guān)的工時可以顯著減少。除此之外或者備選地，可以在安裝系統(tǒng)100之前完成關(guān)鍵燃 料連接的密封性檢查，由此改進(jìn)燃燒器50的總體安全性和/或穩(wěn)定性。
[0075] 在特定實施例中，如圖4中所示，燃燒模塊100包括朝向后端206從前端102向下 游延伸的環(huán)形燃料分配歧管110、從燃料分配歧管110向下游延伸并且終止于后端206的 LLI噴射組件112、以及將燃料分配歧管110流體聯(lián)接和/或連接到LLI噴射組件112的至 少一根流體管道114。如圖2中所示，當(dāng)安裝于燃燒器50中時，燃料分配歧管110可以至少 部分地包繞帽組件60的一部分。
[0076] 在各個實施例中，如圖3中所示，流體管道114提供燃料分配歧管110與LLI噴射 器116 (例如LLI噴射組件112的延遲貧噴射器）之間的流體連通。在一個實施例中，流體 管道114成大體蛇形形狀。蛇形形狀的流體管道114允許隨著外部殼體52和/或燃燒器 50過渡通過各種熱瞬態(tài)條件(例如燃?xì)鉁u輪機(jī)10的啟動、關(guān)閉和/或關(guān)機(jī)操作期間）的燃 料分配歧管110與LLI噴射組件112之間的相對移動。此外，蛇形形狀的流體管道114可 以減少燃料連接端口 118 (圖3和圖4)處以及/或者LLI噴射器116處的負(fù)荷應(yīng)力，由此 改進(jìn)系統(tǒng)100的穩(wěn)定性以及/或者燃燒器50的總體性能。
[0077] 在特定實施例中，如圖4中所示，凸緣120從燃料分配歧管110的上游端122徑向 向外地并且圍繞該上游端122周向地延伸。燃料分配帽124從凸緣120的外表面126向外 延伸。外表面126圍繞凸緣120周向地延伸。環(huán)形支承套管或環(huán)形支承環(huán)128朝向燃料分 配歧管110的下游端130從凸緣120的上游端122向下游延伸。支承環(huán)128大體包括內(nèi)表 面132,該內(nèi)表面132與外表面134徑向地分開。壓縮彈簧密封件136,例如呼啦圈形密封 件（hula seal),可以沿內(nèi)表面132布置。
[0078] 在特定實施例中，如圖4中所示，燃料分配帽124部分地延伸跨過凸緣120的外表 面126。例如，燃料分配帽124大體跨過凸緣120的外表面126的至少一部分軸向和周向地 并且從凸緣120的外表面126徑向向外地延伸。燃料分配帽124可以通過焊接、銅焊或者 通過本領(lǐng)域內(nèi)已知的適用于燃料分配歧管110的操作環(huán)境的任何其它的機(jī)械裝置連接至 凸緣120。
[0079] 圖5提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的燃料分配歧管110的橫截面下游視圖，該 燃料分配歧管110包括燃料分配帽124,并且圖6提供了根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的燃 料分配歧管110的一部分的放大圖，該燃料分配器歧管110包括如圖5中所示的燃料分配 帽124的一部分。如圖5中所示，初級燃料增壓室138在凸緣120內(nèi)周向地延伸。初級燃 料增壓室138可以被鑄造到凸緣120中并且/或者可以被加工到凸緣120中。多個螺栓孔 140軸向地延伸通過凸緣120。螺栓孔140圍繞凸緣120大體均勻地周向地間隔開，以在如 圖2中所示地被安裝在燃燒器50中時提供圍繞凸緣120圓周的均勻的預(yù)負(fù)荷。
[0080] 如圖5和圖6中所示，至少兩個孔口 142延伸通過凸緣120的外表面126,以提供 進(jìn)入初級燃料增壓室138中的流體連通。如圖5中所示，每一個孔口 142都包括大體鄰近 凸緣120的外表面126的進(jìn)口 144和大體鄰近初級燃料增壓室138并且與該初級燃料增壓 室138流體連通的出口 146。每一個孔口 142都包括內(nèi)表面148,該內(nèi)表面148在進(jìn)口 132 與出口 134之間延伸。當(dāng)與不使螺栓孔140之間的周向間距偏置的單個孔口對比時，通過 具有孔口 142中的至少兩個孔口 142,可以提供額外的燃料進(jìn)口區(qū)域。因此，燃料速度可以 隨著燃料進(jìn)入初級燃料增壓室138而降低，由此形成初級燃料增壓室138內(nèi)更均勻的燃料 分布。此外，通過具有至少兩個孔口 142而不是一個大型孔口，每一個孔口 142與相應(yīng)的螺 栓孔140之間的壁厚得以優(yōu)化，由此增強凸緣120的耐久性并且允許使重量和成本降低的 較薄的凸緣120。此外，通過具有至少兩個孔口 142、圍繞凸緣120的每一個螺栓孔140位 置處的均勻的預(yù)負(fù)荷，由此提供外部殼體52 (圖2)與凸緣120之間的均勻/穩(wěn)健的密封， 同時保持進(jìn)入初級燃料增壓室138的燃料20的充足的質(zhì)量流。
[0081] 在一個實施例中，如圖6中所示，至少兩個孔口 142包括第一孔口 152和第二孔口 154,該第一孔口 152和第二孔口 154徑向地延伸通過凸緣120的外表面126,以提供進(jìn)入初 級燃料增壓室138中的流體連通。第一孔口 152和第二孔口 154二者在兩個相鄰的螺栓孔 140之間延伸而不使多個螺栓孔140中的每一個螺栓孔140之間的公共周向間距中斷。在 一個實施例中，第一孔口 152和第二孔口 154中的每一個孔口都包括孔口插入件156。每一 個孔口插入件156都與每一個相應(yīng)的孔口 152、154共軸或同心地對準(zhǔn)?？卓诓迦爰?56的 尺寸和/或形狀能夠相同或不同，以便實現(xiàn)流入初級燃料增壓室138中的燃料的期望流量。
[0082] 在一個實施例中，如圖6中所示，每一個孔口插入件156都包括肋158或者其它的 分離特征。肋158將孔口插入件156同心地并且/或者共軸地大體定位在相應(yīng)的孔口 152、 154中。肋158還提供孔口插入件156與相應(yīng)的孔口 152、154之間的絕緣間隙160,由此減 少由通過相應(yīng)的孔口插入件152、154流入初級燃料增壓室138中的燃料造成的凸緣120的 傳導(dǎo)冷卻。因此，與燃料和凸緣120之間的熱梯度相關(guān)聯(lián)的熱應(yīng)力可以減少，從而增強燃料 分配歧管110的總體耐久性。
[0083] 在特定實施例中，如圖5和圖6中所示，燃料分配帽124延伸或向外展開（flares out)跨過凸緣120的外表面126的一部分，以形成燃料分配增壓室162。燃料分配帽124大 體延伸跨過孔口 142中的每一個孔口 142的進(jìn)口 144并且提供燃料分配增壓室162與孔口 142中的每一個孔口 142的進(jìn)口 144之間的流體連通。通過展開燃料分配帽124,燃料20 的壓頭（pressure head)在被進(jìn)給至每一個孔口 142中之前至少部分地穩(wěn)定。因此，燃料 20的流速可以被調(diào)節(jié)，以便使燃料20隨著燃料流入初級燃料增壓室138中而在每一個孔 口 142之間均勻地分配，由此增強燃料分配歧管110的總體性能。在特定實施例中，燃料分 配帽124包括進(jìn)口端口 164,該進(jìn)口端口 164提供燃料源22 (圖2)與燃料分配增壓室162 (圖5和圖6)之間的流體連通。
[0084] 在一個實施例中，如圖6中所示，燃料分配帽124包括底部166,該底部166部分 地限定了燃料分配增壓室162。該底部限定了至少一個出口 167,該至少一個出口 167與相 應(yīng)的孔口 142和/或孔口插入件156共軸地對準(zhǔn)。絕緣間隙168被限定在燃料分配帽124 的底部166與凸緣的外表面126之間。在操作中，凸緣120大體比流入燃料分配帽124中 和流入孔口 142中的燃料20熱得多。絕緣間隙168提供燃料20與凸緣120的外表面126 之間的絕緣邊界，由此減少圍繞燃料分配帽124以及沿凸緣120外表面126的熱應(yīng)力。因 此，可以增強燃料分配歧管110的總體耐久性。
[0085] 再次參照圖4, LLI噴射組件112大體包括一體式內(nèi)襯200,該一體式內(nèi)襯200在 燃料分配歧管與系統(tǒng)100的后端206之間延伸。圖7提供了根據(jù)各個實施例的如圖4中所 示的一體式內(nèi)襯的俯視圖。圖8提供了如圖7中所示的一體式內(nèi)襯的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖 7和圖8中所示，一體式內(nèi)襯200大體包括主體202,該主體202具有大體環(huán)形形狀。
[0086] 如圖7和圖8中所示，主體202具有前端204,該前端204相對于一體式內(nèi)襯200 的軸向中心線208與后端206軸向地分開。主體202從前端204連續(xù)地延伸至后端206， 由此消除對如在傳統(tǒng)的燃燒設(shè)計中通常需要的分離的燃燒內(nèi)襯和過渡管的需要。在特定實 施例中，主體202包括圓錐形部210、從圓錐形部210向下游延伸的LLI噴射部212以及從 LLI噴射部212向下游延伸的過渡部214。在特定實施例中，一體式內(nèi)襯200還包括支承部 216,該支承部216從前端204向上游延伸。一體式內(nèi)襯200可以被鑄造成單個部件或者可 以由單個部件形成，所述單個部件連接以便形成通過燃燒器的連續(xù)熱氣體路徑。
[0087] 如圖2和圖8中所示，一體式內(nèi)襯200大體限定了初級燃燒區(qū)域218和次級燃燒 區(qū)域220,該初級燃燒區(qū)域218位于前端204下游并且被大體限定在圓錐形部210內(nèi)，該次 級燃燒區(qū)域220布置于初級燃燒區(qū)域218的下游和后端206的上游。次級燃燒區(qū)域220被 至少部分地限定在LLI噴射部212內(nèi)。
[0088] 圓錐形部210在前端204與LLI噴射部212之間延伸，并且過渡部214從LLI噴 射部212向下游延伸且大體終止于后端206附近。LLI噴射部212大體延伸跨過次級燃燒 區(qū)域220的至少一部分。圓錐形部210相對于與軸向中心線208垂直的平面大體具有基本 圓形的橫截面。LLI噴射部212相對于與軸向中心線208垂直的平面可以具有基本圓形的 橫截面和/或基本非圓形的橫截面。如圖7中所示，過渡部214相對于與軸向中心線208 垂直的平面具有基本非圓形的橫截面。
[0089] 在特定實施例中，如圖7和圖8中所示，一個或多個LLI噴射器開口 222從前端 204向下游并且從后端206向上游延伸通過主體202。LLI噴射器開口 222布置于主體202 的LLI噴射部212內(nèi)。LLI噴射器開口 222提供通過主體202并且進(jìn)入熱氣體路徑224中 的流體連通，該熱氣體路徑224被至少部分地限定在主體202內(nèi)。在特定實施例中，如圖2 中所示，LLI噴射器116中的每一個LLI噴射器116都至少部分地延伸通過相應(yīng)的一個LLI 噴射器開口 222。
[0090] 在至少一個實施例，如圖8中所示，軸向流動長度226沿軸向中心線208被限定。 軸向流動長度226在前端204與后端206之間延伸通過主體202。在特定實施例中，LLI噴 射開口 222沿軸向流動長度226大體限定相交點228,在該相交點228處，圓錐部210與LLI 噴射部212相交。該相交點228可以被限定成鄰近LLI噴射開口 222或者被限定在LLI噴 射開口 222的上游。沿軸向流動長度226大體限定另一個相交點230,在該相交點230處， LLI噴射部212與過渡部214相交。該相交點230被大體限定在沿軸向流動長度226的主 體202從基本圓形的橫截面過渡至位于LLI噴射器開口 222下游的基本非圓形的橫截面的 位置處。
[0091] 相交點228和230被大體限定在與軸向中心線208基本垂直的平面內(nèi)。根據(jù)例如 一體式內(nèi)襯200的直徑、期望或所需的通過一體式內(nèi)襯200的質(zhì)量流量、一體式內(nèi)襯200內(nèi) 的操作溫度、一體式內(nèi)襯200的熱分布曲線和/或LLI開口 222的定位的因素，相交點228 和230可以從圖8中所示的圖示位置向上游或向下游移位。
[0092] 如圖8中所示，主體202限定了橫截面流動區(qū)域232。該橫截面流動區(qū)域232相對 于與軸向中心線208垂直地延伸的平面被大體限定。橫截面流動區(qū)域232可以沿軸向流動 長度226的一部分增大、減小、或者保持恒定。主體202的體部100的橫截面流動區(qū)域232 的尺寸大體影響流過主體202的燃燒氣體26 (圖2)的流速。
[0093] 圖9提供了相對于跨過一體式內(nèi)襯200的主體202的圓錐形部210、LLI噴射部 212和過渡部214的軸向流動長度226的橫截面流動區(qū)域232的歸一化圖示300。如由線 304所示的，橫截面流動區(qū)域232從前端204處的最大橫截面流動區(qū)域232沿軸向流動長度 226大體減小至被限定在主體202的圓錐形部210與LLI噴射部212之間的相交點228處 的較小橫截面流動區(qū)域232。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會，線304還示出了典型的傳統(tǒng)內(nèi)襯(未示出）的橫截 面區(qū)域。
[0094] 在特定實施例中，如由線306所示的，橫截面流動區(qū)域232可以沿跨過LLI噴射 部212的軸向流動長度226增大、保持恒定并且/或者可以減小。在特定實施例中，如由線 308、310和312所示的，橫截面流動區(qū)域232沿被限定成位于相交點230下游的軸向流動長 度226的至少一部分增大。相比之下，如由線314所示的，傳統(tǒng)內(nèi)襯的橫截面流動區(qū)域232 通過LLI噴射部212和過渡部214繼續(xù)減小。
[0095] 在一個實施例中，如由線308所示的，橫截面流動區(qū)域232以基本連續(xù)的速率在 LLI噴射部212與后端206之間從相交點230向下游連續(xù)增大。在另一個實施例中，橫截面 流動區(qū)域232以第一增大速率沿被限定成位于相交點230下游的軸向流動長度226的第一 部分316連續(xù)增大，并且隨后以第二增大速率沿被限定成位于第一部分316下游的軸向流 動長度226的第二部分318增大。在另一個實施例中，橫截面流動區(qū)域232沿被限定成位 于相交點230下游的軸向流動長度226的第一部分316連續(xù)增大并且隨后沿被限定成位于 第一部分316下游的軸向流動長度226的第二部分318減小。
[0096] 圖10提供了相對于通過主體202的圓錐形部210、LLI噴射部212和過渡部214 以及傳統(tǒng)的內(nèi)襯或管的軸向流動長度226的燃燒氣體26 (圖2)通過一體式內(nèi)襯200的主 體202 (包括傳統(tǒng)的過渡內(nèi)襯或管)的流速402的歸一化圖示400。如圖9和圖10中所示， 線404與線304相關(guān)，線406與線306相關(guān)，線408與線308相關(guān)，線410與線310相關(guān)，線 412與線312相關(guān)，線414與線314相關(guān)，416與316相關(guān)并且418與318相關(guān)。
[0097] 如圖9和圖10中所示并且在線304和404中所示，燃燒氣體26 (圖2)的流速隨 著橫截面流動區(qū)域232沿軸向流動長度226通過圓錐形部210減小而增大。如由線306、 314以及406和414所示的，由于通過主體202 (圖8)并且進(jìn)入熱氣體路徑224 (圖8)中 的第二可燃混合物和/或壓縮空氣的額外的質(zhì)量流，流速將以高得多的速率在LLI噴射部 212內(nèi)沿軸向流動長度226增大。
[0098] 增大的流速大體造成過渡部214處的增大的傳熱系數(shù)，從而造成一體式內(nèi)襯200 的主體202以及/或者傳統(tǒng)的內(nèi)襯或管的內(nèi)表面(未示出)上的熱點或高熱應(yīng)力區(qū)域。在本 發(fā)明的各個實施例中，如圖9中由線308、310、312所示的，LLI噴射部212處或者該LLI噴 射部212下游的橫截面流動區(qū)域232的增大將造成燃燒氣體26 (圖2)的流速402降低，如 圖10中由線410、412和414所示的。通過保持或降低LLI噴射部212處或者該LLI噴射 部212下游處穿過一體式內(nèi)襯200的主體202的流速402,主體202的傳熱系數(shù)顯著降低， 由此改進(jìn)燃燒器的耐久性和總體性能。
[0099] 再次參照圖4,在特定實施例中，后部框架250周向地包繞一體式內(nèi)襯200的下游 端206。如圖2中所示，后部框架250可以聯(lián)接到外部殼體52,以為系統(tǒng)100的后端104提 供支承。安裝支架251可以聯(lián)接到后部框架250。安裝支架251可以相對于系統(tǒng)100的軸 向中心線106 (圖3)沿向前方向和/或向后方向樞轉(zhuǎn)。通過該方式，可以在安裝系統(tǒng)100 之前和/或期間操縱安裝支架251的位置或取向，以適應(yīng)公差疊加問題并且/或者在安裝 于燃燒器50中期間引導(dǎo)系統(tǒng)100和/或LLI組件112就位。
[0100] 如圖2中所示，后部框架250聯(lián)接到外部殼體52并且凸緣120聯(lián)接到外部殼體52 的另一部分。該安裝方案造成隨著燃燒器50和/或燃?xì)鉁u輪機(jī)10在各個熱瞬態(tài)條件(例 如啟動、關(guān)閉和/或關(guān)機(jī)操作)之間過渡的燃料分配歧管110與LLI組件112之間的相對移 動。因此，可以允許安裝支架251樞轉(zhuǎn)以適應(yīng)燃料分配歧管110與LLI組件112之間的相 對移動。
[0101] 在特定實施例中，后部框架250包括與外部254徑向地分開的內(nèi)部252以及在內(nèi) 部252與外部254之間延伸的一對相對側(cè)256。圖11提供了根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例 的如圖4中所示的后部框架250的相對側(cè)部256中的一個示例性側(cè)部258的放大透視圖。 圖12提供了如圖11中所示的側(cè)部258的放大后側(cè)視圖。
[0102] 如圖11中所示，后部框架250包括側(cè)密封件槽260,該側(cè)密封件槽260沿側(cè)部258 延伸。側(cè)密封件槽260至少部分地在后部框架250的內(nèi)部252與外部254之間延伸。盡管 為了清楚期間，將大體參照一個側(cè)部256來描述側(cè)密封件槽260,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 將認(rèn)識到，后部框架250的相對側(cè)部256中的一個或兩個側(cè)部可以包括如本文中所描述的 側(cè)密封件槽260。
[0103] 如圖11中所示，側(cè)密封件槽260被至少部分地限定在后部框架250的下游壁或后 壁262與上游壁或前壁264之間。上游壁264和下游壁262從側(cè)部258的內(nèi)表面266向外 地并且與該內(nèi)表面266基本垂直地延伸。上游壁264和下游壁262至少部分地在后部框架 250的內(nèi)部252與外部254之間延伸。在特定實施例中，下游壁262從內(nèi)部252延伸至外部 254。
[0104] 在一個實施例中，如圖11中所不，上游壁264包括第一段268和第二段270。該第 一段268朝向后部框架250的外部254從內(nèi)部252沿第一側(cè)部258延伸。第二段270朝向 后部框架250的外部254從與第一段268的相交點272延伸。第一段268限定第一外表面 274,第二段270限定第二外表面276并且下游壁262限定第三外表面278。
[0105] 在特定實施例中，如圖12中所示，上游壁264的第一段268從后部框架250的第 一側(cè)106的內(nèi)表面266向外延伸第一向外距離280。該第一向外距離被限定在內(nèi)表面266 與第一段268的第一外表面274之間。第二段270從內(nèi)表面266向外延伸第二向外距離 282。第二向外距離282被限定在內(nèi)表面266與第二段270的第二外表面274之間。下游 壁262從后部框架250的內(nèi)表面266向外延伸第三向外距離284。該第三向外距離284被 限定在內(nèi)表面266與下游壁262的第三外表面274之間。第一向外距離280、第二向外距 離282和第三向外距離284中的每一個向外距離都是相對于與內(nèi)表面266基本垂直的線測 量得到的。在一個實施例中，上游壁的第二段270的第三向外距離284大于第二向外距離 282。
[0106] 在特定實施例中，如圖12中所示，第一段268的第一向外距離280大于第二段270 的第二向外距離282,由此在第一外表面274與第二外表面276之間限定了位于上游壁264 的第一段268與第二段270的相交點272處的臺階286。因此，第二段270在后部框架250 的側(cè)部258中至少部分地限定鍵槽或側(cè)密封件引導(dǎo)特征288,如圖11和圖12中所示。
[0107] 圖13、圖14和圖15示出了利用如圖11和圖12中所示并且如本文中所描述的側(cè) 密封件引導(dǎo)特征288來將側(cè)密封件290安裝到側(cè)密封件槽260中的一種方法。在特定實施 例中，如圖11和圖12中所示，臺階286可以被構(gòu)造成相對于一體式內(nèi)襯200的軸向中心線 208沿基本軸向和/或徑向方向?qū)?cè)密封件290的底部292 (圖13)引導(dǎo)至側(cè)密封件槽260 中。例如，如圖12中所示，臺階286可以倒角。除此之外或者備選地，臺階286可以成彎曲 或圓形，以在將系統(tǒng)100安裝至燃燒器50中期間將側(cè)密封件290的底部292引導(dǎo)至側(cè)密封 件槽260中。
[0108] 如圖13中所示，側(cè)密封件290可以被大體徑向地插入通過臂狀通路64。如圖14 中所示，側(cè)密封件290可以下降，使得側(cè)密封件290的頂部294已大體離開（cleared)外部 殼體52。側(cè)密封件290的底部292與側(cè)密封件引導(dǎo)特征288大體對準(zhǔn)。隨后朝向進(jìn)入側(cè)密 封件槽260中的下游壁262相對于進(jìn)入側(cè)密封件引導(dǎo)特征288中的軸向中心線208軸向地 操縱側(cè)密封件290。圖15提供了兩個相鄰的后部框架250的后側(cè)視圖，其中側(cè)密封件290 布置于兩個相鄰的側(cè)密封件槽260之間，如本文中所描述的。如圖15中所示，側(cè)密封件290 隨后被徑向地插入到側(cè)密封件槽260中。側(cè)密封件引導(dǎo)特征使外部殼體52之間所需的徑 向間隙296減小，以便安裝側(cè)密封件290而不使側(cè)密封件290彎曲和/或扭曲。因此，在安 裝期間損壞側(cè)密封件290的可能性可以大大減小，由此延長側(cè)密封件290的機(jī)械壽命并且 /或者減少高壓增壓室54與熱氣體路徑224之間的壓縮工作流體的泄漏。
[0109] 再次參照圖4,在特定實施例中，LLI組件還包括流動套筒500,該流動套筒500周 向地包繞一體式內(nèi)襯200。圖16提供了如圖2、圖3和圖4中所示的系統(tǒng)100的橫截面?zhèn)?視圖。如圖4和圖16中所示，流動套筒500包括前端502和被布置成接近前端502的外側(cè) 前部504、以及與前端502軸向地分開的后端506。流動套筒500在燃料分配歧管110與后 部框架250和/或一體式內(nèi)襯200的主體202的后端206之間連續(xù)地延伸，由此消除對額 外的沖擊套筒的需要。流動套筒500的前部504可以至少部分地限定接合外表面508。在 特定實施例中，如圖4和圖16中所示，流動套筒500在燃料分配歧管110與后部框架250 之間連續(xù)地延伸。在特定實施例中，如圖5中所示，流動套筒500的前部504在燃料分配歧 管110的支承環(huán)128內(nèi)大體同心地定位。
[0110] 圖17提供了燃燒器50的一部分的放大視圖，該燃燒器50包括如圖2中所示的帽 組件60的一部分和系統(tǒng)100的一部分。在特定實施例中，如圖17中所示，流動套筒500的 前部504的接合外表面508與支承環(huán)128的內(nèi)表面132滑動接合。通過該方式，允許流動 套筒500在燃燒器24的操作期間沿燃料分配歧管110的支承環(huán)128的內(nèi)側(cè)132滑動或平 移。如圖17中進(jìn)一步示出的，一體式內(nèi)襯200的主體202的支承部216至少部分地包繞帽 組件60的一部分。
[0111] 在特定實施例中，如圖17中所示，壓縮密封件或彈簧密封件136在流動套筒500 的前部504的接合外表面508與支承環(huán)128的內(nèi)側(cè)132之間徑向地延伸。在特定實施例 中，彈簧密封件136可以連接至支承環(huán)128。在備選方式中，彈簧密封件136可以連接至流 動套筒500。彈簧密封件136在燃?xì)鉁u輪機(jī)10的安裝和/或操作期間為流動套筒500至少 部分地提供結(jié)構(gòu)支承，同時在燃?xì)鉁u輪機(jī)10的各個操作模式期間(例如啟動、關(guān)閉和/或關(guān) 機(jī)操作期間）允許燃料分配歧管110與LLI組件112之間的軸向移動。
[0112] 在特定實施例中，如圖16中所示，流動套筒500與一體式內(nèi)襯200徑向地分開，以 便在流動套筒500與一體式內(nèi)襯200之間限定環(huán)形冷卻流通道510。該冷卻流通道510沿 一體式內(nèi)襯200的長度大體連續(xù)地延伸。例如，冷卻流通道510在后部框架250與流動套 筒500的前端502之間連續(xù)地延伸。
[0113] 在特定實施例中，如圖4中所示，流動套筒500可以包括多個冷卻孔或沖擊孔512， 這多個冷卻孔或沖擊孔512在燃?xì)鉁u輪機(jī)10的操作期間提供通過流動套筒500進(jìn)入冷卻 流通道510 (圖17)中的流體連通。在至少一個實施例中，如圖4中所示，流動套筒500包 括兩個半環(huán)形流動套筒部段514,這兩個半環(huán)形流動套筒部段514至少部分地包裹一體式 內(nèi)襯200。如圖3中所示，兩個半環(huán)形流動套筒部段514可以使用適用于燃燒器50內(nèi)的系 統(tǒng)100的操作環(huán)境的多個緊固件516 (例如螺栓或其它的鎖定緊固件）聯(lián)結(jié)在一起。在備 選方式中，半環(huán)形流動套筒部段514可以通過適用于燃燒器50內(nèi)的操作環(huán)境的任何機(jī)械裝 置焊接或聯(lián)結(jié)在一起。
[0114] 在一個實施例中，如圖16中所示，流動套筒500與一體式內(nèi)襯200徑向地分開徑 向距離518,該徑向距離518在后部框架250與一體式內(nèi)襯200的主體202的前端204之間 大體恒定。在另一個實施例中，一體式內(nèi)襯200與流動套筒500之間的徑向距離518沿/ 跨過一體式內(nèi)襯200的主體202發(fā)生變化。例如，該徑向距離518可以跨過一體式內(nèi)襯200 的主體202的圓錐形部210、LLI噴射部212和/或過渡部214增大和/或減小，以在壓縮 工作流體18 (圖2)流過冷卻流通道510時控制該壓縮工作流體18在主體202上的特定位 置處的流量和/或流速，由此允許在冷卻流通道510的特定區(qū)域中增強對壓縮工作流體18 的冷卻效率的局部控制。
[0115] 在特定實施例中，流動套筒500與一體式內(nèi)襯200的主體202相對于圓錐形部210 分開第一徑向距離520并且相對于過渡部214分開第二徑向距離522。在特定實施例中，第 一徑向距離520沿圓錐形部210的至少一部分大于第二徑向距離522,由此在一體式內(nèi)襯 200的主體202的過渡部214處提供有效的沖擊冷卻，同時在壓縮工作流體18從高壓增壓 室54 (圖2)流動、通過冷卻孔512 (圖4)、進(jìn)入冷卻流通道510 (圖16)中并且沿主體202 時降低該壓縮工作流體18的壓降。在備選方式中，第二徑向距離522可以沿過渡部214的 至少一部分大于第一徑向距離520,以控制壓縮工作流體18通過冷卻流通道510跨過圓錐 形部210的流速。
[0116] 在操作中，如上文所描述并且如各個附圖中所示的，來自壓縮機(jī)16的一部分壓縮 工作流體18通過多個冷卻孔512被引導(dǎo)至冷卻流通道510中。壓縮工作流體18被聚集在 (focused)主體202的過渡部214上，以向過渡部214提供沖擊冷卻或噴射冷卻。流動套筒 500與圓錐形部210和/或過渡部214之間的徑向距離518被設(shè)定成恒定距離和/或不同 徑向距離，以控制通過冷卻流通道510的壓縮工作流體18的流體積和/或流速，由此有效 地冷卻一體式內(nèi)襯200的主體202,特別是在由可能由于延遲貧噴射而造成的增大的燃燒 溫度所形成的熱點處。連續(xù)地延伸的流動套筒500消除了當(dāng)前的流動套筒組件的傳統(tǒng)的連 接接頭。因此，可以減少或消除從冷卻流通道510的泄漏，由此改進(jìn)燃燒器50的總體效率。 此外，通過消除現(xiàn)有的流動套筒組件的多個部件，可以降低與系統(tǒng)100的組裝、拆卸和制造 相關(guān)聯(lián)的時間和成本。
[0117] 如圖17中進(jìn)一步所示，一體式內(nèi)襯200的主體202的支承部216可以至少部分地 包繞帽組件60的一部分并且壓縮密封件或彈簧密封件524可以在帽組件60與主體202之 間徑向地延伸。這允許一體式內(nèi)襯200的徑向支承同時允許燃?xì)鉁u輪機(jī)10的操作期間的 LLI組件112與燃料分配歧管之間的軸向移動。
[0118] 再次參照圖4,在特定實施例中，系統(tǒng)100包括至少一個外部空氣罩600,該至少一 個外部空氣罩600至少部分周向地包繞流動套筒500的至少一部分。如圖3中所示，外部 空氣罩(多個外部空氣罩)600包繞LLI噴射器116以圍繞LLI噴射器116形成噴射空氣增 壓室604。在特定實施例中，如圖3和圖4中所示，外部空氣罩（多個外部空氣罩）600分段 成多個外部空氣罩600。
[0119] 圖18提供了根據(jù)本發(fā)明的至少一個備選實施例的系統(tǒng)100的透視圖，并且圖19 提供了如圖18中所示的系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖18和圖19中所示，外部空氣罩600可 以包括兩個或多個半環(huán)形外部空氣罩部段602,這兩個或多個半環(huán)形外部空氣罩部段602 圍繞流動套筒500的至少一部分周向地延伸。如圖19中所示，外部空氣罩600與流動套筒 500徑向地分開，以在外部空氣罩600與流動套筒500之間限定噴射空氣增壓室604。在特 定實施例中，外部空氣罩600至少部分地包繞每一個LLI噴射器116。LLI噴射器116與噴 射空氣增壓室604流體連通，以允許空氣噴射增壓室604與熱氣體路徑224 (圖2)之間的 流動。
[0120] 在特定實施例中，如圖18和圖19中所示，至少一個進(jìn)口通道606延伸通過外部空 氣罩600,以限定進(jìn)入噴射空氣增壓室604中的流動路徑608。進(jìn)口通道606大體提供高壓 增壓室54 (圖2)與噴射空氣增壓室604 (圖19)之間的流體連通。通過該方式，壓縮工作 流體18從高壓增壓室54 (圖2)流動、沿流動路徑608 (圖19)通過進(jìn)口通道606 (圖18和 圖19)進(jìn)入空氣噴射增壓室604中。壓縮工作流體18隨后流動通過噴射器116并且進(jìn)入 熱氣體路徑224中。如圖18中所示，進(jìn)口通道606可以被布置成一行或多行610,這一行或 多行610圍繞外部空氣罩600的至少一部分周向地延伸。
[0121] 在各個實施例中，如圖18和19中所示，該系統(tǒng)包括外部套筒或流調(diào)節(jié)套筒612。 流調(diào)節(jié)套筒612大體接近進(jìn)口通道606圍繞外部空氣罩600的至少一部分周向地延伸。在 一個實施例中，流調(diào)節(jié)套筒612相對于壓縮工作流體18的流從高壓增壓室54 (圖2)流入 進(jìn)口通道606中的方向定位在進(jìn)口通道606的上游處。換句話說，流調(diào)節(jié)套筒612可以定 位在進(jìn)口通道606之上或進(jìn)口通道606的頂部上。在特定實施例中，流調(diào)節(jié)套筒612與外 部空氣罩600的外表面614(圖18)滑動接合，以提供燃燒器50操作期間的外部空氣罩600 與流調(diào)節(jié)套筒612之間的相對移動。如圖18和圖19中所示，流調(diào)節(jié)套筒612可以聯(lián)接到 連桿機(jī)構(gòu)616。該連桿機(jī)構(gòu)616可以聯(lián)接到致動機(jī)構(gòu)(未示出)(例如線性致動器)，以使流調(diào) 節(jié)套筒612軸向地平移跨過外部空氣罩600并且/或者圍繞外部空氣罩600周向地平移。
[0122] 圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的外部空氣罩600和流調(diào)節(jié)套筒612的一 部分的側(cè)視圖。如圖所示，流調(diào)節(jié)套筒612相對于系統(tǒng)100的軸向中心線106沿軸向方向 618滑動或平移跨過外部空氣罩600。流調(diào)節(jié)套筒612大體軸向地滑動或平移跨過進(jìn)口通 道606通過各個軸向位置，以便至少部分地打開或至少部分地關(guān)閉進(jìn)口通道606,由此增大 或限制沿流動路徑608 (圖19)流動通過進(jìn)口通道606并且進(jìn)入噴射空氣增壓室604 (圖 19)中的壓縮工作流體18的流量。因此，可以調(diào)節(jié)在噴射器116的操作期間流入噴射空氣 增壓室604中的壓縮工作流體18的流（圖19)，由此在延遲貧噴射期間提供對進(jìn)入熱氣體路 徑224 (圖2)中的質(zhì)量流的主動控制，因此使燃燒器50的總體性能得以改進(jìn)。
[0123] 圖21提供了根據(jù)本發(fā)明的備選實施例的系統(tǒng)100的透視圖，該系統(tǒng)100包括流調(diào) 節(jié)套筒612,并且圖22和圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的各個實施例的處于多個周向位置處的流 調(diào)節(jié)套筒612。如圖所示，流調(diào)節(jié)套筒612相對于系統(tǒng)100的軸向中心線106圍繞外部空氣 罩600周向地或者沿周向方向620滑動或平移。如圖22和圖23中所示，流調(diào)節(jié)套筒612 大體周向地滑動或平移跨過進(jìn)口通道606通過各個位置，以便至少部分地打開或至少部分 地關(guān)閉進(jìn)口通道606,由此限制或增加沿由進(jìn)口通道606限定的流動路徑90流入噴射空氣 增壓室604中的壓縮工作流體18的流（圖2)。
[0124] 在特定實施例中，如圖22和圖23中所示，流調(diào)節(jié)套筒612包括多個開口 622。開 口 622被大體布置成隨著流調(diào)節(jié)套筒612滑動或平移通過各個周向位置而與進(jìn)口通道606 至少部分地對準(zhǔn)。流調(diào)節(jié)套筒612可以定位在第一位置624 (圖22)與第二位置626 (圖 23)之間的任何點處，在該第一位置624中，沿流動路徑608 (圖19)通過進(jìn)口通道606 (圖 19)的壓縮工作流體18的流被完全限制，并且在第二位置626中，沿流動路徑608 (圖19) 通過進(jìn)口通道606 (圖19)的壓縮工作流體18的流（圖2)完全打開或者不受流調(diào)節(jié)套筒 612的限制，由此增加沿流動路徑608通過進(jìn)口通道606并且進(jìn)入噴射空氣增壓器604中的 流。
[0125] 在燃?xì)鉁u輪機(jī)10的某些操作模式期間（例如冷卻燃料操作、液體燃料操作和/或 啟動操作期間)，流調(diào)節(jié)套筒612可以被致動，使得該流調(diào)節(jié)套筒612滑動或平移跨過外部 空氣罩600并且/或者圍繞外部空氣罩600滑動或平移，以至少部分或完全地限制壓縮工 作流體18的流通過進(jìn)口通道606,由此減少或防止空氣稀釋到流動通過熱氣體路徑224的 燃燒氣體26 (圖2)。
[0126] 流調(diào)節(jié)套筒612提供高壓增壓室54 (圖2)與噴射空氣增壓室604 (圖19)之間的 流動屏障。因此，更大部分的壓縮工作流體18可以被引導(dǎo)通過冷卻流通道510并且通過燃 料噴嘴58 (圖2)，由此減少燃料噴嘴58處火焰保持的可能性。此外，通過關(guān)閉或限制通向 噴射空氣增壓室604的壓縮工作流體18的流，可以減少或消除流動通過熱氣體路徑224的 燃燒氣體26的稀釋，由此增強燃燒器50的排放性能和/或機(jī)械性能。
[0127] 本書面描述使用例子對本發(fā)明進(jìn)行了公開(其中包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明（其中包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所包含的任何方 法)。本發(fā)明的可專利范圍通過權(quán)利要求進(jìn)行限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到 的其它的例子。如果這種其它的例子包括與權(quán)利要求的字面語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或 者如果這種其它的例子包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則期望 這種其它的例子落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于向燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器提供燃料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： a. 環(huán)形燃料分配歧管，所述環(huán)形燃料分配歧管至少部分地限定燃料增壓室，所述燃料 分配歧管具有與后端軸向地分開的前端、徑向向外地并且圍繞所述前端周向地延伸的凸緣 以及從所述凸緣向下游延伸的環(huán)形支承環(huán)； b. LLI噴射組件，所述LLI噴射組件從所述燃料分配歧管向下游延伸，所述LLI噴射組 件具有：一體式內(nèi)襯，所述一體式內(nèi)襯至少部分地限定初級燃燒區(qū)域和次級燃燒區(qū)域；LLI 噴射器，所述LLI噴射器基本徑向地延伸通過所述一體式內(nèi)襯并且提供通過所述一體式內(nèi) 襯進(jìn)入燃燒次級燃燒區(qū)域的流體連通；以及 c. 流體管道，所述流體管道在所述LLI噴射器與所述燃料分配歧管之間延伸，所述流 體管道與所述燃料增壓室流體連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體管道成蛇形形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述凸緣包括： a. 在所述凸緣內(nèi)周向地延伸的燃料增壓室和圍繞所述凸緣周向地延伸的外表面； b. 第一孔口和第二孔口，所述第一孔口和所述第二孔口提供通過所述凸緣的外表面進(jìn) 入燃料分配增壓室中的流體連通； c. 燃料分配帽，所述燃料分配帽部分地延伸跨過所述凸緣的外表面并且包繞所述第一 孔口和所述第二孔口；以及 d. 燃料分配增壓室，所述燃料分配增壓室被至少部分地限定在所述燃料分配帽內(nèi)，所 述燃料分配增壓室與所述第一孔口和所述第二孔口流體連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述凸緣包括多個螺栓孔，所述多個螺栓 孔軸向地延伸通過所述凸緣，其中所述第一孔口通過所述多個螺栓孔中的至少一個螺栓孔 與所述第二孔口周向地分開。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料分配帽包括底部，所述底部部分 地限定所述燃料分配增壓室，所述燃料分配帽具有與所述第一孔口共軸地對準(zhǔn)的第一出口 和與所述第二孔口共軸地對準(zhǔn)的第二出口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括被限定在所述燃料分配 帽的底部與所述凸緣的外表面之間的間隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括布置于所述第一孔口內(nèi) 的第一孔口插入件和布置于所述第二孔口內(nèi)的第二孔口插入件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，絕緣間隙被限定在所述第一孔口插入件 與所述第一孔口之間以及所述第二孔口插入件與所述第二孔口之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一體式內(nèi)襯包括限定了圓錐形部的 主體、從所述圓錐形部向下游延伸的LLI噴射部以及從所述LLI噴射部向下游延伸的過渡 部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一體式內(nèi)襯包括： a.主體，所述主體具有前端和后端，所述主體限定了橫截面流動區(qū)域以及被限定在所 述前端與所述后端之間的軸向流動長度，所述主體還限定了布置于所述前端的下游和所述 后端的上游處的LLI噴射部，其中所述LLI噴射器在所述LLI噴射部處延伸通過所述主體； 并且 b.其中所述橫截面流動區(qū)域在所述前端與所述LLI噴射部之間沿所述軸向流動長度 減小并且在所述LLI噴射部下游沿所述軸向流動長度的至少一部分增大。
【文檔編號】F23R3/34GK104061599SQ201410100637
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】R.M.迪欽蒂奧, P.B.梅爾頓, L.J.斯托亞, C.P.威利斯 申請人:通用電氣公司