具有混合器的順序燃燒器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及順序燃燒器組件(104)，它包括第一噴燃器(112)、第一燃燒室(101)、用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開第一燃燒室(101)的熱氣體的混合器(117)、第二噴燃器(113)和第二燃燒室(102)，它們按順序布置成處于流體流連接?；旌掀?117)包括在混合器壁(119)中的至少一個噴射開口(115，115a)，它用于摻合稀釋氣體(110)，以冷卻離開第一燃燒室(101)的熱煙道氣。另外，混合器(117)包括減振器，減振器具有減振器空間(118)和將減振器空間(118)連接到混合器(117)上的頸部(116)，以調(diào)節(jié)和抑制混合器(117)內(nèi)部的壓力脈動。本公開進(jìn)一步涉及燃?xì)鉁u輪(100)和用于運(yùn)行具有這種順序燃燒器組件(104)的燃?xì)鉁u輪(100)的方法。
【專利說明】
具有混合器的順序燃燒器組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于燃?xì)鉁u輪的順序燃燒器組件，其中稀釋氣體摻合到燃燒器組件中且抑制脈動。本發(fā)明另外涉及用于運(yùn)行燃?xì)鉁u輪的方法，其中將稀釋氣體摻合到燃燒器組件中。
【背景技術(shù)】
[0002]由于越來越多地用例如風(fēng)或太陽能的不穩(wěn)定的可再生源來產(chǎn)生功率，所以越來越多地使用現(xiàn)有的基于燃?xì)鉁u輪的動力裝置來平衡功率需求和穩(wěn)定電網(wǎng)。因而需要提高運(yùn)行靈活性。這意味著燃?xì)鉁u輪通常以比基本負(fù)載設(shè)計(jì)點(diǎn)更低的負(fù)載運(yùn)行，即，以較低的燃燒器入口和燃燒溫度運(yùn)行。
[0003]同時，排放極限值和總排放容許量變得更加嚴(yán)格，使得需要以較低的排放值運(yùn)行，以便還在部分負(fù)載運(yùn)行時和在瞬態(tài)期間保持低排放，因?yàn)檫@些會增加累積排放極限。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)成例如通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)入口質(zhì)量流，或者控制不同的噴燃器、燃料級或燃燒器之中的燃料分割，來應(yīng)對運(yùn)行狀況的某些變化。但是，這對于滿足新要求來說是不夠的。
[0005]為了進(jìn)一步減少排放和運(yùn)行靈活性，已經(jīng)在DE 103 12 971 Al中提出了順序燃燒。取決于運(yùn)行狀況，特別是第一燃燒室的熱氣體溫度，可能必要的是在允許熱氣體進(jìn)入第二噴燃器(也稱為順序噴燃器)之前冷卻熱氣體。這個冷卻對于允許燃料噴射和在第二噴燃器中預(yù)混合噴射的燃料與第一燃燒器中的熱煙道氣可為有利的。
[0006]傳統(tǒng)的冷卻方法要么需要導(dǎo)致主熱氣體流中有高壓降的熱交換器結(jié)構(gòu)，要么建議從側(cè)壁噴射冷卻介質(zhì)。為了從側(cè)壁噴射冷卻介質(zhì)，需要有高壓降，這會損害用這種燃燒器組件運(yùn)行的燃?xì)鉁u輪的效率，而且可對燃燒穩(wěn)定性和脈動有不利影響。已知燃燒器脈動對燃?xì)鉁u輪燃燒器的性能和使用期限有有害作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目標(biāo)是提出關(guān)于具有用于順序燃燒器組件的減振器的混合區(qū)段的冷卻和混合加強(qiáng)。除了與燃燒脈動有關(guān)的已知問題之外，脈動可影響將冷卻氣體摻合到離開燃燒室的熱氣體的混合器的運(yùn)行。特別地，具有高壓力幅度的低頻率脈動可影響進(jìn)入混合器的稀釋氣體的質(zhì)量流。特別地，駐波可導(dǎo)致?lián)胶系南♂寶怏w有流量變化，并且因此導(dǎo)致離開混合器的熱氣體的溫度水平和溫度分布快速改變，這又可在順序燃燒組件中觸發(fā)脈動。本公開的目標(biāo)是提出一種燃燒組件，其中脈動得到調(diào)節(jié)，相應(yīng)地得到抑制，使得它們對混合器性能的有害作用減小或縮小。
[0008]根據(jù)本公開的順序燃燒器組件包括第一噴燃器、第一燃燒室、用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開第一燃燒室的熱氣體的混合器、第二噴燃器和第二燃燒室，它們按順序布置成處于流體流連接。混合器適于在第一燃燒室和第二噴燃器之間延伸的熱氣體流徑中導(dǎo)引燃燒氣體。燃燒器組件進(jìn)一步包括至少噴射開口，以摻合稀釋氣體來冷卻離開第一燃燒室的熱煙道氣。為了使低頻脈動的脈動節(jié)點(diǎn)朝噴射開口移位，混合器具有減振器壁，減振器壁包圍減振器，以抑制混合器內(nèi)部的壓力脈動。減振器包括減振器空間和將減振器空間連接到混合器內(nèi)部的熱氣體流上的頸部。
[0009]噴射開口可為混合器的側(cè)壁中的簡單的孔或噴嘴。噴射開口例如還可包括多個噴射管(也稱為噴射管道)，噴射器從混合器的側(cè)壁指向內(nèi)，以摻合稀釋氣體來冷卻離開第一燃燒室的熱煙道氣，以對第二噴燃器提供合適的入口狀況。噴射開口可布置成沿著混合器的側(cè)壁沿周向分布。導(dǎo)管壁至少部分地包圍混合器的側(cè)壁，從而限定連接導(dǎo)管，以冷卻混合器側(cè)壁，以及將稀釋氣體饋送到噴射開口。
[0010]通過混合稀釋空氣和冷卻空氣與來自第一燃燒器的熱氣體流，使用關(guān)于本發(fā)明的特征的混合器概念來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)捻樞驀娙计魅肟诜植?。大體上，用對流冷卻技術(shù)和/或擴(kuò)散冷卻技術(shù)和/或沖擊冷卻技術(shù)來冷卻混合器壁。
[0011]作為輔助，對混合器應(yīng)用擴(kuò)散冷卻技術(shù)，不僅僅因?yàn)槟芰己玫乩鋮s混合器壁，而且還因?yàn)樵试S混合冷卻空氣與主熱氣體流，以提供適當(dāng)?shù)娜肟跓釟怏w分布來實(shí)現(xiàn)再加熱燃
/9ti O
[0012]因此，本發(fā)明的集中目標(biāo)是提出一種防脈動順序燃燒器組件，其在第一燃燒室和第二噴燃器之間具有用于摻合稀釋氣體的混合區(qū)段。稀釋氣體在混合區(qū)段中摻合，以對第二噴燃器提供恰當(dāng)?shù)娜肟诹鳡顩r，并且減振器組件成使脈動波的節(jié)點(diǎn)朝噴射開口移位，以允許稀釋氣體進(jìn)入到熱氣體流中，使得噴射開口處的靜態(tài)背壓變化減小或縮小。因此稀釋氣體流隨著時間的推移保持接近恒定，使得熱氣體可冷卻到預(yù)定溫度分布。
[0013]與本發(fā)明有關(guān)的額外發(fā)現(xiàn):
局部入口溫度高可導(dǎo)致排放高(特別是N0x、C0和未燃燒的碳?xì)浠衔?和/或第二噴燃器中有逆燃。產(chǎn)生逆燃和NOx是因?yàn)閲娚涞娜剂系淖匀紩r間由于入口氣體溫度高或氧濃度高而減少，這會導(dǎo)致過早點(diǎn)燃(引起逆燃)或減少燃料空氣混合的時間，從而在燃燒期間產(chǎn)生局部熱點(diǎn)，并且因此增加NOx排放。低溫區(qū)域可產(chǎn)生CO排放，因?yàn)樽匀紩r間增加。這可減少CO燃盡成CO2的時間，以及降低火焰溫度，這可進(jìn)一步延遲CO燃盡成C02。最后，局部熱點(diǎn)可導(dǎo)致混合器下游的某些部件過熱。
[0014]從空氣動力學(xué)的角度看，另外的重要要求是最小化熱氣體路徑和稀釋氣體供應(yīng)中的壓力損失。它們兩者都可影響以這種順序燃燒器組件運(yùn)行的燃?xì)鉁u輪的性能。如果熱氣體流徑的背壓實(shí)際上是恒定的，則可減小稀釋氣體壓力損失。
[0015]典型地但無任何限制，如果沒有脈動干擾噴射開口處的流，則以在摻合之前的稀釋氣體壓力的總壓力的0.2%至1%的壓降摻合稀釋氣體是可行的。
[0016]在一個實(shí)施例中，為了確保減振器可對噴射開口附近的脈動有直接的積極作用，在熱氣體流的流向上在噴射開口和頸部的通往混合器壁中的熱氣體流徑的開口之間的距離小于混合器的熱氣體流徑在頸部的開口處的液力直徑的三倍(液力直徑可定義為四倍的橫截面積除以浸潤周長)。優(yōu)選地，噴射開口和頸部的通往混合器壁中的熱氣體流徑的開口之間的距離小于混合器在頸部的開口處的液力直徑。備選地或者結(jié)合起來，可關(guān)于混合器中的優(yōu)勢脈動的波長來確定在熱氣體流的流向上在噴射開口和頸部的通往混合器壁中的熱氣體流徑的開口之間的距離。在熱氣體流的流向上在噴射開口和頸部的開口之間的距離例如可小于混合器中的這種優(yōu)勢脈動的波長的六分之一。在熱氣體流的流向上在噴射開口和頸部的開口之間的距離必須小于脈動的波長，因?yàn)闇p振器使脈動波朝減振器的頸部移動。因此噴射開口應(yīng)接近減振器頸部，以受益于頸部處的低壓幅度。
[0017]除了使脈動的節(jié)點(diǎn)移位，減振器可降低脈動水平，因?yàn)檫@是減振器的典型功能。
[0018]根據(jù)另一個實(shí)施例，混合器至少部分地被減振器包圍。例如混合器的壁可被減振器壁包圍，從而形成冷卻導(dǎo)管，以在混合器的上游端和用于摻合稀釋氣體的第一噴射開口(在熱氣體的流向上)之間冷卻混合器的入口區(qū)段。
[0019]在另一個實(shí)施例中，減振器的頸部從減振器壁延伸通過冷卻導(dǎo)管到達(dá)混合器壁。
[0020]根據(jù)另一個實(shí)施例，導(dǎo)管壁至少部分地包圍混合器壁，從而限定連接導(dǎo)管，以將稀釋氣體饋送到噴射開口。用于饋送稀釋氣體的導(dǎo)管例如可布置成緊挨著減振器，在混合器的下游端附近(在熱氣體流方向上)。
[0021 ]根據(jù)另一個實(shí)施例，提供吹掃氣體供給，以將冷卻空氣供應(yīng)給減振器空間。吹掃氣體供給例如可為減振器壁中的孔或噴嘴，減振器壁分開減振器空間與燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)氣室。吹掃空氣防止熱氣體通過頸部吸入到減振器空間中。
[0022]根據(jù)又一個實(shí)施例，減振器的頸部通往噴射開口之間或在熱氣體流方向上在噴射開口的上游的熱氣體流。而且它還可通往噴射開口下游的熱氣體流。
[0023]減振器包括:減振器壁，其在減振器壁內(nèi)部限定減振器空間；以及頸部。頸部包括頸部壁，它在頸部壁內(nèi)部限定頸部空間，其中頸部與減振器空間相關(guān)聯(lián)，以在減振器空間和混合器中的熱氣體流之間實(shí)現(xiàn)流體連通。混合器壁暴露于高溫?zé)釟怏w和燃燒脈動引起的振動，這導(dǎo)致混合器壁熱膨脹和機(jī)械移動。這些機(jī)械移動可不同于減振器壁所暴露于的移動、熱負(fù)載和機(jī)械負(fù)載。這些區(qū)別可產(chǎn)生應(yīng)力，以及縮短燃燒器組件的使用期限。
[0024]根據(jù)順序燃燒組件的一個實(shí)施例，減振器進(jìn)一步包括在頸部壁和減振器壁之間的間隙，以避免在混合器壁和頸部之間的接口處有應(yīng)力。這個間隙允許減振器頸部與燃燒室壁共同有獨(dú)立熱膨脹，以及獨(dú)立于減振器結(jié)構(gòu)的移動。
[0025]間隙和頸部例如可為同軸的。在另一個實(shí)施例中，頸部的全部周邊都被間隙包圍。
[0026]在另一個實(shí)施例中，燃燒器組件包括在頸部壁和減振器壁之間的間隙。這允許減振器頸部與減振器結(jié)構(gòu)共同有獨(dú)立熱膨脹，以及獨(dú)立于混合器壁的移動。
[0027]間隙可被冷卻空氣吹掃。例如間隙可被流過冷卻導(dǎo)管的冷卻氣體吹掃，冷卻導(dǎo)管在混合器壁和減振器壁之間延伸。
[0028]根據(jù)另一個實(shí)施例，稀釋氣體供給的壓力損失系數(shù)和稀釋氣體噴射開口的壓力損失系數(shù)的比小于吹掃氣體供給的壓力損失系數(shù)與頸部的壓力損失系數(shù)的比。對于連續(xù)布置的兩個元件，像稀釋氣體供給和稀釋氣體噴射開口或吹掃氣體供給和頸部一樣，壓力損失與壓力損失系數(shù)成比例。因而噴射開口上的壓力損失大于頸部上的壓力損失。壓力損失系數(shù)的比例如可大于5或大于10，并且甚至高達(dá)100或更大。大的比使得相對于頸部的稀釋氣體噴射部得到加強(qiáng)。頸部中的壓力損失小不會降低減振性能，而噴射開口中的壓降較大則將減小熱氣體流中的壓力波動對稀釋氣體流的影響。
[0029]根據(jù)又一個實(shí)施例，從壓縮機(jī)氣室到混合器中的熱氣體流徑的稀釋氣體流徑的通流能力為從壓縮機(jī)氣室到混合器中的熱氣體流徑的吹掃空氣流徑的通流能力至少兩倍大。典型地，稀釋氣體流徑的通流能力比吹掃空氣流徑的通流能力大至少一個量級，以減小減振器對離開混合器的熱氣體的溫度分布的影響。從而可分開減振器和噴射開口的功能性。
[0030]順序燃燒器組件的混合器壁可至少部分地通過擴(kuò)散得到冷卻。另外，混合器的側(cè)壁的內(nèi)表面的至少一部分可涂有TBC，以降低壁的冷卻要求，并且從而避免冷卻離開混合器的熱氣體流中的外周區(qū)域。
[0031]除了順序燃燒器組件，包括這種順序燃燒器組件的燃?xì)鉁u輪也是本公開的目標(biāo)。這種燃?xì)鉁u輪至少包括:壓縮機(jī);順序燃燒器組件，其具有第一噴燃器、第一燃燒室、用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開第一燃燒室的熱氣體的混合裝置、第二噴燃器和第二燃燒室，它們按順序布置成處于流體流連接，其中混合器適于在第一燃燒室和第二噴燃器之間延伸的熱氣體流徑中導(dǎo)引燃燒氣體；以及至少一個渦輪?；旌掀靼?至少一個噴射開口，其用于摻合稀釋氣體，以冷卻離開第一燃燒室的熱煙道氣；以及用于抑制混合器內(nèi)部的壓力脈動的減振器。減振器包括包圍減振器空間的減振器壁和將減振器空間連接到混合器上的頸部。減振器設(shè)計(jì)成使燃燒器脈動移位而抑制燃燒器脈動，并且從而使壓力脈動的節(jié)點(diǎn)朝稀釋氣體噴射開口移位。
[0032]燃?xì)鉁u輪可包括任何上面描述的順序燃燒器組件。
[0033]除了燃?xì)鉁u輪，用于運(yùn)行這種燃?xì)鉁u輪的方法也是本公開的目標(biāo)。稀釋氣體可摻合到混合器中的熱氣體，使得熱氣體冷卻。為了減小燃燒脈動的影響，減振器使混合器內(nèi)部的脈動波的節(jié)點(diǎn)朝噴射開口移位。調(diào)諧成脈動的頻率的減振器可使節(jié)點(diǎn)最佳地移位。
[0034]根據(jù)用于運(yùn)行燃?xì)鉁u輪的方法的實(shí)施例，噴射開口中的稀釋氣體的平均速度為頸部中的時間平均的平均流速的至少兩倍大。噴射開口中的稀釋氣體的平均速度可比頸部中的時間平均的平均流速大一個量級或幾個量級。在一段時間里獲得時間平均值，這段時間至少相當(dāng)于優(yōu)勢脈動頻率的一個脈動周期的持續(xù)時間。比值越大，脈動對稀釋氣體噴射的影響就越小。
[0035]根據(jù)方法的另一個實(shí)施例，吹掃氣體供給上的壓降為頸部上的壓降的至少兩倍大。頸部上的壓降和吹掃氣體供給上的壓降的比可比1:3小得多，或者甚至小于1:5。在運(yùn)行期間，吹掃氣體供給上的壓降可比頸部上的壓降大一個量級或者甚至更大。
[0036]第一燃燒室和第二燃燒室可布置成罐-罐-燃燒器架構(gòu)，即，第一燃燒室和第二燃燒室是罐式燃燒室。
[0037]第一燃燒室和第二燃燒室可布置成罐-環(huán)形-燃燒器架構(gòu)，即，第一燃燒室布置為環(huán)形燃燒室，而第二燃燒室則布置成罐式燃燒室。
[0038]第一燃燒室和第二燃燒室可布置成環(huán)形-罐-燃燒器架構(gòu)，即，第一燃燒室布置成罐式燃燒室，而第二燃燒室則布置成環(huán)形燃燒室。
[0039]第一燃燒室和第二燃燒室可布置成環(huán)形-環(huán)形-燃燒器架構(gòu)，即，第一燃燒室和第二燃燒室是環(huán)形燃燒室。
[0040]混合器本身可具有獨(dú)立于燃燒室架構(gòu)的罐式或環(huán)形結(jié)構(gòu)。如果布置在第一罐式燃燒室的下游，則混合器例如可具有罐式架構(gòu)，或者如果布置在第一環(huán)形燃燒室的下游，則混合例如可具有環(huán)形架構(gòu)。
【附圖說明】
[0041]在附圖的協(xié)助下，在下面更詳細(xì)地描述本公開及其性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。參照附圖:
圖1顯示具有順序燃燒組件的普通燃?xì)鉁u輪，順序燃燒組件具有用于摻合稀釋氣體的被減振混合器；
圖2顯示具有混合器的順序燃燒器組件，混合器具有噴射開口和減振器；
圖3更詳細(xì)地顯示混合器的示例，混合器具有連接導(dǎo)管，以通過噴射管將稀釋氣體饋送到減振器頸部下游的熱氣體流中；
圖4更詳細(xì)地顯示混合器的另一個示例，混合器具有連接導(dǎo)管，以通過噴射噴嘴將稀釋氣體饋送到減振器頸部下游的熱氣體流中；
圖5顯示減振器連接到混合器壁上的示例的橫截面的放大圖；
圖6顯示減振器連接到混合器壁上的另一個示例的橫截面的放大圖；
圖7顯示混合器，它指示無減振的脈動波的位置和在移位和減振之后的脈動波的位置。
[0042]部件列表 100燃?xì)鉁u輪 101第一燃燒器 102第二燃燒器 103壓縮機(jī) 104順序燃燒器組件 105渦輪 106軸 107排氣 108壓縮空氣 109熱氣體流 110稀釋氣體 111連接管 112第一噴燃器 113第二噴燃器 114吹掃氣體供給 115噴射管 115a噴射噴嘴 116頸部 117混合器 118減振器空間 119混合器壁 120冷卻氣體 121導(dǎo)管壁 122稀釋氣體供給 123第一燃料噴射部 124第二燃料噴射部 125冷卻導(dǎo)管 126減振器壁 127頸部壁 128頸部軸線
129間隙
130凸緣
131脈動波
132經(jīng)移位的脈動波
133壓縮機(jī)氣室
s脈動波節(jié)點(diǎn)的變化
X離稀釋噴射部的距離
D混合器的液力直徑。
【具體實(shí)施方式】
[0043]圖1顯示根據(jù)本公開的燃?xì)鉁u輪100，它具有順序燃燒器組件104。燃?xì)鉁u輪100包括壓縮機(jī)103、順序燃燒器組件104和渦輪105。順序燃燒器組件104包括第一噴燃器112、第一燃燒室101，以及用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開第一燃燒室101的熱氣體的混合器117(圖2)。在混合器117的下游，順序燃燒器組件104進(jìn)一步包括第二噴燃器113和第二燃燒室102。第一噴燃器112、第一燃燒室101、混合器117、第二噴燃器113和第二燃燒室102按順序布置成處于流體流連接。燃料可通過第一燃料噴射部123引入到第一噴燃器112中，與壓縮空氣108混合，壓縮空氣108在壓縮機(jī)103中被壓縮，并且燃料在第一燃燒室101中燃燒。通過稀釋氣體供給122從壓縮機(jī)氣室133供應(yīng)的稀釋氣體在后面的混合器117中摻合。額外的燃料可通過第二燃料噴射部124引入到第二噴燃器中，與離開混合器117的熱氣體混合，并且在第二燃燒室102中燃燒。離開第二燃燒室102的熱氣體在后面的渦輪105中膨脹，從而做功。渦輪105和壓縮機(jī)103布置在軸106上。
[0044]離開渦輪105的排氣107的余熱可在熱回收蒸汽發(fā)生器或鍋爐(未顯示)中進(jìn)一步用來產(chǎn)生蒸汽。
[0045]在這里顯示的示例中，摻合壓縮機(jī)出口氣體作為稀釋氣體。典型地壓縮機(jī)出口氣體是經(jīng)壓縮的周圍空氣。對于具有煙道氣再循環(huán)(未顯示)的燃?xì)鉁u輪，壓縮機(jī)出口氣體是周圍空氣和再循環(huán)煙道氣的混合物。使用空氣表示包括氧的任何氣體。
[0046]典型地，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)(未顯示)，發(fā)電機(jī)聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪100的軸106上。
[0047]圖2顯示混合器117的示例性實(shí)施例作為圖1的放大區(qū)段。在這個示例中，來自壓縮機(jī)氣室133的壓縮氣體(參見圖1，在壓縮機(jī)103下游的壓縮氣體108)通過稀釋氣體供給122(僅在圖1中顯示)供應(yīng)，并且沿著連接導(dǎo)管111中的燃燒器襯套被導(dǎo)引作為稀釋氣體110。稀釋氣體110通過噴射管115從連接導(dǎo)管111噴射到混合器117中。為了冷卻混合器壁119和對噴射管115饋送稀釋氣體110，導(dǎo)管壁121布置成平行于混合器壁119。
[0048]減振器布置在稀釋氣體噴射開口115、115a附近，在這個示例中它們被顯示為噴射管115。減振器包括減振器壁126和減振器頸部116，減振器壁126限定減振器空間118。頸部116與減振器空間118相關(guān)聯(lián)，以在減振器空間118和熱氣體流109之間實(shí)現(xiàn)流體連通。
[0049]混合器例如可具有環(huán)形橫截面、長方形或梯形橫截面或圓形。對于具有圓形橫截面的圓柱形混合器117的示例，直徑等于液力直徑D。
[0050]圖3更詳細(xì)地顯示來自圖2的區(qū)域II1、IV的稀釋氣體噴射和減振器。在上游(在熱氣體流方向上)，混合器117的側(cè)壁119由減振器壁126包圍，從而形成環(huán)形冷卻導(dǎo)管125，以冷卻混合器117的入口區(qū)段。因而減振器空間118與熱氣體流109分開。吹掃空氣饋送到減振器，通過吹掃氣體供給114進(jìn)入到減振器空間118中，并且吹掃頸部116。頸部116相對于稀釋噴射部偏移距離X。離稀釋噴射部的距離X應(yīng)保持相對于混合器的直徑較小，以使得減振器能夠使脈動的節(jié)點(diǎn)朝噴射管115的出口開口移位。
[0051 ] 圖4基于圖3。在圖4中顯示噴射噴嘴115，而非噴射管115。
[0052]圖5顯示頸部116示例，頸部116將減振器空間118連接到熱氣體流109上。頸部壁127限定頸部空間。在這個示例中，頸部116附連到混合器壁119上，并且通過冷卻導(dǎo)管125延伸向減振器空間118。另外，減振器包括在頸部壁127和減振器壁126之間的間隙129?？蛇x地，凸緣130設(shè)置在減振器壁126的開口處，以限定間隙129。圓柱形頸部116由頸部軸線128指示。在這種情況下，環(huán)形間隙129包圍頸部壁127 ο間隙可被冷卻空氣125吹掃。
[0053]圖6基于圖5。在這個示例中，頸部壁127附連到減振器壁126上，并且在頸部壁127和混合器壁119之間提供間隙129。凸緣130設(shè)置在混合器壁119的開口處，以限定間隙129。間隙可被冷卻空氣125吹掃。
[0054]在圖7中，相對于噴射開口115和頸部116的位置來指示混合器117中的熱氣體流109的脈動波131的位置。虛線指示沒有減振器空間118的初始脈動波131。實(shí)線指示經(jīng)移位的脈動波132。由于減振器的作用，經(jīng)移位的脈動波132移位脈動波節(jié)點(diǎn)位移S。由于減振作用，經(jīng)移位的脈動波132的幅度相對于初始脈動波131減小。在噴射開口 115處引起的脈動例如比沒有減振器的情況小一個量級。
[0055]所說明的所有優(yōu)點(diǎn)都不僅僅局限于指定的組合，而是還可按其它組合使用或單獨(dú)使用，而不偏離本公開的范圍。可選地可設(shè)想到其它可能性，例如以便停用單獨(dú)的噴燃器或噴燃器組，以修改燃燒器組件的脈動性能。另外，稀釋氣體可在混合器中摻合之前在冷卻空氣冷卻器中再次冷卻。另外兩個或更多個減振器可布置在噴射開口 115、115a附近。減振器可設(shè)計(jì)成抑制一個脈動頻率和使一個脈動頻率移位，或者多個減振器中的不同的減振器可設(shè)計(jì)成抑制不同的脈動頻率和使不同的脈動頻率移位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種順序燃燒器組件(104)，包括第一噴燃器(112)、第一燃燒室(101)、用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開所述第一燃燒室(101)的熱氣體的混合器(117)、第二噴燃器(113)和第二燃燒室(102)，它們按順序布置成處于流體流連接，其中所述混合器(117)適于在所述第一燃燒室(101)和所述第二噴燃器(113)之間延伸的熱氣體流徑中導(dǎo)引燃燒氣體，其特征在于，所述混合器(117)包括:至少一個噴射開口(115，115)，其用于摻合所述稀釋氣體(110)，以冷卻離開所述第一燃燒室(101)的熱煙道氣；以及減振器，其用于抑制所述混合器(117)內(nèi)部的壓力脈動，所述減振器包括包圍減振器空間(118)的減振器壁(126)和將所述減振器空間(118)連接到所述混合器(117)上的頸部(116)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的順序燃燒組件，其特征在于，在所述熱氣體流的流向上在噴射開口(I 15，115a)和所述頸部(I 16)的通往混合器壁(I 19)中的熱氣體流徑的開口之間的距離小于所述混合器(D)在所述頸部(116)的開口處的液力直徑的三倍，并且/或者在噴射開口(I 15，115a)和所述頸部(I 16)的通往所述混合器壁(I 19)中的熱氣體流徑的開口之間的距離小于所述混合器(D)在所述頸部(116)的開口處的液力直徑(D)， 并且/或者在所述熱氣體流的流向上在噴射開口(I 15，115a)和所述頸部(116)的通往所述混合器壁(119)中的熱氣體流徑的開口之間的距離小于所述混合器(117)中的優(yōu)勢脈動的波長的六分之一。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的順序燃燒組件，其特征在于，所述混合器(117)的混合器壁(119)由所述減振器壁(126)包圍，從而形成冷卻導(dǎo)管(125)，以冷卻所述混合器(117)的在所述混合器(117)的上游端和用于摻合所述稀釋氣體(110)的第一噴射開口(115，115a)之間的入口區(qū)段。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，所述頸部(116)從所述減振器壁(122)延伸通過所述冷卻導(dǎo)管(125)到達(dá)所述混合器壁(119)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的順序燃燒組件，其特征在于，導(dǎo)管壁(121)至少部分地包圍所述混合器壁(119)，從而限定用于將稀釋氣體(110)饋送到所述噴射開口(115，115a)的連接導(dǎo)管(111)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，提供吹掃氣體供給(114)，以將冷卻空氣供應(yīng)到所述減振器空間(118)。7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，所述頸部(116)通向噴射開口( 115，115a)之間或者在熱氣體流方向上在所述噴射開口( 115，115)上游的熱氣體流。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，所述頸部具有頸部壁(127)，所述頸部壁(127)在所述頸部壁(127)的內(nèi)部限定頸部空間，其中所述頸部與所述減振器空間(118)相關(guān)聯(lián)，以在所述減振器空間(118)和所述混合器(117)中的熱氣體流(109)之間實(shí)現(xiàn)流體連通，以及其中所述減振器進(jìn)一步包括在所述頸部壁(127)和所述減振器壁(126)之間的間隙(129)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，所述頸部具有頸部壁(127)，所述頸部壁(127)在所述頸部壁(127)的內(nèi)部限定頸部空間，其中所述頸部與所述減振器空間(118)相關(guān)聯(lián)，以在所述減振器空間(118)和所述混合器(117)中的熱氣體流(109)之間實(shí)現(xiàn)流體連通，以及其中所述燃燒器組件進(jìn)一步包括在所述頸部壁(127)和所述減振器壁(126)之間的間隙(129)。10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，所述稀釋氣體供給(134)的壓力損失系數(shù)和所述稀釋氣體噴射開口(115，115a)的壓力損失系數(shù)的比小于吹掃氣體供給(114)的壓力損失系數(shù)和所述頸部(116)的壓力損失系數(shù)的比。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒組件，其特征在于，從壓縮機(jī)氣室到所述混合器(117)中的熱氣體流徑的稀釋氣體流徑的通流能力為從所述壓縮機(jī)氣室到所述混合器(117)中的熱氣體流徑的吹掃空氣流徑的通流能力的至少兩倍大。12.—種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)(100)，具有至少一個壓縮機(jī)(103)、燃燒器和至少一個渦輪(105)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的順序燃燒器組件(104)。13.—種用于運(yùn)行燃?xì)鉁u輪(100)的方法，所述燃?xì)鉁u輪具有至少一個壓縮機(jī)(103)、順序燃燒器組件(104)，所述順序燃燒器組件包括第一噴燃器(112)、第一燃燒室(101)、用于在運(yùn)行期間將稀釋氣體摻合到離開所述第一燃燒室(101)的熱氣體的混合器(117)、第二噴燃器(113)和第二燃燒室(102)，它們按順序布置成處于流體流連接，其中所述混合器(117)適于在所述第一燃燒室(101)和所述第二噴燃器(113)之間延伸的熱氣體流徑中導(dǎo)引燃燒氣體，其中所述混合器(117)包括:在所述混合器壁(119)中的至少一個噴射開口(115，115a)，其用于摻合所述稀釋氣體(110)，以冷卻離開所述第一燃燒室(101)的熱煙道氣；以及減振器，其用于抑制所述混合器(117)內(nèi)部的壓力脈動，所述減振器包括減振器空間(118)和將所述減振器空間(118)連接到所述混合器(117)上的頸部(116)，其特征在于，所述減振器使所述混合器(117)內(nèi)部的脈動波(132)的節(jié)點(diǎn)朝所述噴射開口(115，115a)移位。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于運(yùn)行燃?xì)鉁u輪(100)的方法，其特征在于，在所述噴射開口(115，115a)中的稀釋氣體(110)的平均速度為所述頸部(116)中的時間平均的平均流速的至少兩倍高。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的用于運(yùn)行燃?xì)鉁u輪(100)的方法，其特征在于，在吹掃氣體供給(114)上的壓降為所述頸部(116)上的壓降的至少兩倍大。
【文檔編號】F23R3/42GK105823085SQ201610057723
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】M.R.博蒂恩, D.通安, B.楚爾曼斯
【申請人】通用電器技術(shù)有限公司