技術領域

本發明涉及的是一種燃氣輪機，具體地說是燃氣輪機的燃料噴嘴。

背景技術

燃氣輪機由于具有結構簡單、單機功率大、重量尺寸小、機動性好等優點，被廣泛地應用于航空、船舶、電力、石油等諸多工業領域。因此，對常規燃機應用技術進行技術改造和性能優化，成為解決能源危機和環境污染問題的重要課題。化學回熱循環是一種新型的先進循環方式，它主要利用燃機排氣的低端余熱產生過熱蒸汽，在催化劑作用下燃油-蒸汽裂解生成甲烷、氫氣和一氧化碳等氣態燃料。研究表明，如果柴油裂解完全，裂解氣燃燒所產生的熱量會比柴油燃燒釋放的熱量增加大約30%。化學回熱循環燃氣輪機(CRGT)的工作方式（啟動燃用柴油，穩定后燃用裂解氣）決定其燃燒室采用雙燃料系統，因此，要求化學回熱燃氣輪機燃燒室不但具有單獨燃用燃油或裂解氣燃料的功能，還具有兩種燃料混燒的功能。噴嘴作為燃燒室的重要組件，其性能的優劣將直接影響點火、燃燒效率、燃燒穩定性、溫度分布和排氣污染等方面的性能，同時也會影響火焰筒和渦輪葉片的壽命。

為了保證進入燃燒室的出口溫度相同，裂解氣的質量流量要遠遠大于燃油質量流量，流速太大，裂解氣與空氣摻混不好，流場難以組織，容易造成火焰拉長，燃燒室出口溫度場均勻性降低，惡化燃氣輪機渦輪葉片的工作環境。專利“Dual?fuel?nozzle”（申請號US19990470592）和專利“DUAL?FUEL?NOZZLE”（申請號JP19980367255）是通過在徑向增加氣流通道來增大氣體的流通面積，對于燃燒室的改造量較大。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠分級供應氣體燃料，進而降低氣體燃料流速，加強氣體燃料與空氣的摻混，達到在燃燒室中燃料濃度分布合理，燃燒完全，縮短火焰長度的目的，同時又能夠在燃用液體燃料時進行蒸汽回注降低排放的一種氣路軸向分級式雙燃料噴嘴。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種氣路軸向分級式雙燃料噴嘴，其特征是：包括氣路外壁和安裝在氣路外壁里的主油路壁，主油路壁里安裝副油路壁，主油路壁與副油路壁之間形成主油路通道，副油路壁里形成副油路通道，氣路外壁和主油路壁之間形成氣路；氣路包括依次相連通的氣路前腔、氣路喉部、氣路后腔，在氣路外壁上，位于氣路前腔的位置上設置氣路一級噴氣孔，位于氣路喉部的位置上設置喉部噴氣孔，位于氣路后腔的位置設置氣路二級噴氣孔。

本發明還可以包括：

1、氣路前腔的尾部為漸縮形，氣路一級噴氣孔設置在氣路前腔的尾部上；氣路喉部為圓柱形腔；氣路后腔的首部為漸擴形，尾部為漸縮形，氣路二級噴氣孔設置在氣路后腔的尾部上。

2、所述的氣路一級噴氣孔和喉部噴氣孔均為1排，且均為4-8個、周向均勻布置，所述的氣路二級噴氣孔為1-3排。

3、所述的氣路一級噴氣孔、喉部噴氣孔、氣路二級噴氣孔均為斜氣孔，其截面為方形、橢圓形或圓形，氣路一級噴氣孔和氣路二級噴氣孔的旋向與燃燒室旋流器的旋向相反，喉部噴氣孔的旋向與燃燒室旋流器的旋向相同；所述的喉部噴氣孔與氣路喉部的壁面夾角為45-60度。

4、副油路通道的端部設置副油路旋流器，氣路后腔的尾部設置噴口，副油路旋流器與主油路通道均連通噴口。

本發明的優勢在于：本發明采用了氣路軸向分級式結構，在減小噴嘴的徑向尺寸的同時增大了氣路流通面積，通過本發明所述的噴嘴噴出的氣體燃料，流速低，而且具有旋流效果，加強了燃料與空氣間的摻混，強化了燃燒，縮短了火焰，同時又不燒蝕火焰筒壁面；在進行液體燃料燃燒時，氣路還可以進行水蒸汽回注。通過以上措施達到了提高燃燒效率和降低排放的目的。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的縱剖面示意圖；

圖3為本發明的氣路縱剖面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：