一种燃气轮机预混合喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机预混合喷嘴，具体的是一种能够减小温差，且增加寿命的燃气轮机预混合喷嘴。
【背景技术】
[0002]随着环境污染的日益严重，环保法规的要求与执行也越来越严格。空气中队与O2起化学反应而生成起始温度约为1650°，当燃烧室温度高于1650°时，就会有NO,产生。对于传统的扩散燃烧燃烧室，扩散燃烧方式的火焰面温度总是等于化学当量比为I的理论燃烧温度，它不因燃料与空气总掺混比的浓或稀而异，尽管该理论燃烧温度因燃料组分不同而稍有不同，但总是高于1650°，因而传统扩散燃烧燃烧室的放量总是很高的。现代干式低污染燃烧室采用预混燃烧的方式，可以有效地降低污染物排放。干式低污染燃烧室设计的基本原理是:使燃料与空气预先混合为均相的、稀释的可燃混合物，并使其以火焰传播的方式燃烧，以把火焰温度控制在1650°以下，从而降低NOx的生成量。
[0003]在混合之前，燃料与空气通过不同的通道引入到混合通道。燃料与空气的引入是在喷嘴中完成的。F级燃气轮机供应高燃烧室的空气的温度一般为400°C左右，燃料由辅机系统供应，一般在50?200°C之间。燃料与空气之间的温差会导致喷嘴较高的热应力，尤其是在几何形状变化比较大的区域，例如叶片上径向燃料通道与中心体轴向燃料通道的交接处。较高的热应力会导致喷嘴寿命的降低，甚至引起燃料泄漏等重大事故。但是，增加燃料的供应温度会大大增加辅机系统的建设成本，且会增加燃料运输过程中的安全隐患。因而，如何在燃料温度较低的情况下降低热应力是燃气轮机预混合喷嘴设计的一个重大问题。
[0004]鉴于上述现有技术的缺陷，需要提供一种能够减小温差，且增加寿命的燃气轮机预混合喷嘴。
【实用新型内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本实用新型要解决的技术问题是现有的燃气轮机预混合喷嘴的燃料与空气之间的温差会导致喷嘴较高的热应力，尤其是在几何形状变化比较大的区域，例如叶片上径向燃料通道与中心体轴向燃料通道的交接处。较高的热应力会导致喷嘴寿命的降低，甚至引起燃料泄漏等重大事故。但是，增加燃料的供应温度会大大增加辅机系统的建设成本，且会增加燃料运输过程中的安全隐患的问题。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃气轮机预混合喷嘴，包括法兰、旋流器及中心体；所述中心体一端穿过所述旋流器，另一端与所述法兰连接，所述法兰上设置有燃料进口，所述中心体内设置有与所述燃料进口连通的轴向燃料通道，所述中心体穿过所述旋流器的一端设置有空气出口，所述轴向燃料通道内设置有与所述空气出口连通的空气通道，所述旋流器上设置有旋流叶片，所述旋流叶片上设置有与所述轴向燃料通道连通的径向燃料通道，所述径向燃料通道上设置有燃料出口，所述中心体外壁上设置有空气进口，所述中心体内设置有多个一端与所述空气进口连通，另一端与所述轴向空气通道连通的换热器。
[0009]其中，所述换热器沿所述中心体的轴线周向均布。
[0010]其中，所述换热器设置于所述法兰与所述旋流器之间，所述换热器沿所述中心体的轴线与所述径向燃料通道的距离为30-80mm。
[0011]其中，所述换热器与所述中心体外壁以及所述轴向空气通道外壁均为密封连接。
[0012]其中，所述空气进口总流通面积大于所述空气出口的流通面积。
[0013]其中，所述换热器包括径向空气通道及设置于所述空气通道上的换热肋片。
[0014]其中，所述径向空气通道的总流通面积大于所述空气出口的流通面积。
[0015]其中，所述换热肋片的高为I?4mm，宽为I?3mm，相邻的两个所述换热肋片之间的间距为I?4mm。
[0016](三)有益效果
[0017]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:本实用新型提供的燃气轮机预混合喷嘴中的中心体一端穿过旋流器，另一端与法兰连接，法兰上设置有燃料进口，中心体内设置有与燃料进口连通的轴向燃料通道，中心体穿过旋流器的一端设置有空气出口，轴向燃料通道内设置有与空气出口连通的空气通道，旋流器上设置有旋流叶片，旋流叶片上设置有与轴向燃料通道连通的径向燃料通道，径向燃料通道上设置有燃料出口，中心体外壁上设置有空气进口，中心体内设置有多个一端与空气进口连通，另一端与轴向空气通道连通的换热器。本实用新型提供的燃气轮机预混合喷嘴中通过在中心体内部设置换热器，利用高温空气的热量加热低温燃料，减小空气与燃料的温差，从而减小旋流器以及中心体与旋流器交接处的热应力，提尚喂'嘴寿命。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例燃气轮机预混合喷嘴的正面结构示意图；
[0019]图2是本实用新型实施例燃气轮机预混合喷嘴的局部放大示意图。
[0020]图中:1:法兰；2:旋流器；3:中心体；11:燃料进口 ；21:旋流叶片；22:径向燃料通道；23:燃料出口 ；31:轴向燃料通道；32:轴向空气通道；33:空气进口 ；34:空气出口 ；4:换热器；41:径向空气通道；42:换热肋片。
【具体实施方式】
[0021]在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0022]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0024]如图1及图2所示，本实用新型实施例提供的燃气轮机预混合喷嘴包括法兰1、旋流器2及中心体3 ;所述中心体3 —端穿过所述旋流器2，另一端与所述法兰I连接，所述法兰I上设置有燃料进口 11，所述中心体3内设置有与所述燃料进口 11连通的轴向燃料通道31，所述中心体3穿过所述旋流器2的一端设置有空气出口 34，所述轴向燃料通道31内设置有与所述空气出口 34连通的空气通道32，所述旋流器2上设置有旋流叶片21，所述旋流叶片21上设置有与所述轴向燃料通道31连通的径向燃料通道22，所述径向燃料通道22上设置有燃料出口 23，所述中心体3外壁上设置有空气进口 33，所述中心体3内设置有多个一端与所述空气进口 33连通，另一端与所述轴向空气通道32连通的换热器4。
[0025]对于燃料从旋流器2叶片喷出的预混合喷嘴，旋流器2以及中心体3与旋流器2交接处