专利名称：用于具有火焰稳定防护的燃烧器喷嘴的方法及设备的制作方法
技术领域：
本文所公开发明的领域主要涉及提供火焰稳定防护的燃气涡轮机燃烧器中的燃 料喷嘴的结构和工作，并且更具体地涉及提供非破坏性防护而免受火焰稳定的此类燃料喷 嘴。
背景技术：
作为背景技术，燃气涡轮机燃烧器实质上是一种用于混合大量燃料和空气并燃烧 最终形成的混合物的装置。通常，燃气涡轮机的压缩机对进入空气加压，该进入空气然后转 向或反向流动至燃烧器，在燃烧器处，进入空气用于冷却燃烧器，并且还提供空气用于燃烧 过程。本发明的受让人利用其大功率燃气涡轮机中的多个燃烧室组件来实现可靠且有效的 涡轮工作。各燃烧室组件均包括圆柱形燃烧器、燃料喷射系统，以及将热气流从燃烧器引导 至涡轮段入口的过渡件。其中使用了当前燃料喷嘴设计的燃气涡轮机可包括布置成围绕涡 轮转子轴线的圆形阵列的六个、十个、十四个或十八个燃烧器。为了降低燃气涡轮机排出气体中的NOx量，已研发出在燃烧火焰之前充分预混空 气和燃料的燃料喷嘴，使得火焰处的温度相对于常规扩散火焰有所降低。这些预混燃料喷 嘴的正常工作需要防止在预混室内形成火焰。此外，例如由于燃气涡轮机中的突然瞬变或 燃料供送状态的暂时变化而引起的暂时混乱状态可能造成在预混室中意外形成火焰，故预 混燃料喷嘴设计成能够驱逐和熄灭这样的火焰。通常，预混室并未设计成用以承受在燃烧室中所遇到的高温。然而，所存在的问题 在于，燃烧器可能会受到无意的操作，致使引起火焰从燃烧室"回火"到预混室中，在预混 室处，火焰可能继续燃烧一一种称为火焰稳定的状态。可导致火焰稳定的另一问题在于，氢 或更高级的烃暴露于具有设计成通常使用天然气燃料的预混区的燃气涡轮机中。存在这些 成分促进了相比于甲烷更高的火焰速度，且在所形成的环境中，回火更加可能，且更难通过 设计成依靠甲烷工作的预混区的正常热力学现象来消除火焰稳定。在两种情况中，回火和 火焰稳定可分别导致因燃烧而造成对燃烧器构件的严重破坏，以及在释放燃烧的燃烧器衬 垫(pad)且使其穿过涡轮段时对涡轮机热气通路的破坏。美国专利No. 5，685，139描述了一种预混喷嘴，该预混喷嘴使用位于喷嘴排出端 附近的熔断区来解决回火。在燃烧回火的情况下，当火焰附着在喷嘴的径向燃料喷射器上 时，因所受到的较高温度而造成这些熔断区烧穿。这样烧穿容许燃料大致绕过径向燃料喷 射器，且因此终止火焰稳定事件。由于熔断区破裂而释放到燃烧器中的任何熔融金属都将 大致在燃烧室中蒸发，而不会进一步破坏燃烧器或热气通路。同时，燃烧器从预混燃烧模式 切换至扩散燃烧模式，直到能进行修理。尽管涡轮机现在运行将带有较多的NOx排放物，但 其仍将令人满意地工作，最小限度地对燃烧器造成破坏和对涡轮自身并不造成破坏。
发明内容
本发明提供了一种用于火焰稳定防护的改进型燃料喷嘴的结构和工作。更具体而言，本发明提供了通过喷嘴对火焰稳定的非破坏性防护，该喷嘴在启用时进行操作用以消 除火焰稳定，且之后自动地回到其初始状态，而不会产生需要对喷嘴或涡轮进行修理的破 坏。本发明的其它方面和优点可在以下描述中部分地阐述，或可根据描述而变得清楚，或可 通过实施本发明而懂得。在一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮机的燃料喷嘴，其包括限定外 部和轴向方向的喷嘴本体。喷嘴本体还具有尖端(tip)部分。内管在喷嘴本体内沿轴向延 伸，且限定内部通道。中间管在喷嘴本体内沿轴向延伸。中间管与内管同心地布置且在径 向上与内管间隔开，并且在二者之间限定了中间通道。外管在喷嘴本体内沿轴向延伸。外 管与中间管同心地布置且在径向上与中间管间隔开，并且在二者之间限定了外部通道。塞 子附接在喷嘴本体的尖端部分处。该塞子限定了连接到外部通道上的第一端口。外管还限定了连接至外部的第二端口。第二端口定位在喷嘴本体的尖端部分附近 处于邻近第一端口的位置处，使得在正常状态期间，第一端口由外管封闭，而在火焰稳定状 态期间，外管相对于塞子滑动，以便使第二端口与第一端口相连，且从而将外部通道连接至 喷嘴本体的外部。因此，在火焰稳定状态期间，来自于外部通道的燃料可采用非破坏性的方 式排放至喷嘴的外部。在本发明的另一示例性方面，提供了一种在火焰稳定状态期间保护燃气涡轮机的 燃料喷嘴的方法。燃料喷嘴包括限定外部和尖端部分的喷嘴本体、在喷嘴本体内沿轴向延 伸且限定内部通道的内管、在喷嘴本体内沿轴向延伸且结合内管一起限定中间通道的中间 管，以及在喷嘴本体内沿轴向延伸且结合中间管一起限定外部通道的外管。该示例性方法 包括如下步骤提供燃料到外部通道中，提供幕帘空气(curtain air)或吹扫空气到中间 通道中，在火焰稳定状态期间使外管沿轴向相对于中间管滑动，以便将至少一部分燃料在 尖端部分附近排放至喷嘴本体的外部，以及消除火焰稳定状态。参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些及其它特征、方面和优点将会变得 更好理解。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且结 合描述一起用于阐述本发明的原理。
在参照附图的说明书中，针对本领域的普通技术人员阐明了本发明(包括其最佳 模式)完整和能够实施的公开内容，在附图中图1提供了用于燃气涡轮机的公知燃料喷嘴的透视图。图2为图1中所示的燃料喷嘴的截面视图。图3至图6为根据本发明的主题所构造的燃料喷嘴尖端部分的示例性实施例的截 面视图。零件清单100燃料(喷嘴)105喷嘴本体110供送段115喷嘴(尖端)120 套环
125环形(通道)
130空气旋流器
135径向(燃料)喷射器
140熔断区
145排出孔口
150内管
155内部通道
160中间管
165中间通道
166孔口
170外管
175外部通道
180界面
185内部环形(肩部)
190圆柱(壁)
195塞子
315喷嘴(尖端)
341第一端口
342轴向偏移开孔
343环形凹槽
344第二端口
350内管
355内部通道
360中间管
365中间通道
366第三端口
370外管
375外部通道
395塞子
415喷嘴(尖端)
441第一端口
443环形凹槽
444第二端口
446环形凹槽
450内管
455内部通道
460中间管
465中间通道
470外管[0060475外部通道[0061495塞子[0062515喷嘴(尖端)[0063541第一端口[0064543环形凹槽[0065544第二端口[0066550内管[0067555内部通道[0068560中间管[0069565中间通道[0070566第三端口[0071570外管[0072575外部通道[0073577第四端口[0074579开孔[0075584管路[0076595塞子[0077615喷嘴(尖端)[0078641第一端口[0079643环形凹槽[0080644第二端口[0081650内管[0082655内部通道[0083660中间管[0084666第三端口[0085670外管[0086675外部通道[0087677第四端口[0088679开孔[0089682倾斜(边缘)[0090683倾斜(边缘)[0091684管路[0092695塞子[0093A箭头
具体实施例方式
现将详细地参照本发明的实施例，其中的一个或多个实例在附图中示出。各实例 均通过阐述本发明的方式提供，而并非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的 是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出各种修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例来使用，以产生又一个实施 例。因此，期望的是，本发明涵盖归入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。图1为公知的燃料喷嘴100的透视图，而图2为燃料喷嘴100的截面视图。喷嘴 100包括连接到后部供送段110上的喷嘴本体105。在其尖端部分处，燃料喷嘴100还包括 位于喷嘴尖端115处的前部燃料/空气输送段。还包括的是套环120，该套环120限定在其 与喷嘴本体105之间的环形通道125。在该环形通道中的是空气旋流器130，其位于多个径 向燃料喷射器135的上游，各径向燃料喷射器135均形成为具有用于排出燃料如预混气体 到燃烧器预混室内的通道125中的多个排出孔口 145。具体参看图2，燃料喷嘴100包括内管150，该内管150在喷嘴本体105内沿轴向 延伸，且限定内部通道155。内部通道155例如可将空气馈送到燃烧区中，或可构造成用于 收容液体燃料输送筒(cartridge)。中间管160也在喷嘴本体105内沿轴向延伸。中间管 160定位成以同心的方式围绕内管150，但具有更较大的直径用以形成中间通道165。中间 通道165提供了例如穿过孔口 166的扩散气体、幕帘空气或吹扫空气的流动。类似的是，外 管170沿喷嘴本体105在轴向上延伸。外管170定位成以同心的方式围绕中间管160，但具 有更大的直径用以形成外部通道175。外部通道175提供为用于传送诸如预混气体的燃料。 在燃料喷嘴100的正常(非火焰稳定)工作期间，燃料通过经由径向燃料喷射器135中的 排出孔口 145流出而被迫从外部通道175排出。仍参看图1和图2中所示的喷嘴，喷嘴100包括定位在喷嘴尖端115处的塞子195。 塞子195其尺寸形成为用以接合喷嘴本体105，且通常在界面180处焊接于其上。塞子195 形成为具有内部环形肩部185 (图2)，该肩部185收容中间管160的前部边缘，且在该前部 边缘处进行焊接或钎焊。中间通道165的前端或下游端也在肩部185处或其附近封闭。如美国专利5，685，139中所述，塞子195的壁厚沿纵向定向的圆柱形壁190在多 个熔断区140 (图2)处变薄，该圆柱形壁190形成外部通道175的前部或下游部，该多个熔 断区140围绕喷嘴尖端115沿周向间隔开。在燃烧回火到预混区中的情况下，由变薄的壁 190所形成的熔断区140中的一个或多个将由于当火焰附着在径向燃料喷射器135处时在 熔断区140处所受到的较高温度而烧穿。这样烧穿容许燃料大致绕过径向燃料喷射器135， 并经由烧坏的壁区域而直接流入燃烧区中。尽管一些燃料可继续流出径向燃料喷射器135， 但该流动将不足以维持火焰，从而导致火焰稳定终止。包含喷嘴100的燃烧器将从预混燃 烧模式切换至扩散燃烧模式，直到能进行对熔断区140的修复。图3至图6代表可用在作为本发明主题的喷嘴上的喷嘴尖端315，415，515和615 的示例性实施例。例如，这些喷嘴尖端可用在燃料喷嘴100或备选构造的燃料喷嘴上替代 喷嘴尖端115。喷嘴尖端315，415，515和615通过举例的方式提供，而非限制本发明。现参看图3，喷嘴尖端315的塞子395限定第一端口 341，该第一端口 341连接到 包含燃料的外部通道375上。第一端口 341例如由多个开孔342形成，这些开孔342沿周 向围绕塞子395定位，且连接到加工在塞子395的径向外表面中的环形凹槽343上。此外， 开孔342与燃料喷嘴本体105的纵向轴线(即，轴向方向)成一定角度。外管370限定第 二端口 344，该第二端口 344连接至喷嘴尖端315的外部。如图3中所示，第二端口 344例 如由多个开孔或开口形成，这些开孔或开口延伸穿过外管370的壁，且定位成围绕外管370
8的圆周。塞子395限定第三端口 366，该第三端口 366提供例如扩散气体、幕帘空气或吹扫 空气通向喷嘴尖端315外部的流动。第三端口 366例如由多个开孔形成，这些开孔沿周向 围绕塞子395间隔开。注意的是，塞子395附接到中间管360上，且可附接到内管350上。然而，塞子395 未附接到外管370上，该外管370如箭头A所示那样相对于塞子395自由移动或滑动。外 管370和中间管360在它们的上游端或下游端于一定位置处相对于彼此固定，该位置可处 在径向燃料喷射器135 (图1)的上游或附近。在火焰稳定状态期间，在邻近外管370的预混区中燃烧的火焰的热量将快速加热 外管370。例如，在正常工作状态期间，外管370可达到大约425°C的温度。在火焰稳定状 态期间，由于火焰温度可高达大约1650°C，故外管370可达到大约815°C的温度。然而，不 论喷嘴尖端315经历正常状态还是火焰稳定状态，中间管360的温度都将保持相对恒定，且 与外部通道375中燃料的温度(例如，大约200°C )大致相同。因此，在火焰稳定状态期间，外管370将经历沿如图3中的箭头A所示的轴向方向 的热膨胀，而中间管360将不经历膨胀，或比外管370所经历的膨胀要小得多。由于塞子 395固定到中间管360上，故此有差别的热生长将引起外管370沿箭头A的方向相对于中 间管360和塞子395滑动。结果，外管370中的第二端口 344将与塞子395中的第一端口 341相连，且由此将外部通道375连接至喷嘴本体105的外部。外部通道375中的燃料现在 将排放至燃料喷嘴100的外部，并且因此减少了通常从外部通道375经由径向燃料喷射器 135且之后经由排出孔口 145(图1)流出的燃料流。第一端口 341和第二端口 344的有效流动截面面积的尺寸形成为使得从排出孔 口 145流出的燃料减少将使邻近喷嘴本体105的预混室内缺乏火焰，且从而消除了火焰稳 定状态。例如，当第一端口 341和第二端口 344对准时，有效流动截面面积的尺寸可形成为 类似于自排出孔口 145的流动面积的大小。在此情况下，在火焰稳定状态期间，从排出孔口 145流出的燃料量将为正常工作期间的流动总量的一半。这种减少应将足以消除火焰稳定 状态。因此，在消除火焰稳定状态时，外管370将开始冷却，且回到其初始尺寸和位置。 更具体而言，当外管370冷却时，其将以与箭头A所示方式相反的方式沿轴向方向滑动。结 果，当喷嘴尖端315回到其正常工作状态时，第一端口 341和第二端口 344将最终断开。之 后，通向排出孔口 145的燃料流将恢复至其初始工作流。由于在发生破坏之前消除了火焰 稳定状态，故燃料喷嘴100现在可继续工作，而无需修理喷嘴尖端315，且如果需要的话，可 对另一火焰稳定状态作出反应。此外，利用喷嘴尖端315，喷嘴100更加能够结合可包含一 定量的氢或更高级的烃的天然气燃料一起使用。为了提高喷嘴尖端315对火焰稳定状态的热响应，外管370的壁厚可相对于中间 管360的壁厚有所减小。减小壁厚将容许外管370更快地加热，且从而在火焰稳定状态时 更快速地沿箭头A方向滑动。作为备选或除此之外，外管370可由一定材料构成，该材料的 热膨胀系数大于用来构造中间管360的材料的系数。如前文所述，第二端口 344可由围绕外管370的圆周定位的多个开口或开孔构成。 图4示出了本发明的备选示例性实施例，其可用于减少形成第二端口 344所需的开孔数量 和增大形成第二端口 344所需的开孔直径。更具体而言，喷嘴尖端415以与尖端315相似的方式进行构造和工作。然而，外管470设有沿周向围绕外管470径向内表面延伸的环形 凹槽446。环形凹槽446用作连接各周向间隔开的开孔的储槽，这些开孔形成围绕外管470 圆周的第二端口 444。形成在环形凹槽443和446之间的环形间距相比于图3中所示设计 的可行性而言，通过外管470相对于塞子495的运动而导致开启了更大面积用以流动。因 此，环形凹槽446容许更多的燃料从第一端口 441排放至第二端口 444中，同时相比于图3 的示例性实施例中所要求的具有数目更少而直径更大的围绕外管470圆周定位的开孔。图5提供了喷嘴尖端515的另一示例性备选实施例。如前述实施例那样，外管570 构造成相对于塞子595滑动，该塞子595固定到中间管560上。外管570限定第四端口 577， 该第四端口 577定位成在径向上邻近塞子595。第四端口 577例如由沿外管570内表面的 环形凹槽和多个轴向开孔579形成，这些轴向开孔579围绕外管570的端部沿周向间隔开。 外管570还限定第二端口 544，该第二端口 544通过管路584连接至燃料喷嘴100的外部， 该管路584继而又连接到第四端口 577的环形凹槽上。塞子595还限定连接到中间通道565上的第三端口 566，该中间通道565提供例如 幕帘空气或吹扫空气的流动。然而，不同于前述实施例，第三端口 566相对于喷嘴本体105 的轴向方向(即，纵向轴线)成一定角度。此外，作为连接至燃料喷嘴100外部的替代，第 三端口 566将中间通道565连接至第四端口 577，用以容许空气流经由其而流出。第四端 口 577定位且其尺寸形成为使得不管外管570如何相对于中间管560运动，都保持与第三 端口 566相连，用以容许来自于中间通道565的空气流动，而不论燃料喷嘴100是正常工作 还是经历火焰稳定状态。塞子595还限定连接到包含燃料的外部通道575上的第一端口 541。第一端口 541 例如由连接到环形凹槽543上的多个沿轴向定向的管路形成，该环形凹槽543加工在塞子 595的径向外表面中。在火焰稳定状态期间，外管570将经历沿如箭头A所示的轴向方向的热膨胀，而中 间管560将不经历膨胀，或比外管570所经历的膨胀要小得多。由于塞子595固定到中间 管560上，故此有差别的热生长将引起外管570沿箭头A的方向相对于中间管560和塞子 595滑动。结果，外管570中的第二端口 544将与塞子595中的第一端口 541相连，且从而 将外部通道575经由管路584和第四端口 577连接至喷嘴本体105的外部。外部通道575 中的燃料现在将排放至燃料喷嘴100的外部，且从而减少燃料经由排出孔口 145(图1)的 流动。然而，在排出至外部之前，燃料将与来自于第三端口 566的空气相混合，以便有助于 在燃料随后燃烧时最大限度地减少NOx的形成。空气经由第三端口 566的流动也有助于冷 却塞子595。一旦消除了火焰稳定状态，外管570将开始冷却，且通过以与箭头A所示方式相反 的方式沿轴向方向滑动而回到其初始尺寸和位置。结果，当喷嘴尖端515回到到其正常工 作状态时，第一端口 541和第二端口 544将最终断开。通向排出孔口 145的燃料流然后将 恢复至其初始工作流。由于在发生破坏之前消除了火焰稳定状态，故燃料喷嘴100现在可 继续工作，而无需修理喷嘴尖端515。此外，如前述实施例一样，当燃烧包含氢或更高级的烃 的天然气时，喷嘴尖端515容许喷嘴100更加如期望的那样运行。应当理解的是，由于外管570与塞子595之间滑动配合，故在正常工作状态期间可 能发生从第一端口 541至第二端口 544和/或第四端口 577的少量的燃料泄漏。更具体而言，即使第一端口 541在正常工作期间与这些其它端口断开，但一些燃料也会经由外管570 与塞子595之间的可动界面泄漏。然而，如图5中所示，通过将第三端口 566布置成将幕 帘空气或吹扫空气排放到第四端口 577中，由于泄漏的燃料将在燃烧之前与这些空气相混 合，故将最大限度地减少不希望的NOx的形成。图6示出了本发明的另一示例性实施例，其具有的结构和工作类似于图5的实施 例所描述的。然而，喷嘴尖端615包括一对倾斜边缘682和683，它们构造成在正常工作期 间接触，而在火焰稳定状态期间分离。更具体而言，塞子695提供了倾斜边缘682，其适于与 由外管670所形成的互补倾斜边缘683接触。在火焰稳定工作期间外管670的运动将分离 边缘682和683，以便从外部通道675排放燃料，且如前文所述那样消除火焰稳定状态。在 消除之后，边缘682和683将回到如图6中所示的封闭位置。因此，图6中的示例性实施例 提供了"锥阀式(poppet style)“阀座，以便在正常工作状态期间提供正向的闭合力。本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的技术人员 能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何相结合的方法。本发明可 取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域的技术人员所想到的其它实例。如果 这些其它的实例具有与权利要求的书面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例 包括与权利要求的书面语言无实质差异的同等结构元件，则认为这些实例落在权利要求的 范围之内。
1权利要求
一种用于燃气涡轮机的燃料喷嘴(100)，包括限定外部和轴向方向的喷嘴本体(105)，所述喷嘴本体还具有尖端部分(315，415，515，615)；内管(350，450，550，650)，其在所述喷嘴本体(105)内沿轴向延伸且限定内部通道(355，455，555，655)；在所述喷嘴本体(105)内沿轴向延伸的中间管(360，460，560，660)，所述中间管(360，460，560，660)与所述内管(350，450，550，650)同心地布置且在径向上与所述内管(350，450，550，650)间隔开，并且在二者之间限定中间通道(365，465，565，665)；在所述喷嘴本体(105)内沿轴向延伸的外管(370，470，570，670)，所述外管(370，470，570，670)与所述中间管(360，460，560，660)同心地布置且在径向上与所述中间管(360，460，560，660)间隔开，并且在二者之间限定外部通道(375，475，575，675)；以及塞子(395，495，595，695)，其附接到所述喷嘴本体(105)的尖端部分(315，415，515，615)上，所述塞子(395，495，595，695)限定连接到所述外部通道(375，475，575，675)上的第一端口(341，441，541，641)；其中，所述外管(370，470，570，670)限定连接至外部的第二端口(344，444，544，644)，所述第二端口(344，444，544，644)定位在所述喷嘴本体的尖端部分(315，415，515，615)附近位于邻近所述第一端口(341，441，541，641)的位置处，使得在正常状态期间所述第一端口(341，441，541，641)由所述外管(370，470，570，670)封闭，而在火焰稳定状态期间所述外管(370，470，570，670)相对于所述塞子(395，495，595，695)滑动，以便使所述第二端口(395，495，595，695)与所述第一端口(341，441，541，641)相连，且从而将所述外部通道(375，475，575，675)连接至所述喷嘴本体(105)的外部。
2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(100)，其特征在于，所述塞子(395，495，595，695) 还限定定位在所述喷嘴本体(105)的尖端部分(315，415，515，615)附近的第三端口(366， 466，566，666)，所述第三端口(366，466，566，666)连接到所述中间通道(365，465，565， 665)上，以便使所述中间通道(365，465，565，665)排放至所述喷嘴本体(105)的外部。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料喷嘴(100)，其特征在于，所述塞子(395， 495，595，695)还限定定位在所述喷嘴本体(105)的尖端部分(315，415，515，615)附近的第 三端口(366，466，566，666)，所述第三端口(366，466，566，666)连接到所述中间通道(365，465.565.665)上，且定位成与所述燃料喷嘴本体(105)的轴向方向成一定角度；以及其中， 所述外管(370，470，570，670)还限定定位在所述喷嘴本体(105)的尖端部分(315，415， 515,615)附近的第四端口(577，677)，所述第四端口 (577,677)连接到所述第三端口(366，466.566.666)上，以便使所述中间通道(365，465，565，665)排放至所述喷嘴本体(105)的 外部。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述外管(370，470， 570,670)相比于所述中间管(360，460，560，660)具有更大的热膨胀系数。
5 根据权利要求1或权利要求2所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述外管(370，570， 570,670)相对于所述中间管(360，460，560，660)具有减小的壁厚。
6.一种在火焰稳定状态期间保护燃气涡轮机的燃料喷嘴(100)的方法，所述喷嘴 (100)包括限定外部和尖端部分(315,415,515,615)的喷嘴本体(105)、在所述喷嘴本体(105)内沿轴向延伸且限定内部通道(355,455,555,655)的内管(350，450，550，650)、在所 述喷嘴本体(105)内沿轴向延伸且结合所述内管(350，450，550，650) —起限定中间通道 (365，465，565，665)的中间管(360，460，560，660)、在所述喷嘴本体(105)内沿轴向延伸且 结合所述中间管(360，460，560，660) —起限定外部通道(375，475，575，675)的外管(370， 470，570,670)，所述方法包括如下步骤提供燃料到所述外部通道(375，475，575，675)中； 提供幕帘空气或吹扫空气到所述中间通道(365，465，565，665)中； 在火焰稳定状态期间使所述外管(370，470，570，670)沿轴向相对于所述中间管(360， 460,560,660)滑动，以便将至少一部分所述燃料在所述尖端部分(315，415，515，615)附近 排放至所述喷嘴本体(105)的外部；以及 消除所述火焰稳定状态。
7.根据权利要求6所述的保护燃气涡轮机的燃料喷嘴(100)的方法，其特征在于，所述 方法还包括步骤在消除所述火焰稳定状态之后使所述外管(370，470，570，670)回到其初始位置。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的保护燃气涡轮机的燃料喷嘴(100)的方法，其 特征在于，所述方法还包括步骤在正常工作期间，使燃料从所述外部通道(375，475，575， 675)在所述尖端部分(315，415，515，615)附近泄漏至所述喷嘴本体(105)的外部，而同时 从所述喷嘴(100)的尖端部分(315，415，515，615)排放幕帘空气或吹扫空气。
9.根据权利要求6或权利要求7所述的保护燃气涡轮机的燃料喷嘴(100)的方法，其 特征在于，使所述外管(370，470，570，670)滑动的所述步骤包括将所述外管(370,470, 570,670)加热到高于所述中间管(360，460，560，660)的温度，以便使所述外管(370，470， 570,670)相对于所述中间管(360，460，560，660)引起较大的轴向热膨胀。
10.根据权利要求6或权利要求7所述的保护燃气涡轮机的燃料喷嘴的方法，其特征在 于，所述方法还包括步骤选择用于构造所述外管(370，470，570，670)的材料，所述材料比 用于所述中间管(360，460，560，660)的材料具有更大的热膨胀系数。
全文摘要
本发明涉及用于具有火焰稳定防护的燃烧器喷嘴的方法及设备。具体而言，公开了用于燃气涡轮机燃烧器的燃料喷嘴的结构和工作，其中，该燃料喷嘴提供火焰稳定防护，且更具体而言，这种喷嘴提供了对火焰稳定的非破坏性防护。该喷嘴提供在形成燃料通道(375)的管(370)(360)之间有差异的热膨胀，以便容许在火焰稳定状态期间非破坏性地排放燃料。一旦消除了火焰稳定状态，则喷嘴回到正常工作状态。
文档编号F23D14/76GK101893243SQ20101019496
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者S·K·维德纳 申请人:通用电气公司