专利名称：包括燃烧动力减缓系统的涡轮机燃烧室总成的制作方法
包括燃烧动カ减缓系统的涡轮机燃烧室总成
背景技术：
本发明涉及润轮机领域,确切地说,涉及ー种包括燃烧动カ减缓系统(combustordynamics mitigation system)的润轮机燃烧室总成。鉴于对燃气涡轮机排放量的要求越来越严格，满足此类要求的ー个方法是使传统的火焰扩散燃烧室发展为在完全预混合操作期间使用贫燃料/空气混合物(lean fuel/airmixtures)以减少NOx和CO等的排放量的燃烧室/燃烧装置。现有技术中已知的这些燃烧室是干式低NOx(DLN)燃烧系统、干式低排放量(DLE)燃烧系统、或贫燃料预混合(LPM)燃烧系统。此类燃烧室通常包括安装在筒中的多个燃料喷嘴，所述筒也被称作盖腔。由于这些燃烧室在此类贫燃料/空气比下运行，因此速率中的较小变化可导致质量流中发生较大变化，从而可能导致燃料/空气波动。这些波动可以导致放热率发生较大变化，并且导致盖腔中产生高压波动。燃料/空气波动、旋流火焰相互作用、以及不稳定的放热之间的相互作用可能导致在燃烧系统中引起动压脉冲的反馈回路机制。此压カ脉冲的现象被称为热声或燃烧动カ不稳定性，或者一般来说，称作燃烧动カ(combustiondynamics)。高级别的燃烧动カ通过对排放量減少和功率输出进行限制来限制燃烧室的运行包络。此外，燃烧动カ的存在使得硬件寿命缩短。具体而言，燃烧动カ可以对燃烧室部件造成损坏，这些部件将需要进行维修。维修燃烧室部件需要使涡轮机离线。因此，除了与维修燃烧室部件关联的成本之外，还存在因涡轮机运行时间损失而导致的额外成本。
发明内容
根据本发明示例性实施例的一方面，涡轮机燃烧室包括燃烧室盖，所述燃烧室盖具有盖表面、以及围绕所述盖表面延伸以形成盖空间的壁；以及多个喷嘴构件，所述多个喷嘴构件从所述盖表面延伸。所述多个喷嘴构件包括中心喷嘴构件以及ー个或多个外部喷嘴构件。燃烧室动カ减缓系统布置在所述燃烧室盖中，并且包括从所述壁朝所述中心喷嘴构件延伸的多个分隔物构件。所述多个分隔物构件形成多个平行谐振器空间。所述燃烧室动カ减缓系统还包括延伸到所述多个平行谐振器空间中的相应ー个空间内的多个管。其中，ー个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的一个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。所述多个分隔物构件中的至少ー个分隔物构件与所述ー个或多个喷嘴构件中的一个喷嘴构件相交。所述ー个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的至少两个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。所述多个平行谐振器空间中的每个空间大体相同；或者，其中所述多个平行谐振器空间中的至少ー个空间的大小与所述多个平行谐振器空间中的其他空间的大小不同。流体流路围绕所述壁延伸，所述流体流路经配置和设置以将流体流传输到所述多个平行谐振器空间中的每个空间内。所述多个平行谐振器空间经过大小调整以产生ー个特定频率，所述特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的预定固有频率；或者，其中所述多个平行谐振器空间中的每个空间经过大小调整以产生多个特定频率，所述多个特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的多个固有频率。所述多个管中的每个管延伸穿过所述盖表面。所述涡轮机进ー步包括多个腔室，其经配置和设置以将压缩机空气传输到所述多个平行谐振器空间中的每个空间内，所述多个腔室中的每个腔室从所述壁延伸到所述中心喷嘴构件，并且包括流体相通地连接到所述多个平行谐振器空间中的至少ー个空间的ー个或多个导管。根据本发明示例性实施例的另一方面，燃气涡轮机包括压缩机部分；涡轮机部分，所述涡轮机部分可操作地连接到所述压缩机部分；以及燃烧室总成，所述燃烧室总成流体相通地连接到所述压缩机部分和所述涡轮机部分。所述燃烧室总成包括燃烧室盖，所述燃烧室盖具有盖表面以及围绕所述盖表面延伸以形成盖空间的壁。多个喷嘴构件从所述盖表面延伸。所述多个喷嘴构件包括中心喷嘴构件以及ー个或多个外部喷嘴构件。多个分隔物构件从壁朝所述中心喷嘴构件延伸。所述多个分隔物构件形成多个平行谐振器空间。多个管延伸到所述多个平行谐振器空间中的相应ー个空间中内。其中，ー个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的一个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。所述多个分隔物构件中的至少ー个分隔物构件与所述ー个或多个喷嘴构件中的一个喷嘴构件相交。所述ー个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的至少两个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。所述多个平行谐振器空间中的每个空间大体相同；或者，所述多个平行谐振器空间中的至少ー个空间的大小与所述多个平行谐振器空间中的其他空间的大小不同。所述燃气涡轮机进ー步包括围绕所述壁延伸的流体流路，所述流体流路经配置和设置以将流体流传输到所述多个平行谐振器空间中的每个空间内。所述多个平行谐振器空间经过大小调整以产生ー个特定频率，所述特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的预定固有频率；或者，所述多个平行谐振器空间中的每个空间经过大小调整以产生多个特定频率，所述多个特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的多个固有频率。根据本发明示例性实施例的另一方面，一种减缓涡轮机燃烧室总成中的燃烧室动力的方法包括将流体流输送到所述燃烧室总成中的燃烧室盖中；使所述流体流的一部分转入布置在所述燃烧室盖的盖空间内的多个平行谐振器空间中；以及在所述平行谐振器空间中的至少ー个空间内产生至少ー个频率，所述频率经配置和设置以使所述燃烧室总成的固有频率失谐，从而减缓燃烧室动カ。通过以下结合附图进行的说明可以更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。
本专利申请中的权利要求书特别指出并明确主张了本发明。通过以下结合附图进行的详细说明可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中图1是根据本发明ー个示例性实施例的燃气涡轮机系统的示意图，所述燃气涡轮机系统包括具有燃烧动カ减缓系统的燃烧室总成；图2是图1所示燃烧室总成的燃烧室盖的透视图；图3是图2所示燃烧室盖的局部截面图；以及图4是根据示例性实施例的另一方面的燃烧室盖的局部透视图。
具体实施方式
通过參考附图以实例方式介绍本发明的各实施例以及优点和特征。
兀件符号列表
权利要求
1.一种涡轮机燃烧室，包括燃烧室盖，所述燃烧室盖包括盖表面以及围绕所述盖表面延伸以形成盖空间的壁；多个喷嘴构件，其从所述盖表面延伸，所述多个喷嘴构件包括中心喷嘴构件以及一个或多个外部喷嘴构件；以及燃烧室动力减缓系统，其布置在所述燃烧室盖中，所述燃烧室动力减缓系统包括多个分隔物构件，其从壁朝所述中心喷嘴构件延伸，所述多个分隔物构件形成多个平行谐振器空间；以及多个管，所述管延伸到所述多个平行谐振器空间中的相应一个空间内。
2.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中一个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的一个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。
3.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述多个分隔物构件中的至少一个分隔物构件与所述一个或多个喷嘴构件中的一个喷嘴构件相交。
4.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述一个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的至少两个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。
5.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述多个平行谐振器空间中的每个空间大体相同。
6.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述多个平行谐振器空间中的至少一个空间的大小与所述多个平行谐振器空间中的其他空间的大小不同。
7.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中流体流路围绕所述壁延伸，所述流体流路经配置和设置以将流体流传输到所述多个平行谐振器空间中的每个空间内。
8.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述多个平行谐振器空间经过大小调整以产生一个特定频率，所述特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的预定固有频率。
9.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述多个平行谐振器空间中的每个空间经过大小调整以产生多个特定频率，所述多个特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的多个固有频率。
10.根据权利要求1所述的涡轮机燃烧室，其中所述多个管中的每个管延伸穿过所述盖表面。
11.根据权利要求1所述的涡轮机，进一步包括多个腔室，其经配置和设置以将压缩机空气传输到所述多个平行谐振器空间中的每个空间内，所述多个腔室中的每个腔室从所述壁延伸到所述中心喷嘴构件，并且包括流体相通地连接到所述多个平行谐振器空间中的至少一个空间的一个或多个导管。
12.一种燃气涡轮机，包括压缩机部分；涡轮机部分，其有效地连接到所述压缩机部分；以及燃烧室总成，其流体相通地连接到所述压缩机部分和所述涡轮机部分，所述燃烧室总成包括燃烧室盖，所述燃烧室盖包括盖表面以及围绕所述盖表面延伸以形成盖空间的壁；以及多个喷嘴构件，其从所述盖表面延伸，所述多个喷嘴构件包括中心喷嘴构件以及一个或多个外部喷嘴构件；以及燃烧室动力减缓系统，其布置在所述燃烧室盖中，所述燃烧室动力减缓系统包括多个分隔物构件，其从所述壁朝所述中心喷嘴构件延伸，所述多个分隔物构件形成多个平行谐振器空间；以及多个管，所述管延伸到所述多个平行谐振器空间中的相应一个空间内。
13.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，其中一个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的一个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。
14.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，其中所述多个分隔物构件中的至少一个分隔物构件与所述一个或多个喷嘴构件中的一个喷嘴构件相交。
15.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，其中所述一个或多个喷嘴构件包括至少两个相邻的喷嘴构件，所述多个分隔物构件中的至少两个分隔物构件在所述至少两个相邻的喷嘴构件之间延伸。
16.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，其中所述多个平行谐振器空间中的每个空间大体相同。
17.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，其中所述多个平行谐振器空间中的至少一个空间的大小与所述多个平行谐振器空间中的其他空间的大小不同。
18.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，进一步包括围绕所述壁延伸的流体流路，所述流体流路经配置和设置以将流体流传输到所述多个平行谐振器空间中的每个空间内。
19.根据权利要求12所述的涡燃气涡轮机，其中所述多个平行谐振器空间经过大小调整以产生一个特定频率，所述特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的预定固有频率。
20.根据权利要求12所述的燃气涡轮机，其中所述多个平行谐振器空间中的每个空间经过大小调整以产生多个特定频率，所述多个特定频率经配置和设置以减缓所述燃烧室的多个固有频率。
全文摘要
本发明公开一种包括燃烧动力减缓系统的涡轮机燃烧室总成。所述涡轮机燃烧室包括燃烧室盖，所述燃烧室盖具有盖表面以及围绕所述盖表面延伸以形成盖空间的壁；以及多个喷嘴构件，所述多个喷嘴构件从所述盖表面延伸。所述多个喷嘴构件包括中心喷嘴构件以及一个或多个外部喷嘴构件。燃烧室动力减缓系统布置在所述燃烧室盖中，并且包括从所述壁朝所述中心喷嘴构件延伸的多个分隔物构件。所述多个分隔物构件形成多个平行谐振器空间。所述燃烧室动力减缓系统还包括延伸到所述多个平行谐振器空间中的相应一个空间内的多个管。
文档编号F23R3/28GK103032897SQ20121037125
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月7日
发明者M.巴蒂纳, M.马诺哈兰 申请人:通用电气公司