一种燃气轮机及其燃烧室的制作方法

本申请涉及燃烧室，具体为一种燃气轮机及其燃烧室。

背景技术：

1、燃烧室是燃料或者推进剂在其中燃烧生成高温燃气的装置。它是燃气涡轮发动机(也即燃气轮机)、冲压发动机和火箭发动机的重要部件。随着市场上需求的增加，市面上出现了双燃料燃烧室，双燃料燃烧室是指能够采用两种燃料的燃烧室，例如：采用固态的煤和气态的天然气，或者采用液态的油和气态的天然气等。现有技术中燃气轮机一般采用能够燃烧液态燃料和气态燃料的双燃料燃烧室。

2、随着环保要求的日益加强，目前的燃气轮机均采用贫油预混燃烧。预混燃烧是指在气态燃料未到达副燃烧区域之前，提前将气态燃料和助燃剂(一般为空气)进行混合，形成混合气，再将混合气送入燃烧区域进行燃烧的技术。而贫油燃烧是指控制气态燃料和助燃剂的化学当量比，以使形成的混合气中的气态燃料的化学当量比低于正常燃烧水平的技术。由于贫油燃烧中混合气的燃料化学当量比较低，因此燃烧时温度也较低，从而能够减少高温下形成的氮氧化物等污染物的排放。由于贫油预混燃烧中混合气的燃料化学当量比较低，因此混合气不易被点燃，无法对燃气轮机进行启动，而启动只能采用液态燃料。若遇到液态燃料无法供应时，则无法启动并正常使用燃气轮机，使得燃气轮机的通用性较差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种燃气轮机及其燃烧室，以解决现有技术中采用贫油预混燃烧无法利用气态燃料启动燃气轮机的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、第一方面，本申请提出一种燃烧室，包括：导流罩、火焰筒、喷嘴、分流器和旋流器。其中，导流罩侧壁设置有多个空气进孔。火焰筒设置于所述导流罩的内部，所述火焰筒和所述导流罩之间形成有空气主流道。喷嘴设置于所述火焰筒的首端，所述喷嘴内设置有副进气流道，所述副进气流道用于将气态燃料输送至所述火焰筒的第一燃烧区域。所述分流器内形成有第一空气分流道。所述旋流器内形成有第二空气分流道。所述第一空气分流道和所述第二空气分流道的首端与所述空气主流道相连通，所述第一空气分流道的末端延伸至所述火焰筒的第一燃烧区域，所述第二空气分流道的末端延伸至所述火焰筒的第二燃烧区域。

4、作为本技术方案中一个具体的案例，还包括文丘里管，所述分流器、旋流器和文丘里管沿第一方向依次排列，第一方向平行于所述火焰筒的轴心线，且由所述火焰筒的首端指向末端；所述火焰筒和所述文丘里管之间形成有第三空气分流道，所述第三空气分流道的首端与所述空气主流道相连通，所述第三空气分流道的末端延伸至所述火焰筒的第三燃烧区域。

5、作为本技术方案中一个具体的案例，所述喷嘴的末端开设有多个喷射孔，喷射孔用于连通所述副进气流道和所述第一空气分流道。

6、作为本技术方案中一个具体的案例，各个喷射孔绕所述喷嘴的周向均匀分布，且每个喷射孔的轴心线与所述第一空气分流道中空气的流动方向垂直。

7、作为本技术方案中一个具体的案例，所述喷嘴内还设置有主进气流道，所述主进气流道的末端与所述第二空气分流道相连通。

8、作为本技术方案中一个具体的案例，所述喷嘴内还设置有副进油流道，所述副进油流道用于将液态燃料输送至所述火焰筒的第一燃烧区域。

9、作为本技术方案中一个具体的案例，所述喷嘴内还设置有主进油流道，所述主进油流道的末端与所述第二空气分流道相连通。

10、作为本技术方案中一个具体的案例，所述导流罩的外部设置有机匣。

11、作为本技术方案中一个具体的案例，所述机匣包括前机匣、后机匣和端盖，所述前机匣的一端与所述后机匣形成可拆卸式的连接，所述前机匣的另一端与所述端盖形成可拆卸式的连接。

12、第二方面，本申请提出一种燃气轮机，包括如第一方面中任意一项所述的燃烧室。

13、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

14、能够对进入火焰筒内部的空气进行分流，使得被分流的空气能够在火焰筒内部的不同区域参与燃烧反应。也就是说，能够使得火焰筒内部能够形成不同的燃烧区域，在设备启动过程中，可以利用第一燃烧区域形成的燃烧对设备进行启动，避免在使用气态燃料启动设备时，火焰筒内部混合气中燃料的化学当量比较低而无法启动的现象发生。

技术特征：

1.一种燃烧室，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，还包括文丘里管(8)，所述分流器(6)、旋流器(7)和文丘里管(8)沿第一方向依次排列，第一方向平行于所述火焰筒(4)的轴心线，且由所述火焰筒(4)的首端指向末端；所述火焰筒(4)和所述文丘里管(8)之间形成有第三空气分流道，所述第三空气分流道的首端与所述空气主流道相连通，所述第三空气分流道的末端延伸至所述火焰筒(4)的第三燃烧区域(16)。

3.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述喷嘴的末端开设有多个喷射孔(101)，喷射孔(101)用于连通所述副进气流道(10)和所述第一空气分流道。

4.根据权利要求3所述的燃烧室，其特征在于，各个喷射孔(101)绕所述喷嘴的周向均匀分布，且每个喷射孔(101)的轴心线与所述第一空气分流道中空气的流动方向垂直。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的燃烧室，其特征在于，所述喷嘴内还设置有主进气流道(11)，所述主进气流道(11)的末端与所述第二空气分流道相连通。

6.根据权利要求5所述的燃烧室，其特征在于，所述喷嘴内还设置有副进油流道(9)，所述副进油流道(9)用于将液态燃料输送至所述火焰筒(4)的第一燃烧区域(14)。

7.根据权利要求6所述的燃烧室，其特征在于，所述喷嘴内还设置有主进油流道(13)，所述主进油流道(13)的末端与所述第二空气分流道相连通。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的燃烧室，其特征在于，所述导流罩(1)的外部设置有机匣。

9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述机匣包括前机匣(3)、后机匣(2)和端盖(5)，所述前机匣(3)的一端与所述后机匣(2)形成可拆卸式的连接，所述前机匣(3)的另一端与所述端盖(5)形成可拆卸式的连接。

10.一种燃气轮机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的燃烧室。

技术总结
本申请公开了一种燃气轮机及其燃烧室，涉及燃烧室技术领域。该燃烧室包括：导流罩、火焰筒、喷嘴、分流器和旋流器。其中，导流罩侧壁设置有多个空气进孔。火焰筒设置于所述导流罩的内部，所述火焰筒和所述导流罩之间形成有空气主流道。喷嘴设置于所述火焰筒的首端，所述喷嘴内设置有副进气流道。所述分流器内形成有第一空气分流道。所述旋流器内形成有第二空气分流道。本申请能够使得火焰筒内部能够形成不同的燃烧区域，在设备启动过程中，可以利用第一燃烧区域形成的燃烧对设备进行启动，避免在使用气态燃料启动设备时，火焰筒内部混合气中燃料的化学当量比较低而无法启动的现象发生。

技术研发人员：李炳涛,杨梓涛,潘一桐,王元帅,徐维,谢法,王敏,徐华昭,贾海燕
受保护的技术使用者：中国航发燃气轮机有限公司
技术研发日：20230904
技术公布日：2024/3/27