燃气涡轮的焚烧器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃气涡轮的焚烧器。作为优选但非必要地，焚烧器布置用于使液体或气体燃料与空气或热气体(冷却空气通常也混合)快速混合，使得燃料和空气/热气体的混合物以预混方式自动点燃和燃烧。
【背景技术】
[0002]为了在燃气涡轮的燃烧室中正确地燃烧燃料与空气，燃料和空气/热气体通常供应到位于燃烧室上游的一个或更多个焚烧器中；在焚烧器中，空气/热气体和燃料混合，并且混合物接着在燃烧室中燃烧。
[0003]对于正确燃烧(预混燃烧)，混合必须使得燃料和空气/热气体生成均匀混合物，甚至在由燃气涡轮的焚烧器的空间限制施加的约束的情况下。
[0004]为了快速混合燃料和空气/热气体，焚烧器具有包括产生湍流的结构的导管。空气/热气体穿过获得湍流的这些结构；燃料喷射在湍流流动中，使得实现与空气/热气体的快速混合。在下文中，产生湍流的结构称为涡流发生器。
[0005]EP2496884公开了涡流发生器，其具有壁，该壁具有大致直的或弯曲的前缘，以及带叶形的后缘。
[0006]US8528337公开了具有喷嘴壁的喷嘴，其具有后缘，该后缘具有一阶叶形，该一阶叶形继而由二阶叶形限定。例如，US8528337的图8示出了该布置。
[0007]发明人发现了在EP2496884中所述的类型的涡流发生器的混合方面改进性能的办法。
[0008]此外，由于其后缘具有一个以上的叶形的涡流发生器的制造为复杂且昂贵的，故在特定实施例中，发明人发现了将涡流发生器的优点与具有降低的制造复杂性和成本的一阶、二阶和可能更多阶的叶形组合的办法。
【发明内容】
[0009]本发明的方面包括提供一种焚烧器，其提供了比现有技术的焚烧器更好的混合性會K。
[0010]这些及另外的方面通过提供根据所附权利要求的焚烧器来获得。
[0011]在本发明的实施例中，焚烧器具有仅在喷嘴附近的二阶叶形；该实施例制造容易且廉价，但同时允许快速混合。
【附图说明】
[0012]另外的特征和优点将从焚烧器的优选但非排他的实施例的描述变得更显而易见，该焚烧器在附图中经由非限制性实例示出，在该附图中:
图1和2示出了焚烧器的侧视图和后视图；
图3至6示出了不同实施例中的涡流发生器的区段； 图7和8示出了图4的涡流发生器区段的后视图和侧视图；
图9至12示出了不同实施例中的具有附加的壁的涡流发生器区段；
图13示出了其后缘具有一阶、二阶和三阶叶形的涡流发生器的一部分；
图14示出了具有会聚到连接位置的多个叶形涡流发生器的焚烧器的实施例；
图15示出了具有带延伸穿过整个一阶叶形的二阶叶形的壁的涡流发生器的区段的后视图；
图16示出了具有附加的壁的涡流发生器的另一个实施例。
[0013]部件列表 I焚烧器
2导管 2in 入口 2out 出口 3涡流发生器 4前缘 5后缘
6一阶涡流发生器 7二阶涡流发生器 8喷嘴
9三阶涡流发生器 10附加的壁 1a前缘 11壁
14连接位置 F燃料 G热气体
L涡流发生器的纵轴线 M混合物
T涡流发生器的横轴线 Vl 一阶涡流 V2 二阶涡流。
【具体实施方式】
[0014]参照附图，这些示出了燃气涡轮的焚烧器1，其包括导管2和在导管2中延伸的一个或更多个涡流发生器3。涡流发生器可在一个或更多个端部处连接于导管2和/或中心体，该中心体插入到导管中。
[0015]焚烧器I可为再热焚烧器，即，接收仍包含来自另一上游焚烧器的氧的热气体的焚烧器；在该情况下，燃气涡轮构造典型地但非排他地为压缩机、第一焚烧器、第一燃烧室、高压涡轮、再热焚烧器、第二燃烧室、低压涡轮；再热焚烧器还可接收来自另一燃气涡轮的热气体，在该情况下，构造为其烟道气体供应至具有再热焚烧器的第二燃气涡轮的第一燃气涡轮。自然地，焚烧器I还可供应有空气或包含氧化剂的另一气体。
[0016]涡流发生器3具有纵向长形(沿轴线L)和横向流线(沿轴线T)形状，具有前缘4和后缘5。
[0017]由此，轴线L或T都不必要地必须分别符合主流而为直的和/或正交的。后缘5具有一阶叶形6，其中一阶叶形6由二阶叶形7限定。为了清楚起见，图7示出了后缘的一阶叶形和二阶叶形；此外，虚线示出了其中后缘具有二阶叶形的区域中的一阶轮廓。二阶叶形可在整个一阶叶形(图15)或仅其一部分(图7，9，11，12)上延伸。
[0018]涡流发生器3还具有至少一个或典型地更多个喷嘴8用于燃料喷射。
[0019]二阶叶形7可仅提供在喷嘴8附近。这样，与一阶叶形和二阶叶形7的制造相关联的复杂性和成本限于围绕喷嘴8的选择区域。混合不由该构造影响，因为燃料从喷嘴8喷射，并且围绕喷嘴8与空气或热气体混合；因此，围绕喷嘴8的高湍流有助于混合，而在远离喷嘴8的区域处的小长度规模的高湍流(能够经由二阶和可能更多阶叶形实现)将在其到达燃料之前消散，并且因此仅允许对混合的有限贡献。
[0020]此外，二阶叶形7还可由三阶叶形9限定；更多阶形状也是可能的。另外，在该情况中，后缘的三阶和可能更多阶叶形优选设在喷嘴8附近。
[0021]也具有叶形的附加的壁10可连接于涡流发生器3。
[0022]附加的壁10优选在喷嘴8处连接于涡流发生器3，即，在接近喷嘴8的位置处；这样，由附加的壁10生成的湍流围绕喷嘴8，使得燃料与空气/热气体的混合增加。
[0023]例如，附加的壁10可连接于喷嘴8和/或在涡流发生器3的前缘4与后缘5之间的壁11。
[0024]例如，附加的壁10可具有一阶叶形(图11)或二阶叶形(图9，10)，或者其可具有继而由二阶叶形限定的一阶叶形(图12)。更多阶的叶形也是可能的(图13)，并且后缘5的二阶、三阶和可能的更多阶叶形优选设在喷嘴8处。此外或作为备选，附加的壁10可具有不同于一阶和/或二阶和/或更多阶叶形的阶次叶形。图16示出了具有附加的壁10的实施例，附加的壁10具有从前缘4延伸的前缘10a。因此，清楚的是，附加的壁10可具有从前缘4或从其下游的位置延伸的前缘10a。
[0025]图14示出了焚烧器I的实例的后视图。在该实例中，焚烧器I具有四个涡流发生器3，其均具有长形和流线形状，并且具有前缘4和后缘5。涡流发生器3具有在连接位置14处连接在一起的一端和连接于导管2的另一端。自然地，即使附图仅示出了一个实例，任何数量的涡流发生器3仍是可能的，如，三个或四个以上的涡流发生器。
[0026]在连接位置14处连接的涡流发生器