RU2013116917A

RU2013116917A - Камера сгорания, кольцеобразный узел камер сгорания и способ регулирования потока воздуха

Info

Publication number: RU2013116917A
Application number: RU2013116917/06A
Authority: RU
Inventors: Майкл Джон ХЬЮС
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-10-20
Also published as: EP2653782A2; US20130269359A1; JP2013221739A; CN103375812A

Abstract

1. Камера сгорания газовой турбины, содержащаяжаровую трубу, окружающую топочную камеру,по меньшей мере одну топливную форсунку, расположенную с обеспечением подачи топлива к топочной камере, проточную трубу, окружающую жаровую трубу камеры сгорания с образованием канала, проходящего в радиальном направлении между жаровой трубой и проточной трубой и предназначенного для подачи воздуха к топочной камере, причем проточная труба выполнена с обеспечением возможности прохождения воздуха, по существу, в осевом направлении в указанный канал через, по существу, кольцеобразное впускное отверстие проточной трубы, при этом нижний по потоку конец указанной проточной трубы выполнен с кольцеобразным коллектором, имеющим выпускные отверстия, расположенные по окружности указанного нижнего по потоку конца указанной проточной трубы и предназначенные для подачи дополнительного воздуха из внешнего регулируемого источника воздуха в, по существу, радиальном направлении в указанный канал для поддержания тем самым поверхностного взаимодействия пограничного слоя осевого воздушного потока у указанного впускного отверстия проточной трубы.2. Камера сгорания по п.1, в которой коллектор выполнен как единое целое с указанным нижним по потоку концом проточной трубы.3. Камера сгорания по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из указанных выпускных отверстий расположены с изменяемым наклоном в направлении потока внутри указанного канала.4. Камера сгорания по п.1, в которой указанный нижний по потоку конец проточной трубы содержит отдельную увеличенную часть для расположения указанного коллектора, присоединенного к указанной п

Claims

1. Камера сгорания газовой турбины, содержащая

жаровую трубу, окружающую топочную камеру,

по меньшей мере одну топливную форсунку, расположенную с обеспечением подачи топлива к топочной камере, проточную трубу, окружающую жаровую трубу камеры сгорания с образованием канала, проходящего в радиальном направлении между жаровой трубой и проточной трубой и предназначенного для подачи воздуха к топочной камере, причем проточная труба выполнена с обеспечением возможности прохождения воздуха, по существу, в осевом направлении в указанный канал через, по существу, кольцеобразное впускное отверстие проточной трубы, при этом нижний по потоку конец указанной проточной трубы выполнен с кольцеобразным коллектором, имеющим выпускные отверстия, расположенные по окружности указанного нижнего по потоку конца указанной проточной трубы и предназначенные для подачи дополнительного воздуха из внешнего регулируемого источника воздуха в, по существу, радиальном направлении в указанный канал для поддержания тем самым поверхностного взаимодействия пограничного слоя осевого воздушного потока у указанного впускного отверстия проточной трубы.

2. Камера сгорания по п.1, в которой коллектор выполнен как единое целое с указанным нижним по потоку концом проточной трубы.

3. Камера сгорания по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из указанных выпускных отверстий расположены с изменяемым наклоном в направлении потока внутри указанного канала.

4. Камера сгорания по п.1, в которой указанный нижний по потоку конец проточной трубы содержит отдельную увеличенную часть для расположения указанного коллектора, присоединенного к указанной проточной трубе.

5. Камера сгорания по п.1, в которой указанный регулируемый источник воздуха является источником высокого давления, присоединенным к воздухораспределительному устройству.

6. Камера сгорания по п.5, в которой регулирование воздухораспределительного устройства обеспечивается контроллером при помощи входных сигналов от системы контроля динамических процессов, или системы контроля выбросов, или системы контроля температуры отходящих газов в турбине, или центрального контроллера турбины, или от любой комбинации указанных устройств.

7. Кольцеобразный узел камер сгорания, предназначенный для газовой турбины и содержащий камеры сгорания, расположенные в кольцевом ряде вокруг турбинного ротора и предназначенные для подачи газообразных продуктов сгорания к первой ступени газовой турбины, причем каждая камера сгорания содержит жаровую трубу, окружающую топочную камеру, по меньшей мере одну топливную форсунку, расположенную с обеспечением подачи топлива к топочной камере, проточную трубу, окружающую указанную жаровую трубу с образованием канала, проходящего в радиальном направлении между жаровой трубой и проточной трубой для подачи воздуха к топочной камере, при этом нижний по потоку конец указанной проточной трубы выполнен с кольцеобразным коллектором, имеющим выпускные отверстия, расположенные по окружности указанного нижнего по потоку конца проточной трубы и предназначенные для подачи дополнительного воздуха из внешнего регулируемого источника воздуха в указанный канал.

8. Кольцеобразный узел камер сгорания по п.7, в котором указанный коллектор выполнен как единое целое с указанным нижним по потоку концом проточной трубы.

9. Кольцеобразный узел камер сгорания по п.7, в котором по меньшей мере некоторые из указанных выпускных отверстий расположены с изменяемым наклоном в направлении потока внутри указанного канала.

10. Кольцеобразный узел камер сгорания по п.7, в котором указанный нижний по потоку конец проточной трубы содержит отдельную увеличенную часть для расположения указанного коллектора, присоединенного к указанной проточной трубе.

11. Кольцеобразный узел камер сгорания по п.7, в котором каждый коллектор присоединен к воздухораспределительному устройству, в который подается воздух из источника высокого давления.

12. Кольцеобразный узел камер сгорания по п.11, в котором воздухораспределительное устройство присоединено к системе управления, которая запрограммирована на раздельное регулирование количества воздуха, подаваемого в соответствующий канал каждой камеры сгорания..

13. Кольцеобразный узел камер сгорания по п.12, в котором указанная система управления принимает входные сигналы от системы контроля динамических процессов, или системы контроля выбросов, или системы контроля температуры отходящих газов в турбине, или центрального контроллера турбины, или от любой комбинации указанных устройств.

14. Способ регулирования потока воздуха к любой из камер сгорания или ко всем камерам сгорания в кольцевом ряде камер сгорания, которые расположены вокруг турбинного ротора и каждая из которых содержит жаровую трубу, окружающую топочную камеру, и поддерживает по меньшей мере одну форсунку, предназначенную для подачи топлива к топочной камере, и проточную трубу, окружающую указанную жаровую трубу, при этом между жаровой трубой и проточной трубой проходит кольцеобразный канал для подачи выпускаемого из компрессора воздуха к топочной камере через осевое впускное отверстие, расположенное у нижнего по потоку конца указанной трубы, причем указанный способ включает

(a) подачу дополнительного воздуха под давлением избирательно к указанному кольцеобразному каналу каждой из указанных камер сгорания, и

(b) регулирование потока дополнительного воздуха для регулирования соотношения топливо/воздух для любой или для всех камер сгорания из указанных камер сгорания.

15. Способ по п.14, в котором дополнительно обеспечивают избирательную подачу дополнительного воздуха из общего воздухораспределительного устройства к каждой из указанных камер сгорания.

16. Способ по п.15, в котором воздухораспределительное устройство регулируют контроллером, принимающим входные сигналы от системы контроля динамических процессов, или системы контроля выбросов, или системы контроля температуры отходящих газов в турбине, или центрального контроллера турбины, или от любой комбинации указанных устройств.

17. Способ по п.14, в котором на этапе (а) дополнительно обеспечивают подачу дополнительного воздуха через выпускные отверстия, расположенные в заднем конце проточной трубы.

18. Способ по п.17. в котором дополнительно обеспечивают расположение с переменным наклоном по меньшей мере некоторых из выпускных отверстий в направлении потока внутри указанного канала.

19. Способ по п.17, в котором дополнительно обеспечивают кольцеобразный коллектор в указанном заднем конце проточной трубы, причем указанные выпускные отверстия сообщаются с указанным коллектором.

20. Способ по п.14, в котором на этапе (b) дополнительно регулируют дополнительный воздушный поток в диапазоне между положениями полного выключения и полного включения.