专利名称：一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种燃气轮机，具体地说是燃气轮机的喷嘴。
背景技术：
随着技术的进步，人们对燃气轮机性能的要求也越来越高。为了提高燃机的性能，许多先进的循环方式被不断的提出，而其中化学回热循环是一种先进循环方式。它的主要原理如下:燃气轮机化学回热循环是以燃气轮机透平排气作为热源，通过燃料与水蒸汽发生蒸汽转化反应产生新的合成燃料，即裂解气燃料。该燃料进入燃烧室燃烧，借此回收透平排气中余热以提高热效率。由于化学回热循环燃气轮机(CRGT)的工作方式决定其燃烧室采用双燃料系统，可见，双燃料燃烧装置的设计将成为该先进循环得以应用的关键之一。这种燃烧室需要既能够在单独喷入燃油或者裂解气的条件下工作，还能够在燃油和裂解气共同存在的情况下保证稳定燃烧。专利“空气雾化喷嘴”(申请号为200820114989.9)公开了一种空气雾化喷嘴，它既可以获得合理雾化粒度分布，又可以提高喷嘴前端油雾较高区域的含氧量，保证燃油燃烧充分，减少排气冒烟氮氧化物排放指标，保证整个燃烧室能够满足高效低污染燃烧技术的要求。但该专利只含有一个油路，供油范围较窄，而且低工况时燃油雾化质量较差。专利“Dual Fuel Combustor Nozzle For A Turbo Machine”(申请号为US2009056349)指出为防止在少量燃油喷射时的双燃料喷嘴燃烧过程中的振动，第一次的燃油喷射端口和第二次的燃油喷射端口提供双燃料。在提供气体燃料时，若注入燃料的数量很大，则燃料从第一或第二个喷气孔或这两种喷孔同时喷出。在注入燃料的数量很小的情况下，只有第二个喷射从发挥作用。该专利在使用液体燃料时，从燃料混合在一起并提前雾化位蒸汽时，仅第二个射流孔注入燃料，这样可能变得射流不够高。
发明内容
本发明的目的在于提供很好地满足化学回热循环的喷油喷气要求的一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴。本发明的目的是这样实现的:本发明一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴，其特征是:包括裂解气通道外壁、裂解气通道内壁、主油路内壁，裂解气通道外壁和裂解气通道内壁之间形成裂解气通道，裂解气通道内壁和主油路内壁之间构成主油路，主油路内壁里设置副油路，副油路里安装弹簧、副油路旋流器，弹簧顶住副油路旋流器使得副油路旋流器与主油路内壁同轴，主油路的端部设置主油路旋流槽，副油路旋流器的出口连通主油路旋流槽的出口，裂解气通道外壁端部的横截面为梯形，梯形的上表面开设喷口，梯形的腰上开设裂解气出口。本发明还可以包括:1、裂解气通道里安装旋流片。2、所述裂解气出口有三排或四排，裂解气出口大小逐排增加，每排有10个，均匀分布，裂解气出口与梯形横截面的腰所在的曲面法向呈30度 60度夹角，优选45度夹角。本发明的优势在于:1、当油/气混烧时，在喷嘴头部，高速旋转气体燃料与燃油雾锥相剪切，提高了燃油雾化效果。2、该双燃料喷嘴中油路及气路是相互隔离的，避免了一个通道单独工作时，其中的燃料回流到另一个通道。3、液体燃料通道由主、副油路组成，可满足启动工况到满工况整个过程的供油要求，同时保证了燃油雾化质量。4、气体燃料出口为三圈或四圈均匀分布的小孔，且与曲面法向呈45°夹角，与气体燃料通道内的旋流片相配合，使得气体燃料进入燃烧室燃烧前拥有一定的旋流速度，增强燃烧效果。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的裂解气出口示意图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:结合图1 2，本发明包括裂解气通道外壁1、裂解气通道内壁2、主油路内壁3、弹簧4、旋流片5、裂解气出口 6、主油路旋流槽7、副油路旋流器8、裂解气通道9、主油路IO、副油路11。裂解气通道外壁I和裂解气通道内壁2之间形成裂解气通道9，裂解气通道内壁2和主油路内壁3之间构成主油路10，主油路内壁3里设置副油路11，副油路11里安装弹簧4、副油路旋流器8，弹簧4顶住副油路旋流器8使得副油路旋流器8与主油路内壁3同轴，主油路10的端部设置主油路旋流槽7，副油路旋流器8的出口连通主油路旋流槽7的出口，裂解气通道外壁I端部的横截面为梯形，梯形的上表面开设喷口，梯形的腰上开设裂解气出口 6。裂解气通道9里安装旋流片5。裂解气出口 6有三排或四排，裂解气出口 6大小逐排增加，每排有10个，均匀分布，裂解气出口 6与梯形横截面的腰所在的曲面法向呈30度 60度夹角，优选45度夹角。支撑弹簧4有足够刚度，实现支架与旋流槽之间的刚性连接，即保证支架、旋流槽和旋流槽壳体之间的同轴性，避免外壳体松动时可能出现的旋流槽歪斜等现象，保证良好的雾化效果。在燃料出口处，高速旋转裂解气与燃油油膜相遇，发生强烈地剪切作用，达到更好的雾化效果，从而完成整个雾化过程。燃油经主油路10和副油路11流出形成油膜，高速旋转空气在喷口与燃油油膜相遇，发生强烈地剪切作用，达到更好的雾化效果，从而完成整个雾化过程。裂解气由裂解气通道9进入，经过旋流片5产生强烈的旋流作用，最后从带有角度的裂解气出口 6小孔流出，与氧化剂强烈掺混。
权利要求
1.一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴，其特征是:包括裂解气通道外壁、裂解气通道内壁、主油路内壁，裂解气通道外壁和裂解气通道内壁之间形成裂解气通道，裂解气通道内壁和主油路内壁之间构成主油路，主油路内壁里设置副油路，副油路里安装弹簧、副油路旋流器，弹簧顶住副油路旋流器使得副油路旋流器与主油路内壁同轴，主油路的端部设置主油路旋流槽，副油路旋流器的出口连通主油路旋流槽的出口，裂解气通道外壁端部的横截面为梯形，梯形的上表面开设喷口，梯形的腰上开设裂解气出口。
2.根据权利要求1所述的一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴，其特征是:裂解气通道里安装旋流片。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴，其特征是:所述裂解气出口有三排或四排，裂解气出口大小逐排增加，每排有10个，均匀分布，裂解气出口与梯形横截面的腰所在的曲面法向呈30度 60度夹角，优选45度夹角。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种用于化学回热循环的气体辅助双燃料喷嘴，包括裂解气通道外壁、裂解气通道内壁、主油路内壁，裂解气通道外壁和裂解气通道内壁之间形成裂解气通道，裂解气通道内壁和主油路内壁之间构成主油路，主油路内壁里设置副油路，副油路里安装弹簧、副油路旋流器，弹簧顶住副油路旋流器使得副油路旋流器与主油路内壁同轴，主油路的端部设置主油路旋流槽，副油路旋流器的出口连通主油路旋流槽的出口，裂解气通道外壁端部的横截面为梯形，梯形的上表面开设喷口，梯形的腰上开设裂解气出口。本发明综合了压力旋流雾化和气动雾化的优点，雾化效果更好，能达到燃烧室满工况要求。
文档编号F23R3/36GK103175221SQ20131008816
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者刘潇, 郑洪涛, 和宏宾, 康振亚, 潘刚, 刘倩, 魏星, 贾翔羽, 姜雨 申请人:哈尔滨工程大学