本申請涉及燃氣輪機，具體為一種燃氣輪機及其噴嘴。

背景技術：

1、隨著環(huán)保意識的增強，低排放燃氣輪機的需求也日益增強?，F(xiàn)有技術中常采用貧燃預混燃燒技術以減少燃氣輪機工作時污染物的排放。貧燃預混燃燒技術是指將燃料與空氣預先進行較為均勻的混合，以形成混合氣，再將混合氣注入主燃區(qū)進行燃燒的技術。一般的，基于貧燃預混燃燒技術的噴嘴均呈管狀結構，而管狀結構的噴嘴，在其末端尾跡或低速區(qū)容易發(fā)生燃燒室回火。若燃燒室發(fā)生回火，則會使燃燒室中的各個部件或者噴嘴中的零部件遭受高溫腐蝕，潛在導致整個燃燒室發(fā)生嚴重損壞，引發(fā)系統(tǒng)性故障，造成較大的經(jīng)濟損失。隨著燃料多樣化的發(fā)展，中低熱值燃料使用的場景也逐漸增多，而中低熱值燃料燃燒速度較快，使得燃燒室發(fā)生回火的現(xiàn)象進一步加重。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種燃氣輪機及其噴嘴，以解決現(xiàn)有技術中的噴嘴容易產(chǎn)生燃燒室回火的技術問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g方案：

3、第一方面，本申請?zhí)岢鲆环N噴嘴，應用于燃氣輪機，所述燃氣輪機包括燃燒室，所述噴嘴包括：

4、第一預混噴管；

5、依次設置于所述第一預混噴管內(nèi)部的第一空氣流道和第一預混流道；所述第一空氣流道用于引導空氣至所述第一預混流道；所述第一預混流道用于空氣和燃料混合形成混合氣，且用于引導混合氣至所述燃燒室；所述第一預混流道沿第一方向上的內(nèi)徑遞減，第一方向平行于所述第一預混噴管的軸心線，且由所述第一預混噴管的首端指向末端；

6、燃料噴桿，用于引導燃料至所述第一預混流道。

7、作為本申請技術方案中一個具體的方案，所述燃料噴桿位于所述第一預混噴管的內(nèi)部，且所述燃料噴桿和所述第一預混噴管的軸心線重合，所述燃料噴桿的末端延伸至所述第一預混流道的內(nèi)部，且所述燃料噴桿的末端壁設置有多個第一噴孔。

8、作為本申請技術方案中一個具體的方案，所述末端壁呈空心球狀，且各個第一噴孔均勻分布于所述末端壁。

9、作為本申請技術方案中一個具體的方案，所述第一預混噴管的側壁設置有多個空氣通孔，且每個空氣通孔均呈長條形。

10、作為本申請技術方案中一個具體的方案，所述第一空氣流道內(nèi)設置有第一旋流器。

11、作為本申請技術方案中一個具體的方案，還包括：

12、第二預混噴管，套設于所述第一預混噴管的外部，且與所述第一預混噴管之間設置有第二預混流道；

13、多個支撐桿，各個支撐桿繞所述第一預混噴管的周向均勻分布，且每個支撐桿的一端與所述第二預混噴管的內(nèi)壁相連接；每個支撐桿的另一端與所述第一預混噴管的外壁相連接。

14、作為本申請技術方案中一個具體的方案，所述第一預混噴管的內(nèi)部設置有與多個支撐桿一一對應的燃料流道，每個燃料流道均延伸至對應的支撐桿內(nèi)部；每個支撐桿均設置有多個第二噴孔，第二噴孔用于連通燃料流道和所述第二預混流道。

15、作為本申請技術方案中一個具體的方案，各個第二噴孔沿第二方向上的內(nèi)徑遞增，第二方向平行于所述第一預混噴管的徑向，且由所述第一預混噴管的內(nèi)部指向外部。

16、作為本申請技術方案中一個具體的方案，所述第一預混噴管的內(nèi)部設置有與多個支撐桿一一對應的第二空氣流道；每個第二空氣流道均延伸至對應的支撐桿內(nèi)部，且貫穿所述第二預混噴管。

17、第二方面，本申請?zhí)岢鲆环N燃氣輪機，包括如第一方面中任意一項所述的噴嘴。

18、與現(xiàn)有技術相比，本申請的有益效果是：

19、噴嘴中的第一預混流道沿第一方向(也即混合氣的流動方向)上的內(nèi)徑遞減，因此混合氣經(jīng)過第一預混流道后，其流動速度增加。也就是說，該噴嘴能夠提升混合氣的流動速度以降低燃燒室發(fā)生回火的概率。

技術特征：

1.一種噴嘴，應用于燃氣輪機，所述燃氣輪機包括燃燒室，其特征在于，所述噴嘴包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述燃料噴桿(3)位于所述第一預混噴管(2)的內(nèi)部，且所述燃料噴桿(3)和所述第一預混噴管(2)的軸心線重合，所述燃料噴桿(3)的末端延伸至所述第一預混流道(6)的內(nèi)部，且所述燃料噴桿(3)的末端壁(36)設置有多個第一噴孔(37)。

3.根據(jù)權利要求2所述的噴嘴，其特征在于，所述末端壁(36)呈空心球狀，且各個第一噴孔(37)均勻分布于所述末端壁(36)。

4.根據(jù)權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一預混噴管(2)的側壁設置有多個空氣通孔(21)，且每個空氣通孔(21)均呈長條形。

5.根據(jù)權利要求4所述的噴嘴，其特征在于，所述第一空氣流道(4)內(nèi)設置有第一旋流器(5)。

6.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的噴嘴，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的噴嘴，其特征在于，所述第一預混噴管(2)的內(nèi)部設置有與多個支撐桿(8)一一對應的燃料流道(22)，每個燃料流道(22)均延伸至對應的支撐桿(8)內(nèi)部；每個支撐桿(8)均設置有多個第二噴孔(81)，第二噴孔(81)用于連通燃料流道(22)和所述第二預混流道(7)。

8.根據(jù)權利要求7所述的噴嘴，其特征在于，各個第二噴孔(81)沿第二方向上的內(nèi)徑遞增，第二方向平行于所述第一預混噴管(2)的徑向，且由所述第一預混噴管(2)的內(nèi)部指向外部。

9.根據(jù)權利要求6所述的噴嘴，其特征在于，所述第一預混噴管(2)的內(nèi)部設置有與多個支撐桿(8)一一對應的第二空氣流道(11)；每個第二空氣流道(11)均延伸至對應的支撐桿(8)內(nèi)部，且貫穿所述第二預混噴管(1)。

10.一種燃氣輪機，其特征在于，包括如權利要求1至9中任意一項所述的噴嘴。

技術總結
本申請公開了一種燃氣輪機及其噴嘴，涉及燃氣輪機技術領域。所述噴嘴包括：第一預混噴管；依次設置于所述第一預混噴管內(nèi)部的第一空氣流道和第一預混流道；所述第一空氣流道用于引導空氣至所述第一預混流道；所述第一預混流道用于空氣和燃料混合形成混合氣，且用于引導混合氣至所述燃燒室；所述第一預混流道沿第一方向上的內(nèi)徑遞減；燃料噴桿，用于引導燃料至所述第一預混流道。本申請噴嘴中的第一預混流道沿第一方向(也即混合氣的流動方向)上的內(nèi)徑遞減，因此混合氣經(jīng)過第一預混流道后，其流動速度增加。也就是說，該噴嘴能夠提升混合氣的流動速度以降低燃燒室發(fā)生回火的概率。

技術研發(fā)人員：賈海燕,徐華昭,王元帥,謝法,李炳濤,楊梓濤,徐維,王敏,李明,牟影,陳禹澄
受保護的技術使用者：中國航發(fā)燃氣輪機有限公司
技術研發(fā)日：20231130
技術公布日：2024/12/30