一种燃气喷嘴及具有其的燃气轮机的制作方法

本发明涉及燃气轮机配件，具体涉及一种燃气喷嘴及具有其的燃气轮机。

背景技术：

1、燃气轮机燃烧室内允许的最高温度决定了燃气轮机的效率，而温度受到材料的限制。目前大多是将一部分冷气从燃烧室外环腔引入至火焰筒内，在火焰筒内壁形成气膜，一方面冷却火焰筒壁，另一方面隔离热燃气。

2、在燃油燃气轮机的设计中，已经有筒型火焰筒，径向旋流喷嘴与火焰筒焊接为一体，仅通过修改喷嘴的方案，改油为低热值合成气。由于原始的筒型火焰筒结构是烧油的，因此燃油雾化距离保证了火焰与燃油喷嘴有一定的距离，防止了喷嘴头部烧蚀。当改为气体燃料后，气体燃料无需雾化，火焰由于旋流产生的中心回流区会贴近喷口的头部，造成喷嘴的喷头局部过热，易产生喷嘴头部烧蚀的危险，影响喷嘴的使用寿命。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃气轮机的燃气喷嘴会产生局部过热的缺陷，从而提供一种燃气喷嘴及具有其的燃气轮机。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃气喷嘴，为一体成型结构，包括：

3、喷嘴本体；

4、内层腔体，设于喷嘴本体内，内层腔体沿喷嘴本体的轴向延伸，内层腔体上连通有内层输出通道，内层输出通道贯穿喷嘴本体的头部与外部连通；

5、外层流道，设于喷嘴本体内，外层流道套设在内层腔体外侧，喷嘴本体的头部设置有外层输出口，外层输出口与外层流道连通。

6、可选地，内层输出通道与喷嘴本体的轴线成夹角设置。

7、可选地，内层输出通道设置有多个，多个内层输出通道在喷嘴本体的头部呈发散状排布。

8、可选地，喷嘴本体外侧套设安装有径向旋流组件，径向旋流组件靠近喷嘴本体的头部设置。

9、可选地，喷嘴本体外侧套设安装有引气流道，引气流道与外层流道之间连通有引气入口，引气流道的外侧壁上设置有气体入口，径向旋流组件安装在气体入口的下游。

10、可选地，引气流道朝向喷嘴本体头部的一端贯穿设置有引气喷出口。

11、可选地，径向旋流组件包括同轴安装的分流环形板和旋流板组，旋流板组包括多个沿周向间隔布置的旋流板本体，旋流板本体沿喷嘴本体的轴线方向倾斜设置，分流环形板安装在旋流板本体气体流出的一侧。

12、可选地，内层输出通道的出口与外层输出口在喷嘴本体的头部交替设置。

13、可选地，内层输出通道的内径不小于外层输出口的内径。

14、本发明还提供一种燃气轮机，具有本发明所述的燃气喷嘴。

15、本发明技术方案，具有如下优点：

16、1.本发明提供的燃气喷嘴，为一体成型结构，包括：喷嘴本体；内层腔体，设于喷嘴本体内，内层腔体沿喷嘴本体的轴向延伸，内层腔体上连通有内层输出通道，内层输出通道贯穿喷嘴本体的头部与外部连通；外层流道，设于喷嘴本体内，外层流道套设在内层腔体外侧，喷嘴本体的头部设置有外层输出口，外层输出口与外层流道连通。

17、燃气喷嘴在工作时，燃料气体进入内层腔体中，并在内层腔体中向喷嘴本体的头部传播；冷却气体从外部进入外层流道，并在外层流道中先喷嘴本体的头部传播。在喷嘴本体的头部，燃料气体从内层输出通道中在喷嘴本体的头部喷出，进行燃烧；冷却气体从外层输出口，用于对喷嘴本体的头部进行冷却。通过调整孔径，可修改冷却气体流量，使得燃烧火焰的中心回流区能够在喷嘴本体的头部附近，又能够调整燃烧火焰的中心回流区与喷嘴本体的头部具有一定距离，能够有效防止喷嘴本体的头部烧蚀。

18、2.本发明提供的燃气喷嘴，内层输出通道设置有多个，多个内层输出通道在喷嘴本体的头部呈发散状排布使得。使得内层输出通道的出口方向与外层输出口的方向相交，使得从内层输出通道输出的燃料气体能够与从外层输出口输出的冷却气体之间充分接触，保证燃料气体燃烧后形成的中心回流区与喷嘴本体的头部之间形成足够的距离，避免喷嘴本体的头部受到火焰中心回流区的高温烧蚀。

19、3.本发明提供的燃气喷嘴，径向旋流组件包括同轴安装的分流环形板和旋流板组，旋流板组包括多个沿周向间隔布置的旋流板本体，旋流板本体沿喷嘴本体的轴线方向倾斜设置，分流环形板安装在旋流板本体气体流出的一侧。冷却气体在径向旋流组件被分流环形板环分成两部分，以减小冷却气体经过径向旋流组件后形成的冷却旋流对火焰的中心回流区的吸引作用，避免旋流吸引火焰导致火焰的中心回流区距离喷嘴本体的头部较近造成的喷嘴本体的局部被烧蚀。

技术特征：

1.一种燃气喷嘴，其特征在于，为一体成型结构，包括：

2.根据权利要求1所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述内层输出通道(4)与所述喷嘴本体(1)的轴线成夹角设置。

3.根据权利要求2所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述内层输出通道(4)设置有多个，多个所述内层输出通道(4)在所述喷嘴本体(1)的头部呈发散状排布。

4.根据权利要求1至3任一项所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体(1)外侧套设安装有径向旋流组件，所述径向旋流组件靠近所述喷嘴本体(1)的头部设置。

5.根据权利要求4所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体(1)外侧套设安装有引气流道(6)，所述引气流道(6)与所述外层流道(3)之间连通有引气入口(7)，所述引气流道(6)的外侧壁上设置有气体入口(8)，所述径向旋流组件安装在所述气体入口(8)的下游。

6.根据权利要求5所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述引气流道(6)朝向所述喷嘴本体(1)头部的一端贯穿设置有引气喷出口(9)。

7.根据权利要求4所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述径向旋流组件包括同轴安装的分流环形板(10)和旋流板组，所述旋流板组包括多个沿周向间隔布置的旋流板本体(11)，所述旋流板本体(11)沿所述喷嘴本体(1)的轴线方向倾斜设置，所述分流环形板(10)安装在所述旋流板本体(11)气体流出的一侧。

8.根据权利要求1至3任一项所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述内层输出通道(4)的出口与所述外层输出口(5)在所述喷嘴本体(1)的头部交替设置。

9.根据权利要求1至3任一项所述的燃气喷嘴，其特征在于，所述内层输出通道(4)的内径不小于所述外层输出口(5)的内径。

10.一种燃气轮机，其特征在于，具有权利要求1至9任一项所述的燃气喷嘴。

技术总结本发明涉及燃气轮机配件技术领域，具体涉及一种燃气喷嘴及具有其的燃气轮机。燃气喷嘴，为一体成型结构，包括：喷嘴本体；内层腔体，设于喷嘴本体内，内层腔体沿喷嘴本体的轴向延伸，内层腔体上连通有内层输出通道，内层输出通道贯穿喷嘴本体的头部与外部连通；外层流道，设于喷嘴本体内，外层流道套设在内层腔体外侧，喷嘴本体的头部设置有外层输出口，外层输出口与外层流道连通。通过调整孔径，可修改冷却气体流量，使得燃烧火焰的中心回流区能够在喷嘴本体的头部附近，又能够调整燃烧火焰的中心回流区与喷嘴本体的头部具有一定距离，能够有效防止喷嘴本体的头部烧蚀。技术研发人员：杨旸,罗安栋受保护的技术使用者：无锡华天燃气轮机有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8