[其他]燃氣輪機的燃燒裝置

在審

• 申請號: 101985000001392
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1004159B
• 公開（公告）日: 1989-05-10
• 發明（設計）人: 飯信之;広瀨文之;朝日直達;児島慶享
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王皖秦;孫蜀宗

一種燃氣輪機燃燒裝置，在其中的內套筒表面上承受火燃輻射熱的一側涂布了一層陶瓷涂層，并在另一側涂布了一層在高溫耐蝕特性方面優于構成內套筒的金屬材料的涂層。這樣，傳到內套筒上的火焰輻射熱受到了陶瓷涂層的屏蔽，而形成在另一側表面上的耐腐蝕金屬材料涂層避免了氧化物的生成。通過金屬材料制成的內套筒表面釋放出的熱量增多，減弱了產生在內套筒上的熱應力，從而避免了裂紋的產生。

本發明涉及一種燃氣輪機的燃燒裝置，它包括一個金屬制成的具有一襯套體部分以及一個與襯套體部分端面相連的襯帽的內套筒，該內套筒表面上有冷卻空氣孔;一個向上述內套筒供給燃料的燃料噴槍;一個環繞上述的內套筒，并與內套筒的筒壁一同構成一個環形空氣通道的外套筒。

對應用于發電廠的燃氣輪機裝置，一向有這樣的要求，即為了控制環境污染，盡可能減少排氣中含有的有害成份。人們一向建議采取的辦法是向燃燒室注入水或蒸氣，以減少排氣中含有的有害成份氮氧化合物，即所謂NOX。這種做法在降低NOX方面是可行的。

在為了降低NOX而注入水或蒸氣的燃燒裝置中，與不注水的裝置比較，產生了一系列問題。

水噴嘴與用來正常供應燃料的燃料噴槍相結合而制成。伴隨注水而生的問題可能發生在與燃料噴槍連接的襯帽構件以及燃燒裝置的襯套體上。特別需要指出，噴射的水霧理應與燃燒氣體混合，但有一部分水霧是通過襯帽構件上作為空氣冷卻所用的間隙與小孔進入燃燒氣體。通過空氣冷卻孔進入的水將對襯帽構件發生重要影響，造成該構件耐久性降低。換句話說，當注入水的水滴附著于那些承受燃燒火焰直接輻射熱的金屬構件時，這些金屬構件承受強大的熱應力而產生裂紋。

本發明旨在提供一種長壽命的燃燒裝置。在這種裝置中，雖仍注入水卻能避免產生裂紋。

本發明的目的是這樣實現的：為了減弱受到的燃燒火焰的輻射熱，在所述的內套筒的襯帽受到火焰輻射的一側涂布了一層陶瓷涂層;為了避免生成妨礙空氣冷卻的氧化物，在該襯帽的另一側涂布了一層由耐蝕金屬材料組成的且在高溫耐蝕特性方面比構成所述的內套筒的基體金屬更好的涂層。

本發明的裝置的特點在于：即便當水噴咀中流出的水附著于襯帽，襯帽上幾乎不產生熱應力，即幾乎沒有局部溫升。因為，本發明人的研究結果表明，避免局部發生下列問題是有益的：1.來自燃燒氣體火焰的熱量傳入構件;2.水觸及高溫下的構件而造成溫度梯度的變化;3.由于構件表面狀況的變化而產生的對冷卻效應的熱阻尼。實驗業已證明：燃燒裝置的裂紋并不僅僅由于注水引起的突然冷卻，而且還由于在構件局部極度受熱情況下用水冷卻所造成。本發明者發現，通過消除局部區域的過熱現象，可避免產生裂紋。在本發明中，所說的問題都通過對襯帽構件進行表面處理而得以較好的解決。

附圖簡介如下：

圖1.燃燒裝置的剖面圖

圖2.應用了本發明的燃燒裝置襯帽部分的剖面圖

圖3.圖2第Ⅲ部分的局部放大剖面圖

圖4.沿圖2所示Ⅸ方向的前視圖

圖5.圖4中D部分的放大示意圖

圖6與圖7襯帽壁橫截面中的溫度分布

圖8圖10溫度特性曲線圖

如圖1及圖2所示，該燃燒裝置具有一個由一襯套體5和一個襯帽16，33所組成的內套筒，該襯帽10，33包括一個錐體1，20，一個帽環4，26，一個套環3和一個端板（未標出）;一個燃料噴槍11;一個管狀的外套筒50。外套筒和內套筒一起形成了一個環形通道51。

參見圖1，裂紋可能產生在燃燒裝置的襯帽10的金屬構件上，理由解釋如下：