Камера згоряння газотурбінної установки

1. Камера згоряння газотурбінної установки, що складається з одного чи декількох кільцевих концентричних паливоспалюючих модулів, які мають свої регульовані підведення газу, яка відрізняється тим, що кожний модуль має фронтовий пристрій і жарову трубу, причому жарові труби модулів знаходяться у спільному кожусі камери згоряння, частина якого знаходиться за жаровими трубами модулів та являє собою спільний для всіх модулів змішувач. C2 2 (19) 1 3 75945 4 тивному ефекту, обумовленому зростанням t i и di - диаметр та шаг отворів і-го ряду інтенсивності процесу горіння, є відомий газопальвідповідно. никовий пристрій [див. 4. А.С. СРСР, № 314428 Так, для однорядної системи має місце: МПК F 02C 3/22, F m 1/2 от 7.04.69]), що має не t t / d 3,5 8,5 , менш ніж два концентричне разташованих а для двухрядної: кільцевих колектори для подачи газоподібного 1 палива через одноярусну однокаліберну систему t1,2 3,5 8,5 , випускних отворів, разташованих на суміжних 1/ t1 1/ t2 внутрішніх стінках каналу первинного повітря. Всі тощо. колектори мають загальний підвод газу. На Зовнішні стінки модуля 4 сумісно з кормовим зовнішніх стінках колектори мають виступи, які зрізом колектору утворюють уступ 5 шириною b і створюють кільцеву ділянку, що скачкоподібно жарову трубу 6 довжиною, яка складає 10-50 знарозширюється для стабілізації фронту полум’я. чень ширини каналу первинного повітря 2, тобто: В цьому пальниковому пристрої подача втоL ж.т. (10 50)а , ринного повітря у загальну жарову трубу параде: Lж.т. - довжина жарової труби; лельними потоками, які пронизують зону горіння, а - ширина каналу первинного повітря 2. ефективна з точки зору інтенсифікації горіння лиХарактеристичний розмір (ширина) уступу 5 ше при навантаженнях, близьких до номінального, фронтового пристрою складає 0,5 - 2,0 від каналу та у вузькому диапазон! коефіцієнтів надлишку первинного повітря тобто: повітря, що пов'язано з підвищеною емісією NOx; b (0,5 2,0)a , зі зниженням навантаження тут також має місце падіння повноти згоряння. де b - ширина уступу 5. Метою цього винаходу є усунення вказаних Стінки модулей 4 сумісно з зовнішньою недоліків і комплексне рішення задачи покращенстінкою камери згоряння 7 і внутрішньою вставкою ня як техніко-економічних так і екологічних 8 утворюють канали вторинного повітря 9. показників роботи камери згоряння ГТУ. Відношення суми площин пропускних перерізів Протилежні стінки колекторів подовжені та є каналів первинного повітря 2 і, відповідно суми одночасно стінками модуля і його жарової труби. площин пропускних перерізів каналів вторинного Ці стінки утворюють з кормовим зрізом колекторів повітря 9 складає 0,3 - 3,0 тобто : два обернених один до одного стабілізатора поFI / FП 0,3 3,0 , лум’я типа уступ, що забезпечують завдяки парде FI - сума площин пропускних перерізів ним вихрам, що створюються за ними, високу усталеність процесу горіння, в тому числі бідної каналів первинного повітря; горючої суміші. Стінки модулей утворюють між F2 - сума площин пропускних перерізів собою та зі стінками камери згоряння кільцеві каканалів вторинного повітря. нали вторинного повітря, що мають вихід у На виході з каналів 9 розташовані випускні отспільний об'єм змішувача камери згоряння, що вори 10; у хвостовій частині камери згоряння зназнаходиться за жаровими трубами. Таким чином, ходиться змішувач 11. Кожний модуль має окревторинне повітря не бере участі у процесі горіння, мий регульований трубопровід газу 12. а все використовується для охолодження жарової При роботі камери згоряння, повітря з комтруби та наступного розбавлення продуктів згопрессору, надходячи відповідно в канали 2 і 9, ряння. ділиться на первинне та вторинне; газ трубопроЦе є ключовою обставиною, яка дозволяє водами 12 подається в колектори модулей здійснити процес горіння бідних сумішей у максивідповідно з порядком та режимом їх роботи. При мально широкому діапазоні змінювання виході суміші первинного повітря з газом з каналу коефіцієнту надлишка первинного повітря при 2 за уступом 5 з'являються вихреві зони, які забезповному згорянанні та з мінімальною емісією NOx. печують усталений процес горіння. Продукти згоЩо стосується вторинного повітря, то його поряння, що виходять з жарових труб і вторинне дача у змішувач декількома розосереджуваними повітря, проходячи по каналам 9 і охолоджуючи шарами дозволяє більш ефективно, ніж в існуючих стінки жарових труб, надходять у змішувач великамерах спалювання, формувати температурне кою кількістю струменів, розбавляючи продукти поле на виході в турбіну. згоряння. На фіг.1 приведена двомодульна трубчастоІзоляція зони горіння від додаткового вторинкільцева камера згоряння, продольний переріз; на ного повітря дозволяє здійснити процес згоряння фіг.2 - вид за стрілкою А на фіг.1. Кожний модуль палива при максимальних коефіцієнтах надлишку має два кільцевих концентричних паливних колекпервинного повітря з мінімальною емісією оксидів тори 1, які створюють канал первинного повітря 2 азоту, близькою до теоретичної межі. шириною а, у стінках якого є газороздавальні отЗа результатами порівняльних досліджень при вори, котрі розташовані в один та більше рядів. У початкових параметрах повітря Рв= 1ат и Тв= загальному випадку зведений відносний шаг 2800С температурі на виході із жарової труби Тз = отворів складає 3,5 - 8,5, тобто: 1065°С на дослідному зразку вміст NOx в продук1 тах згоряння склав 9-12 мг/нм3, а результати t 3,5 8,5 , 1/ ti отримані на кращій в СНД жаровій трубі камери згоряння ГТУ типа ГПА-16А (НВО «Машпроект», м. де t -зведений відносний шаг отворів; Миколаїв) склали 120-135 мг/нм3; повнота згорянt i ti / di - відносний шаг для отворів і-го ряду; 5 75945 6 ня палива у першому випадку була вище на 1-2%. порівнянні з серійною камерою згоряння був менПовнота згоряння на режимі холостого ходу для ше на 25... 28%; нерівномірність температурного дослідного зразка склала 98-99% проти 94-96% поля на виході дослідної камери згоряння при для серійної камери згоряння ГПА-16А; максимальному навантаженні не перевищувала аеродинамічний опір дослідного зразка у 10% проти 15... 17% для серійної камери згоряння. Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601