Горелочное устройство камеры сгорания газотурбинной установки Советский патент 1993 года по МПК F23R3/00 

в потоке перед завихрителем 2 и в огневой зоне 9. Более равномерное распределение воды в воздухе позволяет уменьшить температурную неравномерность пламени, то есть исключить участки (локальные зоны) пламени, где вода отсутствует. Таким образом при сохранении заданной средней температуры пламени, например 1200°С, уменьшается количество локальных зон с более высокой температурой и более низ- кой температурой, а следовательно уменьшается количество оксидов азота, образовавшихся в продуктах сгорания.

В соответствии с предложенным описанием изобретения авторами разработана конструкция и выпущены рабочие чертежи, по которым изготовлена полноразмерная модель горелочного устройства камеры сгорания ГТУ.

Горелочное устройство состоит из при- соединительного фланца диаметром 600 мм и толщиной 30 мм, выполненного из стали 12МХ. В центральной части фланца расположен топливоподводящий патрубок с топливной форсункой.

Лопаточный завихритель выполнен из стали 12Х18Н10Т. Наружный диаметр внешнего обода составляет 206 мм. Высота лопаток завихрителя со стороны входной кромки составляет 62 мм. Лопатки, всего 18 штук, установлены (приварены) под углом 45 градусов по отношению к продольной оси горелки. На расстоянии 117 мм от входных кромок лопаток к топливоподводящему патрубку приварен дисковый насадок, на- ружный диаметр которого 206 мм. Дисковый насадок и внешняя втулка завихрителя соединены продольными пластинами длиной 102 мм и шириной 60 мм. Пластин всего 6. Между каждой пластиной расположена водяная форсунка, закрепленная в дисковом насадке.

Расстояние между двумя соседними пластинами составляет 56 мм. Таким образом проходная площадь FI отверстий меж- ду пластинами составляет 0,0399 м2. Проходная площадь Fa лопаточного завихрителя, с учетом толщины лопаток, состав- ляетО,0210м .Такимобразом, выполняется

соотношение

0,,9-0,0210 или Fi(1,5--2.2)F2

Расстояние И сопла водяных форсунок до лопаток завихрителя составляет 60 мм, то 55 есть также выполняется соотношение

0

5

0 5

0 5 0

5

0

5

.59-102 или .4l2.

Изготовленная модель горелочного устройства была испытана в стендовых условиях.

Расчет ожидаемого экономического эффекта от использования изобретения не производился, так как изобретение не улучшает технических характеристик горелочного устройства и камеры сгорания, а только улучшает их экологические характеристики. Однако, по принятой в Минэнерго методике произведена оценка предотвращенного ожидаемого ущерба за счет уменьшения токсичности продуктов сгорания. Как показали огневые испытания полноразмерной модели в стендовых условиях, по сравнению с прототипом содержание оксидов азота в продуктах сгорания уменьшилось со140мг/м до110мг/м (при содержании кислорода - 16%).

Формула изобретения

Горелочное устройство камеры сгора- ния газотурбинной установки, содержащее топливоподводящий патрубок с аксиально установленной на выходе топливной форсункой, лопаточный завихритель с размещенными перед ними форсунками для подвода воды, отличающееся тем, что, с целью уменьшения окислов азота в продуктах сгорания путем повышения качества перемешивания воды и воздуха на входе в завихритель, горелочное устройство дополнительно содержит дисковый насадок, жестко скрепленный с топливоподводящим патрубком и с продольными пластинами, скрепленными с обечайкой завихрителя и расположенными между форсунками, причем количество пластин и упомянутых водяных форсунок совпадает, а проходная площадь отверстий между пластинами и расстояние от форсунки до лопаток определяются из соотношений

Fi(1,5-2,2)F2; h(0,4-1,0)2,

где FI - суммарная площадь проходного сечения отверстий между пластинами;

И - расстояние от форсунки до лопаток;

F2 - площадь проходного сечения завихрителя;

2 - длина пластины.