Камера сгорания гтд и форсуночный модуль



Камера сгорания гтд и форсуночный модуль
Камера сгорания гтд и форсуночный модуль
Камера сгорания гтд и форсуночный модуль
Камера сгорания гтд и форсуночный модуль
Камера сгорания гтд и форсуночный модуль
Камера сгорания гтд и форсуночный модуль

 


Владельцы патента RU 2612231:

Болотин Николай Борисович (RU)

Изобретение относится к энергетике. Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая внешний корпус, жаровую трубу и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и топливный коллектор, соединенный с плитой и установленный в воздушной полости перед форсуночной плитой, полость которого соединена с одной стороны с топливопроводом, а с другой топливными каналами с форсуночными модулями, содержащими струйную топливную форсунку и каналы подвода и закрутки воздуха. При этом внутри топливных форсунок установлены центральные электроды, соединенные электрически между собой и с изолированный высоковольтным проводом, соединенным с выходом из высоковольтного блока. Также представлен форсуночный модуль. Изобретение позволяет увеличить полноту сгорания топлива, а также снизить эмиссию вредных веществ на всех режимах, позволяет обеспечить равномерное температурное поле на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Группа изобретений относится к газотурбинный двигателям, в том числе к авиационным и стационарным газотурбинным двигателям ГТД, и может найти применение в авиастроении, судостроении, на газоперекачивающих станциях и для пиковых энергетических установок в качестве привода для электрогенератора, предназначенного для выработки электроэнергии.

Известна камера сгорания ГТД по патенту РФ на изобретение №2375597, МПК F02C 7/22, опубл. 10.12.2009 г. Топливный коллектор камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую трубу для подачи топлива к форсункам, установленную внутри корпуса камеры, подводящий трубопровод и размещенный снаружи камеры входной штуцер, установленный в наружной втулке, прикрепленной к корпусу камеры с возможностью осевого перемещения, снабженный внутренней втулкой, выполненной в виде, по меньшей мере, одного звена, включающего два неподвижных кольца и подвижное кольцо, установленное между ними с возможностью поперечного перемещения. Неподвижные кольца соединены с наружной втулкой, а подвижное кольцо установлено с возможностью контактирования с входным штуцером. Устройство позволяет компенсировать термические напряжения, возникающие в наружной втулке и штуцере за счет различного термического расширения корпуса камеры сгорания и топливного коллектора в осевом и поперечном направлениях. Уменьшение диаметра поверхности до диаметра штуцера позволяет уменьшить утечки воздуха.

Недостатки - большая неравномерность температурного поля на выходе из камеры сгорания, обусловленная небольшим количеством форсунок.

Известна камера сгорания по патенту РФ на изобретение №2099640, МПК F23R 3/60, опубл. 20.12.2000 г.

Эта камера сгорания предназначена для газотурбинных установок (ГТД). На жаровой трубе в кольцевом пространстве между корпусом и трубой установлен перфорированный капот, на котором закреплены опорные устройства и горелки второго контура. Наличие термокомпенсаторов и выполнение наружной обечайки жаровой трубы из двух секций сводят к минимуму температурные напряжения.

Недостатки те же самые.

Известна камера сгорания по патенту РФ на изобретение №215888, МПК F23R 3/26, опубл. 10.11.2000 г.

Фронтовое устройство камеры сгорания для высокотемпературного газотурбинного двигателя с подводом топлива в топливные коллекторы через неподвижные разделители потока содержит фронтовое устройство, выполненное в виде ряда профилированных пластин.

Профилированные пластины установлены на входе в первичные каналы с возможностью перемещения друг относительно друга в окружном направлении при изменении площадей проходных сечений первичных каналов. Каждая из профилированных пластин состоит из неподвижной и подвижной частей, телескопически соединенных между собой. Неподвижные части телескопических пластин жестко закреплены на неподвижных разделителях потока. Ответные подвижные части пластин закреплены на подвижных разделителях потока. Топливные коллекторы с одного конца с помощью внутренних шаровых шарниров закреплены на неподвижных разделителях потока, а с другого конца шарнирно закреплены к поворотным тягам, вторые концы которых шарнирно крепятся к подвижным разделителям потока. Такое выполнение фронтового устройства расширяет диапазон устойчивого горения.

Недостатки этой камеры сгорания: эмиссия вредных веществ особенно на режиме «малого газа», неполное сгорание топлива, окружная и радиальная неравномерность поля температур на выходе их камеры сгорания.

Известна камера сгорания ГТД и форсуночный модуль по патенту РФ на изобретение №2493493, МПК F23R 3/28, опубл. 20.09.2013 г., прототип.

Эта камера сгорания содержит внешний корпус, жаровую трубу, форсуночную плиту и форсунки, кольцевой коллектор, установленный в передней полости на форсуночной плите, к которому присоединен топливопровод.

Недостаток - неполное сгорание топлива. Около 5% топлива не сгорает и выбрасывается в атмосферу в виде C, CO NO и т.д. Это повышает расход топлива и ухудшает экологию атмосферы.

Задачи создания изобретения: повышение полноты сгорания топлива в камере газотурбинного двигателя.

Достигнутые технические результаты: повышение полноты сгорания топлива в камере сгорания ГТД.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…8, где:

на фиг. 1 приведена схема камеры сгорания ГТД,

на фиг. 2 приведена плита с форсуночными модулями,

на фиг. 3 приведена схема подвода топлива к модулям,

на фиг. 4 приведена конструкция форсуночного модуля,

на фиг. 5 приведен разрез А-А,

на фиг. 6 приведена форсуночная плита,

на фиг. 7 приведен вид Б на плиту,

на фиг. 8 приведены графики времени жизни свободных радикалов.

Камера сгорания ГТД (фиг. 1…8) содержит внешний корпус 1, жаровую трубу 2, плиту 3 и коллектор 4 с полостью 5. Коллектор 4 установлен в воздушной полости 6 и к нему присоединен топливопровод 7.

На плите 3 установлены форсуночные модули 8, размещенные в два концентричных ряда. В плите 3 выполнены топливные каналы 9 для подвода топлива через кольцевые полости 10 к форсуночным модулям 8. Кроме того, в плите 3 выполнены сквозные отверстия 11 (фиг. 1, 3 и 6) для установки форсуночных модулей 8. При этом форсуночные модули 8 могут быть установлены в шахматном порядке.

Схема подвода и закрутки воздуха к форсуночным модулям 8 (фиг. 1, 6 и 7) включает воздушные каналы 12, образованные наклонными ребрами 13.

Форсуночный модуль 8 содержит корпус 14, центральное тело 15, струйную топливную форсунку 16, радиальное отверстие 17, выходящее в нее и сообщающееся с кольцевой полостью 10. Концентрично струйной топливной форсунке 16 выполнены каналы закрутки воздуха 18, образованные наклонными лопатками 19 (фиг. 4 и 5). Внутри струйной топливной форсунки 16 установлен центральный электрод 20, который изолирован от корпуса 14 изолятором 21. Все центральные электроды 20 всех модулей 8 соединены между собой электрически и соединены высоковольтным изолированным проводом 22, соединенным в свою очередь с блоком высокого напряжения 23, другой выход которого заземляющим проводом 24 соединен с внешним корпусом 1 камеры сгорания. Внешний корпус 1 камеры сгорания должен быть электрически связан с форсуночной плитой 3.

При работе ГТД, в составе которого находится камера сгорания, с блока высокого напряжения 23 подают потенциал на все центральные электроды 20 форсуночных модулей 8, при этом между центральным телом 15 и центральным электродом 20 возникает мощное электрическое поле, которое активирует топливо, т.е. образуются радикалы H, CH, CH2 и СН3, имеющие очень малое время жизни (порядка 30 наносек см. фиг. 8).

Однако учитывая, что активированное топливо практически сразу же сгорает, свободные радикалы успевают выполнить свою роль катализатора интенсификации процесса горения.

Конструкция предложенного форсуночного модуля 8 обеспечивает более качественное сжигание топлива.

Применение изобретения позволило:

1. Обеспечить полное сгорание топлива на всех режимах, особенно в режиме «малого газа».

2. Обеспечить уменьшение выброса вредных веществ за счет особенностей конструкции камеры сгорания и форсуночных модулей.

1. Камера сгорания ГТД, содержащая внешний корпус, жаровую трубу и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и топливный коллектор, соединенный с плитой и установленный в полости перед форсуночной плитой, полость которого соединена с одной стороны с топливопроводом, а с другой топливными каналами с форсуночными модулями, содержащими струйную топливную форсунку и каналы подвода и закрутки воздуха, отличающаяся тем, что внутри топливных форсунок установлены центральные электроды, соединенные электрически между собой и с изолированным высоковольтным проводом, соединенным с выходом из высоковольтного блока, причем второй выход высоковольтного блока соединен с внешним корпусом камеры сгорания, электрически связанным с форсуночной плитой.

2. Камера сгорания ГТД по п. 1, отличающаяся тем, что форсуночные модули установлены в два концентричных ряда.

3. Форсуночный модуль, содержащий корпус, центральное тело, струйную топливную форсунку и каналы подвода и закрутки воздуха, выполненные между корпусом и центральным телом, отличающийся тем, что внутри струйных топливных форсунок установлены центральные электроды, соединенные электрически между собой и с изолированным высоковольтным проводом, соединенным в свою очередь с выходом из высоковольтного блока, причем второй выход высоковольтного блока соединен с внешним корпусом камеры сгорания, электрически связанным с форсуночной плитой.



 

Похожие патенты:

Кольцевая камера сгорания для турбомашины содержит соосные кольцевые внутреннюю стенку и внешнюю стенку, соединенные на своих расположенных выше по потоку концах посредством кольцевой стенки, образующей дно камеры, кольцевой ряд топливных форсунок, головки которых вставлены в системы впрыска топлива, установленные в отверстиях стенки дна камеры.

Способ впрыска топлива осуществляют посредством системы воздушно-топливного смешения, имеющей геометрическую ось центральной симметрии (X′X), в камеру сгорания газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к энергетике. Камера сгорания для газовой турбины, содержащая предкамеру, имеющую центральную ось, и завихритель, который установлен на предкамере.

Изобретение относится к энергетике. Система впрыска топлива для турбореактивного двигателя, включающая в себя неподвижную часть и скользящую траверсу, дополнительно содержащую центрирующий конус, предназначенный для центрирования инжектора топлива относительно системы впрыска, причем неподвижная часть и скользящая траверса проходят по оси отсчета, причем неподвижная часть содержит полость, ограниченную в осевом направлении дном и закрывающим желобом, при этом скользящая траверса имеет реборду, содержащуюся в полости.

Изобретение относится к энергетике. Осевой завихритель для камеры сгорания газовой турбины содержит кольцо лопаток с множеством лопаток завихрителя, распределенных по окружности вокруг оси завихрителя, при этом каждая из упомянутых лопаток завихрителя содержит заднюю кромку.

Трубчатая камера сгорания для газотурбинного двигателя, работающая на газообразном топливе, содержит цилиндрический кожух, имеющий внутреннюю полость, ось и закрытый осевой конец, цилиндрический вкладыш камеры сгорания, смесительное устройство, рукав ударного охлаждения и каналирующее устройство.

Завихритель для перемешивания топлива и воздуха, расположенный в камере сгорания газотурбинного двигателя, содержит множество лопаток, расположенных в радиальном направлении вокруг центральной оси завихрителя, множество смесительных каналов для перемешивания топлива и воздуха.

Изобретение относится к энергетике. Завихритель (31, 131, 231) содержит центральный топливораспределительный элемент (37), наружную стенку (39), окружающую центральный топливораспределительный элемент (37) и ограничивающую осевой проточный канал (41) для воздуха, предназначенного для горения, завихряющие лопатки (47), проходящие в радиальном направлении до наружной стенки (39) и придающие протекающему воздуху для горения тангенциальную составляющую течения, а также окружающую центральный топливораспределительный элемент (37) и расположенную радиально внутри наружной стенки (39) перегородку (42, 142), разделяющую проточный канал (41) на радиально внутренний участок (43) и радиально внешний участок (45), радиально внутренний участок (43) канала обеспечивает протекание воздуха для горения без придания тангенциальной составляющей течения, причем через радиально внутренний участок (43) канала к завихряющим лопаткам (47) на радиально внешнем участке (45) канала проходят топливопроводы (49).

Завихритель для смешивания топлива и воздуха содержит множество лопастей, расположенных радиально вокруг центральной оси завихрителя, множество смешивающих каналов для смешивания топлива и воздуха.

Завихритель для смешивания топлива и воздуха, содержащий множество лопаток, расположенных на делительной окружности, которые, вместе с первой стенкой, расположенной на первой продольной торцевой поверхности лопаток, и второй стенкой, расположенной на противоположной второй продольной торцевой поверхности лопаток, образуют канал потока.

Изобретение относится к энергетике. Топливная форсунка 2 для двух видов топлива с внутренней трубой 5 с радиально ориентированными выходными отверстиями для первого вида топлива и с окружающей внутреннюю трубу внешней трубой 6 с ориентированными по оси выходными отверстиями 10 для второго вида топлива.

Турбомашина для летательного аппарата, содержащая вал турбомашины и насосный модуль (100), содержащий конструктивный корпус (9), насосный вал (11), связанный с валом (1) турбомашины, насос (3) питания топливом турбомашины, установленный на упомянутом насосном валу (11) и внутри конструктивного блока (9), и электрическое устройство (5), установленное на упомянутом насосном валу (11) и выполненное с возможностью вращения упомянутого насосного вала (11) для приведения в действие насоса (3) питания или с возможностью быть приведенным во вращение упомянутым насосным валом (11) для электрического питания агрегата (8) турбомашины, при этом электрическое устройство содержит элементы ротора (51), установленные на наружной периферии подвижной части (32) насоса питания, и элементы статора (52), установленные на внутренней периферии конструктивного корпуса.

Изобретение относится к турбомашине, оснащенной камерой сгорания, устройством впрыска топлива в камеру сгорания и средствами подачи топлива в устройство впрыска топлива.

Заявлен способ контроля для контроля фильтра контура питания для питания авиационного двигателя топливом, при этом способ содержит этап определения текущей стадии из множества последовательных стадий полета летательного аппарата, содержащих по меньшей мере стадию, в течение которой забивание фильтра не может быть вызвано льдом, и стадии, в течение которой забивание фильтра может быть вызвано льдом; и в ответ на обнаружение забивания - этап определения типа забивания в зависимости от упомянутой текущей стадии; при этом во время этапа выдачи индикаторного сообщения сообщение, которое выдается, зависит от типа забивания.

Изобретение относится к энергетике. Щелевой инжектор-генератор вихрей, установленный в канале вдоль направления движения высокоэнергетического газового потока.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления работой установки внутреннего сгорания с повышением давления, включающий: нахождение скважности импульсов топливной форсунки и частоты циклов сгорания, которые соответствуют заданной рабочей точке нагрузки и заданному коэффициенту заполнения камеры сгорания установки; определение уставки давления подачи топлива, уставки момента впрыска для топливной форсунки и уставки момента зажигания, которые обеспечивают найденную скважность импульсов топливной форсунки и найденную частоту циклов сгорания; и передачу управляющего сигнала давления подачи топлива, содержащего уставку давления подачи топлива, в устройство обеспечения давления топлива, управляющего сигнала топливной форсунки, содержащего уставку момента впрыска топлива, в топливную форсунку и управляющего сигнала момента зажигания, содержащего уставку момента зажигания, в узел зажигания установки.

Изобретение относится к энергетике. Система для генерирования энергии содержит компрессор, теплообменник и ионопроницаемую мембрану.

Изобретение относится к энергетике. Камера сгорания для газовой турбины, содержащая предкамеру, имеющую центральную ось, и завихритель, который установлен на предкамере.

Изобретение относится к энергетике. В системе и способе для утилизации энергии из факельных газов в химических установках и нефтеперерабатывающих заводах используется двигатель для сжигания части газа, отведенного из факельной системы.

Пилотная горелка газотурбинного двигателя содержит переднее тело с осевым прохождением вдоль центральной оси пилотной горелки. Центральная ось имеет осевое направление к зоне сгорания газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к области очистки деталей топливного коллектора газотурбинного двигателя от нагара и углеродных загрязнений. Выдержку деталей осуществляют при температуре от 100 до 150°C в водном растворе щелочи, содержащем от 600 до 800 г/л гидроксида натрия и дополнительно содержащем от 0,5 до 2 г/л нитрата натрия или от 0,2 до 0,5 г/л сульфата натрия, после выдержки в водном растворе щелочи проводят очистку деталей топливного коллектора в растворе ортофосфорной кислоты с концентрацией от 50 до 150 г/л при температуре от 80 до 105°C, причем выдержку в водном растворе щелочи, очистку деталей топливного коллектора в растворе ортофосфорной кислоты, промывку в воде и продувку сжатым воздухом проводят по меньшей мере два раза. Технический результат - повышение эффективности и снижение длительности очистки деталей топливного коллектора газотурбинного двигателя, а также снижение энергозатрат. 3 ил.
Наверх