RU2493495C1 - Gas turbine engine combustion chamber - Google Patents
Gas turbine engine combustion chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2493495C1 RU2493495C1 RU2012126569/06A RU2012126569A RU2493495C1 RU 2493495 C1 RU2493495 C1 RU 2493495C1 RU 2012126569/06 A RU2012126569/06 A RU 2012126569/06A RU 2012126569 A RU2012126569 A RU 2012126569A RU 2493495 C1 RU2493495 C1 RU 2493495C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- nozzle modules
- flame tube
- fuel
- nozzle
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинный двигателям - ГТД, 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.The invention relates to gas turbine engines - gas turbine engines, including aircraft and stationary gas turbine engines gas turbine engines and may find application in aircraft construction, shipbuilding, gas pumping stations and for peak power plants as a drive for an electric generator designed to generate electricity.
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.Known combustion chamber of a gas turbine engine according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2375597, IPC F02C 7/22, publ. 12/10/2009. The fuel manifold of the combustion chamber of a gas turbine engine contains an annular pipe for supplying fuel to the nozzles installed inside the chamber body, a supply pipe and an inlet fitting located outside the chamber, mounted in an outer sleeve attached to the chamber body with axial movement, provided with an internal a sleeve made in the form of at least one link, including two fixed rings and a movable ring installed between them with the possibility of transverse movement. The fixed rings are connected to the outer sleeve, and the movable ring is installed with the possibility of contacting with the inlet fitting. The device allows you to compensate for thermal stresses that occur in the outer sleeve and the fitting due to various thermal expansion of the housing of the combustion chamber and the fuel manifold in the axial and transverse directions. Reducing the diameter of the surface to the diameter of the fitting allows you to reduce air leakage.
Недостатки большая неравномерность температурного поля на выходе из камеры сгорания, обусловленная небольшим количеством форсунок.Disadvantages: large unevenness of the temperature field at the outlet of the combustion chamber, due to the small number of nozzles.
Известна камера сгорания по патенту РФ на изобретение №2099640, МПК F23R 3/60, опубл. 20.12.2000 г.Known combustion chamber according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2099640, IPC F23R 3/60, publ. 12/20/2000
Эта камерах 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.This combustion chamber is designed for gas turbine installations (GTE). A perforated hood is mounted on the flame tube in the annular space between the body and the pipe, on which supporting devices and second-circuit burners are fixed. The presence of temperature compensators and the implementation of the outer shell of the flame tube from two sections minimize temperature stresses.
Недостатки те же самые.The disadvantages are the same.
Известна камера сгорания по патенту РФ на изобретение №215888, МПК F23R 3/26, опубл. 10.11.2000 г.Known combustion chamber according to the patent of the Russian Federation for invention No. 215888, IPC F23R 3/26, publ. November 10, 2000
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.The front device of the combustion chamber for a high-temperature gas turbine engine with the supply of fuel to the fuel manifolds through fixed flow dividers contains a front device made in the form of a series of profiled plates. Profiled plates are installed at the entrance to the primary channels with the possibility of moving relative to each other in the circumferential direction when changing the areas of the passage sections of the primary channels. Each of the profiled plates consists of a fixed and a moving part, telescopically connected to each other. The fixed parts of the telescopic plates are rigidly fixed to the fixed flow dividers. The reciprocal movable parts of the plates are mounted on the movable flow dividers. Fuel collectors at one end with internal ball joints are fixed to fixed flow dividers, and at the other end are pivotally attached to rotary rods, the second ends of which are pivotally attached to movable flow dividers. This embodiment of the front device extends the range of sustainable combustion.
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.The disadvantages of this combustion chamber are: emission of harmful substances especially in the “low gas” mode, incomplete combustion of fuel, circumferential and radial unevenness of the temperature field at the outlet of their combustion chamber.
Известна камера сгорания из книги Старцев Н.И. Конструкция и проектирование камеры сгорания ГТД Самарской государственный аэрокосмический университет, 2007 г., прототип.Known combustion chamber from the book Startsev N.I. Design and engineering of the gas turbine combustion chamber Samara State Aerospace University, 2007, prototype.
Эта камера сгорания содержит корпус, жаровую трубу, имеющую плиту кольцевой формы с установленными на ней в два ряда форсуночными модулями и основной топливный коллектор, установленный на плите, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями, внешней и внутренний корпусы жаровой трубы-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. Все эти недостатки обусловлены тем, что весь расход горючего на всех режимах проходит через все форсунки камеры сгорания. Кроме того, камера сгорания должна устойчиво работать в широком диапазоне режимов от «малого газа» до «максимального режима», т.е. в диапазоне десятикратного изменения расхода топлива. Если на 2 максимальном режиме» перепад давления на форсунках (форсуночных модулях» будет достаточным для качественного распыления топлива, то в режиме «малого газа» перепад давления на форсунках уменьшится в 100 раз, т.к. он изменяется пропорционально квадрату расхода топлива., и окажется недостаточным для качественного распыления топлива.This combustion chamber contains a housing, a flame tube having a ring-shaped plate with nozzle modules mounted on it in two rows and a main fuel manifold mounted on the stove, the cavity of which is connected by fuel channels to the nozzle modules, the outer and inner flame tube housings — Disadvantages of this chamber combustion: emission of harmful substances especially in the “small gas” mode, incomplete combustion of fuel, circumferential and radial unevenness of the temperature field at the outlet of their combustion chamber. All these disadvantages are due to the fact that all fuel consumption in all modes passes through all the nozzles of the combustion chamber. In addition, the combustion chamber must operate stably in a wide range of modes from “small gas” to “maximum mode”, i.e. in the range of a tenfold change in fuel consumption. If at the 2 maximum mode "the pressure drop across the nozzles (nozzle modules" will be sufficient for high-quality fuel atomization, then in the "low gas" mode the pressure drop across the nozzles will decrease by 100 times, because it changes in proportion to the square of the fuel consumption., And will not be sufficient for high-quality atomization of fuel.
Например, если перепад давления на форсунках на «максимальном режиме» составляет 10 кгс/см2, то на режиме «малого газа» всего 0,1 кгс/см2. Это приводит к неполному сгоранию топлива, эмиссии вредных веществ и неравномерному полю температур на выходе из камеры сгорания. Последнее приведет к прогару сопловых и рабочих лопаток турбины.For example, if the pressure drop across the nozzles at the “maximum mode” is 10 kgf / cm2, then at the “low gas” mode only 0.1 kgf / cm2. This leads to incomplete combustion of the fuel, emission of harmful substances and an uneven temperature field at the outlet of the combustion chamber. The latter will lead to burnout of the nozzle and working blades of the turbine.
Задачи создания изобретения: увеличение полноты сгорания топлива на всех режимах, снижение эмиссии вредных веществ и обеспечение равномерного температурного поля на выходе из камеры сгорания по окружности на всех режимах.Objectives of the invention: increasing the completeness of fuel combustion in all modes, reducing emissions of harmful substances and ensuring a uniform temperature field at the outlet of the combustion chamber around the circumference in all modes.
Решение указанных задач достигнуто в камере сгорания ГТД, содержащей корпус, жаровую трубу, имеющую внешнюю и внутреннюю стенки и плиту кольцевой формы с установленными на ней форсуночными модулями и основной топливный коллектор, соединенный с плитой, полость которого соединена топливными каналами с форсуночными модулями, внешней и внутренний корпусы, отличающаяся тем, что число форсуночных модулей выполнено кратным четырем, форсуночные модули установлены в два ряда: внешний и внутренний, дополнительно выполнено два топливных коллектора внешний и внутренний, при этом полость внешнего коллектора соединена топливными каналами с каждым форсуночным модулем чрез один внешнего ряда форсуночных модулей, полость внутреннего коллектора соединена с каждым форсуночным модулем через один внутреннего ряда, а основной топливный коллектор соединен с остальными форсуночными модулями обеих рядов, при этом между плитой и внешней и внутренней стенками жаровой трубы установлены соответственно внешнее и внутреннее средства для подачи и закрутки охлаждающего воздуха с возможностью подачи воздуха под острым углом к оси жаровой трубы, содержащие установленные под углом к оси камеры сгорания лопатки, а на стенках жаровой трубы по окружности установлены «карманы», выполненные в форе пустотелых обтекаемых профилей направленных в сторону оси жаровой трубы. «Карманы» могут быть установлены под углом к продольной оси камеры сгорания. Коллекторы могут быть выполнены в виде единого узла. Форсуночные модули в рядах могут быть установлены на плите в шахматном порядке. «Карманы» и лопатки на каждой стенке жаровой трубы могут быть установлены под одним углом к оси камеры сгорания. Средства для подачи и закрутки воздуха могут быть выполнены с возможностью закрутки воздуха в противоположные стороны. Средства для подачи и закрутки воздуха могут быть выполнены с возможностью закрутки воздуха в противоположные стороныThe solution of these problems was achieved in a gas turbine combustion chamber containing a housing, a flame tube having an outer and inner wall and a ring-shaped plate with nozzle modules mounted on it and a main fuel manifold connected to the stove, the cavity of which is connected by fuel channels to the nozzle modules, external and inner casings, characterized in that the number of nozzle modules is a multiple of four, nozzle modules are installed in two rows: external and internal, two fuel collectors are additionally made external and internal, while the cavity of the external manifold is connected by fuel channels to each nozzle module through one external row of nozzle modules, the cavity of the internal manifold is connected to each nozzle module through one inner row, and the main fuel manifold is connected to the remaining nozzle modules of both rows, between the stove and the outer and inner walls of the flame tube, respectively, external and internal means for supplying and swirling cooling air are installed with the possibility odachi air at an acute angle to the axis of the flame tube comprising fixed blades at an angle to the axis of the combustion chamber and on the walls of the flame tube circumferentially mounted "pockets" formed in the Fore streamlined hollow profiles directed towards the axis of the flame tube. "Pockets" can be installed at an angle to the longitudinal axis of the combustion chamber. Collectors can be made as a single unit. The nozzle modules in rows can be staggered on the stove. "Pockets" and blades on each wall of the flame tube can be installed at the same angle to the axis of the combustion chamber. Means for supplying and swirling air may be configured to swirl air in opposite directions. Means for supplying and swirling air can be configured to swirl air in opposite directions
Сущность изобретения поясняется на фиг.1…11, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 11, where:
на фиг.1 приведена схема камеры сгорания ГТД,figure 1 shows a diagram of a combustion chamber of a gas turbine engine,
на фиг.2 приведена плита с форсуночными модулями,figure 2 shows a plate with nozzle modules,
на фиг.3 приведена схема камеры сгорания с коллекторами, выполненными в виде единого узла,figure 3 shows a diagram of a combustion chamber with collectors made in the form of a single node,
на фиг.4 приведена плита с коллекторами, выполненными, выполненного в виде единого узла,figure 4 shows a plate with collectors made in the form of a single unit,
на фиг.5 приведена плита с форсуночными модулями установленными в шахматном порядке,figure 5 shows a plate with nozzle modules installed in a checkerboard pattern,
на фиг.6 приведена схема подвода топлива от коллекторов к форсуночным модулям,Fig.6 shows a diagram of the fuel supply from the manifolds to the injector modules,
на фиг.7 приведена плита со средствами для подачи и закрутки воздуха,Fig.7 shows a plate with means for supplying and swirling air,
на фиг.8 приведены внешнее средство подачи и закрутки воздуха и внешние «карманы»,in Fig.8 shows an external means of supplying and swirling air and external "pockets",
на фиг.9 приведены внутреннее средство подачи и закрутки воздуха и внутренние «карманы»,figure 9 shows the internal means of supplying and swirling air and internal "pockets",
на фиг.10 приведена схема подвода топлива к форсуночным модулям и конструкция форсуночных модулей,.figure 10 shows a diagram of the fuel supply to the nozzle modules and the design of the nozzle modules.
на фиг.11 приведена диаграмма изменения перепада давления на форсуночных модулях.figure 11 shows a diagram of the change in pressure drop on the nozzle modules.
Камера сгорания ГТД (фиг.1…11) содержит корпус 1 и жаровую трубу 2 с плитой 3. и основным коллектором 4 с полостью 5. Жаровая труба 2 имеет внешнюю стенку 6 и внутреннюю стенку 7, на которых выполнены отверстия 8, предназначенные для охлаждения жаровой трубы 2.. Ни плите 3 установлены форсуночные модули 9, в плите 3 выполнены топливные каналы 10…12 для подвода топлива к форсуночным модулям 9. Количество форсуночных модулей 9 кратно четырем.The combustion chamber of the gas turbine engine (Fig. 1 ... 11) contains a housing 1 and a flame tube 2 with a stove 3. and a main manifold 4 with a cavity 5. The flame tube 2 has an outer wall 6 and an inner wall 7 on which openings 8 are provided for cooling of the flame tube 2 .. Nozzle modules 9 are installed on neither the stove 3, fuel channels 10 ... 12 are made in the stove 3 for supplying fuel to the nozzle modules 9. The number of nozzle modules 9 is a multiple of four.
Форсуночные модули 9 установлены в два концентричных ряда внешний 13 и внутренний 14. Количество форсуночных модулей 9 в обеих рядах одинаковое и четное. При этом форсуночные модули 9 могут быть установлены в шахматном порядке (фиг.3). Особенностью камеры сгорания ГТД является выполнение двух дополнительных топливных коллекторов: внешнего 17 с полостью 18 и внутреннего 19 с полостью 20 (фиг.1 и 2)The nozzle modules 9 are installed in two concentric rows, the outer 13 and the inner 14. The number of nozzle modules 9 in both rows is the same and even. When this nozzle modules 9 can be installed in a checkerboard pattern (figure 3). A feature of the combustion chamber of a gas turbine engine is the implementation of two additional fuel collectors: external 17 with a cavity 18 and internal 19 with a cavity 20 (Figs. 1 and 2)
Кроме того, отличием камеры сгорания ГТД является схема подвода топлива от коллекторов 4, 17 и 19 к форсуночным модулям 9 (фиг.6 и 9), обеспечивающая равномерность поля температур на выходе из камеры сгорания.In addition, the difference between the combustion chamber of the gas turbine engine is the fuel supply circuit from the collectors 4, 17 and 19 to the injector modules 9 (Figs. 6 and 9), which ensures the uniformity of the temperature field at the outlet of the combustion chamber.
Внешний коллектор 17 соединен каналами 10 с каждым форсуночным модулем 9 внешнего ряда 13 форсуночных модулей 9 через один, внутренний коллектор 19 соединен каналами 11 с каждым форсуночным модулем 9 внутреннего ряда 14 через один, а основной коллектор 4 соединен каналами 12 с остальными форсуночными модулями 9 обеих рядов 13 и 14. Форсуночные модули 9 в рядах 13 и 14 могут быть установлены в шахматном порядке (фиг.5), что предпочтительнее, т.к. позволит разместить большее количество форсунок.The external collector 17 is connected by channels 10 to each nozzle module 9 of the outer row 13 of the nozzle modules 9 through one, the internal collector 19 is connected by channels 11 to each nozzle module 9 of the inner row 14 through one, and the main collector 4 is connected by channels 12 to the other nozzle modules 9 of both rows 13 and 14. The nozzle modules 9 in rows 13 and 14 can be installed in a checkerboard pattern (figure 5), which is preferable, because will accommodate a larger number of nozzles.
Между плитой 3 и стенками 6 и 7 жаровой трубы могут быть установлены устройства для подачи и закрутки воздуха 21 и 22 (фиг.2 и 6).Устройства для подачи и закрутки воздуха 21 и 22 содержат установленные под углом α к оси камеры сгорания O1O1 направляющие лопатки 23. (фиг.8). Индексы 1 и 2 относятся соответственно к внешнему и внутреннему средствам подачи и закрутки воздуха. Направление закрутки охлаждающего воздуха может быть противоположным для внешнего и внутреннего средств (фиг.8 и 9). При этом средства для подачи и закрутки воздуха 21 и 22 выполнены под острым углом β к оси жаровой трубы O2O2, соединяющей середину плиты 3 и середину выходного сечения жаровой трубы AA. (фиг.1).Between the stove 3 and the walls of the flame tube 6 and 7, devices for feeding and swirling air 21 and 22 can be installed (FIGS. 2 and 6). The devices for feeding and swirling air 21 and 22 contain guides installed at an angle α to the axis of the combustion chamber O1O1 vanes 23. (Fig. 8). Indices 1 and 2 relate to the external and internal means of supplying and swirling air, respectively. The swirling direction of the cooling air may be opposite for the external and internal means (Figs. 8 and 9). Moreover, the means for supplying and swirling air 21 and 22 are made at an acute angle β to the axis of the O2O2 flame tube connecting the middle of the stove 3 and the middle of the exit section of the AA flame tube. (figure 1).
На внешней стенке 6 жаровой трубы 2 установлены внешние «карманы» 24 для подачи воздуха к оси жаровой трубы O2O2. на внутренней стенке 7 - внутренние «карманы» 25, имеющие форму пустотелых обтекаемых профилей, направленных в сторону оси O2O2 жаровой трубы. «Карманы» должны быть установлены под углом γ к оси O1O1 камеры сгорания и под острым углом φ к оси O2O2 жаровой трубы 2On the outer wall 6 of the flame tube 2 installed external "pockets" 24 for supplying air to the axis of the flame tube O 2 O 2 . on the inner wall 7, there are internal “pockets” 25 having the form of hollow streamlined profiles directed towards the O2O2 axis of the flame tube. "Pockets" must be installed at an angle γ to the axis O1O1 of the combustion chamber and at an acute angle φ to the axis O 2 O 2 of the flame tube 2
Закрутка воздуха способствует не только улучшению охлаждения стенок 6 и 7 жаровой трубы 2, но и перемешивает продукты сгорания, снижая окружную неравномерность поля температур на выходе из камеры сгорания при этом такое направление потока воздуха (под острым углом к оси жаровой трубы) значительно улучшает перемешивание продуктов сгорания и как следствие увеличивает полноту сгорания, снижает эмиссию вредных веществ и обеспечивает равномерное поле температур на выходе из камеры сгорания. Форсуночные модули 9 содержат корпус 26, топливный канал 27 и воздушный канал 28 (фиг.2). В плите 3 выполнены несквозные отверстия 29 для установки форсуночных модулей 9 и сквозные каналы 28 для прохождения воздуха в форсуночные модули 9 (фиг.9)..Air swirling not only improves the cooling of walls 6 and 7 of the flame tube 2, but also mixes the combustion products, reducing the circumferential unevenness of the temperature field at the outlet of the combustion chamber, while this direction of air flow (at an acute angle to the axis of the flame tube) significantly improves mixing of the products combustion and as a result increases the completeness of combustion, reduces the emission of harmful substances and ensures a uniform temperature field at the outlet of the combustion chamber. The nozzle modules 9 comprise a housing 26, a fuel channel 27, and an air channel 28 (FIG. 2). Non-through holes 29 are made in the plate 3 for installing the nozzle modules 9 and through channels 28 for the passage of air into the nozzle modules 9 (Fig. 9).
Для обеспечения работы камеры сгорания она имеет три трубопровода 31…33 с регуляторами расхода 34…36, соединенные с коллекторами 4, 17 и 19, соответственно (фиг.1)To ensure the operation of the combustion chamber, it has three pipelines 31 ... 33 with flow regulators 34 ... 36 connected to the collectors 4, 17 and 19, respectively (figure 1)
Коллектора 4, 17 и 19 могут быть выполнены в виде единого узла (фиг.3 и 4), в который входит, кроме коллекторов, обтекатель 37 с полостью 38. Полость 38 сообщается с полостью 5 основного коллектора 4 для увеличения объема основного коллектора 4. Обтекатель 37 уменьшает потери давления воздуха на входе к камеру сгорания. Стенки коллекторов 4, 17 и 19 - общие, что снижает металлоемкость коллекторов. Соединение всех деталей единого узла выполнено сварочными швами 39. Разгерметизация между полостями 5, 18 и 20 не приведет к катастрофическим последствиям.The collectors 4, 17 and 19 can be made in the form of a single unit (Figs. 3 and 4), which includes, in addition to the collectors, a fairing 37 with a cavity 38. The cavity 38 communicates with the cavity 5 of the main collector 4 to increase the volume of the main collector 4. Fairing 37 reduces the loss of air pressure at the inlet to the combustion chamber. The walls of the collectors 4, 17 and 19 are common, which reduces the metal consumption of the collectors. The connection of all parts of a single unit is made by welding seams 39. Depressurization between cavities 5, 18 and 20 will not lead to catastrophic consequences.
Работает камера сгорания ГТД следующим образом.The gas turbine engine combustion chamber operates as follows.
При запуске ГТД топливо подается по трубопроводу 30 через регулятор расхода 33 только в полость 18 внешнего коллектора 17. В режиме малого газа» топливо также подается только через внешний коллектор 17 и далее по каналам 10 в нечетные форсуночные модули 9 внешнего ряда 13.. При увеличении расхода топлива более 20%…25% от максимального расхода топливо дополнительно подается по трубопроводу 28 через регулятор расхода 32 в полость 20 внутреннего коллектора 19 и далее по каналам 11 в нечетные форсуночные модули 9 внешнего ряда 13. При расходе топлива от 40% до 50% от максимального дополнительно топливо по трубопроводу 29 через регулятор расхода 34 подается в полость 5 основного коллектор 4 и далее по каналам 12 к остальным (четным) форсуночным модулям 9 обеих рядов. Применение «карманов» 24 и 25 позволит забросить относительно холодный воздух в центральную область жаровой трубы 2 тем самым обеспечить радиальную равномерность поля температур на выходе из камеры сгорания. Установка «карманов» под углом к оси O1O1 камеры сгорания позволит закрутить поток выхлопных газов на входе в турбину, тем самым исключить вредное влияние окружной неравномерности поля температур на выходе из камеры сгорания.When starting a gas turbine engine, fuel is supplied through a pipe 30 through a flow regulator 33 only to the cavity 18 of the external manifold 17. In the low-gas mode, the fuel is also supplied only through the external collector 17 and then through channels 10 to the odd nozzle modules 9 of the outer row 13 .. When increasing fuel consumption more than 20% ... 25% of the maximum fuel consumption is additionally supplied through pipeline 28 through the flow regulator 32 to the cavity 20 of the internal collector 19 and then through channels 11 to the odd nozzle modules 9 of the outer row 13. At a fuel consumption of 40% to 50 % of the maximum additional fuel through the pipeline 29 through the flow regulator 34 is fed into the cavity 5 of the main manifold 4 and then through channels 12 to the remaining (even) injector modules 9 of both rows. The use of "pockets" 24 and 25 will allow you to throw relatively cold air into the Central region of the flame tube 2, thereby ensuring radial uniformity of the temperature field at the outlet of the combustion chamber. The installation of “pockets” at an angle to the axis O1O1 of the combustion chamber will allow the flow of exhaust gases to be swirled at the inlet of the turbine, thereby eliminating the harmful effect of circumferential unevenness of the temperature field at the outlet of the combustion chamber.
В результате применения трех топливных коллекторов 4, 17 и 19 перепад давления на форсуночных модулях 9 на всех режимах практически постоянное и составляет значительную величину поз 41 фиг.11, по сравнению с поз 40, что способствует повышению полноты сгорания и уменьшению эмиссии вредных веществ. Кроме того на всех режимах более равномерным получается температурное поле на выходе их камеры сгорания.As a result of the use of three fuel manifolds 4, 17 and 19, the pressure drop across the nozzle modules 9 in all modes is almost constant and amounts to a significant value of pos. 41 of FIG. 11, compared to pos. 40, which contributes to an increase in the completeness of combustion and reduction of emission of harmful substances. In addition, in all modes, the temperature field at the output of their combustion chamber is more uniform.
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Обеспечить эффективное плавное регулирование расхода топлива в газотурбинном двигателя с сохранением практически постоянного перепада давления на всех режимах, особенно в режиме «малого газа».1. To provide effective smooth regulation of fuel consumption in a gas turbine engine while maintaining an almost constant pressure drop in all modes, especially in the "low gas" mode.
2. Обеспечить увеличение полноты сгорания на всех режимах.2. To provide an increase in the completeness of combustion in all modes.
3. Обеспечить низкую эмиссию вредных веществ.3. Provide low emissions of harmful substances.
4. Обеспечить равномерное поле температур на выходе из камеры сгорания.4. Ensure a uniform temperature field at the outlet of the combustion chamber.
5. Уменьшить радиальную неравномерность поля температур на выходе из камеры сгорания на надежность работы сопловых и рабочих лопаток и исключить вредное влияние окружной неравномерности.5. To reduce the radial non-uniformity of the temperature field at the outlet of the combustion chamber on the reliability of the nozzle and rotor blades and to eliminate the harmful effect of circumferential unevenness.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012126569/06A RU2493495C1 (en) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Gas turbine engine combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012126569/06A RU2493495C1 (en) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Gas turbine engine combustion chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2493495C1 true RU2493495C1 (en) | 2013-09-20 |
Family
ID=49183519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012126569/06A RU2493495C1 (en) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Gas turbine engine combustion chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2493495C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2783576C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-11-14 | Николай Борисович Болотин | Annular combustion chamber of a gas turbine engine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4194358A (en) * | 1977-12-15 | 1980-03-25 | General Electric Company | Double annular combustor configuration |
| EP0455487A1 (en) * | 1990-05-03 | 1991-11-06 | General Electric Company | Gas turbine combustors |
| US5450725A (en) * | 1993-06-28 | 1995-09-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine combustor including a diffusion nozzle assembly with a double cylindrical structure |
| RU2083928C1 (en) * | 1993-11-02 | 1997-07-10 | Научно-производственное предприятие - Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭСТ" | Method of control of fuel delivery to combustion chamber and combustion chamber for realization of this method |
| RU2258822C1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Method of and device to control fuel delivery into combustion chamber of gas-turbine plant |
| RU2296917C2 (en) * | 2001-08-28 | 2007-04-10 | Снекма Моторс | Ring combustion chamber |
-
2012
- 2012-06-25 RU RU2012126569/06A patent/RU2493495C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4194358A (en) * | 1977-12-15 | 1980-03-25 | General Electric Company | Double annular combustor configuration |
| EP0455487A1 (en) * | 1990-05-03 | 1991-11-06 | General Electric Company | Gas turbine combustors |
| US5450725A (en) * | 1993-06-28 | 1995-09-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine combustor including a diffusion nozzle assembly with a double cylindrical structure |
| RU2083928C1 (en) * | 1993-11-02 | 1997-07-10 | Научно-производственное предприятие - Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭСТ" | Method of control of fuel delivery to combustion chamber and combustion chamber for realization of this method |
| RU2296917C2 (en) * | 2001-08-28 | 2007-04-10 | Снекма Моторс | Ring combustion chamber |
| RU2258822C1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Method of and device to control fuel delivery into combustion chamber of gas-turbine plant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2783576C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-11-14 | Николай Борисович Болотин | Annular combustion chamber of a gas turbine engine |
| RU2786843C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-12-26 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine engine |
| RU2821679C1 (en) * | 2024-01-22 | 2024-06-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Dual-fuel combustion chamber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10690350B2 (en) | Combustor with axially staged fuel injection | |
| CN1707080B (en) | Method and apparatus for low emission gas turbine energy generation | |
| JP6769714B2 (en) | Fuel supply system for gas turbine combustors | |
| RU2632073C2 (en) | Fuel injection unit and device, containing fuel injection unit | |
| EP3341656B1 (en) | Fuel nozzle assembly for a gas turbine | |
| US10655858B2 (en) | Cooling of liquid fuel cartridge in gas turbine combustor head end | |
| US9423135B2 (en) | Combustor having mixing tube bundle with baffle arrangement for directing fuel | |
| US11248794B2 (en) | Fluid mixing apparatus using liquid fuel and high- and low-pressure fluid streams | |
| US20140097276A1 (en) | Fuel nozzle and method of assembling the same | |
| CN103017199A (en) | Combustor and method for supplying fuel to a combustor | |
| CA2829989A1 (en) | Damper arrangement for reducing combustion-chamber pulsation | |
| EP3889508B1 (en) | Combustor for a gas turbine | |
| JP2019105438A (en) | Thimble assembly for introducing cross-flow into secondary combustion zone | |
| US11156362B2 (en) | Combustor with axially staged fuel injection | |
| JP6628493B2 (en) | Fuel delivery system | |
| RU2657075C2 (en) | Shrouded pilot liquid tube | |
| JP2019049253A (en) | Nozzle assembly for dual-fuel nozzle | |
| EP3339609A1 (en) | Mounting assembly for gas turbine engine fluid conduit | |
| RU2493493C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
| US20130227928A1 (en) | Fuel nozzle assembly for use in turbine engines and method of assembling same | |
| RU2493494C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
| RU2493495C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
| RU2493492C1 (en) | Gas turbine engine combustion chamber and nozzle module | |
| EP2484979A2 (en) | Apparatus for mixing fuel in a gas turbine | |
| RU2511977C2 (en) | Injector unit of gas-turbine engine combustion chamber |