ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СГОРАНИЕ СО СМЕСИТЕЛЕМ РАЗБАВЛЯЮЩЕГО ГАЗА

1. Последовательное сжигающее устройство (104), содержащее первую горелку (112), первую камеру (101) сгорания, смеситель (117) для примешивания разбавляющего газа к горячим газам, выходящим из первой камеры (101) сгорания при работе, вторую горелку (113) и вторую камеру (102) сгорания, расположенную последовательно в соединении по потоку текучей среды, при этом смеситель (117) выполнен с возможностью направления газов сгорания в путь потока горячего газа, продолжающийся между первой камерой (101) сгорания и второй горелкой (113), содержащий трубопровод, имеющий впуск на верхнем по потоку конце, выполненном с возможностью присоединения к первой камере (101) сгорания, и выпуск на нижнем по потоку конце, выполненном с возможностью присоединения ко второй горелке (113), отличающееся тем, что смеситель (117) содержит множество инжекционных трубок (114, 115), направленных внутрь от боковых стенок (116) смесителя (117) для примешивания разбавляющего газа для охлаждения горячих топочных газов, выходящих из первой камеры (101) сгорания.
2. Сжигающее устройство (104) по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит первые инжекционные трубки (114), имеющие первую глубину (L) проникновения в поток горячего газа по нормали к боковой стенке (116), и вторые инжекционные трубки (115), имеющие вторую глубину (I) проникновения в поток горячего газа по нормали к боковой стенке (116), которая меньше, чем первая глубина (L) проникновения.
3. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что отношение глубины (L) проникновения первой инжекционной трубки (114) к глубине (I) проникновения второй инжекционной трубки больше 2 и/или больше 3.
4. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что отношение эквивалентного диаметра поперечного сечения пути потока в месте расположения первых инжекционных трубок (114) в смесителе (117) к длине первых инжекционных трубок (114) составляет от 2,5 до 8 и/или в диапазоне от 3 до 6.
5. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что отношение длины второй инжекционной трубки (115) к диаметру (d) второй инжекционной трубки составляет менее 1/4.
6. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что смеситель (117) содержит первые инжекционные трубки (114) и инжекционные отверстия (118) на боковой стенке (116).
7. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что вторые инжекционные трубки (115) или инжекционные отверстия (118) расположены ниже по потоку от первых инжекционных трубок (114), чтобы компенсировать турбулентный поток первой инжекционной трубки (114), и/или тем, что вторые инжекционные трубки (115) или инжекционные отверстия (118) расположены выше по потоку от первых инжекционных трубок (114), чтобы уменьшать аксиальные скорости потока горячего газа до первой инжекционной трубки (114).
8. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что расстояние (a) в направлении потока между первой инжекционной трубкой (114) и второй инжекционной трубкой (115) в три раза меньше диаметра (D) первой инжекционной трубки (114) и/или в два с половиной раза меньше диаметра (D) первой инжекционной трубки (114).
9. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что инжекционные трубки (114, 115) одной длины (L, I) расположены периферийно распределенными вдоль боковой стенки смесителя (117) в одной плоскости, нормальной к основному направлению потока горячих газов, текущих через смеситель (117), или инжекционные трубки (114, 115) расположены периферийно распределенными вдоль боковой стенки (116) смесителя (117) и расположены со смещением относительно плоскости, нормальной к основному направлению потока горячих газов, текущих через смеситель (117), чтобы уменьшать блокирование потока из-за инжекционных трубок (114, 115), у которых шаг смещения составляет менее половины диаметра (d, D) трубки.
10. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что охлаждающие ребра и/или штырьевая область расположена на внутренней поверхности инжекционных трубок (114, 115).
11. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внешняя поверхность инжекционной трубки (114, 115) покрыта термобарьерным покрытием (TBC) (119) и/или отверстия (120) диффузионного охлаждения используются на нижней по потоку стороне инжекционной трубки (114, 115).
hot
12. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что смеситель (117) содержит диффузорную секцию выше по потоку от местоположения примешивания разбавляющего воздуха, чтобы уменьшать скорость потока горячих газов (v), и/или тем, что смеситель (117) содержит диффузорную секцию в области примешивания разбавляющего воздуха, чтобы увеличивать область потока с таким же отношением, когда объемный поток увеличивается за счет примешивания разбавляющего воздуха, чтобы удерживать среднюю аксиальную скорость потока постоянной и/или ограничивать увеличение средней аксиальной скорости до 20% аксиальной скорости выше по потоку от местоположения примешивания.
13. Сжигающее устройство (104) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что инжекционные трубки (114, 115) наклонены под углом менее 90° относительно направления потока горячих газов так, что разбавляющий газ, выходящий из инжекционных трубок (114, 115), имеет составляющую потока в направлении потока горячего газа в местоположении инжекции.
14. Способ работы газотурбинной установки (100) с по меньшей мере компрессором (103), сжигающим устройством (104), содержащим первую горелку (112), первую камеру (101) сгорания, смеситель (117) для примешивания разбавляющего газа к горячим газам, выходящим из первой камеры (101) сгорания при работе, вторую горелку (113) и вторую камеру (102) сгорания, расположенную последовательно в соединении по потоку текучей среды, при этом смеситель (117) выполнен с возможностью направления газов сгорания в путь потока горячего газа, продолжающийся между первой камерой (101) сгорания и второй горелкой (113), содержащей трубопровод, имеющий впуск на верхнем по потоку конце, выполненном с возможностью присоединения к первой камере (101) сгорания, и выпуск на нижнем по потоку конце, выполненном с возможностью присоединения ко второй горелке (113), причем смеситель (117) содержит множество инжекционных трубок (114, 115), направленных внутрь от боковых стенок (116) трубопровода для примешивания разбавляющего газа для охлаждения горячих топочных газов, выходящих из первой камеры (101) сгорания, и турбиной, отличающийся тем, что разбавляющий газ (110) примешивают в различные области сечения смесителя (117).
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что разбавляющий газ вводят через инжекционные отверстия (118) и/или вторые инжекционные трубки (115) и первые инжекционные трубки (114) для того, чтобы вводить разбавляющий газ в различные области сечения смесителя (117).