СПОСОБ РАБОТЫ СЖИГАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ И СЖИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ

1. Способ работы сжигающего устройства для газовой турбины, по меньшей мере содержащего (в направлении потока горячих газов) первую камеру (1) сгорания, отклоняющий узел (2), последовательную камеру (3) сгорания, при этом первая камера (1) сгорания представляет собой камеру сгорания с предварительным смешиванием с по меньшей мере одной горелкой (4) предварительного смешивания для впрыска смеси воздуха (5) и газообразного и/или жидкого топлива (6) в зону (7) горения, а последовательная камера (3) сгорания представляет собой камеру сгорания с самовоспламенением и присоединена к первому ряду (8) лопаток ротора турбины, отличающийся тем, что в первой камере (1) сгорания предварительно смешанную топливовоздушную смесь сжигают в устойчивом пламени при средней температуре пламени, составляющей от 1400 К до 1800 К, при этом на нижнем по потоку конце первой камеры (1) сгорания массовый поток дополнительного воздуха (9) впрыскивают в поток горячих газов для того, чтобы понизить температуру ниже 1400 К, а массовый поток дополнительного топлива (10) впрыскивают ниже по потоку от местоположения указанного впрыскивания воздуха (9), образуя смесь отработавших газов воздуха и топлива с временем самовоспламенения от 1 мс до 10 мс, причем указанную смесь вводят в отклоняющий узел (2) и отклоняют в нем по меньшей мере в окружном направлении, и указанную смесь сжигают в последовательной камере (3) сгорания посредством самовоспламенения или комбинации самовоспламенения и рециркуляции горячих продуктов реакции.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в первой камере (1) сгорания предварительно смешанную топливовоздушную смесь сжигают при средней температуре пламени, составляющей от 1550 К до 1800 К, более предпочтительно от 1600 К до 1800 К.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время пребывания в первой камере (1) сгорания составляет от 15 мс до 30 мс.
4. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что время пребывания в последовательной камере (3) сгорания составляет от 2 мс до 10 мс.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру потока горячих газов от первой камеры (1) сгорания снижают посредством массового потока дополнительного воздуха (9) до менее 1350 К.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное топливо (10) впрыскивают в отклоняющий узел (2), предпочтительно во впускную часть отклоняющего узла (2).
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток горячих газов (смесь отработавших газов, топлива и воздуха) отклоняют по меньшей мере в окружном направлении дополнительно с образованием завихрений в указанном потоке горячих газов.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что завихрения в потоке горячих газов образуют посредством аэродинамической конструкции направляющих лопаток (11), посредством направляющих лопаток (11) с волнообразной выходной кромкой (12), посредством направляющих лопаток (11) с лопастной выходной кромкой (13) или посредством по меньшей мере одного турбулизатора (14).
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток горячих газов (смесь отработавших газов, топлива и воздуха) пропускают через область резкого расширения (16, 20, 31) поперечного сечения в верхней по потоку части последовательной камеры (3) сгорания.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что зона (17) обратного потока образована в области резкого расширения (16, 20, 31) поперечного сечения, причем указанная зона (17) обратного потока определяет точку стабилизации пламени на впуске в последовательную камеру (3) сгорания.
11 Способ по п. 10, отличающийся тем, что массовый поток дополнительного топлива (21) впрыскивают в зону (17) обратного потока.
12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что смесь отработавших газов, воздуха и топлива воспламеняют в области резкого расширения (16, 20, 31) поперечного сечения посредством самовоспламенения или комбинации самовоспламенения и рециркуляции горячих продуктов реакции.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура горячих газов на выпуске из последовательной камеры (3) сгорания составляет по меньшей мере 1800 К, предпочтительно по меньшей
мере 1820 К.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отклоняющий узел (2) расположен на существенно большем диаметре (относительно турбинной оси (18)), чем первый ряд (8) лопаток турбины, при этом последовательная камера (3) сгорания представляет собой переходную часть для компенсации разницы в радиусе между первым рядом направляющих лопаток (11) и первым рядом (8) лопаток.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая камера (1) сгорания представляет собой трубчатую камеру сгорания, а последовательная камера (3) сгорания представляет собой кольцевую камеру сгорания.
16. Способ по п. 1 или 15, отличающийся тем, что
как первая камера (1) сгорания, так и последовательная камера (3) сгорания работают на газообразном топливе, а также на жидком топливе, или
как первая камера (1) сгорания, так и последовательная камера (3) сгорания работают на газообразном топливе, и первая камера (1) сгорания может дополнительно работать на жидком топливе, или
как первая камера (1) сгорания, так и последовательная камера (3) сгорания работают на жидком топливе, и первая камера (1) сгорания может дополнительно работать на газообразном топливе.
17. Сжигающее устройство для газовой турбины, в частности газовой турбины для электростанции, по меньшей мере содержащее (в направлении потока горячих газов), первую камеру (1) сгорания, отклоняющий узел (2) для потока горячих газов от первой камеры (1) сгорания, и последовательную камеру (3) сгорания, при этом первая камера (1) сгорания представляет собой камеру сгорания с предварительным смешиванием с по меньшей мере одной горелкой (4) предварительного смешивания для впрыска смеси воздуха (5) и газообразного и/или жидкого топлива (6) в зону (7) горения указанной первой камеры (1) сгорания, при этом отклоняющий узел (2) по меньшей мере содержит отклоняющие и завихряющие элементы (11, 12, 13, 14), а последовательная камера (3) сгорания представляет собой камеру сгорания с
самовоспламенением ниже по потоку от отклоняющего узла (2), отличающаяся тем, что верхняя по потоку часть последовательной камеры (3) сгорания выполнена с резким расширением (16, 20, 31) поперечного сечения потока для образования зоны (17) обратного потока.
18. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что указанная область резкого расширения (16, 20, 31) поперечного сечения потока содержит расширение поперечного сечения потока по меньшей мере на 10%.
19. Сжигающее устройство по п. 17 или 18, отличающееся тем, что указанное резкое расширение (16, 20, 31) поперечного сечения потока содержит обращенную назад область (20) контура (15) канала потока.
20. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что верхняя по потоку часть последовательной камеры (3) сгорания выполнена с углубленным кольцевым каналом (31) в контуре (15) канала потока.
21. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что средство впрыска расположено в области резкого расширения (16, 20, 31) поперечного сечения для впрыска дополнительного топлива (21) в зону (17) обратного потока.
22. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что отклоняющий узел (2) содержит ряд направляющих лопаток (11) для отклонения потока горячих газов по меньшей мере в окружном направлении.
23. Сжигающее устройство по п. 22, отличающееся тем, что по меньшей мере часть направляющих лопаток (11) выполнена с волнообразной выходной кромкой (12) или лопастной выходной кромкой (13).
24. Сжигающее устройство по п. 22, отличающееся тем, что по меньшей мере часть направляющих лопаток (11) выполнена с по меньшей мере одним турбулизатором (14).
25. Сжигающее устройство по п. 24, отличающееся тем, что по меньшей мере часть направляющих лопаток (11) выполнена с по меньшей мере одним турбулизатором на корыте.
26. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что
сторона ступицы и/или сторона корпуса контура (15) канала потока в отклоняющем узле (2) выполнена с по меньшей мере одним турбулизатором (14).
27. Сжигающее устройство по любому из п.п. 24-26, отличающееся тем, что по меньшей мере часть указанных турбулизаторов (14) выполнена в виде выступа в форме тетраэдра.
28. Сжигающее устройство по п. 22, отличающееся тем, что по меньшей мере на нижнем по потоку конце камеры (1) сгорания и/или на впускном участке отклоняющего узла (2) расположено средство впрыска массового потока дополнительного воздуха (9).
29. Сжигающее устройство по п. 28, отличающееся тем, что указанное средство (9) расположено на контуре (15) канала потока и/или на по меньшей мере одной направляющей лопатке (11).
30. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что отклоняющий узел (2) выполнен со средством (10, 24) впрыска массового потока дополнительного топлива.
31. Сжигающее устройство по п. 30, отличающееся тем, что по меньшей мере одна направляющая лопатка (11) выполнена со средством впрыска топлива.
32. Сжигающее устройство по п. 31, отличающееся тем, что дополнительное топливо впрыскивается с выходной кромки, или корыта, или спинки по меньшей мере одной направляющие лопатки (11).
33. Сжигающее устройство по п. 28 или 30, отличающееся тем, что по меньшей мере одна направляющая лопатка (11) выполнена со средством впрыска воздуха (9) и/или по меньшей мере одна направляющая лопатка (11) выполнена со средством впрыска топлива (10), причем средство впрыска воздуха (9) расположено выше по потоку от средства впрыска топлива (10).
34. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что отклоняющий узел (2) расположен на по существу большем диаметре (относительно турбинной оси (18)), чем первый ряд (8) лопаток турбины.
35. Сжигающее устройство по п. 17, отличающееся тем, что первая камера (1) сгорания представляет собой либо кольцевую камеру сгорания, либо трубчатую камеру сгорания, а
последовательная камера (3) сгорания представляет собой кольцевую камеру сгорания.
36. Сжигающее устройство по п. 35, отличающееся тем, что первая камера (1) сгорания и отклоняющий узел (2) имеют трубчатую конфигурацию.