Sistema de quemador.

Sistema quemador que presenta

- una soporte (37),

- al menos,

dos inyectores de combustible (40) fijados en el soporte (37) en el sentido del flujo,en donde cada inyector de combustible (40) comprende una sección (45) del lado del soporte, que presenta unasuperficie de apoyo (60) del lado del soporte, con la cual dicha sección entra en contacto con una superficie deapoyo (55) del soporte (37), en donde desde la sección (45) del lado del soporte, parten en el sentido del flujo, almenos, dos puntas de inyectores de combustible (47a, 47b) conformadas como una única pieza, caracterizadoporque la superficie de apoyo (60) del lado del soporte presenta, al menos, dos piezas salientes (50a, 51) quesobresalen en dirección hacia el soporte (37), en donde las piezas salientes (50a, 51) conforman respectivamente uncanal a través del cual se suministra el respectivo combustible a las puntas de los inyectores de combustible(47a,47b), a través de pasajes (65) conectados a continuación de las piezas salientes (50a, 51) en el sentido delflujo, los cuales se encuentran dispuestos en la superficie de apoyo (60) del lado de soporte, de la sección (45) dellado de soporte.

Sistema de quemador

La presente invención hace referencia a un sistema de quemador, y particularmente a un sistema de quemador para turbinas de gas.

Una turbina de gas comprende como componentes esenciales un compresor, una turbina con álabes móviles, así como, al menos una, cámara de combustión. Los álabes móviles de la turbina se encuentran dispuestos como una corona de álabes móviles contra un eje que se extiende, al menos, a través de la turbina de gas completa, que se encuentra acoplado con un dispositivo consumidor, por ejemplo, un generador para la producción de energía eléctrica. El eje provisto de los álabes móviles se denomina también rotor de turbina. Entre las coronas de álabes móviles se encuentran coronas de álabes fijos, que se utilizan como toberas para conducir el medio de trabajo a través de la turbina.

Durante el funcionamiento de la turbina de gas, se suministra aire comprimido desde el compresor a la cámara de combustión. El aire comprimido se mezcla con un combustible, por ejemplo, aceite o gas, y dicha mezcla se quema en la cámara de combustión. Los gases de escape calientes de la combustión se suministran finalmente como medio de trabajo a través de una salida de la cámara de combustión de la turbina, en donde ante una reducción de presión y un enfriamiento, transmiten impulso a los álabes móviles y, de esta manera, ejecutan el trabajo. Además, los álabes fijos se utilizan para la optimización de la transmisión del impulso.

Un sistema de combustión convencional para las turbinas de gas, como se describe en la patente US 6, 082, 111, y que se utiliza particularmente en el caso de las denominadas cámaras de combustión tubular, generalmente presenta un soporte de forma anular con un número de inyectores de combustible distribuidos de manera uniforme alrededor de la periferia del anillo. En dichos inyectores de combustible se encuentran dispuestos orificios para los inyectores de combustible, con los cuales se puede inyectar el combustible en un canal de suministro de aire. Los inyectores de combustible representan la etapa principal del quemador, que se utiliza para generar una llama de una mezcla previa, es decir, una llama en la que el aire y el combustible se mezclan antes de la ignición. Para minimizar la formación de NOx en la llama, el quemador de mezcla previa se acciona con mezclas pobres de aire y combustible, es decir, con mezclas que contienen una cantidad comparativamente reducida de combustible.

A través del centro del anillo de distribución de combustible de forma anular, se extiende convencionalmente un quemador piloto que se conforma como un quemador por difusión, es decir, que genera una llama en la que el combustible se inyecta directamente en la llama, sin ser mezclado previamente con aire. El quemador piloto, además de utilizarse para poner en marcha la turbina de gas, también se utiliza para estabilizar la llama de mezcla previa, que se acciona para minimizar la emisión de contaminantes frecuentemente dentro del margen de la proporción de la mezcla, que sin la llama piloto de soporte podría conducir a inestabilidades de la llama.

Un sistema de quemador como el sistema de quemador descrito, presenta convencionalmente un número de inyectores de combustible mecanizados a partir de un bloque de metal, y soldados con el soporte, para el suministro de combustible hacia la cámara de combustión. Además, el soporte distribuye el combustible a los inyectores individuales a través de pasajes de combustible mecanizados.

Para poder disponer de un espacio suficiente para las tareas de mecanizado de los pasajes de combustible, la pieza en bruto del soporte y, de esta manera, el soporte a continuación, presentan un grosor mínimo determinado. Esto incrementa el peso del sistema de quemador, así como los costes del material. Además, el mecanizado requiere de mucho trabajo.

Además, el documento WO 00/22347 A1 revela un sistema de quemador con un soporte y cinco inyectores de combustible fijados en el soporte.

Por lo tanto, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un sistema de quemador ventajoso, particularmente un sistema de quemador ventajoso para turbinas de gas. Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar una turbina de gas ventajosa, con un sistema de quemador de esta clase.

Dicho objeto se resuelve mediante un sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 1. El objeto en relación con la turbina de gas, se resuelve mediante la información de una turbina de gas de acuerdo con la reivindicación

20. Las reivindicaciones relacionadas comprenden acondicionamientos ventajosos de la presente invención.

Un sistema de quemador conforme a la presente invención comprende un soporte, así como un número de inyectores de combustible que se encuentran montados en el soporte, en el sentido del flujo. Conforme a la presente invención, se ha comprobado que cuando el soporte se utiliza como distribuidor de combustible, presenta una altura mínima, es decir, que debe presentar un grosor determinado. Dado que el soporte conformado como un distribuidor

de combustible se somete directamente al gas caliente en la cámara de combustión, dicho soporte debe estar compuesto por un material resistente a altas temperaturas, por ejemplo, una superaleación. Sin embargo, dichos materiales resultan muy costosos.

Por lo tanto, conforme a la presente invención, un sistema de quemador presenta un soporte y, al menos, dos inyectores de combustible fijados en el soporte. Por consiguiente, conforme a la presente invención, el inyector de combustible comprende además una sección del lado del soporte, que presenta una superficie de apoyo del lado del soporte, con la cual dicha sección entra en contacto con una superficie de apoyo del soporte. Además, desde la sección del lado del soporte, parten en el sentido del flujo, al menos, dos puntas de inyectores de combustible conformadas como una única pieza.

Además, la superficie de apoyo del lado del soporte presenta, al menos, dos piezas salientes que sobresalen en dirección hacia el soporte, en donde las piezas salientes conforman respectivamente un canal a través del cual se suministra el respectivo combustible a las puntas de los inyectores de combustible, a través de pasajes conectados a continuación de las piezas salientes en el sentido del flujo, los cuales se encuentran dispuestos en la superficie de apoyo del lado de soporte, de la sección del lado de soporte. Para dicho fin, los pasajes pueden presentar también un tubo interior o un conducto.

De esta manera, se puede renunciar a un canal de distribución en el soporte. De esta manera, se puede reducir el grosor del material del soporte, por lo que se economiza en peso y costes. Además, las exigencias en relación con el espacio de instalación del sistema de quemador en la zona del lado del soporte opuesto a los inyectores de quemador, resultan menos estrictas en comparación con el estado del arte. En conjunto, también se simplifica la tarea de mecanizado del soporte.

Preferentemente, del lado del soporte se proporciona, al menos, un canal de distribución que alimenta las piezas salientes con combustible del lado del soporte. Dado que los canales de distribución ahora se encuentran en el lado opuesto al soporte, y dado que tampoco se encuentran en contacto directo con el gas caliente, como el canal de distribución original, los canales de distribución se pueden fabricar de un material más económico. De esta manera, se pueden reducir los costes de manera esencial. Es decir, que el combustible se distribuye a los canales (visto en el sentido del flujo) antes del soporte, y no después de dicho soporte.

En un acondicionamiento especial, las, al menos, dos piezas salientes son, al menos, un canal de aceite y un canal de gas. Además, existe un canal de aceite adicional. De esta manera, las, al menos, dos puntas de inyectores de combustible se pueden alimentar en cada caso con un canal de aceite por separado y, de esta manera, se pueden controlar también de diferente manera.

Preferentemente, las piezas salientes, es decir, particularmente los canales, se encuentran conectados por arrastre de forma y/o por adherencia de materiales, con los pasajes en la superficie de apoyo del lado del soporte, de la sección del lado del soporte, del inyector de combustible. En particular, dicha conexión es una conexión roscada o una conexión soldada.

En un acondicionamiento... [Seguir leyendo]

1. Sistema quemador que presenta

- una soporte (37) ,

- al menos, dos inyectores de combustible (40) fijados en el soporte (37) en el sentido del flujo,

en donde cada inyector de combustible (40) comprende una sección (45) del lado del soporte, que presenta una superficie de apoyo (60) del lado del soporte, con la cual dicha sección entra en contacto con una superficie de apoyo (55) del soporte (37) , en donde desde la sección (45) del lado del soporte, parten en el sentido del flujo, al menos, dos puntas de inyectores de combustible (47a, 47b) conformadas como una única pieza, caracterizado porque la superficie de apoyo (60) del lado del soporte presenta, al menos, dos piezas salientes (50a, 51) que sobresalen en dirección hacia el soporte (37) , en donde las piezas salientes (50a, 51) conforman respectivamente un canal a través del cual se suministra el respectivo combustible a las puntas de los inyectores de combustible (47a, 47b) , a través de pasajes (65) conectados a continuación de las piezas salientes (50a, 51) en el sentido del flujo, los cuales se encuentran dispuestos en la superficie de apoyo (60) del lado de soporte, de la sección (45) del lado de soporte.

2. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque del lado del soporte se proporciona, al menos, un canal de distribución que alimenta las piezas salientes con combustible del lado del soporte.

3. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las, al menos, dos piezas salientes son, al menos, un canal de aceite (50a) y un canal de gas (51) .

4. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1-3, caracterizado porque existe un canal de aceite adicional (50b) .

5. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el respectivo un canal de aceite (50a, 50b) alimenta con aceite una punta de inyector de combustible (47a, 47b) .

6. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las piezas salientes se encuentran conectadas por arrastre de forma y/o por adherencia de materiales, con los pasajes (65) en la superficie de apoyo (60) del lado del soporte, de la sección (45) del lado del soporte, del inyector de combustible (40) , particularmente se encuentran soldadas.

7. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el soporte (37) se proporcionan orificios de paso, y las piezas salientes se conducen a través de los orificios de paso en el soporte (37) .

8. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque

- las piezas salientes presentan un extremo (34) apartado en el sentido contrario al sentido del flujo, respectivamente con un primer elemento de fijación,

- las piezas salientes se conducen a través de los orificios de paso en el soporte (37) , y

- las piezas salientes se encuentran fijadas en el soporte (37) mediante un segundo elemento de fijación que actúa junto con el primer elemento de fijación.

9. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el primer elemento de fijación y el segundo elemento de fijación son conexiones roscadas, particularmente el primer elemento de fijación es una rosca exterior, y el segundo elemento de fijación es una tuerca.

10. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el primer elemento de fijación es una pieza adicional (63) que se ajusta al soporte, y como segundo elemento de fijación se proporciona una conexión soldada a través de la cual se suelda la pieza adicional (63) con el soporte (37) .

11. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 8-10, caracterizado porque entre el primer elemento de fijación y el soporte (37) existe, al menos una, junta de estanqueidad.

12. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre la superficie de apoyo (60) del lado del soporte, de la sección (45) del lado del soporte, y el soporte (37) , existe, al menos una, junta de estanqueidad, particularmente alrededor de los pasajes (65) .

13. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones 11-12, caracterizado porque la, al menos 5 una, junta de estanqueidad es una junta anular en forma de c, o una junta tórica.

14. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, al menos, las puntas de los inyectores de combustible (47a, 47b) , la sección (45) del lado del soporte, así como la superficie de apoyo (60) del lado del soporte, se conforman como una pieza fundida con los pasajes (65) .

15. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las

piezas salientes se encuentran soldadas con los pasajes (65) en la sección (45) del lado del soporte, del inyector de combustible (40) .

16. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1-14, caracterizado porque las piezas salientes se conforman como una única pieza con los pasajes (65) , al menos, con las puntas de los inyectores de combustible (47a, 47b) de la sección (45) del lado del soporte, así como de la superficie de apoyo (60)

del lado del soporte, particularmente se conforman como una pieza fundida.

17. Sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie de apoyo (60) del lado del soporte presenta, al menos, un orificio para una fijación de la superficie de apoyo (60) del lado del soporte, contra la superficie de apoyo (55) del soporte (37) .

18. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque el orificio es una perforación 20 (73) , y la fijación es una conexión roscada o una conexión mediante pernos.

19. Sistema de quemador de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque en la superficie de apoyo (60) del lado del soporte se proporcionan, al menos, seis perforaciones (73) , en donde las perforaciones (73) se encuentran distribuidas sobre toda la superficie de apoyo (60) del lado del soporte.

20. Turbina de gas con un sistema de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.