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专利号: 2024103423815
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,包括由内而外同轴固定设置的燃烧管(71)、燃料通道外管(11)和空气通道外管(21);

燃烧管(71)的前端同轴封堵固定设有进气孔板(3),进气孔板(3)上设有轴向进气通孔(31),燃烧管(71)的后端为烟气出口(7),进气孔板(3)与烟气出口(7)之间的燃烧管(71)内腔形成多级燃烧腔(72),多级燃烧腔(72)自前至后依次间隔设有一级多孔介质和二级多孔介质(43),燃烧管(71)上对应二级多孔介质(43)的位置设有贯穿燃烧管(71)管壁的燃料喷注孔(6);

燃料通道外管(11)整体呈前端封堵的盲孔轴套结构,燃料通道外管(11)的前端封堵位置对应进气孔板(3)的位置设有空气输入通孔,燃料通道外管(11)的内表面与燃烧管(71)的外表面之间形成环形燃料通道(12),燃料通道外管(11)的后端设有与环形燃料通道(12)贯通的氨燃料入口(1),环形燃料通道(12)内固定填充有整体呈环形结构的催化剂组件,催化剂组件包括氨分解制氢催化剂,催化剂组件包括一级催化剂组件(51)、且一级催化剂组件(51)位于燃料喷注孔(6)的后方;

空气通道外管(21)整体呈前端封堵的盲孔轴套结构,空气通道外管(21)的内表面与燃料通道外管(11)的外表面之间形成环形空气通道(22),空气通道外管(21)的后端设有与环形空气通道(22)贯通的空气入口(2)。

2.根据权利要求1所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,一级多孔介质包括自前至后依次设置的一级多孔介质I(41)和一级多孔介质II(42)。

3.根据权利要求2所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,一级多孔介质I(41)与一级多孔介质II(42)紧密贴合连接,且一级多孔介质I(41)的孔隙率小于一级多孔介质II(42)的孔隙率。

4.根据权利要求3所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,一级多孔介质I(41)的孔隙率为20%~60%,一级多孔介质II(42)的孔隙率为60%~90%。

5.根据权利要求1所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,催化剂组件还包括二级催化剂组件(52),一级催化剂组件(51)包括低温型氨分解制氢催化剂,二级催化剂组件(52)位于燃料喷注孔(6)的前方、且二级催化剂组件(52)包括高温型氨分解制氢催化剂。

6.根据权利要求5所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,一级多孔介质包括自前至后依次设置的一级多孔介质I(41)和一级多孔介质II(42),二级催化剂组件(52)设置在对应一级多孔介质II(42)的位置。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,自燃料喷注孔(6)进入二级多孔介质(43)内部的氨气燃料量为自氨燃料入口(1)进入的氨气燃料总量的5%~30%。

8.根据权利要求1至6任一权利要求所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,轴向进气通孔(31)相对于进气孔板(3)中心对称设置为多个,多个轴向进气通孔(31)呈多层环形阵列结构、且多个轴向进气通孔(31)的孔径按照从中心对称的中心到边缘的方向依次逐渐减小设置。

9.根据权利要求1至6任一权利要求所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,一级多孔介质与进气孔板(3)之间设有间隙。

10.根据权利要求1至6任一权利要求所述的耦合氨燃料预裂解的燃气轮机分级燃烧装置,其特征在于,燃料喷注孔(6)对应位于二级多孔介质(43)的中前部位置,燃料喷注孔(6)可设置为多个、且多个燃料喷注孔(6)沿燃烧管(71)的周向方向均布设置。