本发明涉及用于热保护燃烧系统中的燃料喷嘴的方法和系统,具体而言,提供一种组装燃气涡轮发动机的方法,该方法包括将燃烧器与压缩机配接成流动连通,使得该燃烧器接收由压缩机排放的空气中的至少一些空气。燃料喷嘴组件配接到所述燃烧器,且包括至少一个燃料喷嘴,燃料喷嘴包括多个内表面,其中热屏障覆层涂覆于所述多个内表面中的至少一个上,以便于将所述内表面与燃烧气体屏蔽开。
1.一种用于组装燃气涡轮发动机的方法,所述方法包括:将燃烧器与压缩机配接成流动连通,使得所述燃烧器接收由所述压缩机排放的空气中的至少一些空气;将燃料喷嘴组件配接到所述燃烧器,其中所述燃料喷嘴组件包括至少一个燃料喷嘴,所述燃料喷嘴包括多个内表面,其中热屏障覆层涂覆到多个内表面中的至少一个内表面上,以便于将所述内表面与燃烧气体屏蔽开,其中,所述燃料喷嘴包括:燃烧器管;燃料/空气预混合器,其配接到所述燃烧器管;喷嘴中心体,所述喷嘴中心体配接到所述燃料/空气预混合器,使得所述喷嘴中心体延伸穿过所述燃烧器管;以及冷却流动通道,其限定于所述燃料/空气预混合器或所述喷嘴中心体和所述燃烧器管内,以使得冷却流动能从所述燃料/空气预混合器或所述喷嘴中心体导送到所述燃烧器管,其中,预混合通道限定于所述中心体与所述燃烧器管之间。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃烧器管包括内表面,所述方法还包括在所述燃烧器管内表面的至少一部分上涂覆热屏障覆层。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述中心体包括外表面,所述方法还包括在所述中心体外表面的至少一部分上涂覆所述热屏障覆层。
4.根据权利要求1所述的方法,其中将所述燃料喷嘴组件配接到所述燃烧器还包括:在所述燃料喷嘴的多个内表面的至少一部分上涂覆金属结合覆层;以及在所述金属结合覆层的至少一部分上涂覆陶瓷热覆层。
5.一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴,所述燃料喷嘴包括:多个内表面;以及热屏障覆层,其涂覆于所述多个燃料喷嘴内表面中的至少一个内表面上,所述热屏障覆层配置成将所述燃料喷嘴内表面与燃烧气体屏蔽开,其中,所述燃料喷嘴还包括:燃烧器管;燃料/空气预混合器,其配接到所述燃烧器管;喷嘴中心体,所述喷嘴中心体配接到所述燃料/空气预混合器,使得所述喷嘴中心体延伸穿过所述燃烧器管;以及冷却流动通道,其限定于所述燃料/空气预混合器或所述喷嘴中心体和所述燃烧器管内,以使得冷却流动能从所述燃料/空气预混合器或所述喷嘴中心体导送到所述燃烧器管,其中,预混合通道限定于所述中心体与所述燃烧器管之间。
6.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述燃烧器管包括内表面,所述热屏障覆层涂覆于所述燃烧器管内表面的至少一部分上。
7.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述中心体包括外表面,所述热屏障覆层涂覆于所述中心体外表面的至少一部分上。
8.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述热屏障覆层包括:金属结合覆层,其涂覆于所述燃料喷嘴内表面的至少一部分上;以及陶瓷覆层,其涂覆于所述金属结合覆层的至少一部分上。
9.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述热屏障覆层具有在
0.004英寸至0.100英寸之间的厚度。
10.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述燃烧器管包括多个孔口,所述孔口将所述冷却流动通道与所述预混合通道配接成流动连通。
11.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述燃料/空气预混合器还包括多个旋流叶片,在所述旋流叶片中限定内部冷却通道。
12.根据权利要求5所述的燃料喷嘴,其中所述中心体包括:内壁;外壁;限定于所述内壁内的燃料通道;以及限定于所述内壁与所述外壁之间的逆向流动通道。
13.一种燃气涡轮系统,包括:压缩机;燃烧器,其与所述压缩机流动连通以接收由所述压缩机排放的空气中的至少一些空气,所述燃烧器包括至少一个燃料喷嘴,所述燃料喷嘴包括多个内表面;以及热屏障覆层,其涂覆于所述多个燃料喷嘴内表面中的至少一个内表面上,所述热屏障覆层配置成将所述燃料喷嘴内表面与燃烧气体屏蔽开,其中,所述燃料喷嘴包括:燃烧器管;燃料/空气预混合器,其配接到所述燃烧器管;喷嘴中心体,所述喷嘴中心体配接到所述燃料/空气预混合器,使得所述喷嘴中心体延伸穿过所述燃烧器管;以及冷却流动通道,其限定于所述燃料/空气预混合器或所述喷嘴中心体和所述燃烧器管内,以使得冷却流动能从所述燃料/空气预混合器或所述喷嘴中心体导送到所述燃烧器管,其中,预混合通道限定于所述中心体与所述燃烧器管之间。
14.根据权利要求13所述的燃气涡轮系统,其中所述燃烧器管包括内表面,所述热屏障覆层涂覆于所述燃烧器管内表面的至少一部分上。
15.根据权利要求13所述的燃气涡轮系统,其中所述中心体包括外表面,所述热屏障覆层涂覆于所述中心体外表面的至少一部分上。
16.根据权利要求13所述的燃气涡轮系统,其中所述热屏障覆层包括:金属结合覆层,其涂覆于所述多个燃料喷嘴内表面的至少一部分上;以及陶瓷覆层,其涂覆于所述金属结合覆层的至少一部分上。
17.根据权利要求13所述的燃气涡轮系统,其中所述热屏障覆层具有在0.004英寸至0.100英寸之间的厚度。技术领域
本文所公开的实施例大体而言涉及燃气涡轮燃烧系统,且更具体而言,涉及燃料与空气预混合器,其便于在偏离设计的火焰保持(flameholding)事件期间减少损坏。xa0
背景技术
至少某些已知的燃气涡轮发动机在燃烧器中点燃燃料-空气混合物以生成燃烧气体流,燃烧气体流经由热气体路径导送至涡轮。压缩空气自压缩机传送到燃烧器。已知的燃烧器组件包括燃料喷嘴,燃料喷嘴便于将燃料与空气传送到燃烧器的燃烧区域。涡轮将燃烧气体流的热能转换成用于使涡轮轴旋转的机械能。涡轮的输出可用于向机器(例如发电机或泵)提供动力。xa0由燃气涡轮燃烧常规碳烃化合物所产生的排放可包括氮的氧化物、二氧化碳以及未燃烧的碳烃化合物。在本领域中熟知在喷气发动机中的分子氮的氧化物(NOx)取决于在燃烧系统反应区中形成的热气体温度。减少NOx排放的一种方法是通过在点燃混合物之前将燃料与空气预混合成稀薄的混合物来维持热发动机燃烧器的反应区的温度处于或低于形成热NOx的水平。这种过程常常在干式低NOx(DLN)燃烧系统中进行。在这种系统中,存在于燃烧器反应区中的过量空气的热质量吸热以将燃烧产物的温升降至减少热NOx生成的水平。xa0在气态或液体燃料燃烧期间,已知的稀薄预混合燃烧器可经历火焰保持或回火,其中意图限制于燃烧衬套内的火焰朝向燃料和空气喷射到预混合部段内的位置向上游行进。由于极其大的热负荷,这些火焰保持/回火事件可导致排放性能降级和/或过热和损坏预混合部段。xa0至少某些已知的燃气涡轮燃烧系统包括预混合喷射器,其预混合燃料与压缩气流试图将均匀稀薄燃料-空气预混合物导送至燃烧衬套。通常,存在总体燃烧器管速度(bulkxa0burnerxa0tubexa0velocity),高于该速度,预混合器中的火焰将被推出到主要燃烧区。xa0随着反应性较强的燃料,例如具有燃烧前碳捕获(其产生高氢燃料)的合成气体(“合成气”)和/或具有高百分比的高级碳烃化合物的天然气的使用,当前DLN燃烧系统可能难以在发动机操作期间维持火焰保持。在理想操作条件下,在预混合器内的火焰并不留在预混合器中,而是向下游转移到正常燃烧区。由于现有技术水平燃烧系统的设计点可到达3000°F的总体火焰温度,火焰保持/回火事件可在很短的时段对预混合喷嘴造成重大损害。xa0
发明内容
在一方面,提供一种组装燃气涡轮发动机的方法。该方法包括将燃烧器与压缩机配接成流动连通,使得燃烧器接收由压缩机排放的空气中的至少一些空气。燃料喷嘴组件配接到燃烧器且包括至少一个燃料喷嘴,燃料喷嘴包括多个内表面,其中热屏障覆层涂覆到多个内表面中的至少一个内表面上以便于将该内表面与燃烧气体屏蔽开。xa0优选地,所述燃料喷嘴包括燃烧器管,所述燃烧器管包括内表面,所述方法还包括在所述燃烧器管内表面的至少一部分上涂覆热屏障覆层。xa0优选地,所述燃料喷嘴包括中心体,所述中心体包括外表面,所述方法还包括在所述中心体外表面的至少一部分上涂覆所述热屏障覆层。xa0优选地,将所述燃料喷嘴组件配接到所述燃烧器还包括:在所述燃料喷嘴的多个内表面的至少一部分上涂覆金属结合覆层;以及在所述金属结合覆层的至少一部分上涂覆陶瓷热覆层。xa0在另一方面,提供用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。燃料喷嘴包括多个内表面和涂覆于多个燃料喷嘴内表面中的至少一个内表面上xa0的热屏障覆层。热屏障覆层配置成将燃料喷嘴内表面与燃烧气体屏蔽开。xa0优选地,所述燃料喷嘴包括燃烧器管,所述燃烧器管包括内表面,所述热屏障覆层涂覆于所述燃烧器管内表面的至少一部分上。xa0优选地,所述燃料喷嘴包括中心体,所述中心体包括外表面,所述热屏障覆层涂覆于所述中心体外表面的至少一部分上。xa0优选地,所述燃料喷嘴包括燃料/空气预混合器,燃料/空气预混合器包括外表面,所述热屏障覆层涂覆于所述中心体外表面的至少一部分上。xa0优选地,所述热屏障覆层包括:金属结合覆层,其涂覆于所述燃料喷嘴内表面的至少一部分上;以及陶瓷覆层,其涂覆于所述金属结合覆层的至少一部分上。xa0优选地,所述热结合覆层具有在大约0.004英寸至大约0.100英寸之间的厚度。xa0优选地,所述的燃料喷嘴还包括:燃烧器管,其包括内表面;燃料/空气预混合器,其配接到所述燃烧器管;以及喷嘴中心体,其包括外表面,所述喷嘴中心体配接到所述燃料/空气预混合器,使得所述喷嘴中心体延伸穿过所述燃烧器管。xa0优选地,所述的燃料喷嘴还包括限定于所述燃料/空气预混合器和所述燃烧器管内的冷却流动通道,以使得冷却流动能从所述燃料/空气预混合器导送到所述燃烧器管。xa0优选地,预混合通道限定于所述中心体与所述燃烧器管之间,所述燃烧器管包括多个孔口,所述孔口将所述冷却流动通道与所述预混合通道配接成流动连通。xa0优选地,所述燃料/空气预混合器还包括多个旋流叶片,在所述旋流叶片中限定内部冷却通道。xa0优选地,所述中心体包括:内壁;外壁;限定于所述内壁内的燃料通道;以及限定于所述内壁与所述外壁之间的逆向流动通道。xa0在又一方面,提供一种燃气涡轮系统。该燃气涡轮系统包括压缩机、燃烧器和热屏障覆层。该燃烧器与压缩机流动连通以接收由所述压缩机排放的空气中的至少一些空气。该燃烧器包括至少一个燃料喷嘴,燃料喷嘴包括多个内表面。该热屏障覆层涂覆于多个燃料喷嘴内表面中的至少一个内表面上。热屏障覆层配置成将燃料喷嘴内表面与燃烧气体屏蔽开。xa0优选地,所述燃料喷嘴还包括燃烧器管,所述燃烧器管包括内表面,所述热屏障覆层涂覆于所述燃烧器管内表面的至少一部分上。xa0优选地,所述燃料喷嘴还包括中心体,所述中心体包括外表面,所述热屏障覆层涂覆于所述中心体外表面的至少一部分上。xa0优选地,所述热屏障覆层包括:金属结合覆层,其涂覆于所述多个燃料喷嘴内表面的至少一部分上;以及陶瓷覆层,其涂覆于所述金属结合覆层的至少一部分上。xa0优选地,所述热屏障覆层具有在大约0.004英寸至大约0.100英寸之间的厚度。xa0本发明提供一种DLN燃烧系统,其基本上耐受火焰保持,从而允许充分的时间来检测预混合器中的火焰且修正这种条件。而且,如本文所述,向预混合器涂覆热屏障覆层便于减小预混合器中所需的冷却流体量,从而导致促进成本节省和降低维护成本。这有利地使燃烧系统利用合成气、高氢和其它反应性燃料更有效地操作,且显著地降低昂贵的硬件损坏和强迫停机的风险。xa0
附图说明
图1是示例性燃气涡轮系统的截面图;xa0图2是可用于图1所示的燃气涡轮发动机的示例性燃料喷嘴;以及xa0图3是可用于图1所示的燃气涡轮发动机的示例性燃料喷嘴的放大截面图;以及xa0图4是可用于示例性燃料喷嘴的示例性热屏障覆层的示意图;以及xa0图5是可用于图1所示的燃气涡轮发动机的燃料喷嘴的替代实施例。xa0
具体实施方式
本文所述的示例性方法和系统通过提供下面这样的燃料喷嘴而克服了已知的干式低NOx(DLN)燃烧系统的缺点,这种燃料喷嘴包括先进的冷却系统,冷却系统便于提高火焰保持/回火耐受性。更具体而言,本文的实施例便于通过提供冷却流动在火焰保持/回火事件期间防止燃料喷嘴损坏,冷却流动降低燃料喷嘴温度从而增加时间以检测预混合器中的事件和补救所检测的任何不利条件。在一实施例中,燃料喷嘴包括冷却系统,冷却系统提供背侧对流冷却、冲击冷却与膜冷却的组合以便于在火焰保持期间降低燃料喷嘴的温度。如本文所用的术语“冷却剂”和“冷却流体”是指氮气、空气、燃料或它们的某种组合,和/或可使得燃料喷嘴如本文所述起作用的任何其它流体。xa0在示例性实施例中,热屏障覆层(TBC)涂覆到燃料喷嘴上以形成屏障,该屏障屏蔽燃料喷嘴且便于减小所需的冷却流动和/或降低燃料喷嘴预混合器构件的温度。如在下文中更详细地描述的,可变地选择所涂覆的TBC厚度以实现所希望的热阻水平,即,在TBC系统上所需要的温度降低。应了解如在本申请中使用的术语“轴向”和“在轴向”是指基本上平行于燃料喷嘴中心体的中心纵向轴线延伸的方向和方位。还应了解术语“径向”和“在径向”在本申请中用于指基本上垂直于中心体的中心纵向轴线延伸的方向和方位。还应了解术语“上游”和“下游”在本申请中用于指相对于中心体的中心纵向轴线位于总轴向燃料流动方向中的方向和方位。xa0图1是示例性燃气涡轮系统10的截面图,其包括进口部段12、在进口部段12下游的压缩机部段14、在进口部段12下游配接的燃烧xa0器部段16、在燃烧器部段16下游配接的涡轮部段18,以及排气部段20。燃烧器部段16包括多个燃烧器24。燃气涡轮系统10包括燃料喷嘴组件26。燃料喷嘴组件26包括多个燃料喷嘴28。燃烧器部段16配接到压缩机部段14使得燃烧器24与压缩机14流动连通。燃料喷嘴组件26配接到燃烧器24。涡轮部段18可旋转地配接到压缩机部段14和负荷22,负荷22为例如(但不限于)发电机和机械驱动应用。xa0在操作期间,进口部段12朝向压缩机部段14导送空气。压缩机部段14将入口空气压缩到较高压力和温度且朝向燃烧器部段16排放压缩空气,在燃烧器部段16,其与燃料混合且点燃以生成燃烧气体,燃烧气体流向涡轮部段18,涡轮部段18驱动压缩机部段14和/或负荷22。具体而言,压缩空气被供应到燃料喷嘴组件26。燃料被导送到燃料喷嘴28,其中燃料与空气混合且在燃烧器部段16中在燃料喷嘴28的下游点燃。生成燃烧气体且将燃烧气体导送到涡轮部段18,在涡轮部段18,气体流热能被转换成机械旋转能。废气从涡轮部段18出来且通过排气部段20流到周围大气。xa0图2是可用于燃气涡轮发动机10的示例性燃料喷嘴100。图3是示例性燃料喷嘴100的放大截面图。在示例性实施例中,燃料喷嘴100包括燃烧器管100、喷嘴中心体112、燃料/空气预混合器114以及热屏障覆层118。喷嘴中心体112延伸穿过燃烧器管110使得预混合器通道121限定于中心体112与燃烧器管110之间。在示例性实施例中,燃料喷嘴110包括多个内表面119。xa0燃烧器管110包括环形腔143,环形腔143限定于外周边壁111与内燃烧器壁144之间。多个孔口145限定于内燃烧器壁114内且延伸穿过内燃烧器壁144以使环形腔143与预混合器通道121配接成流动连通。内燃烧器壁144包括外表面147。在替代实施例中,燃烧器管110并不包括孔口145。xa0中心体112包括径向外周向壁137、径向内周向壁136、燃料通道132、逆向流动通道134、端壁133以及中间壁124。外壁137包括xa0外表面138。端壁133包括外表面139。燃料通道132由内壁136限定且从燃料/空气预混合器114朝向端壁133延伸。中间壁124在内燃烧器壁144与内壁136之间延伸且定位于冷却剂入口131与端壁133之间。逆向流动通道134限定于中心体112内且基本上在轴向从端壁133延伸到中间壁124。逆向流动通道134与燃料通道132基本上同心对准且由内周向壁136与燃料通道132分开,内周向壁136限定于中心体112内。多个环形肋135定位于逆向流动通道134内使得肋135沿着逆向流动通道134间隔开以便于优化和促进在外周向壁137上从预混合通道121到逆向流动通道134的传热。肋135可具有便于这种传热的任何形状,包括(但不限于)自壁136在周向延伸的离散弓形环形圈,和/或自壁136延伸的独立凸块。xa0燃料/空气预混合器114包括空气入口115、燃料入口116、冷却剂入口131、冷却剂通道123、旋流叶片122和叶片通道117,叶片通道117限定于旋流叶片122之间。旋流叶片122包括外表面127。冷却剂通道123限定于燃料/空气预混合器114内且从冷却剂入口131延伸到中间壁124。腔室142限定于叶片122的尾部160内,使得腔室142与逆向流动通道134配接成流动连通。多个喷射端口125限定于叶片122的尾部160内且延伸穿过叶片122的尾部160,以将腔室142和逆向流动通道134配接成与预混合通道121流动连通。腔室126限定于叶片122的前部162内,使得腔室126与冷却剂通道123配接成流动连通。xa0燃烧器管110配接到燃料/空气预混合器114使得腔室126与环形腔143流动连通。中心体112配接到燃料/空气预混合器114使得腔室142定位成与逆向流动通道134和预混合通道121流动连通,且燃料通道132自燃料入口116延伸到端壁133。xa0图4是可用于燃料喷嘴100的示例性热屏障覆层118的示意图。在示例性实施例中,热屏障覆层118涂覆到燃料喷嘴100的多个内表面119上。使用等离子喷涂方法来涂覆热屏障覆层118。在替代实施xa0例中,使用电子束物理气相沉积(EB-PVD),向燃料喷嘴100上喷涂热屏障覆层118的浆溶液,和/或将燃料喷嘴110浸到热屏障覆层118的浆溶液内来涂覆热屏障覆层118。热屏障覆层118包括金属结合(metallicxa0bond)覆层164和陶瓷覆层165,金属结合覆层164最初涂覆于内表面119的至少部分上,陶瓷覆层165然后涂覆于金属结合覆层164的至少部分上。在示例性实施例中,热屏障覆层118涂覆有范围在大约千分之四英寸(0.004英寸)至大约千分之一百英寸(0.100)的厚度166。在示例性实施例中,热屏障覆层具有在大约千分之20(0.020英寸)至千分之30英寸(0.030英寸)之间的厚度166。但是应了解可变地选择热屏障覆层118的厚度166以确保实现所希望的热阻水平,其使得燃料喷嘴100如本文所述起作用。xa0在操作期间,燃料50通过燃料入口116到燃料通道132内进入喷嘴中心体112。燃料50通过中心体112导送且冲击到端壁133上,之后燃料50的流动逆向且将燃料导送到逆向流动通道134内。随着燃料进入逆向流动通道134,燃料在肋135上导送且朝向中间壁124,其中燃料50冲击于壁124上且然后重新导向至腔室142内。燃料50通过喷射端口125从腔室142排出且到叶片通道117和预混合通道121内。空气52被通过空气入口115导向至叶片通道117内。随着空气52经过叶片122,在预混合通道121内空气与自喷射端口125排放的燃料50混合。为了便于完全燃烧,预混合通道121的大小确保燃料/空气混合物基本上完全混合,之后将混合物排放到燃烧器反应区(未图示)内。在示例性实施例中,燃料50便于在其通过通道132流动以冲击端壁133时冷却端壁133。此外,当燃料50通过逆向流动通道134流动时,燃料50便于预混合通道121的背侧对流冷却。xa0因此,在燃料50通过燃料通道132和逆向流动通道134流动时,中心体112的外周向壁137由于对流冷却而冷却。xa0冷却剂54通过冷却剂入口131导送至中心体112内并到冷却剂通道123内。冷却剂54冲击到中间壁124上并导向至腔室126内。xa0冷却剂54通过腔室126导送并到环形腔143内,之后通过孔口145排放。在示例性实施例中,冷却剂54便于在其通过环形腔143流动时冷却燃烧器外周边壁111。而且,冷却剂54还在其通过孔口145排放时提供内燃烧器壁144的膜冷却。此外,在冷却剂54通过环形腔143流动时提供外周边壁111上的背侧对流冷却。xa0在操作期间,热屏障覆层118便于在偏离设计的火焰保持事件期间将燃料喷嘴100的内表面119与预混合通道121内生成的燃烧气体屏蔽开。在一实施例中,利用热屏障覆层118实现金属温度至少100°F的降低。因此,在此实施例中,在相同操作条件下,可使用25%更少的冷却流动来保护燃料喷嘴100避免火焰保持/回火事件期间的热损坏。xa0图5是可用于燃气涡轮10的燃料喷嘴200的替代实施例。在图3中提到的与图2所示的构件相同的构件在图3中用相同附图标记来标注。因此,燃料喷嘴200包括燃烧器管110、喷嘴中心体212、燃料/空气预混合器214和热屏障覆层118。喷嘴中心主体212延伸穿过燃烧器管110,使得预混合器通道221限定于中心体212与燃烧器管110之间。燃料喷嘴200包括多个内表面119。xa0在替代实施例中,中心体212包括径向外壁237、径向内壁236、冷却剂通道232、逆向流动通道234、端壁233和中间壁224。冷却剂通道232从燃料/空气预混合器214朝向端壁233延伸,且中间壁224在内燃烧器壁144与内壁236之间延伸且定位于燃料入口216与端壁233之间。逆向流动通道234限定于中心体212内且从端壁333延伸到中间壁224。而且,逆向流动通道234与冷却剂通道232基本上同心对准且由内壁236与冷却通道232分开,内壁236在中心体212内延伸。多个环形肋235定位于逆向流动通道234内,使得肋235沿着逆向流动通道234间隔开,以便于优化和提高在外周向壁237上从预混合通道221到逆向流动通道234的传热。xa0燃料/空气预混合器214包括空气入口215、燃料入口216、冷却xa0剂入口231、燃料通道223、旋流叶片222和叶片通道217,叶片通道217限定于旋流叶片222之间。燃料通道223限定于燃料/空气预混合器214内且从燃料入口216延伸到中间壁224。腔室242限定于叶片222的前部262内且与燃料通道223流动连通。多个喷射端口225限定于叶片222的前部262内且延伸穿过叶片222的前部262,以将燃料通道223与预混合通道221配接成流动连通。腔室226限定于叶片222的尾部260内,使得腔室226与逆向流动通道234配接成流动连通。xa0燃烧器管110配接到燃料/空气预混合器214,使得腔室226与环形腔143流动连通。中心体212配接到燃料/空气预混合器214,使得腔室226定位成与环形腔143和逆向流动通道234流动连通,且冷却剂通道232从冷却剂入口231延伸到端壁233。热屏障覆层118涂覆到燃料喷嘴200的内表面119。xa0在替代实施例中,在操作期间,燃料50通过燃料入口216到燃料通道223内而进入喷嘴中心体212。燃料50冲击到中间壁224上,之后燃料50的流动被导送到腔室242内且通过喷射端口225从腔室242排放到叶片通道217内。冷却剂54通过冷却剂入口231到冷却剂通道232内而进入中心体212。冷却剂54通过中心体212导送且冲击于端壁233上,因此,冷却剂54的流动逆向且冷却剂54被导送到逆向流动通道234内。在冷却剂54进入逆向流动通道234时,冷却剂54在肋235上且朝向中间壁224导送,其中,冷却剂54冲击到中间壁224上且重新导向至腔室226内。冷却剂54通过腔室226导送到环形腔143内,之后通过多个孔口145排放。xa0在替代实施例中,冷却剂54便于在其通过环形腔143流动时冷却燃烧器外周边壁111,且在冷却剂54通过孔口145排放时在内燃烧器壁144上提供膜冷却。此外,在冷却剂54通过环形腔143流动时提供外周边壁111上的背侧对流冷却。冷却剂54也便于在它通过冷却剂通道232流动以冲击到端壁233上时冷却端壁233。此外,冷却xa0剂54在其通过逆向流动通道234流动时便于外壁237的背侧对流冷却。热屏障覆层118便于在偏离设计火焰保持事件期间将燃料喷嘴200的内表面165与在燃料喷嘴200内生成的燃烧气体屏蔽开。因此,在这些替代实施例中,在相同操作条件下,减少了在火焰保持/回火事件期间便于减少对燃料喷嘴200损坏所需的冷却剂流的量。xa0上文所述的方法和系统便于通过提供具有提高火焰保持/回火特征的燃料喷嘴来改进干式低NOx(DLN)燃烧系统的操作。因此,本文所述的实施例便于例如在燃气涡轮应用中以更具成本效益的方式在DLN燃烧系统中使用反应性更强的燃料,例如合成气体(“合成气”)和具有高百分比高级烃的天然气。上文所述的系统还通过使用带有冷却系统和热屏障覆层的燃料喷嘴来减弱火焰保持/回火事件期间的损坏的方法,冷却系统包括背侧对流冷却、冲击冷却和膜冷却的组合。因此,可延长干式低NOx燃烧系统的性能寿命,因为减少了在DLN燃烧系统的操作寿命中可能会发生的火焰保持/回火事件造成的损害。xa0在上文中详细地描述了对燃烧系统中的燃料喷嘴进行热保护的方法和系统的示例性实施例。该方法和系统并不限于本文所描述的具体实施例,而是可独立地和单独于本文所述的其它构件和/或步骤来利用系统构件和/或方法步骤。举例而言,该方法也可结合其它燃料燃烧系统和方法使用且并不限于仅利用本文所述的DLN燃烧系统和方法来实践。而是,可结合许多其它燃料燃烧应用来实施和利用示例性实施例。xa0尽管本发明各种实施例的具体特点可在某些附图中示出且未在其它附图中示出,这只是为了方便起见。根据本发明的原理,可结合任何其它图的任何特点来参考和/或主张附图的任何特点。xa0这些书面描述使用实例来公开本发明,包括最佳实施方式,且也使得本领域技术人员能实践本发明,包括做出和使用任何装置或系统且执行任何合并的方法。本发明的专利保护范围由权利要求书限定且xa0可包括本领域技术人员想到的其它实例,如果这些其它实例具有与权利要求书的字面语言并无不同的结构元件或者如果它们包括与权利要求书的字面语言并无实质不同的等效结构元件,那么这些其它实例预期在本发明的范围内。xa0部件列表xa0xa0xa010 xa0xa0燃气涡轮发动机 xa0xa012 xa0xa0进口部段 xa0xa014 xa0xa0压缩机 xa0xa016 xa0xa0燃烧器部段 xa0xa018 xa0xa0涡轮部段 xa0xa020 xa0xa0排气部段 xa0xa022 xa0xa0负荷 xa0xa024 xa0xa0燃烧器 xa0xa025 xa0xa0实施例 xa0xa026 xa0xa0燃料喷嘴组件 xa0xa028 xa0xa0燃料喷嘴 xa0xa050 xa0xa0燃料 xa0xa052 xa0xa0空气 xa0xa054 xa0xa0冷却剂 xa0xa0100 xa0xa0燃料喷嘴 xa0xa0110 xa0xa0燃烧器管 xa0xa0111 xa0xa0燃烧器外周边壁 xa0xa0112 xa0xa0中心体 xa0xa0114 xa0xa0燃料/空气预混合器 xa0xa0115 xa0xa0空气入口 xa0xa0116 xa0xa0燃料入口 xa0xa0117 xa0xa0叶片通道 xa0xa0118 xa0xa0热屏障覆层 xa0xa0119 xa0xa0内表面 xa0xa0121 xa0xa0预混合通道 xa0xa0122 xa0xa0旋流叶片 xa0xa0123 xa0xa0冷却剂通道 xa0xa0124 xa0xa0中间壁 xa0xa0125 xa0xa0多个喷射端口 xa0xa0126 xa0xa0腔室 xa0xa0127 xa0xa0外表面 xa0xa0131 xa0xa0冷却剂入口 xa0xa0132 xa0xa0燃料通道 xa0xa0133 xa0xa0端壁 xa0xa0134 xa0xa0逆向流动通道 xa0xa0135 xa0xa0多个环形肋 xa0xa0136 xa0xa0内周向壁 xa0xa0137 xa0xa0外周向壁 xa0xa0138 xa0xa0外表面 xa0xa0139 xa0xa0外表面 xa0xa0142 xa0xa0腔室 xa0xa0143 xa0xa0环形腔 xa0xa0144 xa0xa0内燃烧器壁 xa0xa0145 xa0xa0多个孔口 xa0xa0147 xa0xa0外表面 xa0xa0160 xa0xa0尾部 xa0xa0162 xa0xa0前部 xa0xa0164 xa0xa0金属结合覆层 xa0xa0165 xa0xa0陶瓷覆层 xa0xa0166 xa0xa0厚度 xa0xa0200 xa0xa0燃料喷嘴 xa0xa0212 xa0xa0中心体 xa0xa0214 xa0xa0燃料/空气预混合器 xa0xa0215 xa0xa0空气入口 xa0xa0216 xa0xa0燃料入口 xa0xa0217 xa0xa0叶片通道 xa0xa0221 xa0xa0预混合通道 xa0xa0222 xa0xa0旋流叶片 xa0xa0223 xa0xa0燃料通道 xa0xa0224 xa0xa0中间壁 xa0xa0225 xa0xa0喷射端口 xa0xa0226 xa0xa0腔室 xa0xa0231 xa0xa0冷却剂入口 xa0xa0232 xa0xa0冷却剂通道 xa0xa0233 xa0xa0端壁 xa0xa0234 xa0xa0逆向流动通道 xa0xa0235 xa0xa0肋 xa0xa0236 xa0xa0内壁 xa0xa0237 xa0xa0径向外壁 xa0xa0242 xa0xa0腔室 xa0xa0260 xa0xa0尾部 xa0xa0262 xa0xa0前部