专利名称：后架以及用于冷却后架的方法
技术领域：
本发明大体上涉及燃烧室,确切地说,涉及燃烧室中的后架(aft frames)。具体而言，本发明涉及具有新颖的冷却特征的后架，以及用于冷却后架的新方法。
背景技术：
涡轮机系统被广泛用于发电等领域中。例如，传统的燃气涡轮机系统包括压缩机、燃烧室，以及涡轮机。在传统的燃气涡轮机系统中，压缩机向燃烧室提供压缩的空气。进入燃烧室的空气与燃料进行混合并燃烧。热的燃烧气体从燃烧室流入涡轮机中，以驱动燃气涡轮机系统并发电。此外，在典型配置中，环状排列的燃烧室经由多个过渡件来连接到涡轮机的第一级。过渡件均被塑造成特定的形状，以使所述过渡件的一端适合相应的燃烧室衬里，且另一端适合涡轮机的入口。因此，在所述另一端上，过渡件具有用以将所述过渡件固定到涡轮机的后架。环绕过渡管可设有冲击套管，用以引导从压缩机中排出的工作流体与过渡件接触。此类工作流体最终会与燃烧室中的燃料混合。目前，进入过渡件与其周围的冲击套管之间的流路的部分工作流体将经由后架中的孔排出。在源自燃烧室中的热气体进入涡轮机之间，用于冷却后架的此类工作流体会进入所述热气体中。当前的此类冷却方法中存在以下问题此类工作流体实际上避开了燃烧室中的混合和燃烧，因此实际上提高了火焰温度，并增加了 NOx的排放量。因此，所属领域中需要对后架和用于冷却后架的方法进行改进。例如，需要以下后架和方法对后架进行冷却，而不会将用于冷却后架的流体直接导入热气体中。此外，需要以下后架和方法对后架进行冷却，并随后重新利用所述冷却流体。
发明内容
以下说明将部分阐明本发明的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够推导出。在一项实施例中，本发明揭示用于过渡件的后架。燃烧室包括过渡件和冲击套管，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路。所述后架包括主体，以及形成于所述主体中、且大体沿径向延伸的冷却通道，所述冷却通道包括配置用于获取冷却剂的第一端。所述后架进一步包括形成于所述主体中的排出通道，所述排出通道包括与所述冷却通道连通的第一端，以及配置成与所述流路连通的第二端，用以供冷却剂流过。所述主体包括上部、下部、左侧部分和右侧部分，且其中所述冷却通道界定于所述左侧部分或所述右侧部分其中之一。所述后架进一步包括多个冷却通道和多个排出通道。所述后架还包括界定于所述主体中且大体环绕所述主体的外围的一部分延伸的冷却凹槽，所述冷却凹槽具有配置用于获取冷却剂的开口 ；以及界定于所述主体中的多个排出通道，所述多个排出通道中的至少一个包括与所述冷却通道连通的第一端以及配置成与所述流路连通的第二端，用以供所述冷却剂流过，且所述多个排出通道中的至少另一个包括与所述冷却凹槽连通的第一端以及配置成与所述流路连通的第二端，用以供所述冷却剂流过。所述主体包括上部、下部、左侧部分和右侧部分，且其中所述冷却凹槽界定于所述上部或所述下部其中之一。所述后架进一步包括多个冷却凹槽和设置在所述排出通道中的多个湍流器。在另一项实施例中，本发明揭示用于过渡件的后架。所述燃烧室包括过渡件和冲击套管，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路。所述后架包括具有外围的主体，以及形成于主体中、且大体环绕所述主体的外围的一部分延伸的冷却凹槽，所述冷却凹槽具有配置用于获取冷却剂的开口。所述后架进一步包括形成于所述主体中的排出通道，所述排出通道包括与所述冷却凹槽连通的第一端，以及 配置成与所述流路连通的第二端，用以供冷却剂流过。所述后架进一步包括界定于所述主体中且大体环绕所述主体的所述外围延伸的密封凹槽，所述密封凹槽配置用于接纳设置于其中的密封装置。所述冷却凹槽界定在所述密封凹槽的下游。所述主体包括上部、下部、左侧部分和右侧部分，且其中所述冷却凹槽界定于所述上部或所述下部其中之一。所述后架还包括多个冷却凹槽和多个排出通道。所述后架进一步包括界定于所述主体中且大体沿径向延伸的冷却通道，所述冷却通道包括配置用于获取冷却剂的第一端；以及界定于所述主体中的多个排出通道，所述多个排出通道中的至少一个包括与所述冷却通道连通的第一端，以及配置成与所述流路连通的第二端，且所述多个排出通道中的至少另一个包括与所述冷却凹槽连通的第一端，以及配置成与所述流路连通的第二端，用以供所述冷却剂流过。所述主体包括上部、下部、左侧部分和右侧部分，且其中所述冷却通道界定于所述左侧部分或所述右侧部分其中之一。所述后架还包括多个冷却通道和设置在所述排出通道中的多个湍流器。在另一项实施例中，本发明揭示用于冷却过渡件的后架的方法。所述燃烧室包括过渡件和冲击套管，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路。所述方法包括使冷却剂流过形成于所述后架中、且大体沿径向延伸的冷却通道；使所述冷却剂从所述冷却通道流入与所述冷却通道连通的排出通道中；以及将所述冷却剂从所述排出通道排入所述流路中。所述后架包括主体，所述主体包括上部、下部、左侧部分和右侧部分，且其中所述冷却通道界定于所述左侧部分或所述右侧部分的其中之一。参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特征、方面和优点。附图并入本说明书并构成本说明书的一部分，展示了本发明的各实施例，并与具体说明一起解释本发明的原理。
本说明书参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细揭示了本发明，包括其最佳模式，其中图I是根据本发明的一项实施例的燃气涡轮机系统的若干部分的截面图；图2为根据本发明的一项实施例的后架的正面透视图；图3为根据本发明的一项实施例的后架的背面透视图；图4为根据本发明的一个实施例的后架的沿图3中的线4-4的截面图5为根据本发明的一个实施例的后架的沿图2中的线5-5的截面图；以及与图5的视角类似，图6是根据本发明的一项实施例的燃烧室的后架和多种其他部件的整体截面图。元件符号列表
权利要求
1.一种用于燃烧室(16)中过渡件(26)的后架(50)，所述燃烧室(16)包括所述过渡件(26)和冲击套管(34)，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路(36)，所述后架(50)包括 主体(60)； 界定于所述主体(60)中且大体沿径向延伸的冷却通道(70)，所述冷却通道(70)包括配置用于获取冷却剂(52)的第一端(72)； 界定于所述主体(60)中的排出通道(80)，所述排出通道(80)包括与所述冷却通道(70)连通的第一端(82)，以及配置成与所述流路(36)连通的第二端(84)，用以供所述冷却剂(52)流过。
2.根据权利要求I所述的后架(50)，其特征在于，所述主体(60)包括上部(62)、下部(64)、左侧部分(68)和右侧部分(66)，且其中所述冷却通道(70)界定于所述左侧部分(68)或所述右侧部分(66)其中之一。
3.根据权利要求I所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括 界定于所述主体(60)中且大体环绕所述主体(60)的外围(61)的一部分延伸的冷却凹槽(90)，所述冷却凹槽(90)具有配置用于获取冷却剂(52)的开口(92);以及 界定于所述主体(60)中的多个排出通道(80)，所述多个排出通道(80)中的至少一个包括与所述冷却通道(70)连通的第一端(82)，以及配置成与所述流路(36)连通的第二端(84)，用以供所述冷却剂(52)流过，且所述多个排出通道(80)中的至少另一个包括与所述冷却凹槽(90)连通的第一端(82)，以及配置成与所述流路(36)连通的第二端(84)，用以供所述冷却剂(52)流过。
4.根据权利要求3所述的后架(50)，其特征在于，所述主体(60)包括上部(62)、下部(64)、左侧部分(68)和右侧部分(66)，且其中所述冷却凹槽(90)界定于所述上部(62)或所述下部(64)其中之一。
5.根据权利要求3所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括多个冷却凹槽(90)。
6.根据权利要求I所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括设置在所述排出通道(80)中的多个湍流器(100)。
7.一种用于燃烧室(16)中过渡件(26)的后架(50)，所述燃烧室(16)包括所述过渡件(26)和冲击套管(34)，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路(36)，所述后架(50)包括 界定外围(61)的主体(60)； 界定于所述主体(60)中且大体环绕所述主体(60)的所述外围(61)的一部分延伸的冷却凹槽(90)，所述冷却凹槽(90)具有配置用于获取冷却剂(52)的开口(92);以及 界定于所述主体(60)中的排出通道(80)，所述排出通道(80)包括与所述冷却凹槽(90)连通的第一端(72)，以及配置成与所述流路(36)连通的第二端(74)，用以供冷却剂(52)流过。
8.根据权利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括界定于所述主体(60)中且大体环绕所述主体(60)的所述外围(61)延伸的密封凹槽(110)，所述密封凹槽(110)配置用于接纳放置其中的密封(112)。
9.根据权利要求8所述的后架(50)，其特征在于，所述冷却凹槽(90)界定于所述密封凹槽(110)的下游。
10.根据权利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述主体(60)包括上部(62)、下部(64)、左侧部分(68)和右侧部分(66)，且其中所述冷却凹槽(90)界定于所述上部(62)或所述下部(64)其中之一。
11.根据权利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括 界定于所述主体(60)中且大体沿径向延伸的冷却通道(70)，所述冷却通道(70)包括配置用于获取冷却剂(52)的第一端(72);以及 界定于所述主体(60)中的多个排出通道(80)，所述多个排出通道(80)中的至少一个包括与所述冷却通道(70)连通的第一端(82)，以及配置成与所述流路(36)连通的第二端(84)，且所述多个排出通道(80)中的至少另一个包括与所述冷却凹槽(90)连通的第一端(82)，以及配置成与所述流路(36)连通的第二端(84)，用以供所述冷却剂(52)流过。
12.根据权利要求11所述的后架(50)，其特征在于，所述主体(60)包括上部(62)、下部(64)、左侧部分(68)和右侧部分(66)，且其中所述冷却通道(70)界定于所述左侧部分(68)或所述右侧部分(66)其中之一。
13.根据权利要求11所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括多个冷却通道(70)。
14.根据权利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述后架进一步包括设置在所述排出通道(80)中的多个湍流器(100)。
15.一种用于冷却燃烧室(16)中过渡件(26)的后架(50)的方法，所述燃烧室(16)包括所述过渡件(26)和冲击套管(34)，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路(36)，所述方法包括 使冷却剂(52)流过大体沿径向延伸的冷却通道(70)，其中所述冷却通道界定于所述后架(50)中； 使所述冷却剂(52)从所述冷却通道(70)流入排出通道(80)中，其中所述排出通道与所述冷却通道(70)连通；以及 将所述冷却剂(52)从所述排出通道(80)排入所述流路(36)中。
全文摘要
本发明公开了一种后架以及用于冷却后架的方法。在一项实施例中，本发明公开了一种用于燃烧室中过渡件的后架。所述燃烧室包括所述过渡件和一个冲击套管，所述冲击套管至少部分界定两者之间的流路。所述后架包括一个主体，以及界定于所述主体中并且大体沿径向延伸的一个冷却通道，其中所述冷却通道包括配置用于获取冷却剂的第一端。所述后架进一步包括界定于所述主体中的一个排出通道，所述排出通道包括与所述冷却通道连通的第一端，以及配置成与所述流路连通的第二端，用以供所述冷却剂流过。
文档编号F23R3/60GK102679402SQ20121007894
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月15日 优先权日2011年3月16日
发明者D·W·奇拉, D·利奇, K·W·麦马罕, P·B·梅尔顿 申请人:通用电气公司