具有冷却套管的燃烧室的制作方法_2

文档序号:9214734阅读:来源:国知局
衡。
[0034]除燃烧室之外,包括压缩机、涡轮和具有多个上面描述的燃烧室的燃烧器的燃气涡轮是本公开的目标。
[0035]这种燃气涡轮包括具有套管区段的多个燃烧室,套管区段至少部分地封闭导管壁,以沿着导管壁的外表面导引套管区段和导管壁之间的通道中的冷却气体。导管壁本身在运行期间导引热气流路径中的热气流,热气流路径具有上游端和下游端。套管区段具有一个主入口开口,主入口开口从导管壁朝外。主入口开口的横截面积大于通往套管区段的所有冷却开口的横截面积的总和的70%或80%。
[0036]根据另一个实施例,燃气涡轮包括多个燃烧室,燃烧室沿周向围绕燃气涡轮的轴线分布。燃烧室各自布置成使得其主入口开口面朝燃气涡轮的轴线。另外,燃气涡轮包括在压缩机后面的扩散器,扩散器具有朝向主入口开口的出口,使得在燃气涡轮的运行期间,离开扩散器的压缩气体冲击在主入口开口上。
[0037]由于这种布置的原因,可在主入口开口中至少部分地回收离开压缩机的压缩气体的动能,以提高燃烧室的冷却通道中的冷却气体的静压力。
[0038]根据又一个实施例,燃气涡轮包括用于将压缩机出口气体的一部分引导到燃气涡轮的喷燃器的第二扩散器。因而喷燃器最佳地供应有高压气体,以进行燃烧,并且确保良好地冷却燃烧器壁。
[0039]燃气涡轮可具有带有一个燃烧室的传统燃烧器。燃气涡轮还可包括具有一个布置在另一个下游的至少两个燃烧室的顺序燃烧器组件。在顺序燃烧器组件中,一个或两个燃烧室可构造有具有套管区段的燃烧室,套管区段至少部分地封闭导管壁,以沿着导管壁的外表面导引套管区段和导管壁之间的通道中的冷却气体。导管壁本身在运行期间导引热气流路径中的热气流,热气流路径具有上游端和下游端。第一燃烧室、相应地第二燃烧室的套管区段具有一个主入口开口,主入口开口从导管壁朝外。主入口开口的横截面积大于通往相应的燃烧室的套管区段的所有冷却开口的横截面积的总和的70%或80%。
[0040]可使用不同的喷燃器类型。对于第一燃烧器,例如可使用例如从EP O 321 809中了解到的所谓的EV喷燃器,或者例如从DE 195 47 913中了解到的AEV喷燃器。也可使用欧洲专利申请EP 12 189 388.7中描述的BEV喷燃器,其包括旋流室,该申请通过引用而结合在本文中。在罐结构中,可每个罐式燃烧器使用单个或多个喷燃器组件。另外,可使用US2004/0211186(通过引用而结合在本文中)中描述的火焰片燃烧器作为第一燃烧器。
【附图说明】
[0041]在示意性附图的协助下,在下面更详细地描述本公开及其性质和优点。
[0042]参照附图:
图1显示燃气涡轮,其具有压缩机、燃烧组件和涡轮;
图2a显示通过图1的两个燃烧室的A-A的剖面。
[0043]图2b显示在图2a的燃烧室周围的静压力分布,
图3显示燃气涡轮,其具有压缩机、燃烧组件和涡轮,燃烧组件具有燃烧室,燃烧室具有冷却套管,冷却套管包括主入口开口 ;
图4显示通过图3的燃烧室的B-B的剖面;
图5显示燃气涡轮,其具有压缩机、燃烧组件和涡轮,燃烧组件具有燃烧室,燃烧室具有冷却套管,冷却套管包括主入口开口 ;
图6显示通过图5的燃烧室的C-C的剖面,
图7a、7b、7c、7d显示具有几何形状不同的主入口开口的冷却套管的俯视图;
图8a、8b、8c、8d、8e、8f显示具有不同肋组件的燃烧室的透视图,肋组件用于导引导管壁和冷却套管之间的冷却通道中的冷却气体流。
[0044]部件列表 I燃气涡轮
2轴线 3压缩机 4燃烧器 5涡轮 7排气 8压缩气体 9热气流燃烧产物 10导管壁 11右通道侧 12内部通道侧 13左通道侧 14外部通道侧 15套管区段 16冷却气体 17主入口开口 18钟形口 19扩散器 20偏转器 21肋
22辅助入口开口 23孔口
24第二扩散器 25喷燃器 26燃烧室 27紊流器 28燃料
30压缩机稳压室 31燃烧器壳。
【具体实施方式】
[0045]图1显示燃气涡轮1,其具有冲击冷却式燃烧器4。燃气涡轮I包括压缩机3、燃烧器4和涡轮5。
[0046]进口空气2被压缩机3压缩成压缩气体8。燃料28与压缩气体8在燃烧器4中燃烧,产生热气流9。热气9在涡轮5中膨胀,产生机械功。
[0047]燃烧器4容纳在燃烧器壳31中。离开压缩机3的压缩气体8传送通过扩散器19,以至少部分地回收离开压缩机3的气体的动压力。
[0048]典型地,燃气涡轮系统包括发电机,发电机联接到燃气涡轮I的轴2上。燃气涡轮I进一步包括用于涡轮5的冷却系统,未显示冷却系统,因为它不是本公开的主题。
[0049]排气7离开涡轮5。典型地在后面的水蒸汽循环中使用余热,在这里也未显示水蒸汽循环。
[0050]图1显示燃烧器4,其具有用于冷却导管壁10的冲击冷却组件。燃烧器4包括在上游端处的喷燃器25和从喷燃器延伸到下游端的燃烧室26。燃烧室26在侧部由导管壁10界定。为了进行冲击冷却,围绕燃烧室26布置套管15,套管15包括用于对导管壁10进行冲击冷却的孔口。在冷却气体16冲击在导管壁10上之后,冷却气体16在由导管壁10和套管15形成的冷却流路径中,以与燃烧室26内部的热气流逆流的方式流向燃烧室26的上游端。在冷却导管壁10之后,冷却气体15可在热气流路径的上游端处流到燃烧室26中,以进一步用作燃烧气体。
[0051]图2a显示通过图1的两个相邻燃烧室26的区段A-A的剖面,作为布置成沿周向围绕燃气涡轮的轴线分布的多个燃烧室26的示例。燃烧室的导管壁10被套管区段15封闭。各个导管壁10限定燃烧室26的热气通道。在这个示例中,燃烧室26的横截面基本为长方形,并且被冷却通道封闭,冷却通道由套管区段15界定。通道具有面向燃气涡轮的轴线的方向的内部通道侧12、右通道侧11、左通道侧13和外部通道侧14。所有通道侧11、12、13、14都被冷却气体16冲击冷却。用于冷却左通道侧11、右通道侧13和外部通道侧14的冷却气体至少部分地传送通过两个相邻燃烧室26的套管15之间的间隙。由于空间约束,这个间隙可较小,使得冷却气体16在间隙中的流速高。由于这些流速高,间隙中的静压力降低。因而,进入左通道11和右通道侧13的冷却气体16具有降低的压力。另外,通过这个间隙的流会产生压降,使得离开间隙且馈送给外部通道侧14的冷却气体16具有降低的总压力。
[0052]围绕图2a的燃烧室26的产生静压力分布在图2b中显示为沿围绕导管壁10的顺时针方向的角γ的函数。图2b指示内部通道侧12中的压力高于外部通道侧14上的压力。在左通道侧和右通道侧上的冷却气体压力甚至低于外部通道侧14中的压力。由于不同的通道侧中的压力水平不同,所以对于导管壁的不同区段的冷却也有很大不同。
[0053]图3基于图1,但具有经修改的套管区段15,以减小冷却气体压力差和围绕导管壁10的不同区段而产生的冷却气体流量差。套管区段15仅具有一个用于对包围导管壁10的冷却通道进行馈送的主入口开口 17。图3中显示的燃气涡轮I的剖面不是直切式的,而是遵从导管壁10的轮廓,如图4中的切线II1-1II所指示的那样。因而,围绕导管壁10流动的冷却气体16的流线型可在图3中显示。为了对主入口开口 17供应冷却气体16,压缩机扩散器利用偏转器20分成第一扩散器19和第二扩散器24,第一扩散器19将大部分压缩气体8引导向喷燃器25,第二扩散器24则将一部分压缩气体8引导向主入口开口 17,以对包围导管壁10的冷却通道进行馈送。在这个示例中,主入口开口 17包括钟形口 18,其中,可进一步回收离开第二扩散器的压缩气体的剩余动能,以提高冷却通道中的冷却气体16的静压力。
[0054]在图4中显示主入口开口 17的区域中的燃烧室26的横截面B-B。在这个示例中,主入口开口 17构造成钟形口 18,以在冷却气体16被导引在导管壁10和围绕燃烧室26的套管区段15之间的通道中之前回收动压力
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1