燃烧器罩盖组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种燃烧器罩盖组件。更具体地，该本发明涉及构造成将用于冷却罩盖组件的盖板的冷却空气循环回限定在燃烧器内的环形流动通路中的燃烧器。
【背景技术】
[0002]在摄取空气的涡轮机(例如，燃气轮机)中，空气进入压缩机并且在其朝燃烧器输送时逐渐地加压。压缩空气与燃料预混合并且在限定于燃烧器内的燃烧室内点燃，因此产生高温燃烧气体。燃烧气体然后从燃烧室经由衬套和/或过渡件输送到涡轮机的涡轮区段中，在该处，燃烧气体流动越过交错成排的静止导叶和固定到转子轴上的转子叶片。当燃烧气体流动越过转子叶片时，动能和/或热能传递至转子叶片，因此引起转子轴旋转。
[0003]为了提高涡轮效率，现代的燃烧器在高温下操作，高温对设置于燃烧器内的各种机械构件生成高热应力。结果，供应至燃烧器的压缩空气的至少一部分用于冷却这些构件。例如，特定燃烧器包括大体上环形的罩盖组件，其至少部分地包围燃烧器内的一个或更多个燃料喷嘴。某些罩盖组件设计包括设置在罩盖组件的下游端处的盖板。燃料喷嘴至少部分地延伸穿过盖板，其通常设置成邻近燃烧室。结果，盖板大体上暴露于极高温度。
[0004]冷却盖板的一种方式是将压缩空气的一部分输送至罩盖组件内和盖板的上游侧上。压缩空气然后输送穿过延伸穿过盖板的多个冷却孔。该方法在本行业中称为泻流冷却。然而，流动穿过多个冷却孔的压缩空气大体上未与燃料混合而进入燃烧室中。结果，诸如氮氧化物(N0X)的排气可加重，且涡轮效率可降低。因此，使用于冷却盖板的压缩空气再循环使得可在燃烧之前与燃料预混合的冷却盖板的改进系统将是有用的。
【发明内容】
[0005]本发明的各方面和优点将在以下描述中阐明，或可从描述中变得明显，或可通过实践本发明来认识到。
[0006]本发明的一个实施例为一种燃烧器罩盖组件。燃烧器罩盖组件包括联接到环形护罩的后端部分上的冲击板。盖板联接到冲击板上，并且冲击空气仓室限定在其间。流动调节板联接到护罩的前端部分上。流动调节板包括内带部分、外带部分，以及在内带部分与外带部分之间沿径向延伸的环形部分。环形部分包括上游侧和下游侧，并且限定多个流动调节通路，其提供了穿过上游侧和下游侧的流体连通。流动调节板的内带部分至少部分地限定排气通道，其与冲击空气仓室以及与排气出口流体连通。
[0007]本发明的另一个实施例为一种燃烧器。燃烧器包括在外壳内沿轴向延伸的至少一个燃料喷嘴。外壳至少部分地限定燃烧器内的高压仓室。燃烧器还包括燃烧器罩盖组件，其包围外壳内的燃烧喷嘴的至少一部分。燃烧器罩盖组件包括联接到环形护罩的后端部分上的冲击板，以及联接到冲击板的相对端上的盖板。冲击板和护罩至少部分地限定在其间的冷却空气仓室。盖板和冲击板限定冲击空气仓室，其与冷却空气仓室流体连通。燃烧器还包括联接到护罩的前端部分上的流动调节板。流动调节板包括内带部分、外带部分和在其间沿径向延伸的环形部分。环形部分设置在限定于外壳内的环形流动通路内。环形流动通路提供了燃烧器的高压仓室与头端部分之间的流体连通。环形部分包括上游侧、下游侧和多个流动调节通路，其提供了从高压仓室穿过环形部分且进入头端部分的流体连通。内带部分至少部分地限定与冲击空气仓室流体连通的排气通道。排气通道与排气出口流体连通，在该处，排气出口与环形流动通路流体连通。
[0008]本发明的另一个实施例为一种燃气轮机。燃气轮机包括压缩机区段、压缩机区段下游的燃烧区段，以及设置在燃烧区段下游的涡轮区段。燃烧区段包括至少一个燃烧器，其由外壳至少部分地包围。外壳至少部分地限定高压仓室，其与压缩机区段流体连通。燃烧器包括在外壳内沿轴向延伸的至少一个燃料喷嘴，以及沿周向包围燃料喷嘴的至少一部分的燃烧器罩盖组件。燃烧器罩盖组件包括联接到环形护罩的后端部分上的冲击板，以及联接到冲击板的相对端上的盖板。冲击板和护罩至少部分地限定冷却空气仓室。盖板和冲击板至少部分地限定与冷却空气仓室流体连通的冲击空气仓室。流动调节板联接到护罩的前端部分上。流动调节板包括内带部分、外带部分和在其间沿径向延伸的环形部分。环形部分设置在环形流动通路内，其提供了燃烧器的高压仓室与头端部分之间的流体连通。环形部分包括上游侧、下游侧和多个流动调节通路，其提供了从高压仓室穿过环形部分且进入头端部分的流体连通。内带部分至少部分地限定与冲击空气仓室流体连通的排气通道。排气通道与排气出口流体连通，在该处，排气出口与环形流动通路流体连通。
[0009]本发明的第一技术方案提供了一种燃烧器罩盖组件，包括:冲击板，其联接到环形护罩的后端部分；盖板，其联接到冲击板，盖板和冲击板限定其间的冲击空气仓室；以及流动调节板，其联接到护罩的前端部分，流动调节板具有内带部分、外带部分和在内带部分与外带部分之间沿径向延伸的环形部分，环形部分具有上游侧和下游侧，环形部分限定提供穿过上游侧和下游侧的流体连通的多个流动调节通路；其中流动调节板的内带部分至少部分地限定排气通道，排气通道与冲击空气仓室和排气出口流体连通。
[0010]本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，还包括流体导管，其在护罩内在冲击板与流动调节板的内带部分之间延伸，其中流体导管提供冲击空气仓室与排气通道之间的流体连通。
[0011 ] 本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，排气出口延伸穿过多个流动调节通路上游的内带部分的径向外表面。
[0012]本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，排气出口延伸穿过多个流动调节通路下游的内带部分的径向外表面。
[0013]本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，内带部分至少部分地限定内带部分内的冷却空气排气仓室，冷却空气排气仓室与排气通道和排气出口流体连通。
[0014]本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，排气通道进一步限定在流动调节板的环形部分内。
[0015]本发明的第七技术方案是在第六技术方案中，排气出口设置在多个流动调节通路的一个或更多个流动调节通路内。
[0016]本发明的第八技术方案是在第六技术方案中，排气出口沿流动调节板的环形部分的下游侧设置。
[0017]本发明的第九技术方案提供了一种燃烧器，包括:燃料喷嘴，其在外壳内沿轴向延伸，其中外壳限定燃烧器内的高压仓室；以及燃烧器罩盖组件，其包围外壳内的燃料喷嘴的至少一部分，燃烧器罩盖组件包括:联接到环形护罩的后端部分的冲击板和联接到冲击板的相对端的盖板，冲击板和护罩至少部分地限定冷却空气仓室，盖板和冲击板限定与冷却空气仓室流体连通的冲击空气仓室；以及联接到护罩的前端部分的流动调节板，流动调节板具有内带部分、外带部分和在其间沿径向延伸的环形部分，环形部分设置在环形流动通路内，环形流动通路提供燃烧器的高压仓室与头端部分之间的流体连通；其中环形部分包括上游侧、下游侧和提供从高压仓室穿过环形部分并进入头端部分的流体连通的多个流动调节通路；其中内带部分至少部分地限定排气通道，排气通道与冲击空气仓室流体连通；其中排气通道与排气出口流体连通，排气出口与环形流动通路流体连通。
[0018]本发明的第十技术方案是在第九技术方案中，还包括流体导管，其在护罩内在冲击板与流动调节板的内带部分之间延伸，其中流体导管提供冲击空气仓室与排气通道之间的流体连通。
[0019]本发明的第十一技术方案是在第九技术方案中，排气出口延伸穿过多个流动调节通路上游的内带部分的径向外表面。
[0020]本发明的第十二技术方案是在第九技术方案中，排气出口延伸穿过多个流动调节通路下游的内带部分的径向外表面。
[0021]本发明的第十三技术方案是在第九技术方案中，内带部分至少部分地限定内带部分内的冷却空气排气仓室，冷却空气排气仓室与排气通道和排气出口流体连通。
[0022]本发明的第十四技术方案是在第九技术方案中，排气通道进一步限定在流动调节板的环形部分内。
[0023]本发明的第十五技术方案是在第十四技术方案中，排气出口设置在多个流动调节通路的一个流动调节通路内。
本发明的第十六技术方案是在第十四技术方案中，排气出口沿流动调节板的环形部分的下游侧设置。
[0024]本发明的第十七技术方案提供了一种燃气轮机，包括:压缩机区段、压缩机区段下游的燃烧区段，以及设置在燃烧区段下游的涡轮区段，燃烧区段包括由外壳至少部分地包围的燃烧器，外壳限定与压缩机区段流体连通的高压仓室，燃烧器包括在外壳内沿轴向延伸的燃料喷嘴和沿周向包围燃料喷嘴的至少一部分的燃烧器罩盖组件，燃烧器罩盖组件包括:联接到环形护罩的后端部分的冲击板和联接到冲击板的相对端的盖板，冲击板和护罩至少部分地限定冷却空气