燃烧器罩盖组件及对应的燃烧器和燃气涡轮机的制作方法_2

文档序号:9614204阅读:来源:国知局
[0033]现在将对本发明的当前的实施例进行详细地参照,本发明的当前实施例的一个或更多个例子在附图中示出。详细说明采用了数字和字母符号来指代附图中的特征。附图和说明书中的相同或相似符号已被用于指代本发明的相同或相似零件。如在本文中使用的,术语“第一”、“第二”和“第三”可被互换地使用以区分一个部件与另一个部件,并且非旨在表示单个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流的相对方向。例如,“上游”指的是流体流自的方向,以及“下游”指的是流体流向的方向。术语“径向地”指的是基本垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向,术语“轴向”指的是基本平行和/或同轴地对准特定部件的轴向中心线的相对方向。
[0034]每个例子作为本发明的解释而提供,而非限制本发明。事实上,对于本领域技术人员来说明显的是,在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以对本发明作出变型和改进。例如,所示出或所说明的作为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例以产生进一步的实施例。因此,旨在本发明覆盖落入随附权利要求及其等同物的范围内的这些改进和变型。尽管本文中示出和说明了工业或基于陆地的燃气涡轮机,但是本文中所示出和说明的本发明不局限于基于陆地和/或工业燃气涡轮机,除非在权利要求中另作说明。例如,本文中所说明的本发明可以用于航空燃气涡轮机或船用燃气涡轮机。
[0035]现在参考附图,其中相同的附图标记在整个附图中指示相同的元件,图1提供可以结合本发明的各个实施例的示例性燃气涡轮机10的功能框图。如图所示,燃气涡轮机10大致包括入口部分12,入口部分12可以包括一系列过滤器、冷却盘管、除湿器和/或其他装置以净化以及以其他方式调节进入燃气涡轮机10的工作流体(比如为空气)14。工作流体14流动至压缩机部分,压缩机16在压缩机部分逐渐地向工作流体14施加动能以产生压缩气体或增压空气18。
[0036]压缩空气18与来自比如为燃料撬(fuel skid)的燃料源22的燃料20混合,以在一个或更多个燃烧器24内形成可燃混合物。可燃混合物燃烧以产生具有高温、高压和高速的燃烧气体26。燃烧气体26流过涡轮部分的涡轮28以产生功。例如,涡轮28可以连接至轴30,使得涡轮28的旋转驱动压缩机16以产生压缩空气18。替代地或另外地,轴30可以将涡轮28连接至发电机32用于产生电力。来自涡轮28的排气34流过排气部分36,排气部分36将涡轮28连接至涡轮28下游的排气管38。排气部分36可以包括,例如,用于在释放至环境之前净化和提取来自排气34的额外热量的余热回收蒸汽发生器(未示出)。
[0037]图2是根据本发明的一个或更多个实施例的示例性燃烧器24的一部分的截面侧视图。如图2所示,燃烧器24由比如为压缩机排放壳体的至少一个外壳40至少部分地包围。外壳40与压缩机16(图1)流体连通,以便接收来自压缩机16的压缩空气18的至少一部分。在一种构造中,如图2所示,端盖42联接至外壳40以提供围绕限定在外壳40内的开口的密封件。开口的尺寸大致设置成容纳燃烧器24。外壳40和端盖42至少部分地限定高压室(high pressure plenum) 44,高压室44至少部分地包围燃烧器24。
[0038]至少一个燃料喷嘴46相对于燃烧器24的轴向中心线在外壳40内轴向地延伸。如图2所示,燃烧器24可以包括在外壳40内轴向地延伸的多个燃料喷嘴46。燃料喷嘴46可以在第一端部处联接至端盖42。燃料喷嘴46的第二端部或下游端部邻近限定在外壳40内的燃烧室或区域48终止。
[0039]燃烧室衬套50从燃料喷嘴46向下游延伸并且可以至少部分地限定燃烧室48。另夕卜,燃烧室衬套50可以在外壳40内至少部分地限定环形流动通路52。在具体的实施例中,环形流动通路52可以进一步地由包围燃烧室衬套50的一个或更多个冲击套管或衬套54限定。在具体的实施例中,环形流动通路52可以进一步地由外壳40、端盖42和/或限定在外壳40内的其他衬套或特征限定。
[0040]燃料喷嘴46的至少一部分轴向地延伸穿过燃烧器罩盖组件100。燃烧器罩盖组件100在外壳40内径向、周向和轴向地延伸。燃烧器罩盖组件100包括周向的地包围燃料喷嘴46的至少一部分的至少一个环状地成形的护罩102。护罩102可以包括单个护罩或整体护罩,或者可以包括在相应的端部处或邻近相应的端部经由螺栓、焊接或任何其他适当的机械紧固装置联接在一起的多个护罩。在一个实施例中,护罩102包括第一环形护罩104,第一环形护罩104联接至第二环形护罩106。
[0041]在具体的实施例中,护罩102在外壳40内至少部分地限定环形流动通路52。在一个实施例中,护罩102的外侧或外表面在外壳40内至少部分地限定环形流动通路52。环形流动通路52限定流体流动路径,用于将压缩空气18的至少一部分从高压室44和/或压缩机16(图1)朝向端盖42引导。
[0042]图3提供根据本发明的一个或更多个实施例的如图2中所示的燃烧器罩盖组件100的一部分的截面透视图。图4提供根据一个或更多个实施例的如图2和图3所示的燃烧器罩盖组件100的一部分的尾部或后部透视图。图5提供根据本发明的一个实施例的如图3所示的燃烧器罩盖组件100的一部分的正面透视图。如图3和图4所示,护罩102包括与第二端部112轴向地分离的第一端部110。在一个实施例中,如图3和图4所示,凸缘114从护罩102朝向护罩102的轴向中心线向内径向地延伸。凸缘114可以邻近第一端部110布置。凸缘114可被用于将第一环形护罩104和第二环形护罩106联接或连接在一起。
[0043]如图3、图4和图5所示,燃烧器罩盖组件100还包括冲击板116。在一个实施例中,如图3所示,冲击板116在邻近第二端部112处联接至护罩102。冲击板116至少部分地跨过护罩102的第二端部112径向和周向地延伸。冲击板116可以至少部分地限定至少一个燃料喷嘴通路118,至少一个燃料喷嘴通路118轴向地延伸穿过冲击板116用于容纳燃料喷嘴46 (图2)。
[0044]如图3和图4所示,冲击板116包括第一或上游侧部分120。如图3和图5所示,冲击板116包括第二部分或下游侧部分122,以及如图3、图4和图5所不,冲击板116包括外带部分124。外带部分124至少部分地限定冲击板116的径向外周缘。在各个实施例中,如图3所示,冲击板116至少部分地限定多个冲击冷却孔126。冲击冷却孔126延伸穿过第一侧部120和第二侧部122以便提供穿过冲击板116的流体连通。
[0045]如图3所示,冲击板116进一步限定至少一个冷却流动回流通路128 (coolingflow return passage)。在一个实施例中,冷却流动回流通路128基本轴向地延伸穿过冲击板116。如图所示,冷却流动回流通路128延伸穿过第一侧部120和第二侧部122以便提供穿过冲击板116的流体连通。如图5所示,通向冷却流动回流通路128的入口 130沿着冲击板116的第二侧部122限定。在一个实施例中,第二侧部122的凸起部分132包围入口 130。凸起部分132相对于第二侧部122的其余部分轴向向外凸起。
[0046]在一个实施例中,如图3和图5所示,外带部分124至少部分地限定多个冷却通路134,多个冷却通路134基本上径向地延伸穿过冲击板116的外带部分124。在一个实施例中,如图5所示,与沿着不靠近冷却流动回流通路128的外带部分124的区域相比,更多数量的冷却通路134更接近于冷却流动回流通路128的入口 130形成或集中。
[0047]如图3和图4所示,燃烧器罩盖组件100还包括联接至冲击板116的盖板136。图6提供根据本发明的一个实施例的如图4所示的燃烧器罩盖组件100的一部分的放大的透视图。在一个实施例中,如图6所示,盖板136的外周缘138联接或连接至冲击板116的外带部分124。如图6所示,盖板136包括面向冲击板116的第二侧部122的冲击侧140。盖板136的相反侧或热侧142面向燃烧区域或燃烧室48。
[0048]冲击侧140与第二侧部122轴向地间隔开以在其之间限定冲击空气室(impingement air plenum) 144。冲击冷却孔126提供通向冲击空气室144内的流体连通,冷却流动回流通道128提供到冲击空气室144之外的流体连通。在一个实施例中,冷却通路134还提供到冲击空气室144之外的流体连通。在一个实施例中,如图3所示,盖板136还限定燃料喷嘴通路118。
[0049]在一个实施例中,如图4
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