热通道补燃燃烧室的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机热通道补燃燃烧室。
【背景技术】
[0002]燃气轮机的基本工作过程是进入燃气轮机的空气，通过压气机进行压缩；在燃烧室中与燃料混合燃烧；燃烧室出口的高温高压燃气进入透平推动透平做功，燃气的温度、压力在透平的每一级静叶和动叶间逐级降低，将燃气一部分热能转变为机械能，带动压气机旋转，另外一部分热能转化为机械能，用于动力或者发电。
[0003]在燃气轮机流量一定的条件下，透平前温度越高，燃气轮机做功能力越强。通常，在透平一级静叶气流通道内由于膨胀做功、冷气注入等因素，燃气温度会降低80?100摄氏度，导致推动透平一级动叶的热能降低，做功能力下降。现有技术为了提高燃气轮机做功能力，透平前温度一直在增加，导致透平一级静叶的冷却问题变得十分严峻，难以维持较长时间的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本实用新型的目的是提供一种热通道补燃燃烧室，以有效降低透平前温度，降低透平设计难度，提高透平元件的使用寿命。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热通道补燃燃烧室，包括燃压缸、后端与所述燃压缸连接的机匣、连接在所述机匣前端的端盖、连接在所述端盖上的喷嘴、连接在所述机匣内侧的导流衬套、位于所述导流衬套内部且前端与所述喷嘴连接的火焰筒以及入口与所述火焰筒后端连接的过渡段；所述过渡段的出口设有出口导叶，所述出口导叶的后端或者下游设有燃料喷射装置。
[0008]优选地，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在轴向方向和周向方向的夹角均大于0°。
[0009]优选地，所述出口导叶为翼型叶形，所述出口导叶前端的内部设有冷却装置，所述出口导叶后端的内部设有至少一个径向燃料管道，所述出口导叶还设有与所述径向燃料管道连通的燃料喷射孔，所述燃料喷射孔用于向所述出口导叶的后部喷射燃料。
[0010]或者，所述燃压缸设有至少一个燃料总管，所述过渡段在所述出口导叶的外侧设有外环燃料管道，所述燃料总管与所述外环燃料管道之间设有总燃料管道，所述燃料总管、总燃料管道、外环燃料管道和径向燃料管道依次连通。
[0011]优选地，所述出口导叶为翼型叶形，所述出口导叶内部设有冷却装置，所述出口导叶的下游设有至少一个燃料喷射管，所述燃料喷射管上设有燃料喷射孔，所述燃料喷射孔用于向所述出口导叶的后部喷射燃料。
[0012]优选地，所述燃压缸设有至少一个燃料总管，所述过渡段在所述燃料喷射管的外侧设有外环燃料管道，所述燃料总管与所述外环燃料管道之间设有总燃料管道，所述燃料总管、总燃料管道、外环燃料管道和燃料喷射管依次连通。
[0013]优选地，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在轴向方向的夹角为15°?35°，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在周向方向的夹角为10°?25。。
[0014]优选地，所述出口导叶的安装角轴线与燃气轮机中轴线在周向方向的夹角等于所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在周向方向的夹角。
[0015]优选地，所述燃料喷射孔的中轴线与所述出口导叶的安装角轴线的夹角为15°?45。。
[0016]优选地，所述燃料总管的燃料量占所述热通道补燃燃烧室的总燃料量的0%?10%。
[0017](三)有益效果
[0018]本实用新型的热通道补燃燃烧室在出口导叶后设置燃料喷射装置，在透平一级动叶前喷入少量燃料，用来弥补在出口导叶通道内的气流温度降，提升了进入透平一级动叶的气流温度，可以有效提升整个燃气轮机的效率及做功能力，而在保证燃机轮机总效率保持不变的条件下，可以降低出口导叶前温度，降低出口导叶和透平的设计难度，提高了整个燃机的使用寿命。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例的热通道补燃燃烧室的俯视图；
[0020]图2为本实用新型实施例1中图1在D-D方向的剖视图；
[0021]图3为图2在F处的局部放大图；
[0022]图4为图2在E-E方向的剖视图；
[0023]图5为本实用新型实施例2中图1在D-D党项的剖视图；
[0024]图6为图5在F处的局部放大图；
[0025]图7为图5在E-E方向的剖视图；
[0026]图8为现有技术与本实用新型实施例1的焓熵图对比。
[0027]图中，2:燃压缸；3:导流衬套；4:机匣；5:端盖；6:喷嘴；7:火焰筒；8:过渡段；21:燃料总管；22:总燃料管道；23:外环燃料管道；24:径向燃料管道/燃料喷射管；25:燃料喷射孔71:燃烧室中轴线；72:燃气轮机中轴线；73:出口导叶安装角轴线；74:燃料喷射孔中轴线81:出口导叶；82:出口导叶前端部；83:出口导叶尾缘；84:出口导叶外环；85:燃料喷射管；86:燃料喷射管外环。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
[0029]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0030]实施例1
[0031]如图1-4所示，本实施例的热通道补燃燃烧室包括:燃压缸2、后端与燃压缸2连接的机匣4、连接在机匣4前端的端盖5、连接在端盖5上的喷嘴6、连接在机匣4内侧的导流衬套3、位于导流衬套3内部且前端与喷嘴6连接的火焰筒7以及入口与火焰筒7后端连接的过渡段8。
[0032]所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线71与燃气轮机中轴线72在轴向方向和周向方向的夹角均大于0°。优选地，所属热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线71与燃气轮机中轴线72在轴向方向的夹角为15°?35°，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线71与燃气轮机中轴线72在周向方向的夹角为10°?25。。出口导叶安装角轴线73与燃气轮机中轴线72在周向方向的夹角等于所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线71与燃气轮机中轴线72在周向方向的夹角。燃烧室中轴线71相对燃气轮机中轴线72偏置可以为通往透平9的气流提供导向作用，此时燃烧室出口形成的旋流即可形成透平动叶所需要的旋转角度，因此无需设计透平一级扭转静叶，仅在过渡段8出口设置简单叶型的出口导叶81即可，出口导叶81对气流仅起到膨胀作用，但是无导向作用，可以保证不干扰燃烧室形成旋流。
[0033]过渡段8的出口设有出口导叶81，出口导叶81的后端设有燃料喷射装置。所述燃料喷射装置的具体结构如下:出口导叶81为简单翼型叶形，出口导叶81前端的内部设有冷却装置(如冷却腔)，出口导叶81后端的内部设有至少一个径向燃料管道24，出口导叶81还设有与径向燃料管道24连通的燃料喷射孔25，燃料喷射孔25用于向出口导叶81的后部喷射燃料。燃压缸2设有至少一个穿过其外壁且穿出其外壁的燃料总管21，过渡段8在出口导叶81的外侧设有外环燃料管道23，燃料总管21