具有迟喷射结构的过渡导管组件的制作方法

本文公开的主题大体涉及涡轮机，并且更特别地，涉及在涡轮机中使用具有迟(late)喷射结构的过渡导管。

背景技术：

涡轮机在诸如功率生产的领域中广泛使用。例如，传统燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段和至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在空气流过压缩机区段时压缩空气。然后空气从压缩机区段流到燃烧器区段，在燃烧器区段中，空气与燃料混合且燃烧，从而产生热气流。热气流提供给涡轮区段，涡轮区段通过从热气流中抽取能量来使用热气流对压缩机、发电机和其它多种负载提供功率。

涡轮机的燃烧器区段大体包括管或导管，以使热燃烧气通过其流到涡轮区段或多个区段。目前，已经引入了燃烧器区段，它包括转移热气流的管或导管。例如，已经引入了用于燃烧器区段的导管，在使热气沿纵向流过其中时，导管另外使流沿径向和/或沿切向转移，使得流具有多种角度分量。这些设计具有多种优点，包括消除涡轮区段中的第一级喷嘴。以前提供第一级喷嘴是为了转移热气流，而且由于这些导管的设计，可能不需要第一级喷嘴。消除第一级喷嘴可消除相关联的压降，并且提高涡轮机的效率和功率输出。

各种设计和运行参数都会影响燃烧器区段的设计和运行。例如，较高的燃烧气体温度一般会提高燃烧器区段的空气动力学效率。但是，较高的燃烧气体温度也会促进逆燃和/或拢焰状况，其中燃烧火焰朝燃料喷嘴供应的燃料迁移，很可能在较短的时间内对燃料喷嘴引起严重损伤。另外，较高的燃烧气体温度大体提高双原子氮的分裂速率，从而增加的氮氧化物(nox)的产生量。相反，与燃料流减少和/或部分负载运行(减速)相关联的较低的燃烧气体温度大体降低燃烧气体的化学反应速率，从而增加一氧化碳和未燃烧的烃的产生量。当如上面论述的那样利用在其中转移热气流的导管时，尤其要考虑这些设计和运行参数。

技术实现要素：

将在以下描述中部分地阐述本公开的各方面和优点，或者根据该描述，本公开的各方面和优点可为明显的，或者可通过实践本公开来学习本公开的各方面和优点。

在一个实施例中，提供一种涡轮机。涡轮机包括设置成大体环形阵列的多个过渡导管，多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，通道限定内部且在入口和出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线。多个过渡导管中的各个的出口相对于入口沿着纵向轴线和切向轴线偏移。多个过渡导管中的各个进一步包括上游部分和下游部分。上游部分在入口和后端之间延伸，并且下游部分在头端和出口之间延伸。涡轮机进一步包括迟喷射组件，其设置在多个过渡导管中的过渡导管的上游部分和下游部分之间。迟喷射组件提供流体连通，以使喷射流体在过渡导管的入口的下游流到内部中。迟喷射组件包括迟喷射环，迟喷射环限定主要管道，主要管道在入口和出口之间延伸。入口限定在迟喷射环的下游侧中，以接受工作流体，使工作流体与迟喷射环内的燃料混合。出口与过渡导管的内部处于流体连通。

在另一个实施例中，提供一种涡轮机。涡轮机包括设置成大体环形阵列的多个过渡导管，多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，通道限定内部且在入口和出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线。多个过渡导管中的各个的出口相对于入口沿着纵向轴线和切向轴线偏移。多个过渡导管中的各个进一步包括上游部分和下游部分。上游部分在入口和后端之间延伸，并且下游部分在头端和出口之间延伸。涡轮机进一步包括大体包围过渡导管的流动套管。流动套管包括入口、出口和在入口和出口之间延伸的套管通道。流动套管进一步包括上游部分和下游部分。上游部分在入口和后端之间延伸，并且下游部分在头端和出口之间延伸。过渡导管和流动套管的上游部分在它们之间限定上游腔体，并且过渡导管和流动套管的下游部分在它们之间限定下游腔体。涡轮机进一步包括设置在多个过渡导管中的过渡导管的上游部分和下游部分之间的迟喷射组件。迟喷射组件提供流体连通，以使喷射流体在过渡导管的入口的下游流到内部中。迟喷射组件包括迟喷射环。迟喷射环限定主要管道，主要管道在入口和出口之间延伸，入口限定在迟喷射环的下游侧中，并且与下游腔体处于流体连通，以接受工作流体，使工作流体与迟喷射环内的燃料混合，出口与过渡导管的内部处于流体连通。迟喷射组件进一步包括燃料歧管，燃料歧管与燃料源处于流体连通，以使燃料流到燃料歧管，并且燃料歧管与主要管道处于流体连通，以使燃料流到主要管道。燃料歧管限定歧管管道，并且迟喷射环限定燃料稳压室。燃料从燃料歧管流到燃料稳压室，并且从燃料稳压室流到主要管道，并且与主要管道中的工作流体混合。

技术方案1.一种涡轮机，包括：

设置成大体环形阵列的多个过渡导管，所述多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，所述通道限定内部且在所述入口和所述出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述多个过渡导管中的各个的出口相对于所述入口沿着所述纵向轴线和所述切向轴线偏移，所述多个过渡导管中的各个进一步包括上游部分和下游部分，所述上游部分在所述入口和后端之间延伸，所述下游部分在头端和所述出口之间延伸；以及

设置在所述多个过渡导管中的过渡导管的上游部分和下游部分之间的迟喷射组件，所述迟喷射组件提供流体连通，以使喷射流体在所述过渡导管的入口的下游流到所述内部中，所述迟喷射组件包括迟喷射环，所述迟喷射环限定主要管道，所述主要管道在入口和出口之间延伸，所述入口限定在所述迟喷射环的下游侧中，以接受工作流体，以使所述工作流体与所述迟喷射环内的燃料混合，所述出口与所述过渡导管的内部处于流体连通。

技术方案2.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述迟喷射组件进一步包括燃料歧管，所述燃料歧管与燃料源处于流体连通，以使燃料流到所述燃料歧管，并且所述燃料歧管与所述主要管道处于流体连通，以使燃料流到所述主要管道。

技术方案3.根据技术方案2所述的涡轮机，其特征在于，所述燃料歧管限定歧管管道，并且所述迟喷射环限定燃料稳压室，以及其中，燃料从所述燃料歧管流到所述燃料稳压室，并且从所述燃料稳压室流到所述主要管道，并且与所述主要管道中的工作流体混合。

技术方案4.根据技术方案2所述的涡轮机，其特征在于，所述燃料歧管是大体环形燃料歧管。

技术方案5.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述喷射环限定多个主要管道，所述多个主要管道以大体环形阵列间隔开。

技术方案6.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述迟喷射环限定旁通管道，所述旁通管道在限定在所述迟喷射环的下游侧中的入口和限定在所述迟喷射环的上游侧中的出口之间延伸。

技术方案7.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括大体包围所述过渡导管的流动套管，所述流动套管包括入口、出口和在所述入口和所述出口之间延伸的套管通道，所述流动套管进一步包括上游部分和下游部分，所述上游部分在所述入口和后端之间延伸，所述下游部分在头端和所述出口之间延伸，以及其中，所述迟喷射环进一步设置在所述流动套管的上游部分和下游部分之间。

技术方案8.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述迟喷射环连接到所述上游部分的后端和所述过渡导管的下游部分的头端上。

技术方案9.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述过渡导管和所述流动套管的上游部分在它们之间限定上游腔体，以及其中，所述过渡导管和所述流动套管的下游部分在它们之间限定下游腔体。

技术方案10.根据技术方案9所述的涡轮机，其特征在于，所述主要管道的入口与所述下游腔体处于流体连通。

技术方案11.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述流动套管是冲击套管。

技术方案12.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个过渡导管中的各个的出口相对于所述入口沿着所述径向轴线进一步偏移。

技术方案13.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括与所述多个过渡导管连通的涡轮区段，所述涡轮区段包括第一级轮叶组件。

技术方案14.根据技术方案13所述的涡轮机，其特征在于，在所述第一级轮叶组件的上游没有设置喷嘴。

技术方案15.一种涡轮机，包括：

设置成大体环形阵列的多个过渡导管，所述多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，所述通道限定内部，并且在所述入口和所述出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述多个过渡导管中的各个的出口相对于所述入口沿着所述纵向轴线和所述切向轴线偏移，所述多个过渡导管中的各个进一步包括上游部分和下游部分，所述上游部分在所述入口和后端之间延伸，所述下游部分在头端和所述出口之间延伸；

大体包围所述过渡导管的流动套管，所述流动套管包括入口、出口和在所述入口和所述出口之间延伸的套管通道，所述流动套管进一步包括上游部分和下游部分，所述上游部分在所述入口和后端之间延伸，所述下游部分在头端和所述出口之间延伸，其中，所述过渡导管和所述流动套管的上游部分在它们之间限定上游腔体，以及其中，所述过渡导管和所述流动套管的下游部分在它们之间限定下游腔体；以及

设置在所述多个过渡导管中的过渡导管的上游部分和下游部分之间的迟喷射组件，所述迟喷射组件提供流体连通，以使喷射流体在所述过渡导管的入口的下游流到所述内部中，所述迟喷射组件包括：

迟喷射环，所述迟喷射环限定主要管道，所述主要管道在入口和出口之间延伸，所述入口限定在所述迟喷射环的下游侧中，并且与所述下游腔体处于流体连通，以接受工作流体，以使所述工作流体与所述迟喷射环内的燃料混合，所述出口与所述过渡导管的内部处于流体连通；以及

燃料歧管，所述燃料歧管与燃料源处于流体连通，以使燃料流到所述燃料歧管，并且所述燃料歧管与所述主要管道处于流体连通，以使所述燃料流到所述主要管道，其中，所述燃料歧管限定歧管管道，并且所述迟喷射环限定燃料稳压室，以及其中，燃料从所述燃料歧管流到所述燃料稳压室，并且从所述燃料稳压室流到所述主要管道，并且与所述主要管道中的工作流体混合。

技术方案16.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述主要管道为多个主要管道，所述多个主要管道以大体环形阵列间隔开。

技术方案17.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述迟喷射环限定旁通管道，所述旁通管道在限定在所述迟喷射环的下游侧中的入口和限定在所述迟喷射环的上游侧中的出口之间延伸。

技术方案18.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述迟喷射环连接到所述上游部分的后端和所述过渡导管的下游部分的头端上。

技术方案19.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述流动套管是冲击套管。

技术方案20.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括与所述多个过渡导管连通的涡轮区段，所述涡轮区段包括第一级轮叶组件，以及其中，在所述第一级轮叶组件的上游没有设置喷嘴。

技术方案21.一种涡轮机(10)，包括：

设置成大体环形阵列的多个过渡导管(50)，所述多个过渡导管(50)中的各个包括入口(52)、出口(54)和通道(56)，所述通道(56)限定内部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之间延伸，并且限定纵向轴线(90)、径向轴线(94)和切向轴线(92)，所述多个过渡导管(50)中的各个的出口(54)相对于所述入口(52)沿着所述纵向轴线(90)和所述切向轴线(92)偏移，所述多个过渡导管(50)中的各个进一步包括上游部分(170)和下游部分(172)，所述上游部分(170)在所述入口(52)和后端(174)之间延伸，所述下游部分(172)在头端(176)和所述出口(54)之间延伸；以及

设置在所述多个过渡导管(50)中的过渡导管(50)的上游部分(170)和下游部分(172)之间的迟喷射组件(250)，所述迟喷射组件(250)提供流体连通，以使喷射流体在所述过渡导管(50)的入口(52)下游流到所述内部(57)中，所述迟喷射组件(250)包括迟喷射环(252)，所述迟喷射环(252)限定主要管道(260)，所述主要管道(260)在入口(262)和出口(264)之间延伸，所述入口(262)限定在所述迟喷射环(252)的下游侧(256)中，以接受工作流体，以使所述工作流体与所述迟喷射环(252)内的燃料混合，所述出口(264)与所述过渡导管(50)的内部(57)处于流体连通。

技术方案22.根据技术方案21所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述迟喷射组件(250)进一步包括燃料歧管(280)，所述燃料歧管(280)与燃料源(281)处于流体连通，以使燃料流到所述燃料歧管(280)，并且所述燃料歧管(280)与所述主要管道(260)处于流体连通，以使所述燃料流到所述主要管道(260)。

技术方案23.根据技术方案22所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述燃料歧管(280)限定歧管管道(282)，并且所述迟喷射环(252)限定燃料稳压室(288)，以及其中，燃料从所述燃料歧管(280)流到所述燃料稳压室(288)，并且从所述燃料稳压室(288)流到所述主要管道(260)，并且与所述主要管道(260)中的工作流体混合。

技术方案24.根据技术方案22所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述燃料歧管(280)是大体环形燃料歧管(280)。

技术方案25.根据技术方案21至24所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述喷射环(252)限定多个主要管道(260)，所述多个主要管道(260)以大体环形阵列间隔开。

技术方案26.根据技术方案21至25中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述迟喷射环(252)限定旁通管道(270)，所述旁通管道(270)在限定在所述迟喷射环(252)的下游侧(256)中的入口(272)和限定在所述迟喷射环(252)的上游侧(254)中的出口(274)之间延伸。

技术方案27.根据技术方案21至26中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机(10)进一步包括大体包围所述过渡导管(50)的流动套管(150)，所述流动套管(150)包括入口(162)、出口(164)和在所述入口(162)和所述出口(164)之间延伸的套管通道(166)，所述流动套管(150)进一步包括上游部分(180)和下游部分(182)，所述上游部分(180)在所述入口(162)和后端(184)之间延伸，所述下游部分(182)在头端(186)和所述出口(164)之间延伸，以及其中，所述迟喷射环(252)进一步设置在所述流动套管(150)的上游部分(180)和下游部分(182)之间。

技术方案28.根据技术方案27所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述迟喷射环(252)连接到所述过渡导管(50)的上游部分(170，180)的后端(174)和下游部分(172，182)的头端(186)上。

技术方案29.根据技术方案27所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述过渡导管(50)和所述流动套管(150)的上游部分(170，180)在它们之间限定上游腔体(190)，以及其中，所述过渡导管(50)和所述流动套管(150)的下游部分(172，182)在它们之间限定下游腔体(192)。

技术方案30.根据技术方案21至29中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述多个过渡导管(50)中的各个的出口(54)相对于所述入口(52)沿着所述径向轴线(94)进一步偏移。

技术方案31.根据技术方案21至30中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机(10)进一步包括与所述多个过渡导管(50)连通的涡轮区段(16)，所述涡轮区段(16)包括第一级轮叶组件(122)，以及可选地包括

其中，在所述第一级轮叶组件(122)的上游没有设置喷嘴(114)。

技术方案32.一种涡轮机(10)，包括：

设置成大体环形阵列的多个过渡导管(50)，所述多个过渡导管(50)中的各个包括入口(52)、出口(54)和通道(56)，所述通道(56)限定内部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之间延伸，并且限定纵向轴线(90)、径向轴线(94)和切向轴线(92)，所述多个过渡导管(50)中的各个的出口(54)相对于所述入口(52)沿着所述纵向轴线(90)和所述切向轴线(92)偏移，所述多个过渡导管(50)中的各个进一步包括上游部分(170)和下游部分(172)，所述上游部分(170)在所述入口(52)和后端(174)之间延伸，所述下游部分(172)在头端和所述出口(54)之间延伸；

大体包围所述过渡导管(50)的流动套管(150)，所述流动套管(150)包括入口(162)、出口(164)和在所述入口(162)和所述出口(164)之间延伸的套管通道(166)，所述流动套管(150)进一步包括上游部分(180)和下游部分(182)，所述上游部分(180)在所述入口(162)和后端(184)之间延伸，所述下游部分(182)在头端(186)和所述出口(164)之间延伸，其中，所述过渡导管(50)和所述流动套管(150)的上游部分(170，180)在它们之间限定上游腔体(190)，以及其中，所述过渡导管(50)和所述流动套管(30，150)的下游部分(172，182)在它们之间限定下游腔体(192)；以及

设置在所述多个过渡导管(50)中的过渡导管(50)的上游部分(170)和下游部分(172)之间的迟喷射组件(250)，所述迟喷射组件(250)提供流体连通，以使喷射流体在所述过渡导管(50)的入口(52)的下游流到所述内部(57)中，所述迟喷射组件(250)包括：

迟喷射环(252)，所述迟喷射环(252)限定主要管道(260)，所述主要管道(260)在入口(262)和出口(264)之间延伸，所述入口(262)限定在所述迟喷射环(252)的下游侧(256)中，并且与所述下游腔体(192)处于流体连通，以接受工作流体，以使所述工作流体与所述迟喷射环(252)内的燃料混合，所述出口(264)与所述过渡导管(50)的内部(57)处于流体连通；以及

燃料歧管(280)，所述燃料歧管(280)与燃料源(281)处于流体连通，以使燃料流到所述燃料歧管(280)，并且所述燃料歧管(280)与所述主要管道(260)处于流体连通，以使所述燃料流到所述主要管道(260)，其中，所述燃料歧管(280)限定歧管管道(282)，并且所述迟喷射环(252)限定燃料稳压室(288)，以及其中，燃料从所述燃料歧管(280)流到所述燃料稳压室(288)，并且从所述燃料稳压室(288)流到所述主要管道(260)，并且与所述主要管道(260)中的工作流体混合。

技术方案33.根据技术方案32所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述主要管道(260)是多个主要管道(260)，所述多个主要管道(260)以大体环形阵列间隔开。

技术方案34.根据技术方案32至33中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述迟喷射环(252)限定旁通管道(270)，所述旁通管道(270)在限定在所述迟喷射环(252)的下游侧(256)中的入口(272)和限定在所述迟喷射环(252)的上游侧(254)中的出口(274)之间延伸。

技术方案35.根据技术方案32至34中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述迟喷射环(252)连接到所述过渡导管(50)的上游部分(170，180)的后端(174)和下游部分(172，182)的头端(176，186)上。

参照以下描述和所附权利要求，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图结合在此说明书中且构成说明书的一部分，附图示出本公开的实施例，并且与描述一起用来阐明本公开的原理。

附图说明

在说明书中对本领域普通技术人员阐述本公开的完整且能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书参照了附图，其中：

图1是根据本公开的实施例的燃气涡轮系统的示意图；

图2是根据本公开的实施例的燃气涡轮系统的若干部分的横截面图；

图3是根据本公开的实施例的燃气涡轮系统的涡轮区段的横截面图。

图4是根据本公开的实施例的成环形阵列的过渡导管的透视图；

图5是根据本公开的实施例的多个过渡导管和相关联的冲击套管的俯视透视图；

图6是根据本公开的实施例的过渡导管的侧面透视图；

图7是根据本公开的实施例的过渡导管组件的剖面透视图，过渡导管组件包括相邻过渡导管，并且在它们之间形成翼型件的多种部分；

图8是根据本公开的实施例的多个过渡导管和相关联的冲击套管的顶部正面透视图；

图9是根据本公开的实施例的连接到支承环组件的多个过渡导管的顶部背面透视图；

图10是根据本公开的实施例的过渡导管的下游部分的侧面透视图；

图11是根据本公开的实施例的过渡导管的下游部分的另一个侧面透视图；

图12是根据本公开的实施例的在过渡导管的上游部分和下游部分之间连接的迟喷射组件的透视图；

图13是根据本公开的实施例的在过渡导管和相关联的冲击套管的上游部分和下游部分之间连接的迟喷射组件的侧面横截面图；

图14是根据本公开的实施例的迟喷射组件的侧面横截面图；以及

图15是根据本公开的实施例的连接到过渡导管上的迟喷射组件的正面横截面图。

部件列表

10涡轮系统

12压缩机区段

14燃烧器区段

15燃烧器

16涡轮区段

18轴

21壳

22燃烧器衬套

24燃烧区

26过渡件

30流动套管

32流路径

34冲击套管

36流路径

38外部环带

40燃料喷嘴

50过渡导管

52入口

54出口

56通道

57内部

90纵向轴线

92切向轴线

94径向轴线

98纵向轴线

102护罩

104热气路径

106护罩块

112轮叶

114喷嘴

122第一级轮叶组件

123第二级喷嘴组件

124第二级轮叶组件

125第三级喷嘴组件

126第三级轮叶组件

130第一过渡导管

132第二过渡导管

134接触面

142压力侧

144吸力侧

146后缘

150流动套管

152环形通道

154冲击孔

162入口

164出口

166通道

170上游部分

172下游部分

174后端

176头端

180上游部分

182下游部分

184后端

186头端

190上游腔体

192下游腔体

200下部支承环

202上部支承环

210机械紧固件

212内部凸缘

213膛孔

214外部凸缘

215膛孔

250迟喷射组件

252喷射环

254上游侧

256下游侧

258内部侧

260主要管道

262入口

264出口

270旁通管道

272入口

274出口

280燃料歧管

281燃料源

282歧管管道

284支柱

286供应管道

288燃料稳压室

289喷射管道。

具体实施方式

现在将详细参照本公开的实施例，在图中示出实施例的一个或多个示例。以解释本公开而非限制本公开的方式提供各个示例。实际上，对本领域技术人员明显的将是，可在本公开中作出多种修改和改变，而不偏离本公开的范围或精神。例如，被示为或描述成一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因而，意于的是本公开覆盖落在所附权利要求及其等物的范围内的这样的修改和改变。

图1是涡轮机的示意图，涡轮机在显示的实施例中是燃气涡轮系统10。应当理解，本公开的涡轮机不必是燃气涡轮系统10，而是可为任何适当的涡轮系统或其它涡轮机，诸如蒸汽涡轮系统或其它适当的系统。所显示的系统10可包括压缩机区段12、燃烧器区段14和涡轮区段16，燃烧器区段14可包括下面论述的多个燃烧器15。压缩机区段12和涡轮区段16可通过轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起形成轴18的多个轴节段。轴18可进一步联接到发电机或其它适当的能量存储装置上，或者可直接连接到例如电网。入口区段19可对压缩机区段12提供空气流，并且排气可通过排气区段20从涡轮区段16排出，并且排出到系统10或其它适当的系统中和/或在其中使用。来自系统10的排气例如可排到大气中，流到蒸汽涡轮或其它适当的系统，或者通过热回收蒸汽发生器回收。

参照图2，示出燃气涡轮系统10的若干部分的简化视图。图2中显示的燃气涡轮系统10包括压缩机区段12，以对下面论述的流过系统10的工作流体加压。从压缩机区段12排出的加压工作流体流到燃烧器区段14中，燃烧器区段14可包括多个燃烧器15(图2中仅示出了一个)，它们围绕系统10的轴线设置成环形阵列。进入燃烧器区段14的工作流体与燃料混合，诸如天然气或另一种适当的液体或气体，并且燃烧。热燃烧气从各个燃烧器15流到涡轮区段16，以驱动系统10且产生功率。

燃气涡轮10中的燃烧器15可包括多种构件，以混合和燃烧工作流体和燃料。例如，燃烧器15可包括壳21，诸如压缩机排气壳21。多个套管可为沿轴向延伸的环形套管，多个套管可至少部分地设置在壳21中。如图2中显示的那样，套管沿轴向沿着大体纵向轴线98延伸，使得套管的入口沿轴向与出口对齐。例如，燃烧器衬套22可大体在其中限定燃烧区24。工作流体、燃料和可选的氧化剂的燃烧可大体发生在燃烧区24中。产生的热燃烧气可大体沿轴向沿着纵向轴线98向下游流过燃烧衬套22，进入到过渡件26中，然后大体沿轴向沿着纵向轴线98流过过渡件26且进入到涡轮区段16中。

燃烧器15可进一步包括燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40。燃料可通过一个或多个歧管(未显示)供应到燃料喷嘴40。如下面论述的那样，燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40可将燃料和可选地工作流体供应到燃烧区24供燃烧。

现在参照图4至15，根据本公开的燃烧器15可包括一个或多个过渡导管50，大体称为过渡导管组件。本公开的过渡导管50可提供来代替其它燃烧器的多种沿轴向延伸套管。例如，过渡导管50可取代沿轴向延伸过渡件26，以及可选地，燃烧器15的燃烧器衬套22。因而，过渡导管可从燃料喷嘴40延伸，或者从燃烧器衬套22延伸。如本文论述的那样，过渡导管50可提供优于用于使工作流体流过其中且流到涡轮区段16的沿轴向延伸燃烧器衬套22和过渡件26的多种优点。

如所显示的那样，多个过渡导管50可围绕纵向轴线90设置成环形阵列。另外，各个过渡导管50可在燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40和涡轮区段16之间延伸。例如，各个过渡导管50可从燃料喷嘴40延伸到涡轮区段16。因而，工作流体可大体从燃料喷嘴40流过过渡导管50到达涡轮区段16。在一些实施例中，过渡导管50可有利地允许消除涡轮区段中的第一级喷嘴，这可消除任何相关联的阻力和压降，并且提高系统10的效率和输出。

各个过渡导管50可具有入口52、出口54和在它们之间的通道56，通道56可限定内部57。过渡导管50的入口52和出口54可具有大体圆形或椭圆形横截面、长方形横截面、三角形横截面，或者任何其它适当的多边形横截面。另外，应当理解的是，过渡导管50的入口52和出口54不必具有形状相似的横截面。例如，在一个实施例中，入口52可具有大体圆形的横截面，而出口54则可具有大体长方形的横截面。

另外，通道56可大体在入口52和出口54之间渐缩。例如，在示例性实施例中，通道56的至少一部分可大体为圆锥形。但是，另外或备选地，通道56或其任何部分可具有大体长方形横截面、三角形横截面，或者任何其它适当的多边形横截面。应当理解，随着通道56从较大的入口52到较小的出口54渐缩，通道56的横截面形状可在通道56或者其任何部分中改变。

多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52偏移。如本文使用，“偏移”意味着沿着所标识的坐标方向间隔开。多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52沿纵向偏移，诸如沿着纵向轴线90偏移。

另外，在示例性实施例中，多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52沿切向偏移，诸如沿着切向轴线92偏移。因为多个过渡导管50中的各个的出口54相对于相应的过渡导管50的入口52沿切向偏移，所以过渡导管50可有利地使用通过过渡导管50的工作流体流的切向分量来消除在涡轮区段16中对第一级喷嘴的需要，如下面论述的那样。

另外，在示例性实施例中，多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52沿径向偏移，诸如沿着径向轴线94偏移。因为多个过渡导管50中的各个的出口54相对于相应的过渡导管50的入口52沿径向偏移，所以过渡导管50可有利于使用通过过渡导管50的工作流体流的径向分量来进一步消除在涡轮区段16中对第一级喷嘴的需要，如下面论述的那样。

应当理解，针对各个过渡导管50，关于由成环形阵列的过渡导管50限定的周边，单独限定切向轴线92和径向轴线94，如图4中显示的那样，并且轴线92和94针对各个过渡导管50围绕该周边，基于围绕纵向轴线90设置成环形阵列的过渡导管50的数量而改变。

如所论述的那样，在热燃烧气流过过渡导管50之后，它们可从过渡导管50流到涡轮区段16中。如图3中显示的那样，根据本公开的涡轮区段16可包括护罩102，护罩102可限定热气路径104。护罩102可由多个护罩块106形成。护罩块106可设置成一个或多个环形阵列，各个环形阵列可限定热气路径104的一部分。涡轮区段16可另外包括支承环组件，支承环组件可包括下部支承环200和上部支承环202，而且例如可定位在护罩102(诸如它的第一多个护罩块106)的上游(沿着热气路径104)或者可为护罩102的第一部分。支承环组件可进一步限定热气路径104(即，在下部支承环200和上部支承环202之间)，并且在过渡导管50和涡轮区段16之间提供过渡。因此，支承环组件及其环200、202)可在多个过渡导管50的下游(沿着热气路径104)。热气可从过渡导管50流到支承环组件(在下部支承环200和上部支承环202之间)中且流过它，并且从支承环组件流过涡轮区段16的其余部分。应当注意，支承环在传统上可称为喷嘴支承环或第一级喷嘴支承环。但是，如本文论述的那样，不可对根据本公开的示例性实施例的过渡导管50使用第一级喷嘴，并且因而示例性实施例中的支承环不包围任何第一级或其它喷嘴。

涡轮区段16可进一步包括多个轮叶112和多个喷嘴114。多个轮叶112和喷嘴114中的各个可至少部分地设置在热气路径104中。另外，多个轮叶112和多个喷嘴114可设置成一个或多个环形阵列，各个环形阵列可限定热气路径104的一部分。

涡轮区段16可包括多个涡轮级。各个级可包括设置成环形阵列的多个轮叶112和设置成环形阵列的多个喷嘴114。例如，在一个实施例中，涡轮区段16可具有三个级，如图3中显示的那样。例如，涡轮区段16的第一级可包括第一级喷嘴组件(未显示)和第一级轮叶组件122。喷嘴组件可包括多个喷嘴114，它们围绕轴18沿周向设置和固定。轮叶组件122可包括多个轮叶112，它们围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。在示例性实施例中，其中，涡轮区段联接到燃烧器区段14上，包括多个过渡导管50，但是，可消除第一级喷嘴组件，使得没有喷嘴设置在第一级轮叶组件122的上游。可相对于通过热气路径104的热燃烧气流来限定上游。

涡轮区段16的第二级可包括第二级喷嘴组件123和第二级轮叶组件124。包括在喷嘴组件123中的喷嘴114可围绕轴18沿周向设置和固定。包括在轮叶组件124中的轮叶112可围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。因而第二级喷嘴组件123沿着热气路径104定位在第一级轮叶组件122和第二级轮叶组件124之间。涡轮区段16的第三级可包括第三级喷嘴组件125和第三级轮叶组件126。包括在喷嘴组件125中的喷嘴114可围绕轴18沿周向设置和固定。包括在轮叶组件126中的轮叶112可围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。因而第三级喷嘴组件125沿着热气路径104定位在第二级轮叶组件124和第三级轮叶组件126之间。

应当理解，涡轮区段16不限于三个级，而是任何数量的级都在本公开的范围和精神之内。

各个过渡导管50可与一个或多个相邻过渡导管50交接。例如，图5至15示出了多个过渡导管50中的第一过渡导管130和第二过渡导管132的实施例。这些相邻过渡导管130、132可包括接触面134，接触面134可为包括在过渡导管50的出口中的外表面。接触面134可接触附近的相邻过渡导管50和/或支承环组件(及其支承环200、202)的相关联的接触面134，如所显示的那样，这是为了在过渡导管50之间和/或过渡导管50和支承环组件之间提供接口。例如，第一过渡导管130和第二过渡导管132的接触面134可如显示的那样彼此接触，并且在第一过渡导管130和第二过渡导管132之间提供接口。另外，第一过渡导管130和第二过渡导管132的接触面134可如显示的那样接触支承环组件，并且在过渡导管130、132和支承环组件之间提供接口。如本文论述的那样，可在多种接触面之间提供密封件，以有利于这样的接口处的密封。值得注意的是，本文论述的接触可包括构件本身之间的直接接触或者通过设置在构件之间的密封件的间接接触。

另外，过渡导管50，诸如第一过渡导管130和第二过渡导管132可形成具有翼型件的多种空气动力学表面的空气动力学结构140。这种空气动力学结构140例如由过渡导管50的通道56的内表面限定，并且可在相邻过渡导管50的接触面134彼此交接时进一步形成。这些多种表面可转移过渡导管50中的热气流，并且因而消除对第一级喷嘴的需要，如本文论述的那样。例如，在图7和8中示出的一些实施例中，过渡导管50(诸如第一过渡导管130)的通道56的内表面可限定压力侧142，而相邻过渡导管50(诸如第二过渡导管132)的通道56的相对的内表面则可限定吸力侧144。当相邻过渡导管50，诸如其接触面134，彼此交接时，压力侧142和吸力侧144可共同限定后缘146。在其它实施例中，如图11中示出的那样，过渡导管50(诸如第一过渡导管130)的通道56的内表面可限定压力侧142和吸力侧144，以及它们之间的后缘。相邻过渡导管50(诸如第二过渡导管132)的通道56的内表面可进一步限定压力侧142和/或吸力侧144。

如图5和8中显示的那样，在示例性实施例中，流动套管150可沿周向包围过渡导管50的至少一部分。沿周向包围过渡导管50的流动套管150可在它们之间限定环形通道152。来自壳21的压缩工作流体可流过环形通道152，以提供对流冷却过渡导管50，然后倒转方向流过燃料喷嘴40且进入到过渡导管50中。另外，在一些实施例中，流动套管150可为冲击套管。在这些实施例中，冲击孔154可限定在套管150中，如所显示的那样。来自壳21的压缩工作流体可流过冲击孔154且冲击在过渡导管50上，然后流过环形通道152，从而对过渡导管提供额外的冲击冷却。

各个流动套管150可具有入口162、出口164，以及在它们之间的通道166。各个流动套管150可在燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40和涡轮区段16之间延伸，从而包围相关联的过渡导管50的至少一部分。因而，类似于过渡导管50，如上面论述的那样，多个流动套管150中的各个的出口164可相对于相应的流动套管150的入口162沿纵向、沿径向和/或沿切向偏移。

在一些实施例中，如图5和8中示出的那样，根据本公开的过渡导管50是在入口52和出口54之间延伸的单个整体构件。在其它实施例中，如图9至15中示出的那样，根据本公开的过渡导管50可包括多个区段或部分。例如，过渡导管50可包括上游部分170和下游部分172。上游部分170可包括过渡导管50的入口52，并且可从入口52大体向下游朝出口54延伸。下游部分172可包括过渡导管50的出口54，并且可从出口54大体向上游朝入口52延伸。因而上游部分140可包括入口52和后端174且在它们之间延伸，并且下游部分142可包括头端176和出口178且在它们之间延伸。

另外，在一些实施例中，如图5和8中示出的那样，流动套管150可为延伸在入口162和出口164之间的单个整体构件。在其它实施例中，如图9至15中示出的那样，根据本公开的流动套管150可包括多个区段或部分。例如，流动套管150可包括上游部分180和下游部分182。上游部分180可包括流动套管150的入口162，并且可大体从入口162向下游朝出口164延伸。下游部分182可包括流动套管150的出口164，并且可大体从出口164向上游朝入口162延伸。上游部分180可因而包括入口162和后端184且在它们之间延伸，并且下游部分182可包括头端186和出口164且在它们之间延伸。因此，上游腔体190可限定在上游部分170和上游部分180之间，并且下游腔体192可限定在下游部分172和下游部分182之间。

在一些实施例中，使用上游部分170和下游部分172可有利地允许对这些部分使用特定材料。例如，下游部分172可有利地由陶瓷材料形成，诸如陶瓷基质复合物。上游部分170和流动套管150可由适当的金属形成。使用陶瓷材料是特别有利的，因为它们有较高的耐温性。当下游部分172连接到支承环组件上(如本文论述的那样)，并且上游部分170可相对于下游部分172移动时，陶瓷材料可特别有利地用于下游部分172，因为下游部分172的移动最大程度地减少，从而减轻关于使用较易碎的陶瓷材料的担忧。

在一些实施例中，过渡导管50(诸如其出口54)和支承环组件(及其支承环200、202)之间的接口可为浮动接口。例如，出口54可不连接到支承组件(及其支承环200、202)上，而且可允许出口54相对于支承组件移动。这可允许过渡导管50在运行期间有热增长。适当的浮动密封件可适应这种移动，它可设置在出口54和支承组件之间。备选地，而且现在参照图9至11，在一些实施例中，过渡导管50(诸如其出口54)和支承组件(支承环200、202)之间的接口可为连接的接口。

例如，如示出的那样，可提供多个机械紧固件210。机械紧固件210可将包括例如第一过渡导管130和/或第二过渡导管132的一个或多个过渡导管50(诸如及其出口54)连接到支承环组件(及其支承环200、202)上。在示出的示例性实施例中，根据本公开的机械紧固件210包括螺栓，而且可为例如螺母/螺栓的组合。在备选实施例中，根据本公开的机械紧固件可为或包括螺钉、钉子、铆钉等。

如示出的那样，机械紧固件210可延伸通过过渡导管50的一部分(诸如其出口54)和支承环组件的一部分(及其支承环200、202)，以将这些构件连接在一起。过渡导管50的出口54例如可包括内部凸缘212和/或外部凸缘214(它们可为/限定过渡导管50的接触面134)。内部凸缘212可设置在外部凸缘204的径向内侧，并且可在内部凸缘202和外部凸缘204之间限定出口54的开口，热气通过该开口从过渡导管50流到支承环组件(在支承环200、202之间)中且流过支承环组件。膛孔213、215可分别限定在内部凸缘212和外部凸缘214中。膛孔213、215可与限定在下部支承环200和上部支承环202中的膛孔181、183对齐，并且机械紧固件210可延伸通过各个膛孔213、215和匹配膛孔181、183，以将凸缘212、214和支承环200、202连接在一起。

现在参照图12至15，可提供一个或多个迟喷射组件250。可通过迟喷射组件250将喷射流体迟喷射到内部57中。特别地，各个迟喷射组件210可与相关联的过渡导管50的内部57处于流体连通，并且因而可提供流体连通，以使喷射流体在相关联的过渡导管50的入口(一个或多个)52的下游流到内部57中。

喷射流体可包括燃料，以及可选地包括，工作流体(即，空气)。在一些实施例中，喷射流体可为燃料和工作流体的贫混合物，并且可因而提供它作为迟贫喷射。在其它实施例中，喷射流体可仅仅是燃料，没有任何工作流体，或者可为燃料和工作流体的另一种适当的混合物。

迟喷射组件250(即，其构件，诸如迟喷射环)大体设置在相关联的过渡导管50的上游部分170和下游部分172之间，并且进一步设置在大体包围迟喷射组件250的相关联的流动套管150的上游部分180和下游部分182之间。组件250可包括例如迟喷射环252。迟喷射环252可为大体环形(并且因而环形形状)结构，燃料和/或工作流体可流过迟喷射环252，燃料和工作流体在迟喷射环252中可混合而形成喷射流体，而且喷射流体可从迟喷射环252流到相关联的过渡导管50的内部57中。

环252可设置在相关联的过渡导管50的上游部分170和下游部分172之间，而且可进一步设置在大体包围迟喷射组件250的相关联的流动套管150的上游部分180和下游部分182之间。环252例如可包括大体面向上游部分170、180(和腔体190)的上游侧254和大体面向下游部分172、182(和腔体192)的下游侧256。

迟喷射环252可如显示的那样连接到后端174、184和头端176、186上。例如，上游侧254可连接到后端174、184上，并且下游侧256可连接到头端176、186上。这种连接(一个或多个)可为固定连接，(即，焊接、硬钎焊、机械紧固等)或铰接连接(即，通过呼拉圈式(hula)密封件或其它适当的基于密封件的连接)。在示例性实施例中，例如，至少一个连接可为固定连接，并且至少一个连接可为铰接连接。例如，两个后端连接都可为固定的，并且两个头端连接都可为铰接(或反之亦然)，或者一个头端连接可为铰接，而其余的连接为固定的，或者一个后端连接可为铰接，而其余的连接为固定的。

将迟喷射环252定位在上游部分170和下游部分172之间以及上游部分180和下游部分182之间使迟喷射环252中断从下游腔体192到上游腔体190的工作流体流。实际上，这个工作流体的至少一部分(已经流到下游腔体192中，即，通过流动套管150的下游部分182)可从下游腔体192流到迟喷射环252中，以在迟喷射中用作喷射流体的一部分。

例如，环252可限定一个或多个主要管道260，各个主要管道在入口262和出口262之间延伸。压缩空气或另一种适当的工作流体可通过各个主要管道260的入口262流到各个主要管道260中。喷射流体可通过各个管道260的出口262从各个管道260流到相关联的过渡导管50的内部57中。因此，入口262可限定在迟喷射环252的下游侧256中，以接受工作流体，使其与迟喷射环252(即，其主要管道260内)内的燃料混合。例如，如显示的那样，入口262可与下游腔体192处于流体连通，使得工作流体通过入口262从下游腔体192流到主要管道260中。出口264可限定在迟喷射环252的内侧中(即，在上游侧254和下游侧256之间)，该内侧(与通道56一起)限定内部57。因此，出口264可与内部57处于流体连通，使得工作流体通过出口264从主要管道260流到内部57中。

在示例性实施例中，喷射环252可包括多个主要管道260。主要管道260可彼此间隔开，诸如像显示的那样成大体环形阵列。在一些实施例中，主要管道260可在流体方面彼此隔离。备选地，主要管道260可通过例如限定在喷射环252中且在它们之间延伸的适当的放气管道而处于流体连通(即，为了实现压力均衡)。

在一些实施例中，喷射环252可使下游腔体192和上游腔体190在流体方面彼此隔离。在这些实施例中，来自下游腔体192的所有工作流体可流到主要管道260中而非上游腔体190。但是，备选地，来自下游腔体192的工作流体的一部分可通过喷射环252流到上游腔体190(即，为了实现压力均衡、冷却等目的)。例如，喷射环252可进一步限定一个或多个旁通管道270，它们各自可在入口272和出口274之间延伸。入口272可限定在下游侧256中，以在其中接受工作流体。因此，入口272可与下游腔体192处于流体连通，使得工作流体通过入口272从下游腔体192流到旁通管道270中。出口274可限定在上游侧254中，以从中排出工作流体。因此，出口274可与上游腔体190处于流体连通，使得工作流体通过出口274从旁通管道270流到上游腔体190中。

为了允许燃料与工作流体混合而产生喷射流体，即，在喷射环252内，迟喷射组件250可进一步包括燃料歧管280。燃料歧管280可与燃料源281处于燃料连通(即，通过适当的通道、管道系统等)，以使燃料流到燃料歧管280。燃料歧管280可进一步与喷射环252处于流体连通，诸如与其各个主要管道260处于流体连通，以使燃料流到各个主要管道260。

因而燃料歧管280可包括歧管管道282，燃料可流过歧管管道282。燃料可从燃料源281供应到歧管管道282。在示例性实施例中，燃料歧管280是大体环形(即，环形形状)构件，并且歧管管道282是环形(即，环形形状)管道。因此，燃料可在歧管管道282内分布到围绕过渡导管50的各种外周位置，从而有利于供应到各种主要管道260，以与工作流体混合。

燃料歧管280如显示的那样可为独立于喷射环252的构件，例如它可大体包围喷射环252。支柱284例如可在燃料歧管280和喷射环252之间延伸，并且相对于喷射环252支承燃料歧管280，而且使燃料歧管280与喷射环252间隔开。

为将燃料从燃料歧管280供应到主要管道260，一个或多个供应管道286可限定在燃料歧管280中(以及限定在喷射环252和/或支柱284内)。在一些实施例中，各个供应管道286可在燃料歧管280和主要管道260之间延伸，并且与燃料歧管280和主要管道260处于流体连通。备选地，一个或多个燃料稳压室288可限定在喷射环252中，并且各个供应管道286可在燃料歧管280和燃料稳压室288之间延伸，并且与燃料歧管280和燃料稳压室288处于流体连通。例如，多个燃料稳压室288可限定在喷射环252中，并且可按环形阵列间隔开。在一些实施例中，单独的燃料稳压室288可与各个主要管道260相关联且处于流体连通。备选地，燃料稳压室288可与不止一个主要管道260相关联且处于流体连通。另外，在一些实施例中，燃料稳压室288可在流体方面彼此隔离，但在其它实施例中，燃料稳压室288可处于流体连通，即，通过适当的放气管道等处于流体连通。燃料可通过供应管道286从燃料歧管280流到燃料稳压室288。

各个燃料稳压室288中的燃料可通过诸如喷射管道289进一步从燃料稳压室288流到相关联的主要管道260。各个喷射管道289可在燃料稳压室288和主要管道260之间延伸，并且与燃料稳压室288和主要管道260处于流体连通。因此，燃料可通过喷射管道289从燃料稳压室288流到相关联的主要管道260，并且可与主要管道260中的工作流体混合而形成喷射流体。

使用根据本公开的迟喷射组件250有利地促进燃烧的改进，同时进一步促进对构件支承的改进。特别地，喷射环252的位置和结构允许迟喷射组件250在结构上坚固且至少部分地由涡轮机的其它构件支承，诸如相关联的过渡导管50和流动套管150。

本书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本公开的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。