[發明專利]具有集成限流器和歧管密封件的燃氣輪機燃燒器端蓋組件

有效

• 申請號: 201210025658.9
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102607065A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: D·M·貝利;D·T·萊蒙;金冠佑;P·B·梅爾頓
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本發明大體涉及燃氣輪機燃燒器，并且更具體而言，涉及用于燃氣輪機燃燒器的前部端或上游端的新穎的端蓋組件。

背景技術

在某些燃氣輪機中，多個燃燒器在渦輪轉子的周圍布置成環形陣列，以為燃料提供燃燒，以及將充能的燃燒產物導引到渦輪區段中來驅動渦輪。各個燃燒器典型地包括外殼、流動套管和過渡件，外殼限定燃燒器的外部邊界，流動套管用于將壓縮機排出空氣分配到燃燒系統的頭部，同時還冷卻封閉燃燒過程的襯套，過渡件用于使燃燒產物流到渦輪區段中。燃燒器還包括聯接到端蓋上的多個燃料噴嘴。空氣和燃料通過端蓋而供應到燃料噴嘴，以在襯套內燃燒。因而端蓋起關閉燃燒器前部端以及將空氣和燃料分配到燃料噴嘴的作用。

用于渦輪燃燒器系統的端蓋設計典型地包括單獨地安裝各個燃料噴嘴的平板。在這種類型的現有端蓋組件中，空氣和燃料的內部通道位于燃料噴嘴中與端蓋分離和分開。下一代的端蓋提供在端蓋的內部的空氣和燃料通道。實現這一點來使各個端蓋容納多個噴嘴，而非像現有傳統燃燒器那樣每個端蓋一個燃料噴嘴。雖然那個改變簡化了燃料噴嘴且使得能夠將多個燃料噴嘴安裝到端蓋上，但是為了提供空氣和燃料歧管以及在端蓋的外部提供用于端蓋承載的燃料噴嘴的必要的多個通道，端蓋的復雜性增加。諸如插件的額外部件是必要的，以使在端蓋中提供復雜的通道是可行的。還包括銅焊接頭，以密封這樣的額外部件，包括端蓋中的插件。接著是用于渦輪燃燒器的更下一代端蓋。這些在端蓋和它們的各種部件之間采用了甚至更復雜的銅焊接頭。但是，在這些下一代端蓋上觀察到了銅焊接頭的破裂。

某些現有端蓋組件需要擠壓氣體流動孔口(在本文中也稱為“限流器”，或“限流器插件”)，以及使氣體流動孔口在燃燒器端蓋板的“熱側”(暴露于燃燒室中的燃燒的那側)上樁定(stake)就位。

仍然存在對這樣的端蓋組件的需要，其簡化端蓋結構和限流器的插入，并且還提供其它合乎需要的特征，包括密封，以防止經過限流器插件有泄漏。

發明內容

本發明主要涉及燃料限流器插件的使用和組裝技術以及在燃燒器端蓋組件中的有關密封。

在本發明的第一個示例性實施例中，提供了一種用于渦輪燃燒器的、適于支承一個或多個燃燒器噴嘴的端蓋組件，端蓋組件包括：具有在使用中面向燃燒室的一側和在使用中背向燃燒室的相反側的基本平的板；延伸通過基本平的板的至少一個燃料通道；燃料歧管端口塊，其固定到平板的相反側上，至少一個端口與該至少一個通道對準；以及形成有多個流動孔口的燃料限流器插件，其位于平板和燃料歧管端口塊之間與所述至少一個燃料通道和該至少一個端口對準。

在另一個示例性實施例中，本發明提供了一種用于渦輪燃燒器的、適于支承一個或多個燃燒器噴嘴的端蓋組件，端蓋組件包括：具有在使用中面向燃燒室的一側和在使用中背向燃燒室的相反側的基本平的端蓋板；延伸通過基本平的端蓋板的多個預混合燃料通道；燃料歧管端口塊，其固定到基本平的端蓋板的相反側上，端口連接到多個通道中的各個上；以及形成有多個流動孔口的燃料限流器插件，其在端蓋板中的各個預混合燃料通道和燃料歧管端口塊中的各個端口之間的接口處固定到燃料歧管端口塊上。

在另外的另一個示例性實施例中，本發明提供了一種用于渦輪燃燒器的適于支承一個或多個燃燒器噴嘴的端蓋的歧管端口塊，歧管端口塊包括適于與端蓋板中的通道對準的多個燃料通道，其中，形成有多個流動孔口的燃料限流器插件在適于與端蓋板交接的側上固定到燃料歧管端口塊上。

現在將結合下面標識的圖來描述本發明。

附圖說明

圖1是結合了現有燃燒器端蓋組件的渦輪的示意圖；

圖2是根據本發明的一個示例性而非限制性實施例的端蓋組件的透視圖；

圖3是圖2的端蓋組件的部分截面的側視圖；

圖3A是從圖3中移除的燃料限流器插件的側視截面；

圖4是根據本發明的另一個示例性而非限制性實施例的燃燒器端蓋組件的部分截面的透視圖；

圖4A是從圖4中移除的燃料限流器插件的透視圖；以及

圖5是從圖4中得到的放大的截面細節。

部件列表

10發動機

12壓縮機

14燃燒器

16燃燒區

18燃料噴嘴組件

20渦輪

22軸線(旋轉體或軸)

24渦輪的第一級

26端蓋組件

28、128端蓋板

30孔

32、34、132、134內部通道

36、136歧管端口塊