[發明專利]用于燃氣渦輪機的燃燒器的連續燃燒襯套

有效

• 申請號: 201410100616.6
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104061595B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: P.B.梅爾頓;L.J.斯托亞;R.M.迪欽蒂奧
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,譚祐祥

技術領域

本發明大體上涉及一種燃氣渦輪機的燃燒器。更確切地說，本發明涉及一種用于燃氣渦輪機的熱氣通路管道或襯套。

背景技術

罐狀環形燃氣渦輪機的燃燒區段大體上包括按環形陣列布置在壓縮機排出殼體周圍的多個燃燒器。加壓空氣從壓縮機流動到壓縮機排出殼體并輸送到每個燃燒器。來自燃料噴嘴的燃料與每個燃燒器中的加壓空氣混合以便在所述燃燒器的一次燃燒區內形成可燃混合物。使所述可燃混合物燃燒以產生具有高壓力和高速度的熱燃燒氣體。所述燃燒氣體通過至少部分地由燃燒襯套和過渡管道限定的熱氣通路而朝向燃氣渦輪機的渦輪機入口輸送。燃燒襯套從環繞燃料噴嘴的帽組件向下游延伸。過渡管道的前端從燃燒襯套的后端向下游延伸。將來自燃燒氣體的熱能和動能傳遞至渦輪機以引起渦輪機旋轉，從而產生機械功。例如，渦輪機可聯接到驅動發電機發電的軸。

高壓燃燒氣體可從熱氣通路中的在燃燒襯套后端與過渡管道前端之間形成的接合處泄漏出來，從而可能影響燃燒器的總體性能。一種防止在燃燒襯套與過渡管道之間出現泄漏的嘗試需要從帽組件延伸至渦輪機入口的連續過渡管道。所述連續過渡管道在過渡管道前部分具有圓形截面，以便允許與帽組件的下游端配合。然而，連續過渡管道改變成大體位于一次燃燒區上游和/或靠近一次燃燒區的非圓形截面并且繼續具有非圓形截面直到到達終止于渦輪機入口處的連續過渡管道的后端。因此，支持延遲貧燃料噴射同時減少和/或防止高壓燃燒氣體泄漏的連續延伸的燃燒襯套會是有用的。

發明內容

本發明的方面和優點會在以下說明中進行闡述，或可從說明書中清楚，或可通過實踐本發明來了解。

本發明的一個實施例是一種用于燃氣渦輪機燃燒器的燃燒襯套。燃燒襯套包括環形主體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區。主體從前端連續地延伸至后端。多個燃料噴射器通道在過渡交叉區的上游徑向地延伸穿過主體。主體包括在前端與過渡交叉區之間發散的具有圓形截面的錐形區段、和從所述過渡交叉區延伸至所述主體后端的具有非圓形截面的過渡區段。

本發明的另一個實施例是一種用于燃氣渦輪機的燃燒器的燃燒模塊。燃燒模塊大體上包括設置在所述燃燒模塊的上游端的環形燃料分配歧管。燃料分配歧管包括環形支撐套筒。燃燒模塊進一步包括燃料噴射組件，其具有從燃料分配歧管向下游延伸并終止于后框架的環形燃燒襯套、和圓周地環繞所述燃燒襯套的環形導流套筒。燃燒襯套包括環形主體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區。主體從前端連續地延伸至后端。多個燃料噴射器通道從過渡交叉區的上游徑向地延伸穿過導流套筒和主體。主體包括在前端與過渡交叉區之間發散的錐形區段、和從過渡交叉區延伸至所述主體后端的具有非圓形截面的過渡區段。

本發明還可以包括一種燃氣渦輪機。所述燃氣渦輪機大體上包括壓縮機、設置在所述壓縮機下游的壓縮機排出殼體和設置在所述壓縮機排出殼體下游的渦輪機、以及延伸穿過所述壓縮機排出殼體的燃燒器。燃燒器包括軸向地延伸穿過環形帽組件的燃料噴嘴和延伸穿過壓縮機排出殼體的燃燒模塊。燃燒模塊包括設置在所述燃燒模塊的上游端的環形燃料分配歧管、和具有從帽組件向下游延伸并終止于后框架的燃燒襯套的燃料噴射組件。燃燒模塊進一步包括周向地環繞燃燒襯套的環形導流套筒。燃燒襯套包括環形主體，其具有與后端軸向隔開的前端、和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區。主體從所述主體的前端連續地延伸至后端。多個燃料噴射器通道在過渡交叉區的上游徑向地延伸穿過主體。主體包括在前端與過渡交叉區之間發散的具有圓形截面的錐形區段、和從過渡交叉區延伸至所述主體后端的具有非圓形截面的過渡區段。

所屬領域的一般技術人員將通過查看說明書來更好地了解此類實施例的特征和方面以及其他內容。

附圖說明

在說明書的剩余部分中向所屬領域的技術人員更具體地闡述了本發明的完整和實踐內容，包括本發明的最佳模式，其中參考附圖進行闡述，在附圖中：

圖1是本發明的范圍內的示例性燃氣渦輪機的功能框圖；

圖2是包括涵蓋本發明的多個實施例的示例性燃燒器的示例性燃氣渦輪機的一部分的截面側視圖；

圖3是可以涵蓋本發明的多個實施例的圖2所示燃燒模塊的透視圖；

圖4是圖3所示燃燒模塊的分解透視圖；

圖5是根據本發明的多個實施例的燃燒襯套的側視圖；

圖6是根據本發明的多個實施例的圖5所示燃燒襯套的截面側視圖；以及

圖7是根據本發明的至少一個實施例的圖5所示燃燒襯套的截面俯視圖。