[發明專利]燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構及燃氣輪機燃燒室

在審

• 申請號: 201410325959.2
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104141540A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 查筱晨;劉小龍;張珊珊
• 申請（專利權）人: 北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司
• 主分類號: F02C7/12
• 分類號: F02C7/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構及燃氣輪機燃燒室。?

背景技術

目前，典型的燃氣輪機由壓氣機、燃燒室、透平和輔機系統組成，多個燃燒室呈環形圍繞在轉子周圍。壓氣機壓縮空氣，進入燃燒室內與燃料混合燃燒，然后燃氣進入透平做功，并帶動壓氣機壓縮空氣。過渡段承接燃燒室火焰筒與透平，將火焰筒產生的高溫燃氣引導入透平。一般地，過渡段進口截面形狀與火焰筒一致，為圓形；出口截面上，若干燃燒室相連，構成所述透平一級靜葉環形進口，單個過渡段出口則呈扇形。?

隨著燃氣輪機技術的發展，透平入口溫度逐漸提高。過渡段直接面對燃燒室內的高溫燃氣，而目前過渡段采用的金屬材料正常工作溫度有限，在遠超過其正常工作溫度的惡劣環境下，金屬材料無法承受長時間工作，因此必須采取冷卻措，從而減少熱應力載荷及集中區域。?

現有文獻中，過渡段冷卻技術通常包括層板冷卻、沖擊冷卻和發散冷卻等。層板式冷卻消耗冷卻空氣的量小，具有很好的傳熱效率，其主要缺點為：機械強度低、易被氧化物及空氣中的雜質堵塞等；沖擊冷卻的主要優點在于將機械載荷與熱載荷分開，沖擊壁承力，本體承熱，充分利用沖擊冷卻換熱系數高的特點，但主要缺點在于結構的復雜性以及較大的壓力損失；發散冷卻通過氣膜覆蓋在板壁內表面，可以有效將燃氣與板壁隔開，起到很好的冷卻效果，但常規的發散冷卻由于氣膜的厚度會沿流動方向變化，因而產生一定溫度梯度，造成應力集中。因此，在有限的冷卻空氣前提下，為了解決冷卻問題，除?了不斷發展新材料和新工藝外，決定性因素之一就是對過渡段采用先進的高效冷卻技術。?

現有的技術中，公開號為US2007/0175220A1的美國專利文獻中，通過對經過擴壓器的高壓冷空氣分流，然后通過過渡段腹部附近的發散冷卻孔板，對過渡段本體進行冷卻。這種冷卻方法主要能夠對過渡段腹部進行很好的冷卻作用，過渡段背部的冷卻難以做到，過渡段本體整體冷卻不均勻，冷卻效果差。相對于腹部，過渡段背部冷卻更需要加強，然而根據現有的技術，過渡段背部冷卻的實現難度較大。?

因此，針對以上不足，本發明提供了一種燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構及燃氣輪機燃燒室。?

發明內容

(一)要解決的技術問題?

本發明的目的是提供一種燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構及燃氣輪機燃燒室以解決過渡段本體背部冷卻的問題，以實現過渡段本體的均勻冷卻，提高過渡段本體整體的冷卻效果。?

(二)技術方案?

為了解決上述技術問題，本發明一方面提供了一種燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構，其包括過渡段本體、擴壓器、導流殼體及引氣管，過渡段本體設置在燃壓缸內，過渡段本體的前端與火焰筒連接，后端與透平一級靜葉相連接，擴壓器設置在過渡段本體的腹部下方且連通燃壓缸內部和外部，導流殼體設置在過渡段本體的背部上，以與過渡段本體形成冷卻通道，導流殼體的前端開口朝向燃燒室頭部，引氣管的一端與導流殼體連接，另一端連接在壓氣機級間。?

其中，所述導流殼體在過渡段本體背部的覆蓋面積是過渡段本體表面積的30％～60％。?

其中，所述引氣管在燃壓缸外的部分上設置有氣量調節閥。?

其中，所述引氣管的一端設置在過渡段本體上靠近透平一級靜葉?的位置。?

其中，所述過渡段本體沿燃壓缸軸向設置在燃壓缸內。?

其中，所述過渡段本體為漸縮式通道結構。?

本發明另一方面還提供了一種燃氣輪機燃燒室，其包括上述的燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構。?

(三)有益效果?

本發明的上述技術方案具有如下優點：本發明提供的燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構及燃氣輪機燃燒室中，在過渡段本體的背部設置導流殼體，以形成冷卻通道，引氣管的一端與導流殼體連接，另一端連接在壓氣機級間，將壓力機中的壓縮空氣導入導流殼體內對流冷卻過渡段本體的背部，強化了過渡段背部的冷卻，同時，設置在過渡段本體腹部下的擴壓器的進氣沖擊在過渡段腹部上，對過渡段腹部進行冷卻，這樣，在實現過渡段背部有效冷卻的同時也實現了過渡段本體的均勻冷卻，提高了過渡段本體整體的冷卻效果。?

附圖說明

圖1是本發明實施例燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構的原理示意圖；?

圖2是本發明實施例燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構的局部結構立體示意圖。?