[實用新型]一種帶有沖擊導流冷卻管的燃燒室罩帽

有效

• 申請號: 201520110840.3
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN204513463U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 查筱晨;王綏德;耿杰峰
• 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: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖;張寧

技術領域

本實用新型涉及一種燃燒室罩帽的結構設計，尤其涉及一種使用氣體燃料的燃氣輪機燃燒室罩帽的結構，屬于燃氣輪機技術領域。

背景技術

隨著世界各國對環境保護越來越重視，對于燃氣輪機燃燒室的排放，特別是NOx，要求越來越嚴格。為了降低NOx等污染物的排放，現代燃氣輪機燃燒室大多采用貧預混燃燒方式。而采用貧預混燃燒技術的燃燒室需預先混合最大數量的空氣，導致了冷卻空氣量很少。因此，如何提高冷卻氣體的利用效率是先進預混燃燒室亟需解決的一個重要問題。

燃燒室中的罩帽部件用來支撐噴嘴，在多噴嘴燃燒組織方案中，值班噴嘴末端常采用擴張段，而現有技術常采用對流冷卻的方式來冷卻擴張段，這種冷卻方式存在以下三方面問題：其一，冷氣通過對流冷卻的方式來冷卻擴張段，冷卻效率比較低；其二，空氣在繞過罩帽進入到頭部結構中，以及在罩帽內部無規則流動的過程中都有較大的壓力損失，也會降低冷卻效率；其三，不能有效地控制冷卻氣的進出口面積進而不能有效地控制冷卻氣的流量，從而導致冷卻氣的浪費?？偠灾?，現有的冷卻方案存在較大的改進空間。

實用新型內容

本實用新型的目的是現有技術存在的不足和缺陷，提出一種帶有沖擊導流冷卻管的燃燒室罩帽，通過引入沖擊導流冷卻管以及發散冷卻孔，從而達到有效控制進入罩帽的冷卻空氣量，進一步提高罩帽冷卻效率。

本實用新型的技術方案如下：所述罩帽含有外殼以及設置在外殼內部的主噴嘴和值班噴嘴；值班噴嘴與罩帽同軸布置，多個主噴嘴周向布置在值班噴嘴外圍；所述主噴嘴包括主噴嘴直段和主噴嘴過渡段；所述值班噴嘴包括值班噴嘴直段和值班噴嘴擴張段；在所述外殼上分別設有前擋板、后擋板以及多個空氣進口，其特征在于：在外殼內部的每個空氣進口處設置有沖擊導流冷卻管，每個沖擊導流冷卻管與罩帽軸向方向成10～50°的夾角。

本實用新型的技術特征還在于：沖擊導流冷卻管出口所在平面的中心與值班噴嘴擴張段出口截面的軸向距離L1為值班噴嘴擴張段軸向長度L2的40％～60％。

本實用新型的另一技術特征是：所述值班噴嘴擴張段和后擋板上均設置有發散冷卻孔，其直徑為0.8～1.5mm；空氣進口的總面積大于等于值班噴嘴擴張段和后擋板上的發散冷卻孔的面積之和。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：通過在空氣進口處設置沖擊導流冷卻管，一方面可以減小壓力損失，將冷卻氣體集中引向受熱比較嚴重的部位，從而延長冷卻氣體在其表面的停留時間，進而加強冷卻。另一方面，擴張段表面的發散冷卻孔也可以進一步地提高冷卻效率。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的帶有沖擊導流冷卻管的燃燒室罩帽的結構示意圖。

圖2為本實用新型的三維結構剖視圖。

圖中：1-罩帽；4-主噴嘴直段；5-主噴嘴過渡段；6-值班噴嘴直段；7-值班噴嘴擴張段；8-外殼；9-前擋板；10-沖擊導流冷卻管；11-空氣進口；12-后擋板；13-發散冷卻孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的原理，結構和具體實施方式做進一步的說明。

圖1為本實用新型提供的一種帶有沖擊導流冷卻管的燃燒室罩帽實施例的結構示意圖,該罩帽1為主噴嘴和值班噴嘴提供安裝位置，該罩帽含有外殼8以及設置在外殼內部的主噴嘴和值班噴嘴；主噴嘴包括主噴嘴直段4和主噴嘴過渡段5；值班噴嘴包括值班噴嘴直段6和值班噴嘴擴張段7；值班噴嘴與罩帽同軸布置，多個主噴嘴周向布置在值班噴嘴外圍；在罩帽的外殼8上設置有空氣進口11，其前端設有前擋板9，其后端設有后擋板12，在每個空氣進口處設置有沖擊導流冷卻管10，每個沖擊導流冷卻管10與罩帽中心軸線成10～50°的夾角。前擋板9、后擋板12與主噴嘴直段4、主噴嘴過渡段5、值班噴嘴直段6、值班噴嘴擴張段7、外殼8的連接均為密封連接，連接處光滑過度。密封連接能夠避免冷氣的浪費，光滑過渡減少了氣流的阻力。

空氣經過燃氣輪機壓氣機壓縮之后，流入燃燒室罩帽并被分為兩部分：其中一部分流入值班噴嘴和主噴嘴與燃料進行摻混并直接參與燃燒；另一部分通過罩帽1外殼8上的空氣進口11流入沖擊導流冷卻管10后進入罩帽1內部。流入沖擊導流冷卻管10的空氣首先沖擊并冷卻值班噴嘴擴張段7，由于氣體集中沖擊受熱比較嚴重的值班噴嘴擴張段，從而延長冷卻氣體在值班噴嘴直段擴張段的停留時間，之后冷卻氣體分成兩部分，一部分通過值班噴嘴擴張段7上的發散冷卻孔13流出，實現對值班噴嘴擴張段7的冷卻；另一部分流經后擋板12的發散冷卻孔，實現對后擋板12的冷卻。發散冷卻孔的設置進一步提高了冷卻效率。