[發明專利]包括多個筒形燃燒器的燃氣渦輪

有效

• 申請號: 201810588693.9
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN109028141B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: J.安桂索拉麥菲特;O.泰恩尼;T.C.胡貝;N.布哈特納格;M.克拉迪;D.優格爾
• 申請（專利權）人: 安薩爾多能源瑞士股份公司
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00;F23R3/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡宗鑫;傅永霄

一種用于發電站的燃氣渦輪，燃氣渦輪(1)包括壓縮機級(2)、設有多個筒形燃燒器(4)的燃燒器級(3)、至少一渦輪級(5)以及外殼(6)，所述外殼(6)限定氣室(20)并設有用于支承筒形燃燒器(4)的多個入口孔(7)；各個入口孔(7)包括內表面(13)，所述內表面(13)面向相關的筒形燃燒器(4)并與其間隔開，以便實現間隙(9)，以允許壓縮空氣從氣室(20)流入燃燒器筒(4)；其中在各個入口孔(7)處，燃氣渦輪(1)包括熱管理裝置，其構造成用于對相關入口孔(7)的內表面(13)施加至少熱處理。

優先權聲明

本申請要求享有2017年6月9日提交的歐洲專利申請No.17175152.2的優先權，該專利申請的公開內容通過引用并入本文中。

技術領域

本發明涉及一種包括多個筒形燃燒器的用于發電站的燃氣渦輪。具體而言，本發明涉及在各個筒形燃燒器與由燃氣渦輪的外殼提供的相關入口孔之間的相互作用。

背景技術

如已知的，用于發電站的燃氣渦輪(在下文中僅稱燃氣渦輪)包括設有上游壓縮機區段、燃燒器區段和下游渦輪區段的轉子。用語下游和上游是指主氣流經過燃氣渦輪的方向。具體而言，壓縮機區段包括供有空氣的入口以及連接到轉子上并構造成用于壓縮引入的空氣的多個葉片。離開壓縮機的壓縮空氣流入由外殼限定的氣室(plenum)中，并從該處進入燃燒器中。在燃燒器內，壓縮機空氣與至少一種燃料混合，且這樣得到的燃料和壓縮空氣的混合物流入該混合物在其中燃燒的燃燒室中。得到的熱氣體離開燃燒室，并在渦輪中膨脹，從而對轉子做功。

可以以下形式實現燃燒器區段：多個筒形燃燒器圍繞燃氣渦輪軸線沿周向布置為環且由外殼支承。具體而言，該外殼包括多個入口孔，用于容納部分在外殼外被支承且部分在外殼內被支承的燃燒器筒。通常，以在相關分離線處螺接在一起的兩個互補的周向區段的形式實現外殼。

出于機械原因，即，為了使入口孔的環向應力保持在設計要求內，外殼的圍繞入口孔處的厚度大于外殼的其余部分的厚度。這樣圍繞入口孔添加材料限定適用于將燃燒器筒螺接到外殼的部分。

令人遺憾的是，根據現有技術的上述構造涉及一些缺陷。具體而言，由于上述提及的圍繞入口孔處的物料積聚，導致在瞬變操作期間沿著外殼出現大的溫度梯度。

該溫度梯度導致沿外殼的不同的熱膨脹，且這些不同的熱膨脹導致在外殼的螺接分離平面處形成開口。在以上情形中，在瞬變操作期間不能保證外殼的分離平面的密封。

發明內容

因此，本發明的主要目的在于提供包括由外殼支承的多個燃燒器筒的用于發電站的燃氣渦輪，其中在瞬變操作期間還保證了外殼的分離平面的密封。

為了實現上文提及的目標問題，本發明提供了一種燃氣渦輪，其(按照主氣流方向)包括壓縮機級、包括多個筒形燃燒器的燃燒器級以及至少一渦輪級。此外，燃氣渦輪包括外殼，其限定供有離開壓縮機的壓縮空氣的氣室。外殼設有多個入口孔，用于支承圍繞燃氣渦輪的軸線而同心布置的筒形燃燒器。各個入口孔包括內表面，即，面向相關的筒形燃燒器且與其間隔開的表面。在入口孔與相關的筒形燃燒器之間設有間隙，以便允許壓縮空氣從氣室流至筒形燃燒器。

根據本發明的主要方面，在各個入口孔處，燃氣渦輪包括熱管理裝置，其構造成對相關入口孔的內表面施加至少熱處理。就用語“熱處理”而言，其意味著適用于冷卻或加熱入口孔的內表面(即，面向筒形燃燒器的外襯板的表面)的至少一部分的冷卻和加熱處理兩者。

有利地，根據本發明，可通過對圍繞入口孔而布置的積聚物料作用來減小或避免在瞬變操作期間沿外殼出現的溫度梯度。因此，本發明允許改進外殼的分離平面處的氣室的密封，從而避免在瞬變操作期間形成開口。