[發明專利]一種小型燃氣輪機的復合切向進氣的過渡段部件

有效

• 申請號: 202110439385.1
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113107679B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 孫士恩;徐璁;林俊光;林鋼;汪玉明;馬聰;俞李斌;秦剛華
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司;上海慕帆動力科技有限公司
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;F02C3/04;F02C3/14;F02C7/143
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及小型燃氣輪機的復合切向進氣的過渡段部件，包括外缸體、內腔體、離心式壓氣機、軸流式動力渦輪和燃燒室；離心式壓氣機與軸流式動力渦輪之間設有過渡段，沿過渡段外周切向布置有燃燒室，過渡段包裹部分軸流式動力渦輪；過渡段為雙層結構，包括外缸體和內腔體，內腔體內部為燃燒室高溫來氣流道，內腔體與外缸體之間為壓氣機來氣流道；離心式壓氣機與燃燒室通過壓氣機來氣流道連通；燃燒室與軸流式動力渦輪通過燃燒室高溫來氣流道連通。本發明的有益效果是：本發明進行結構的集約化設計，合理利用離心式壓氣機與軸流式動力渦輪的結構特點，設計復合過渡段結構對接離心式壓氣機并包裹軸流式動力渦輪，實現體積最小。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機，具體涉及一種小型燃氣輪機的復合切向進氣的過渡段部件。

背景技術

燃氣輪機作為以連續流動氣體作為工質帶動葉輪旋轉將化學能轉化為功的內燃式動力機械，其由三大核心部件構成：壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪。其中壓氣機將空氣壓縮成高壓氣體，壓縮后的氣體進入燃燒室與燃料混合燃燒形成高溫高壓的燃氣，高溫高壓燃氣進入燃氣渦輪膨脹做功，燃氣渦輪旋轉帶動壓氣機的同時還同時輸出機械功帶動發電機等。而與大型燃機輪機的應用場合不同，小型燃氣輪機就是為了滿足小場景的使用如大廈供電供熱等，其結構簡單，對燃氣輪機的集成性要求更高。

大型燃氣輪機燃燒室數量多，環繞中心軸周向布置，通過特定的過渡段結構將高溫氣體導入透平入口，大致的實施方案見圖4，相關專利為：燃氣輪機燃燒室過渡段的冷卻機構及燃氣輪機燃燒室(CN204082339U)，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，將壓氣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。圖4中：1、擴壓器；2、過渡段本體；3、燃壓缸；4、火焰筒；5、透平一級靜葉；6、過渡段本體腹部；7、過渡段本體背部；8、導流殼體；9、冷卻通道；10、引氣管；11、氣量調節閥。

但是大型燃氣輪機壓氣機基本都為軸流式壓氣，因為級間壓比小的原因，一般級數較多，因此設備復雜且較大，而基于小型燃氣輪機集約化的要求，為了保證基本壓比，且外形要求小，一般均采用離心壓氣，但離心壓氣與常規的多燃燒室布置方案有所沖突，因此需要尋找更優的方案。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種小型燃氣輪機的復合切向進氣的過渡段部件。

這種小型燃氣輪機的復合切向進氣的過渡段部件，包括外缸體、內腔體、離心式壓氣機、軸流式動力渦輪和燃燒室；離心式壓氣機與軸流式動力渦輪之間設有過渡段，沿過渡段外周切向布置有燃燒室，過渡段包裹部分軸流式動力渦輪；過渡段為雙層結構，包括外缸體和內腔體，內腔體內部為燃燒室高溫來氣流道，內腔體與外缸體之間為壓氣機來氣流道；離心式壓氣機與燃燒室通過壓氣機來氣流道連通；燃燒室與軸流式動力渦輪通過燃燒室高溫來氣流道連通。

作為優選：包裹軸流式動力渦輪的位置開有冷卻孔，該冷卻孔為壓氣機來氣流道通向軸流式動力渦輪內部的孔。

作為優選：離心式壓氣機與壓氣機來氣流道之間設有隔板，隔板底部開有冷卻孔，該冷卻孔為壓氣機來氣流道通向軸流式動力渦輪的中心轉子的孔。

作為優選：內腔體為從燃燒室通往軸流式動力渦輪方向的漸縮結構。

作為優選：燃燒室與內腔體連接處設有若干個支撐連接件，支撐連接件為插裝式雙層支撐連接件，支撐連接件的雙層端與內腔體插裝連接，支撐連接件的單層端與燃燒室的內筒配合卡接。

作為優選：外缸體內壁和內腔體外壁上設有肋片。

作為優選：內腔體內壁涂覆TBC涂層。

作為優選：過渡段與燃燒室之間設有燃燒室連接口，燃燒室連接口沿過渡段外周切向布置。