一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套的制作方法
【專利摘要】一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，涉及燃氣輪機燃燒室的結(jié)構(gòu)設計。本發(fā)明的技術(shù)特點是在導流襯套筒體內(nèi)壁面沿軸向設置導流片；按照導流襯套內(nèi)空氣流動方向，所述的導流片在導流襯套內(nèi)壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔的上游端，導流片的終止位置位于定位塊上游與主燃孔下游之間；導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為1～10mm。本發(fā)明提供的燃氣輪機燃燒室的導流襯套不僅可限制導流襯套內(nèi)氣流的周向流動，實現(xiàn)導流襯套內(nèi)部氣流的均勻流動，進而使火焰筒內(nèi)部燃燒更加穩(wěn)定；另一方面，由于本發(fā)明在導流襯套的內(nèi)壁面設置了多個導流片，大大增強了導流襯套的機械強度，從而使導流襯套在燃氣輪機工作過程中進一步提高了運行的安全性和使用壽命。
【專利說明】一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣整流裝置，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室中有導流片的導流襯套。

【背景技術(shù)】
[0002]燃氣輪機是當今世界清潔利用化石能源的重要設備。影響燃氣輪機性能的二個重要指標分別是燃燒室出口溫度分布和排污物排放，而這二個指標均與燃燒室內(nèi)部的燃料和空氣的分布以及燃燒情況密切相關(guān)。如果燃燒室內(nèi)部的燃料和空氣分布不均勻時，勢必會造成局部富燃料區(qū)和局部貧燃料區(qū)；富燃料區(qū)的燃燒溫度往往會很高，會給出口溫度分布帶來熱點，并且會導致熱力型NOx的生成增多；貧燃料區(qū)的燃燒溫度往往不高，會給出口溫度分布帶來冷點，并且會導致燃料中的CO難以燃料完全。因此燃燒室內(nèi)部燃料和空氣分布的均勻性至關(guān)重要。
[0003]目前市場上主流的燃氣輪機多采用逆流環(huán)管式燃燒室結(jié)構(gòu)，壓氣機空氣經(jīng)過擴壓器后，進入燃壓缸，而后經(jīng)導流襯套進口逆向流向燃燒室頭部。圖1為一典型的逆流燃燒室結(jié)構(gòu)，燃壓缸空氣從導流襯套入口逆向流向燃燒室頭部，而后從摻混孔、主燃孔、頭部空氣孔等結(jié)構(gòu)進入火焰筒內(nèi)部，并與噴嘴噴出的燃料進行摻混、燃燒，最后從火焰筒出口排出。這種導流襯套通常是簡單的圓筒結(jié)構(gòu)，僅僅起到了氣體流動通道的作用，對通道內(nèi)氣體的周向流動并沒有結(jié)構(gòu)上的約束，這樣就會帶來氣體有可能在周向上分布不均勻的情況，從而導致從不同孔結(jié)構(gòu)進入火焰筒內(nèi)部的空氣流量的不均勻性，進而導致火焰筒內(nèi)部燃燒的不均勻，最終會影響到燃燒室出口溫度分布以及污染物排放。
[0004]另外一方面，目前導流襯套的結(jié)構(gòu)基本上是一段或者幾段薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，在實際工作中，也極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)強度不足的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提出了燃氣輪機燃燒室的導流襯套，該裝置不僅可限制導流襯套內(nèi)氣流的周向流動，實現(xiàn)導流襯套內(nèi)部氣流的均勻流動，而且結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)強度好。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，該導流襯套設置在火焰筒的外側(cè)，并通過設置在火焰筒頭部定位塊與火焰筒連接；在火焰筒外壁面上沿周向設置有多排摻混孔和主燃孔，其特征在于:在導流襯套筒體內(nèi)壁面沿軸向設置導流片，所述的導流片個數(shù)為每排主燃孔數(shù)目的N倍，N為正正數(shù)，且I < N < 5 ;按照導流襯套內(nèi)空氣流動方向，所述的導流片在導流襯套內(nèi)壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔的上游端，導流片的終止位置位于定位塊上游與主燃孔下游之間；所述的導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為I?10mm。
[0008]本發(fā)明所述的導流片為直薄板結(jié)構(gòu)，厚度為0.1mm?4mm。優(yōu)選厚度Imm?3mm。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:所述的導流片在導流襯套內(nèi)壁面均勻分布；導流片的個數(shù)優(yōu)選為每排主燃孔數(shù)目的1、2或3倍。
[0010]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及突出性的技術(shù)效果:本發(fā)明提供的燃氣輪機燃燒室的導流襯套不僅可限制導流襯套內(nèi)氣流的周向流動，實現(xiàn)導流襯套內(nèi)部氣流的均勻流動，進而使火焰筒內(nèi)部燃燒更加穩(wěn)定；此外，由于本發(fā)明在導流襯套的內(nèi)壁面設置了多個導流片，大大增強了導流襯套的機械強度，從而使導流襯套在燃氣輪機工作過程中進一步提高了運行的安全性和使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的包含導流襯套結(jié)構(gòu)的燃燒室示意圖。
[0012]圖2是圖1的D向截面圖。
[0013]圖3是采用本發(fā)明的導流襯套的燃氣輪機燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是圖3的D向截面圖。
[0015]圖5是圖3的立體剖視圖。
[0016]附圖標記說明如下:1 一導流襯套；2 —火焰筒；3 —端蓋；4 一定位塊；5 —噴嘴；6-來流空氣；7_扇形通道；8_燃料氣；11 —導流片；21 —主燃孔；22 —摻混孔；23 —頭部空氣孔。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、原理和【具體實施方式】做進一步說明。
[0018]如圖3、圖4和5所示，所述導流襯套I設置在火焰筒2的外側(cè)，并通過設置在火焰筒頭部的定位塊4與火焰筒連接，導流襯套在前端與端蓋3連接；在火焰筒外壁面上沿周向設置有多排摻混孔22和主燃孔21 ;所述的導流襯套筒體由一段或多段圓筒連接而成；在導流襯套筒體內(nèi)壁面沿軸向設置導流片11，該導流片11與導流襯套內(nèi)壁面固定連接，采用焊接或一體化鑄造；導流片的個數(shù)為每排主燃孔數(shù)目的N倍，N為正正數(shù)，且I < N < 5，導流片的個數(shù)優(yōu)選為每排主燃孔數(shù)目為1、2或3倍；按照導流襯套I內(nèi)空氣流動方向，所述的導流片11在導流襯套I內(nèi)壁面起始位置不超過火焰筒摻混孔22與導流襯套I相對應的軸向位置，導流片11的終止位置不超過定位塊4與導流襯套I相對應的軸向位置，即所述的導流片在導流襯套內(nèi)壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔22的上游端，導流片11的終止位置位于定位塊4上游與主燃孔21下游之間，使導流片11不與定位塊4發(fā)生干涉，并且導流片在徑向的投影不能落在主燃孔21或者摻混孔22所在區(qū)域。
[0019]所述的導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為I?1mm;所述的導流片11在導流襯套內(nèi)壁面優(yōu)選為均勻分布。
[0020]本發(fā)明中，所述的導流片11采用直薄板結(jié)構(gòu)，其厚度為0.1?4mm，優(yōu)選的薄板厚度為Imm?3mmη
[0021]本發(fā)明的工作機理和工作過程如下:
[0022]參見圖3、圖4和圖5，導流片11將導流襯套I和火焰筒2之間的環(huán)形通道分割為與導流片11數(shù)目相同的扇形通道7。來流空氣6流入導流襯套筒內(nèi)與火焰筒2之間的環(huán)形通道中，逆向流向燃燒室頭部，而后來流空氣6受到導流片11在周向的限制作用，被分割為多股氣流逆向流入扇形通道7中。在流動過程中，扇形通道7中的氣體在通過摻混孔22和主燃孔21時分流部分氣體進入火焰筒2內(nèi)，最后氣流通過火焰筒頭部的頭部空氣孔23進入火焰筒，與通過噴嘴5進入火焰筒頭部的燃料氣8進行摻混和燃燒。由于導流片11對氣流在周向流動上的限制，不同扇形通道7內(nèi)的氣流很難在不同扇形通道7間流動，從而保證了從不同主燃孔21和摻混孔22進入火焰筒內(nèi)部空氣的均勻性，進而保證了火焰筒內(nèi)部燃燒的均勻性。
[0023]此外，由于本發(fā)明在導流襯套的內(nèi)壁面設置了多個導流片，大大增強了導流襯套的機械強度，從而使導流襯套在燃氣輪機工作過程中進一步提高了運行的安全性和使用壽命O
【權(quán)利要求】
1.一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，該導流襯套設置在火焰筒(2)的外側(cè)，并通過設置在火焰筒頭部定位塊(4)與火焰筒連接；在火焰筒外壁面上沿周向設置有多排摻混孔(22)和主燃孔(21)，其特征在于:在導流襯套筒體內(nèi)壁面沿軸向設置導流片(11)，所述的導流片個數(shù)為每排主燃孔數(shù)目的N倍，N為正正數(shù)，且1 < N < 5 ;按照導流襯套內(nèi)空氣流動方向，所述的導流片在導流襯套內(nèi)壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔(22)的上游端，導流片(11)的終止位置位于定位塊(4)上游與主燃孔(21)下游之間；所述的導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為1?10mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述的導流片為直薄板結(jié)構(gòu)，厚度為0.1?4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述的導流片的厚度1?3_。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述導流片的個數(shù)為每排主燃孔數(shù)目的1、2或3倍。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述的導流片在導流襯套內(nèi)壁面均勻分布。
【文檔編號】F23R3/00GK104359124SQ201410483048
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】井文明, 謝法 申請人:北京華清燃氣輪機與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司