一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，屬于燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。該冷卻結(jié)構(gòu)包括沿火焰筒軸向布置的多條隔板以及前端蓋板和后端蓋板；隔板固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上，前端蓋板固定在環(huán)形回流空氣通道入口處的導(dǎo)流襯套內(nèi)壁上，后端蓋板固定在環(huán)形回流空氣通道出口處的導(dǎo)流襯套內(nèi)壁上；前端蓋板和后端蓋板上設(shè)置有多個(gè)限流孔。由于環(huán)形回流空氣通道內(nèi)設(shè)置有多個(gè)隔板，可以將環(huán)形回流空氣通道分隔成多個(gè)軸向冷卻通道，使得回流空氣可在多個(gè)軸向冷卻通道內(nèi)流動(dòng)，降低了空氣的切向速度，改善了流動(dòng)狀況，有助于增強(qiáng)對(duì)流換熱系數(shù)，提高冷卻效率；同時(shí)可提高空氣進(jìn)入火焰筒的均勻性，改善火焰筒內(nèi)的流動(dòng)狀況，有助于組織燃燒。
【專利說明】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒冷卻結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)包括壓氣機(jī)、燃燒室和透平三大部件。其中，燃?xì)廨啓C(jī)的最高溫度區(qū)存在于燃燒室，燃燒室作為連接壓氣機(jī)和透平的燃?xì)馊紵考瑢⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，將熱空氣通入透平做功。在燃燒室前端裝有燃料噴嘴，噴嘴噴出的燃料與進(jìn)入的空氣在燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒溫度可達(dá)2000攝氏度以上，壓力可達(dá)20個(gè)大氣壓。燃燒室外缸在高溫下很難承受這樣的高壓。為降低燃燒室缸壁的溫度，以保證其強(qiáng)度，通常在燃燒室內(nèi)設(shè)火焰筒，減少外缸受熱，使其主要承壓。
[0003]火焰筒一般采用耐高溫合金制成，目前的火焰筒金屬材料正常工作溫度都在1000攝氏度以下，因此必須對(duì)火焰筒進(jìn)行冷卻，且冷卻結(jié)構(gòu)的合理性對(duì)火焰筒的工作壽命影響很大。目前用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的基本冷卻方式主要有氣膜冷卻、發(fā)散冷卻、沖擊發(fā)散組合冷卻、層板冷卻等，基本原理大多是將一部分冷氣從燃燒室回流空氣通道引入至火焰筒內(nèi)，在火焰筒內(nèi)壁形成氣膜，一方面冷卻火焰筒壁，另一方面隔離熱燃?xì)狻?br> [0004]而現(xiàn)代先進(jìn)干式低勵(lì)X排放(0110燃燒室，往往需要更多的空氣從火焰筒頭部進(jìn)入燃燒室，參與組織燃燒，在進(jìn)一步提升燃燒室溫升的同時(shí)，控制火焰溫度，從而提升燃機(jī)整體效率和降低勵(lì)X排放。為實(shí)現(xiàn)這一目的，高參數(shù)下的01^燃燒室火焰筒上往往不開設(shè)主燃孔、摻混孔等孔徑較大的進(jìn)氣孔，并且廣泛地采用如發(fā)散冷卻、沖擊冷卻或肋片冷卻等耗費(fèi)冷卻氣少或者完全不耗費(fèi)冷卻空氣的冷卻技術(shù)，從而提供更多的空氣用于組織燃燒。
[0005]一方面，火焰筒長期在高溫下工作面臨著蠕變、氧化問題，并且其在燃?xì)廨啓C(jī)的不斷啟停過程中承受著熱機(jī)械疲勞；另一方面，由于火焰筒內(nèi)燃燒場的不確定性、造成熱負(fù)荷的不均勻性，以及傳統(tǒng)冷卻結(jié)構(gòu)冷卻性能的限制，導(dǎo)致火焰筒壁面本身溫度分布不均，易造成較大熱應(yīng)力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，使其進(jìn)一步對(duì)火焰筒進(jìn)行冷卻，提高冷卻效率，避免火焰筒壁面溫度過高以及分布不均造成的高熱應(yīng)力。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，所述火焰筒的外部設(shè)置有導(dǎo)流襯套，導(dǎo)流襯套與火焰筒之間形成環(huán)形回流空氣通道，其特征在于，通道式冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)該結(jié)構(gòu)包括沿火焰筒軸向布置的多條隔板以及前端蓋板和后端蓋板；多條隔板沿周向固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上，將環(huán)形回流空氣通道分隔成多個(gè)軸向冷卻通道；前端蓋板固定在環(huán)形回流空氣通道入口處的導(dǎo)流襯套內(nèi)壁上，后端蓋板固定在環(huán)形回流空氣通道出口處的導(dǎo)流襯套內(nèi)壁上，前端蓋板和后端蓋板上分別設(shè)置有多個(gè)限流孔。
[0009]其中，所述隔板在導(dǎo)流襯套上周向均勻布置，相鄰的兩個(gè)所述隔板之間的垂直間距至少在25111111?100111111之間。
[0010]其中，所述限流孔沿徑向呈陣列排布，且各列沿周向均勻布置。
[0011]其中，所述限流孔的列數(shù)與隔板數(shù)量相同。
[0012]其中，各列所述多個(gè)限流孔的直徑按徑向從火焰筒到導(dǎo)流襯套依次變小。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果:①由于環(huán)形回流空氣通道內(nèi)設(shè)置有多個(gè)隔板，可以將環(huán)形回流空氣通道分隔成多個(gè)軸向冷卻通道，使得回流空氣可在多個(gè)軸向冷卻通道內(nèi)流動(dòng)，降低了空氣的切向速度，改善了流動(dòng)狀況，有助于增強(qiáng)對(duì)流換熱系數(shù)，提高冷卻效率；②提高空氣進(jìn)入火焰筒的均勻性，改善火焰筒內(nèi)的流動(dòng)狀況，有助于組織燃
0

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的八-六剖視圖。
[0016]圖3為帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1-導(dǎo)流襯套；2-火焰筒；3『如端蓋板；31^-后端蓋板；4-隔板；5-環(huán)形回流空氣通道；6-限流孔。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)和【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]圖1為帶有通道式冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的剖視圖，如圖所示，火焰筒2的外部設(shè)置有導(dǎo)流襯套1，導(dǎo)流襯套1與火焰筒2之間形成環(huán)形回流空氣通道5。冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道5內(nèi)，該結(jié)構(gòu)包括沿火焰筒2軸向布置的多條隔板4以及前端蓋板％和后端蓋板此；隔板4固定在導(dǎo)流襯套1的內(nèi)壁上，前端蓋板33固定在環(huán)形回流空氣通道5入口處的導(dǎo)流襯套1的內(nèi)壁上，后端蓋板36固定在環(huán)形回流空氣通道5出口處的導(dǎo)流襯套1的內(nèi)壁上，前端蓋板％和后端蓋板此上設(shè)置有多個(gè)限流孔6，回流空氣會(huì)通過限流孔進(jìn)入軸向冷卻通道。
[0020]本發(fā)明中，所述隔板4在導(dǎo)流襯套1的圓周方向均勻布置；相鄰的兩個(gè)隔板4之間的垂直間距至少在25臟?100111111之間(參見圖2、圖3〉。由于環(huán)形回流空氣通道內(nèi)設(shè)置有多個(gè)隔板，可以將環(huán)形回流空氣通道分隔成多個(gè)軸向冷卻通道，使得回流空氣可在多個(gè)軸向冷卻通道內(nèi)流動(dòng)，降低了空氣的切向速度，改善了流動(dòng)狀況，有助于增強(qiáng)對(duì)流換熱系數(shù)，提高冷卻效率；同時(shí)可進(jìn)一步提高空氣進(jìn)入火焰筒的均勻性，改善火焰筒內(nèi)的流動(dòng)狀況，有助于組織燃燒。
[0021]圖2為圖1的[八剖視圖，所述限流孔6沿徑向呈陣列排布，且各列沿周向均勻布置，限流孔6的列數(shù)應(yīng)與隔板數(shù)量相同。所述的回流空氣通道5被隔板分為多個(gè)均勻的軸向冷卻通道。各列所述的多個(gè)限流孔6的直徑按徑向從火焰筒2到導(dǎo)流襯套1依次變小，可調(diào)節(jié)空氣速度徑向分布，使得靠近火焰筒處的回流空氣的流量增大，有利于提高火焰筒2壁面附近的空氣流速，增強(qiáng)換熱系數(shù)，改善火焰筒2的冷卻效率。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，所述火焰筒(2)的外部設(shè)置有導(dǎo)流襯套(I)，導(dǎo)流襯套與火焰筒之間形成環(huán)形回流空氣通道(5)，其特征在于，通道式冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道(5)內(nèi)，該結(jié)構(gòu)包括沿火焰筒(2)軸向布置的多條隔板(4)以及前端蓋板(3a)和后端蓋板(3b);多條隔板⑷沿周向固定在導(dǎo)流襯套⑴的內(nèi)壁上，將環(huán)形回流空氣通道分隔成多個(gè)軸向冷卻通道；所述的前端蓋板(3a)固定在環(huán)形回流空氣通道(5)入口處的導(dǎo)流襯套(I)內(nèi)壁上，后端蓋板(3b)固定在環(huán)形回流空氣通道(5)出口處的導(dǎo)流襯套(I)內(nèi)壁上，前端蓋板(3a)和后端蓋板(3b)上分別設(shè)置有多個(gè)限流孔(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔板在導(dǎo)流襯套(I)上沿周向均勻布置，相鄰的兩個(gè)隔板(4)之間的垂直間距至少在25mm ?10mm 之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述限流孔(6)沿徑向呈陣列排布，且各列沿周向均勻布置。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述限流孔(6)的列數(shù)與隔板數(shù)量相同。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的通道式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，各列限流孔(6)的直徑沿徑向從火焰筒到導(dǎo)流襯套依次變小。
【文檔編號(hào)】F23R3/42GK104359127SQ201410602635
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】查筱晨, 劉小龍, 張珊珊, 張龍 申請(qǐng)人:北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司