本發(fā)明涉及燃氣輪機（航空發(fā)動機）技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器是一種用耐高溫合金材料制造的燃燒設(shè)備，是燃氣輪機（航空發(fā)動機）中必不可少的部件之一。燃料在燃燒器中通過燃燒化學反應將化學能轉(zhuǎn)換為熱能，形成高溫、高壓的燃燒產(chǎn)物，推動透平（渦輪）做功。燃燒器尾筒承接燃燒器火焰筒與透平，所通過燃氣溫度高達1400k~2000k。

燃燒器尾筒內(nèi)部為高溫燃氣通道，外側(cè)則通過冷卻空氣進行沖擊冷卻以達到降溫目的。因此，尾筒金屬溫度沿燃氣流動方向呈較大的變化趨勢。通常情況下，燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒制造皆采用單一材料完成制造，材料的選擇則根據(jù)尾筒上最高金屬溫度確定。當前先進燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒選材已是世界上最先進高溫合金材料，價格十分昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不僅可以最大程度發(fā)揮材料的力學性能，而且可大大降低尾筒制造成本。特別適用于當前更高溫度的燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒設(shè)計。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種燃氣輪機及航空發(fā)動機燃燒器尾筒結(jié)構(gòu)，包括支撐環(huán)、尾筒筒身和出口法蘭；所述支撐環(huán)安裝在尾筒筒身的前端；所述出口法蘭安裝在尾筒筒身的后端；其特征在于：所述尾筒筒身由多段不同耐高溫性能的高溫合金連接而成；并按照金屬溫度的分布趨勢，溫度較高的部分為耐高溫性能高的材料，溫度較低的部分為耐高溫性能稍差的材料。

所述多段不同耐高溫性能的高溫合金通過焊接成為完整的尾筒筒身整體。

所述多段不同耐高溫性能的高溫合金按照耐高溫性能的升序、降序或無序排列。

所述多段不同耐高溫性能的高溫合金按照尾筒筒身實際受熱的溫度分布排列。

所述多段不同耐高溫性能的高溫合金至少在二種以上。

所述多段不同耐高溫性能的高溫合金在成型件加工成型前分別留出焊接坡口。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明方案成型簡單，通過焊接即可完成尾筒整體成型。

2、本發(fā)明設(shè)計不僅可以最大程度發(fā)揮材料的力學性能，而且可大大降低尾筒制造成本。

3、本發(fā)明特別適用于當前更高溫度的燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒設(shè)計。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例燃燒器尾筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a視圖；

圖3為圖2的p放大圖。

圖中標號：1—燃燒器尾筒，2—支撐環(huán)，3—尾筒筒身，4—出口法蘭，5—焊縫，6—對接面，m1、m2、m3、m4、m~、mx—溫度等級段，mx1、mx2—焊接坡口。

具體實施方式

如圖1至圖3所示：一種燃氣輪機及航空發(fā)動機燃燒器尾筒1結(jié)構(gòu)，包括支撐環(huán)2、尾筒筒身3和出口法蘭4；所述支撐環(huán)2安裝在尾筒筒身3的前端；所述出口法蘭4安裝在尾筒筒身3的后端；所述尾筒筒身3由六段不同耐高溫性能的高溫合金焊接而成；并按照金屬溫度的分布趨勢，溫度較高的部分為耐高溫性能高的材料，溫度較低的部分為耐高溫性能稍差的材料。由六段不同耐高溫性能的高溫合金通過焊接成為完整的尾筒筒身3整體。所述六段不同耐高溫性能的高溫合金按照耐高溫性能的升序、降序或無序排列。實際是按不同耐高溫性能的高溫合金尾筒筒身3實際受熱的溫度分布排列。

本發(fā)明的制作過程是：在進行燃燒器尾筒1的制造之前，首先對燃燒器尾筒1進行溫度場分析。燃燒器尾筒1的溫度場分析可采用數(shù)值方法、也可以采用試驗方法。根據(jù)燃燒器尾筒1的溫度場分布情況，將燃燒器尾筒1沿燃氣流動方向劃分不同溫度等級段。溫度等級段的劃分要保證可以明確區(qū)別不同制造材料的耐高溫性能要求。圖2為燃燒器尾筒1完成不同溫度等級段劃分后的示意圖，溫度等級段如m1，m2，m3，m4，m~，mx所示。其中，溫度等級段按照耐高溫性能可呈遞增趨勢；可成遞減趨勢；也可成無規(guī)律趨勢。本發(fā)明要求的溫度等級段不少于兩種，即燃燒器尾筒1的尾筒筒身3的制造材料不少于兩種。根據(jù)上述所分溫度等級段的金屬溫度大小，在滿足強度及高溫性能前提下，合理選取制造材料。同時，根據(jù)燃燒器尾筒1的型線設(shè)計，將不同選材下的溫度等級段加工成型。最后通過焊接方式將成型后的不同材質(zhì)下的溫度等級段整體成型，不同溫度等級段的焊接形式如圖3所示。溫度等級段m4和溫度等級段m~為兩種不同耐高溫性能的材料成型件，這些成型件加工成型前要分別留出焊接坡口mx1和mx2。上述溫度等級段m4和溫度等級段m~為兩種不同耐高溫性能的材料成型件焊接前進行對接，形成對接面6。最后采用焊接方法將溫度等級段m4和溫度等級段m~焊接成一體并成型焊縫5。其余溫度等級段的焊接方法同上述過程。根據(jù)燃燒器尾筒1的設(shè)計形狀完成所有溫度等級段的焊接，即可完成整個燃燒器尾筒1的制造。

以上應用了具體個例對本發(fā)明進行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種燃氣輪機及航空發(fā)動機燃燒器尾筒結(jié)構(gòu)，包括支撐環(huán)、尾筒筒身和出口法蘭；所述支撐環(huán)安裝在尾筒筒身的前端；所述出口法蘭安裝在尾筒筒身的后端；其特征在于：所述尾筒筒身由多段不同耐高溫性能的高溫合金連接而成；并按照金屬溫度的分布趨勢，溫度較高的部分為耐高溫性能高的材料，溫度較低的部分為耐高溫性能稍差的材料。本發(fā)明不僅可以最大程度發(fā)揮材料的力學性能，而且可大大降低尾筒制造成本，特別適用于當前更高溫度的燃氣輪機（航空發(fā)動機）燃燒器尾筒設(shè)計。

技術(shù)研發(fā)人員：趙仕志;劉維兵;成露;范小平;艾松;張曉東;周洪宇;孫奇;趙世全;陳貝貝;章艷;陳曉平;饒真炎
受保護的技術(shù)使用者：東方電氣集團東方汽輪機有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.13
技術(shù)公布日：2017.09.19