一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣輪機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的燃氣輪機燃燒室采用擴散燃燒技術(shù)，由于燃燒室內(nèi)的局部高溫，導(dǎo)致其污染物排放，尤其是氮氧化物排放較高。鑒于對燃氣輪機排放量的要求越來越嚴格，滿足此類要求的一個方法是使傳統(tǒng)的擴散火焰燃燒室開發(fā)為完全預(yù)混燃燒的燃燒室，以降低NOx及CO的排放?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的這些燃燒室有干式低NOx (DLN)燃燒系統(tǒng)、干式低排放(DLE)燃燒系統(tǒng)、貧燃料預(yù)混(LPM)燃燒系統(tǒng)。這些燃燒室通常包括安裝在筒中的多個燃料噴嘴，所述筒也被稱作罩帽。
[0003]由于這些燃燒室在此類貧燃料/空氣比下運行，因此速率中的較小變化會導(dǎo)致質(zhì)量流量出現(xiàn)較大變化，從而導(dǎo)致燃料/空氣比波動。這些波動可以導(dǎo)致放熱率發(fā)生較大變化，并且導(dǎo)致端蓋中產(chǎn)生高壓波動。燃料/空氣比的波動、旋流火焰相互作用、以及不穩(wěn)定的放熱之間的相互作用可能導(dǎo)致壓力脈動，這種壓力脈動的現(xiàn)象被稱為熱聲振蕩。如果燃燒室部件的固有頻率與熱聲振蕩的頻率在一定程度內(nèi)發(fā)生重合，會使硬件壽命縮短。也就是說，因熱聲振蕩引發(fā)的共振會對燃燒室部件造成損壞，這些部件需要定期維修。而維修燃燒室部件需要使燃氣輪機停止運轉(zhuǎn)。因此，除了與維修燃燒室部件相關(guān)的成本之外，還存在因燃氣輪機檢修造成的時間損失而導(dǎo)致的額外成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，該技術(shù)方案能夠通過加固罩帽中的外圍杯套，提高罩帽的剛性，有效避開熱聲振蕩頻率，延長罩帽的壽命O
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，所述罩帽包括多個外圍杯套、端蓋和外筒，每個所述外圍杯套的一端固定在端蓋上；其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)包括沿罩帽軸線依次布置第一支撐部件和第二支撐部件，第一支撐部件包括一個外支撐環(huán)和多個沿圓周布置的第一支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；所述的外支撐環(huán)與每個外圍杯套的外側(cè)連接，每個第一支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括第一調(diào)整桿和第一支座，第一支座固定在外筒上，第一調(diào)整桿與第一支座通過螺紋配合連接，并穿過第一支座上的螺紋孔與所述外支撐環(huán)相接觸；第二支撐部件包括一個內(nèi)支撐環(huán)和多個沿圓周布置的多個第二支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；內(nèi)支撐環(huán)與每個外圍杯套的內(nèi)側(cè)連接；每個第二支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括第二調(diào)整桿和第二支座，所述的每個第二支座固定在外筒上，第二調(diào)整桿穿過第二支座上的通孔與內(nèi)支撐環(huán)通過螺紋配合連接。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述外支撐環(huán)為圓形或花瓣狀；所述內(nèi)支撐環(huán)為圓形或花瓣狀。所述的第一支座和第二支座的截面形狀為拱形。
[0008]本發(fā)明提供的提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點:①支撐結(jié)構(gòu)可以有效提高外圍杯套的剛性，提高罩帽穩(wěn)定性；②通過對第一調(diào)整桿和第二調(diào)整桿施加扭矩的大小的控制，可以調(diào)節(jié)外支撐環(huán)和內(nèi)支撐環(huán)對外圍杯套I作用力的大小，從而控制外圍杯套的剛性，起到調(diào)節(jié)罩帽固有頻率的效果，有效避開可能出現(xiàn)的熱聲振蕩頻率范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1為提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0011]圖3為圖1的B-B剖視圖。
[0012]圖中，1_外圍杯套；2_端蓋；3_外筒；4a_第一調(diào)整桿；4b_第二調(diào)整桿；5a_外支撐環(huán)；5b-內(nèi)支撐環(huán)；6a-第一支座；6b-第二支座；11_外殼；12_法蘭；13_火焰筒定位塊；14-支撐件；15_中心杯套；16-浮動環(huán)；17_中心支架。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發(fā)明，但不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0014]如圖1所示，罩帽包括多個外圍杯套1、端蓋2、外筒3、外殼11、法蘭12、火焰筒定位塊13、支撐件14、中心杯套15、浮動環(huán)16和中心支架17，罩帽通過法蘭12安裝到燃燒室頭部，法蘭12與外殼11固定相連，法蘭12上布置有多個火焰筒定位塊13，火焰筒定位塊13的作用是阻止火焰筒向上游方向移動，外殼11內(nèi)側(cè)設(shè)置多個支撐件14，支撐件14的另一端與外筒3相連；外筒3的上游端設(shè)置端蓋2，端蓋2的一側(cè)布置有多個浮動環(huán)16，噴嘴與浮動環(huán)16內(nèi)側(cè)配合，起到密封作用，端蓋2的另一側(cè)布置有多個外圍杯套I和一個中心杯套15 ;中心杯套15在下游方向有中心支架17起支撐作用，本發(fā)明中，中心杯套不是必需的。每個所述外圍杯套I的一端固定在端蓋2上；外圍杯套I的另一端不固定，允許受熱軸向膨脹，并為實現(xiàn)可裝配，在徑向上留有一定間隙。多個外圍杯套I通過支撐結(jié)構(gòu)提高穩(wěn)定性，該支撐結(jié)構(gòu)包括第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件，沿罩帽軸線依次布置第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件；第一支撐構(gòu)件包括多個第一調(diào)整桿4a、多個第一支座6a和外支撐環(huán)5a，所述的每個第一支座6a固定在外筒上，第一調(diào)整桿4a穿過第一支座6a，第一調(diào)整桿4a上帶有螺紋，第一支座6a上開有螺紋孔，所述第一調(diào)整桿4a與第一支座6a通過螺紋配合連接；第二支撐構(gòu)件包括多個第二調(diào)整桿4b、多個第二支座6b和內(nèi)支撐環(huán)5b，所述的每個第二支座6b固定在外筒上，第二調(diào)整桿4b穿過第二支座6b，第二調(diào)整桿4b上帶有螺紋，第二支座6b上開有通孔，所述內(nèi)支撐環(huán)5b上開有多個螺紋孔，所述第二調(diào)整桿4b穿過第二支座6b與內(nèi)支撐環(huán)5b通過螺紋配合連接。通過螺紋調(diào)節(jié)其所處位置，使外支撐環(huán)5a和內(nèi)支撐環(huán)5b處于張緊狀態(tài)，從而使外圍杯套被約束，剛性有所增大。
[0015]如圖2和圖3所示，第一支座6a上開有螺紋孔，所述第一調(diào)整桿4a與第一支座5a通過螺紋配合連接。第一調(diào)整桿4a的端部頂在外支撐環(huán)5a的外側(cè)，外支撐環(huán)5a固定在多個外圍杯套I的外側(cè)，外支撐環(huán)5a為圓形或花瓣狀。第二支座6b上開有通孔，所述內(nèi)支撐環(huán)5b上開有多個螺紋孔，所述第二調(diào)整桿4b穿過第二支座6b與內(nèi)支撐環(huán)5b通過螺紋配合連接。內(nèi)支撐環(huán)5b固定在多個外圍杯套I的內(nèi)側(cè)，內(nèi)支撐環(huán)5b為圓形或花瓣狀。當(dāng)外圍杯套I安裝就位，將第一調(diào)整桿4a插入第一支座6a并通過螺紋前進，直至第一調(diào)整桿4a端部與外支撐環(huán)5a接觸并產(chǎn)生一定的作用力；將第二調(diào)整桿4b穿過第二支座6b并與內(nèi)支撐環(huán)5b上的螺紋驅(qū)動前進，直到第二調(diào)整桿4b的頭部與外筒3接觸并產(chǎn)生一定作用力。第一支座6a和第二支座6b的截面形狀為拱形。外支撐環(huán)4a與內(nèi)支撐環(huán)4b共同對外圍杯套I產(chǎn)生方向相反的作用力，從而對外圍杯套I起到固定支撐的作用。通過對第一調(diào)整桿4a和第二調(diào)整桿4b施加扭矩的大小的控制，可以調(diào)節(jié)外支撐環(huán)5a和內(nèi)支撐環(huán)5b對外圍杯套I作用力的大小，從而控制外圍杯套I的剛性，起到調(diào)節(jié)罩帽固有頻率的效果，有效避開可能出現(xiàn)的熱聲振蕩頻率范圍。
【主權(quán)項】
1.一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，所述罩帽包括多個外圍杯套(1)、端蓋(2)和外筒(3)，每個所述外圍杯套(I)的一端固定在端蓋(2)上；其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)包括沿罩帽軸線依次布置第一支撐部件和第二支撐部件，第一支撐部件包括一個外支撐環(huán)(5a)和多個沿圓周布置的第一支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；所述的外支撐環(huán)(5a)與每個外圍杯套的外側(cè)連接，每個第一支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括第一調(diào)整桿(4a)和第一支座(6a)，第一支座(6a)固定在外筒(3)上，第一調(diào)整桿(4a)與第一支座(6a)通過螺紋配合連接，并穿過第一支座(6a)上的螺紋孔與所述外支撐環(huán)(5a)相接觸；第二支撐部件包括一個內(nèi)支撐環(huán)(5b)和多個沿圓周布置的多個第二支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；內(nèi)支撐環(huán)(5b)與每個外圍杯套的內(nèi)側(cè)連接；每個第二支撐調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括第二調(diào)整桿(4b)和第二支座(6b)，所述的每個第二支座(6b)固定在外筒(3)上，第二調(diào)整桿(4b)穿過第二支座上的通孔與內(nèi)支撐環(huán)(5b)通過螺紋配合連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，外支撐環(huán)(5a)為圓形或花瓣狀。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，內(nèi)支撐環(huán)(5b)為圓形或花瓣狀。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一支座(6a)和第二支座(6b)的截面形狀為拱形。
【專利摘要】一種提高燃氣輪機燃燒室罩帽穩(wěn)定性的支撐結(jié)構(gòu)，屬于燃氣輪機技術(shù)領(lǐng)域。該支撐結(jié)構(gòu)包括第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件；第一支撐構(gòu)件包括多個第一調(diào)整桿、多個第一支座和外支撐環(huán)；第二支撐構(gòu)件包括多個第二調(diào)整桿、多個第二支座和內(nèi)支撐環(huán)。所述的多個第一支座和第二支座分別固定在外筒上，所述的多個第一調(diào)整桿和第二調(diào)整桿分別穿過第一支座和第二支座，第一調(diào)整桿和第二調(diào)整桿上帶有螺紋，通過螺紋調(diào)節(jié)其所處位置，使外支撐環(huán)和內(nèi)支撐環(huán)處于張緊狀態(tài)。支撐結(jié)構(gòu)可以有效提高外圍杯套的剛性，提高罩帽穩(wěn)定性，并且通過第一調(diào)整桿和第二調(diào)整桿可以得到特定的固有頻率，從而準確避開熱聲振蕩可能出現(xiàn)的頻率。
【IPC分類】F23R3-60
【公開號】CN104566479
【申請?zhí)枴緾N201410834076
【發(fā)明人】呂煊, 劉小龍, 耿杰峰, 查筱晨
【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
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日