包括燃燒器套筒擋板的渦輪機(jī)燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及包括燃燒器套筒擋板的渦輪機(jī)燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪機(jī)包括壓縮機(jī)部分和燃燒器組件，該壓縮機(jī)部分通過(guò)公共的壓縮機(jī)/渦輪軸聯(lián)結(jié)到渦輪部分。進(jìn)入氣流朝向壓縮機(jī)部分通過(guò)進(jìn)氣部。在壓縮機(jī)部分中，進(jìn)入氣流朝向燃燒器組件通過(guò)多個(gè)順序級(jí)被壓縮。在燃燒器組件中，壓縮氣流與燃料混合以形成可燃混合物。該可燃混合物在燃燒器組件中燃燒以形成熱氣體。所述熱氣體沿渦輪部分的熱氣體路徑被引導(dǎo)通過(guò)過(guò)渡件。熱氣體沿?zé)釟怏w路徑膨脹通過(guò)多個(gè)渦輪級(jí)，從而作用在安裝于輪上的渦輪斗葉翼型件上以產(chǎn)生功，輸出所產(chǎn)生的功以例如為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。壓縮空氣的一部分通過(guò)渦輪機(jī)的多個(gè)部件以用于冷卻目的。在一些情況下，用于冷卻的空氣通過(guò)包繞燃燒器的燃燒器套筒。用于冷卻的空氣可以作為可燃混合物的一部分進(jìn)入燃燒器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方面，一種渦輪機(jī)燃燒器包括燃燒器本體，該燃燒器本體從頭部端延伸至排放端。燃燒器本體包括燃燒器內(nèi)襯，該燃燒器內(nèi)襯限定燃燒室。燃燒器套筒包繞燃燒器內(nèi)襯。燃燒器套筒與燃燒器內(nèi)襯間隔開(kāi)從而形成通道。燃燒器套筒包括至少一個(gè)開(kāi)口。擋板布置于通道中。擋板包括曲線表面，該曲線表面朝向燃燒器本體的頭部端從燃燒器套筒延伸跨過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)口。擋板被構(gòu)造和布置成將通過(guò)通道的流體流朝向頭部端壓縮。
[0004]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面，一種渦輪機(jī)包括:壓縮機(jī)部分；渦輪部分，該渦輪部分操作地連接至壓縮機(jī)部分；以及燃燒器組件，該燃燒器組件流體地連接至壓縮機(jī)部分和渦輪部分。該燃燒器組件包括至少一個(gè)燃燒器，該至少一個(gè)燃燒器具有燃燒器本體，該燃燒器本體從頭部端延伸至排放端。燃燒器本體包括燃燒器內(nèi)襯，該燃燒器內(nèi)襯限定燃燒室。燃燒器套筒包繞燃燒器內(nèi)襯。燃燒器套筒與燃燒器內(nèi)襯間隔開(kāi)從而形成通道。燃燒器套筒包括至少一個(gè)開(kāi)口。擋板布置于該通道中。擋板包括曲線表面，該曲線表面朝向燃燒器本體的頭部端從燃燒器套筒延伸跨過(guò)至少一個(gè)開(kāi)口。該擋板被構(gòu)造和布置成將通過(guò)通道的流體流朝向頭部端壓縮。
[0005]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的又一個(gè)方面，一種使空氣通過(guò)燃燒器的方法，該燃燒器包括被限定在燃燒器內(nèi)襯與燃燒器套筒之間的通道，該方法包括:將通過(guò)通道的第一氣流朝向燃燒器的頭部端引導(dǎo)；使第一氣流通過(guò)擋板上方；在擋板與燃燒器內(nèi)襯之間壓縮第一氣流；在擋板的下游將第二氣流引入第一氣流中；以及將第一氣流和第二氣流混合，從而產(chǎn)生基本不具有湍流的氣流。
[0006]通過(guò)以下結(jié)合附圖的描述，這些和其它的優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得更加顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說(shuō)明書(shū)結(jié)尾處的權(quán)利要求書(shū)中特別指出并且明確要求保護(hù)。通過(guò)下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它的特征以及優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，在附圖中:
[0008]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的包括渦輪機(jī)的渦輪機(jī)系統(tǒng)的示意圖，該渦輪機(jī)具有設(shè)置有燃燒器套筒擋板的燃燒器；
[0009]圖2是圖1的燃燒器的橫截面圖；
[0010]圖3是圖2的燃燒器的一部分的橫截面圖；
[0011]圖4是圖1的擋板的橫截面圖；
[0012]圖5是周向旋轉(zhuǎn)的圖4的擋板的橫截面圖，其示出了擋板的曲線表面的孔；
[0013]圖6是圖1的擋板的局部透視圖；以及
[0014]圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面的擋板的橫截面圖。
[0015]參照附圖通過(guò)例子的詳細(xì)描述解釋了本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1至圖4，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的渦輪機(jī)系統(tǒng)在圖1中一般示為2。該渦輪機(jī)系統(tǒng)2包括渦輪機(jī)3，該渦輪機(jī)3具有通過(guò)軸8操作地連接至渦輪部分6的壓縮機(jī)部分4。壓縮機(jī)部分4通過(guò)燃燒器組件10流體連接至渦輪部分6，該燃燒器組件10具有至少一個(gè)燃燒器14。在所示的示例性實(shí)施例中，渦輪機(jī)系統(tǒng)2包括操作地連接至渦輪機(jī)3的驅(qū)動(dòng)負(fù)載/部件20。驅(qū)動(dòng)部件20可以呈多種形式，包括發(fā)電機(jī)、栗、以及負(fù)載。驅(qū)動(dòng)負(fù)載還可以呈由渦輪機(jī)3驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸方式的形式。渦輪機(jī)系統(tǒng)2還被示為包括流體連接至壓縮機(jī)部分4的進(jìn)氣系統(tǒng)24。
[0017]空氣進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)24，并且流向壓縮機(jī)部分4?？諝獗粔嚎s并且通向燃燒器組件10?？諝獾囊徊糠滞ㄈ霚u輪部分6中以用于冷卻。在燃燒器組件10中，空氣與燃料和/或稀釋劑混合以形成可燃混合物?？扇蓟旌衔锶紵?，從而形成從燃燒器組件10通向渦輪部分6的熱氣體。熱氣體膨脹通過(guò)渦輪部分6，從而將來(lái)自熱氣體的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，該機(jī)械能對(duì)驅(qū)動(dòng)部件20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。熱氣體從渦輪部分6通向排氣系統(tǒng)(未示出)。
[0018]如圖2至圖3中最佳示出的，燃燒器14包括通過(guò)過(guò)渡件42聯(lián)接到渦輪部分6的燃燒器本體34，該燃燒器本體34具有頭部端36和排放端38。頭部端36容納多個(gè)噴嘴46。燃燒器14還包括燃燒器內(nèi)襯50，該燃燒器內(nèi)襯50布置于燃燒器本體34內(nèi)。燃燒器內(nèi)襯50限定燃燒室54?？扇蓟旌衔锉粋鬏?shù)饺紵?4中并且燃燒以形成熱氣體，所形成的熱氣體通過(guò)過(guò)渡件42被傳輸?shù)綔u輪部分6。燃燒器14還包括燃燒器套筒60，該燃燒器套筒60限定燃燒器內(nèi)襯50的邊界。燃燒器套筒60與燃燒器內(nèi)襯50間隔開(kāi)從而形成通道64。該通道64朝向燃燒器14的頭部端36沿燃燒器內(nèi)襯50從壓縮機(jī)部分4傳輸氣流。多個(gè)開(kāi)口(其中的一個(gè)示為68)延伸穿過(guò)燃燒器套筒60，并且圍繞該燃燒器套筒60周向地延伸。如下文將更詳細(xì)地描述的，開(kāi)口 68將氣流傳輸?shù)酵ǖ?4中。
[0019]根據(jù)示例性實(shí)施例，燃燒器14包括布置于通道64中的擋板80。擋板80布置于可能存在于通道64中的任何障礙的下游。通過(guò)這種布置，通過(guò)擋板80上方的空氣具有到達(dá)頭部端36的基本暢通的流動(dòng)路徑。如圖4中所示，擋板80通過(guò)曲線表面86從聯(lián)接到燃燒器套筒60的第一端83延伸到第二懸臂端84。曲線表面86延伸跨過(guò)開(kāi)口 68并且朝向燃燒器內(nèi)襯50匯合。在擋板80下游流過(guò)通道64的空氣可能是由于與各個(gè)部件例如噴射器、橫火管、火花塞等(例如示為88)的相互作用而造成的湍流、和周向的并且徑向的不均勻?？諝獾竭_(dá)擋板80并且在燃燒器內(nèi)襯50與曲線表面86之間被壓縮，從而減少湍流并且/或者減少回流，由此增強(qiáng)周向均勻性。另外/額外的空氣通過(guò)開(kāi)口 68進(jìn)入通道64，并且與流過(guò)擋板80的空氣混合。根據(jù)示例性實(shí)施例的方面，在擋板80下游通過(guò)通道64的總體氣流的大約15%至大約30%通過(guò)開(kāi)口 68進(jìn)入。通過(guò)開(kāi)口 68增加空氣進(jìn)一步減少通向頭部端36的氣流中的湍流。減少通向頭部端36的氣流中的湍流增強(qiáng)燃燒器14的性能。
[0020]由于在燃燒內(nèi)襯50與曲線表面86之間壓縮空氣而造成的通道64中的湍流的減少還改進(jìn)了從燃燒內(nèi)襯50的熱側(cè)向通過(guò)燃燒內(nèi)襯50上方的空氣的傳熱，由此延長(zhǎng)燃燒器組件10的總體壽命和穩(wěn)定性。還可以通過(guò)減少壓力損失并且通過(guò)減少放物來(lái)實(shí)現(xiàn)性能改進(jìn)。更具體地，改進(jìn)均勻性將使每個(gè)噴嘴46接收基本相等的(就體積而言)氣流并且因此產(chǎn)生更均勻的空氣/流混合物以用于燃燒?？諝?燃料混合物