用于冷却燃气涡轮机燃烧器的高温气体部件的系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于冷却燃烧器的高温气体部件的系统，所述系统大体上包括冲击套管，所述冲击套管周向围绕所述高温气体通道部件的外表面。第一冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第一部分之间。第二冷却室置于所述第一冷却室的下游。所述第二冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第二部分之间。入口延伸穿过所述冲击套管，以便限定进入所述第一冷却室的第一流动通道。出口限定位于所述第一冷却室与所述第二冷却室之间的第二流动通道。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种用于冷却燃烧器的高温气体部件的系统，所述系统大体上包括冲击套管，所述冲击套管周向围绕所述高温气体通道部件的外表面。第一冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第一部分之间。第二冷却室置于所述第一冷却室的下游。所述第二冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第二部分之间。入口延伸穿过所述冲击套管，以便限定进入所述第一冷却室的第一流动通道。出口限定位于所述第一冷却室与所述第二冷却室之间的第二流动通道。【专利说明】用于冷却燃气涡轮机燃烧器的高温气体部件的系统
本专利技术总体上涉及一种置于燃气涡轮机燃烧器内的高温气体通道部件。确切地说，本专利技术涉及冲击冷却所述高温气体部件的一部分。
技术介绍
燃气涡轮机广泛用于工业和发电领域中。典型的燃气涡轮机包括压缩机部分、位于所述压缩机部分下游的燃烧部分，以及位于燃烧器下游的涡轮机部分。所述燃烧部分通常包括燃烧器，所述燃烧器具有多个环形高温气体通道部件，例如燃烧衬里和/或过渡管，所述部分至少部分限定延伸在所述燃烧衬里与所述涡轮机部分之间的高温气体通道。所述高温气体通道部件各自通常包括内表面和外表面。通常，所述燃烧部分进一步包括外壳，所述外壳围绕所述高温气体通道部件并且限定与所述压缩机部分流体连通的腔室。在操作中，诸如环境空气等压缩工作流体从所述压缩机部分沿管道输送到所述燃烧部分的所述腔室中。所述压缩工作流体的一部分在燃烧室内与燃料混合形成可燃混合物，所述燃烧室通常限定在所述燃烧衬里内。所述可燃混合物燃烧以产生高温高速高温的气体，所述气体经由所述高温气体通道流入所述涡轮机部分中。所述压缩工作流体的一部分用作冷却介质，用于冷却多个高温气体通道部件的外表面和其他高温段。例如，可将所述冷却介质输送过多个高温气体通道部件的外表面，从而以对流和/或传导方式冷却这些表面。所述高温气体通道部件的特定表面，例如所述燃烧衬里的后端或者所述过渡管的后端可能对热应力特别敏感。因此，这些表面可明显获益于将冷却介质集中喷射到所述高温气体通道部件的外表面，从而大幅增加所述冷却介质与所述高温气体通道部件之间的传热或冷却效率。这种冷却方法在所属领域中已知为冲击或喷射冲击冷却。在当前的冲击冷却配置中，冷却介质沿通道流过一个或多个冷却通道，所述冷却通道配置用于将压缩工作流体冲击/聚集到一个高温气体通道部件外表面的特定区域中。通常情况下，所述冷却介质冲击一个高温气体通道部件的外表面，然后沿通道直接流入高温气体通道和/或回流到压缩工作流体流中，在其中与燃料混合以进行燃烧。尽管这种冷却方法通常能够有效地冷却受到冷却空气冲击的特定区域，但是未能利用冷却空气的大部分冷却能力。例如,可以使用相同的冷却介质来进一步冷却高温气体部件。因此，所属领域中需要对高温气体通道部件以及用于冷却所述高温气体通道部件的方法做出改进。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在以下说明中进行描述，或者可以从说明书中显而易见，或者可以通过实践本专利技术而了解。本专利技术的一个实施例是一种用于冷却燃烧器的高温气体通道部件的系统。所述系统通常包括冲击套管，所述冲击套管通常周向围绕所述高温气体通道部件的外表面。第一冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第一部分之间。第二冷却室置于所述第一冷却室的下游。所述第二冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第二部分之间。入口延伸穿过所述冲击套管，以便限定进入所述第一冷却室的第一流动通道。出口限定位于所述第一冷却室与所述第二冷却室之间的第二流动通道。本专利技术的另一个实施例是一种用于燃气涡轮机的燃烧器，所述燃烧器具有外壳以及被所述外壳周向围绕的环形高温气体通道部件。所述高温气体通道部件与所述外壳径向隔开，以便至少部分限定两者之间的流动通道。所述高温气体通道部件包括主体，所述主体沿所述主体的外表面限定第一冷却室和第二冷却室。所述第二冷却室置于所述第一冷却室的下游。冲击套管周向围绕所述第一冷却室和所述第二冷却室。入口延伸穿过所述冲击套管。所述入口限定位于所述流动通道与所述第一冷却室之间的第一流动通道。出口延伸穿过位于所述入口下游的冲击套管。所述出口限定位于所述第一冷却室与所述第二冷却室之间的第二流动通道。本专利技术的另一个实施例包括一种方法，用于冷却置于燃气涡轮机燃烧器内的高温气体通道部件的外表面的一部分。所述方法包括将冷却介质输送过延伸穿过冲击套管的入口。所述冷却介质冲击所述高温气体通道部件的所述外表面的第一部分。将所述冷却介质输送过延伸穿过所述冲击套管的出口。所述冷却介质再冲击所述高温气体通道部件的所述外表面的第二部分。在阅读以下说明之后，所属领域中的普通技术人员将更好地了解这些实施例及其他内容的特征和方面。【专利附图】【附图说明】本说明书参考附图，针对所属领域的技术人员，完整且可实现地公开了本专利技术，包括其最佳模式，在附图中:图1是在本专利技术多个实施例范围内的示例性燃烧器的简化截面图；图2是图1所示燃烧器的一部分的局部透视截面图；图3是根据本专利技术一个实施例的系统的放大截面图，所述系统用于冷却图2所示高温气体通道部件的后端部分；图4是图3所示高温气体通道部件冷却系统的冲击套管部分的放大截面透视图；图5是根据本专利技术至少一个实施例的图3所示燃烧衬里的后端的放大截面透视图；以及图6是根据本专利技术一个实施例的冷却系统的放大截面图，所述系统用于冷却图3所示高温气体通道部件的后端部分。【具体实施方式】现在将详细参考本专利技术的实施例，这些实施例的一个或多个实例在附图中图示。【具体实施方式】部分使用数字和字母来指代附图中的特征。附图和说明中使用类似或相同的标记来指代本专利技术的类似或相同部分。本说明书中所用术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以区分不同部件，但不用于指示各个部件的位置或重要性。此外，术语“上游”和“下游”是指流体通道内部件的相对位置。例如，如果流体从部件A向部件B流动，则部件A位于部件B的上游。相反地，如果部件B接纳来自部件A的流体，则流体B位于部件A的下游。每个实例均用于解释本专利技术，而非限制本专利技术。事实上，所属领域的技术人员清楚地了解，在不脱离本专利技术的范围或精神的前提下，可以对本专利技术做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分说明或描述的特征可用于其他实施例中，从而得到另一个实施例。因此，本专利技术应涵盖在随附权利要求书及其等效物的范围内的此类修改和变化。本专利技术的多个实施例包括一种用于冷却诸如燃烧衬里或过渡管等燃烧器高温气体通道部件的系统。所述系统通常包括周向围绕所述高温气体部件的冲击套管。第一冷却室置于第二冷却室的上游。所述第一冷却室和第二冷却室被冲击板围绕。冷却介质经由入口流入所述第一冷却室，并且冲击所述高温气体通道部件的外表面的一部分。随后沿通道将所述冷却介质输送过延伸穿过所述冲击板的出口。所述冷却介质重新聚集、并冲击所述高温气体通道部件的外表面的第二部分，从而进一步利用所述冷却介质来冷却所述高温气体通道部件。现在参见附图，图1提供了示例性燃烧部分10的简化截面图，例如，所述示例性燃烧部分可以包括在燃气涡轮机中，并且图2提供了图1所示燃烧部分的燃烧器12的一部分的局部透视截面图。如图1所示，燃烧部分10通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷却燃烧器的高温气体通道部件的系统，所述系统包括：a.冲击套管，所述冲击套管周向围绕所述高温气体通道部件的外表面；b.第一冷却室，所述第一冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第一部分之间；c.位于所述第一冷却室下游的第二冷却室，所述第二冷却室限定在所述冲击套管与所述高温气体通道部件的所述外表面的第二部分之间；以及d.入口，所述入口延伸穿过所述冲击套管以限定进入所述第一冷却室的第一流动通道，以及出口，所述出口限定位于所述第一冷却室与所述第二冷却室之间的第二流动通道。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，RM瓦沙姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US