一种燃烧室导流衬套制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃烧室导流衬套，套设于燃烧室的火焰筒外侧，包括套筒，火焰筒穿过套筒的中心，火焰筒的下游端部伸出至套筒的外部，火焰筒与套筒之间形成环形气流通道，环形气流通道的下游端部为气流进口；在套筒的下游端部的圆周上设有至少一个挡片。本实用新型专利技术提供的燃烧室导流衬套，能有效减小气流的压力损失，同时对火焰筒进行高效冷却，并解决火焰筒头部进气不均匀，以及火焰筒尾部容易产生局部热点的问题。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃气轮机制造
，尤其涉及一种空气导流装置，更具体地涉及一种燃烧室导流衬套。
技术介绍
环管型燃烧室的结构一般为:在压气机和透平转子之间沿周向阵列排布多个筒形的燃烧室，各燃烧室之间分别由火焰筒和过渡段组合连接，使其内部构成连续的热气流通道。这种结构导致了压气机排出的压缩空气在进入燃压缸后流动复杂且沿火焰筒周向分布很不均匀。为了将压气机排出的压缩空气均匀地输送到火焰筒头部的燃烧装置，一般采用导流衬套，导流衬套同心地布置在火焰筒、过渡段外侧，使得火焰筒、过渡段与导流衬套之间形成环形的气流通道。在燃烧室中，导流衬套不仅起到整流作用，为火焰筒头部提供燃烧所需空气，还起到冷却火焰筒的作用。导流衬套的冷却作用从两方面实现，一是利用导流衬套限制环形通道的截面积，实现对火焰筒或过渡段的强迫对流换热，二是通过导流衬套表面的开孔布置对火焰筒或过渡段进行有效的冲击冷却。导流衬套表面一般采用开孔方式将压气机排出的压缩空气引入环形气流通道，气流在通道内与火焰筒内热燃气呈逆向流动。目前，为提高冲击冷却强度、调整气流的周向均匀性，通常采用将将导流衬套表面开孔非均匀布置、在孔的出口附加冲击导管，或者在孔的进口处设置集流装置等方法。现阶段，随着燃气轮机燃烧室的燃烧温度不断升高，火焰筒的冷却需求不断提升，因此通过强迫对流或冲击冷却的方法虽然可以在一定程度上降低火焰筒温度，但却容易使气流的流动损失增大，导致较大的燃烧室压损。而火焰筒内部热负荷的不均匀性以及压气机排气在燃压缸内流动的不均匀性容易造成火焰筒表面局部热点，导致产生较大热应力，从而还会导致火焰筒的使用寿命减少。另外，现有技术中的火焰筒外导流衬套的设计还影响火焰筒头部进气的均匀性。因此，针对以上不足，需要提供一种导流衬套，在保证火焰筒头部进气均匀性的同时，利用有限的压力损失实现高效的火焰筒冷却。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是提供一种燃烧室导流衬套，能有效减小气流的压力损失，同时对火焰筒进行高效冷却，并解决火焰筒头部进气不均匀，以及火焰筒尾部容易产生局部热点的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了一种燃烧室导流衬套，套设于燃烧室的火焰筒外侧，包括套筒，火焰筒穿过套筒的中心，火焰筒的下游端部伸出至套筒的外部，火焰筒与套筒之间形成环形气流通道，环形气流通道的下游端部为气流进口 ；在套筒的下游端部的圆周上设有至少一个挡片。优选的，前述挡片上还连接有带冷却孔的冲击冷却段。优选的，前述套筒的下游端部上除设有挡片以外的圆周部分均设有导流环。优选的，前述挡片上设有进气调整孔。优选的，前述挡片与套筒的连接方式为焊接连接或者螺栓连接。优选的，前述挡片与套筒为一体式结构。优选的，前述套筒的下游端部与火焰筒的下游端部沿火焰筒的轴向距离是环形气流通道的最小高度的0.5-20倍。优选的，前述冷却冲击段的内表面与火焰筒外表面之间的最小距离小于环形气流通道的最小高度。优选的，前述冲击冷却段内表面与火焰筒外表面的最小距离是环形气流通道的最小高度的0.1-0.9倍。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有如下优点:本技术提供的燃烧室导流衬套，套筒和火焰筒之间形成环形气流通道，环形气流通道的下游端部为气流进口，并且在套筒的下游端部设有若干挡片，该导流衬套的结构简单，且易于加工。本技术中的气流进口为与环形气流通道连通的整体式的开口，可以在对火焰筒尾部形成冲击冷却的同时减小现有技术中采用多孔进气而造成的压力损失。本技术中的挡片上还可以设有冲击冷却段，该结构满足了火焰筒尾部的冷却需要，还产生了局部的强化冷却的作用；同时挡片具有调整气流的作用，挡片上还可开设进气调整孔，并且能够根据挡片的数量、位置的改变和进气调整孔数量、形状、位置等改变，有效的控制和改善进气的均匀性。【附图说明】图1是本技术实施例一的结构示意图；图2是图1中A的局部放大图；图3是本技术实施例一的剖视图；图4是本技术实施例二的结构示意图；图5是本技术实施例三的结构示意图。图中:10:火焰筒；11:套筒；12:火焰筒的下游端部；13:环形气流通道；14:气流进口 ；15:套筒的下游端部；16:挡片；17:连接段；18:冲击冷却段；19:冷却孔；20:导流环；21:进气调整孔；22:焊接破口 ；23:下游方向。【具体实施方式】为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一如图1所示，本技术实施例提供的一种燃烧室导流衬套，套设于燃烧室的火焰筒10外侧，包括套筒11，火焰筒10沿下游方向23穿过套筒11的中心，火焰筒的下游端部12伸出至套筒11的外部，火焰筒10与套筒11之间形成环形气流通道13，环形气流通道13的下游端部为气流进口 14，该气流进口 14与环形气流通道13整体连通，进入火焰筒头部，即火焰筒10的上游端，参与燃烧的全部或者大部分压缩机排出的压缩空气均由此进入环形气流通道13。由于压气机排出的压缩空气在气缸内的流动较为不均，压缩空气在环形气流通道13的气流进口 14的一些区域内的轴向速度较大，另外支撑结构等对压缩空气的气流也产生扰动，导致火焰筒尾部，即火焰筒10的下游端，易产生局部换热较弱区域，因此在套筒的下游端部15的圆周上设置一个挡片16，如图2、3所示。其中，套筒的下游端部15的圆周上不仅限于设置一个挡片16，还可以设置多个挡片16，挡片16的设置数量当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧室导流衬套，套设于燃烧室的火焰筒(10)外侧，其特征在于：包括套筒(11)，所述火焰筒(10)穿过所述套筒(11)的中心，所述火焰筒(10)的下游端部(12)伸出至所述套筒(11)的外部，所述火焰筒(10)与所述套筒(11)之间形成环形气流通道(13)，所述环形气流通道(13)的下游端部为气流进口(14)；在所述套筒(11)的下游端部(15)的圆周上设有至少一个挡片(16)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，
申请(专利权)人：北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11