燃烧衬套冷却制造技术

本申请涉及燃烧衬套冷却。其中，本公开内容针对一种具有至少部分地限定燃烧器的热气体通路的环形衬套的燃烧器。流动套筒沿周向围绕衬套的至少一部分。流动套筒与衬套沿径向间隔开来形成其间的冷却流动环带。钝头体在流动套筒与衬套之间沿径向延伸穿过冷却流动环带。导叶设置在冷却流动环带内，且在流动套筒与衬套之间在钝头体附近延伸。

【技术实现步骤摘要】
燃烧衬套冷却
本文公开的主题涉及用于燃气轮机的燃烧器。更具体而言，本公开内容针对一种用于冷却燃气轮机的燃烧衬套的系统。
技术介绍
燃气轮机通常焚烧烃类燃料，且产生空气污染排放物，如氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。燃气轮机中的分子态氮的氧化取决于位于燃烧器中的气体的温度，以及位于燃烧器内的最高温度区域中的反应物的停留时间。因此，由燃气轮机产生的NOx的量可通过将燃烧器温度保持为低于产生NOx的温度或通过限制燃烧器中的反应物的停留时间来减少。用于控制燃烧器的温度的一种途径涉及预混燃料和空气来在燃烧之前产生贫燃料空气混合物。该途径可包括燃料喷射的轴向分级，其中第一燃料空气混合物在燃烧器的第一或主燃烧区处喷射且点燃，以产生主高能燃烧气流，且其中第二燃料空气混合物经由定位在主燃烧区下游的多个沿径向定向且沿周向间隔开的燃料喷射器或沿轴向分级的燃料喷射器喷射到主高能燃烧气流中且与其混合。沿轴向分级的喷射提高了可用燃料的完全燃烧的可能性，这又减少空气污染排放物。在燃烧器的操作期间，所需的是冷却形成燃烧室和/或穿过燃烧器的热气体通路的一个或多个衬套或导管。衬套冷却通常通过将冷却介质如压缩空气发送穿过限定在衬套与流动套筒和/或围绕衬套的冲击套筒之间的冷却流动环带或流动通路来达成。然而，在特定构造中，一个或多个钝头体(bluffbody)如沿轴向分级的燃料喷射器，或安装硬件如用于沿轴向分级的燃料喷射器的安装凸台，设置在冷却流动环带内，从而扰乱穿过冷却流动环带的冷却流。各个钝头体产生在其后方或下游的尾流区域，从而减小冷却介质的总体冷却有效性，特别是在尾流区域中。
技术实现思路
方面和优点在以下描述中提出，或可从描述中清楚，或可通过实施学习到。本公开内容的一个实施例针对一种燃烧器。燃烧器包括环形形状的衬套，其至少部分地限定燃烧器的热气体通路。流动套筒沿周向围绕衬套的至少一部分。流动套筒与衬套沿径向间隔开来形成其间的冷却流动环带(coolingflowannulus)。钝头体在流动套筒与衬套之间沿径向延伸穿过冷却流动环带。导叶设置在冷却流动环带内，且在流动套筒与衬套之间在钝头体附近(proximateto)延伸。本公开内容的另一个实施例针对一种燃烧器。燃烧器包括环形形状的衬套，其至少部分地限定燃烧器的热气体通路。流动套筒沿周向围绕衬套的至少一部分。流动套筒与衬套沿径向间隔开来形成其间的冷却流动环带。钝头体在流动套筒与衬套之间沿径向延伸穿过冷却流动环带。多个导叶设置在冷却流动环带内。多个导叶中的各个导叶在流动套筒与衬套之间在钝头体附近延伸。另一个实施例包括一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括压缩机、涡轮和设置在压缩机下游和涡轮上游的燃烧器。燃烧器包括环形形状的衬套，其至少部分地限定燃烧器的热气体通路。流动套筒沿周向围绕衬套的至少一部分，且流动套筒与衬套沿径向间隔开来形成其间的冷却流动环带。钝头体在流动套筒与衬套之间沿径向延伸穿过冷却流动环带。至少一个导叶设置在冷却流动环带内，且在流动套筒与衬套之间在钝头体附近延伸。技术方案1.一种燃烧器，包括：至少部分地限定所述燃烧器的热气体通路的环形衬套；沿周向围绕所述衬套的至少一部分的流动套筒，其中所述流动套筒与所述衬套沿径向间隔开以形成其间的冷却流动环带；在所述流动套筒与所述衬套之间沿径向延伸穿过所述冷却流动环带的钝头体；以及设置在所述冷却流动环带内且在所述流动套筒与所述衬套之间在所述钝头体附近延伸的导叶。技术方案2.根据技术方案1所述的燃烧器，其特征在于，所述钝头体为喷射器凸台或燃料喷射器中的一者。技术方案3.根据技术方案1所述的燃烧器，其特征在于，所述导叶固定地连接到所述流动套筒上。技术方案4.根据技术方案1所述的燃烧器，其特征在于，所述导叶经由所述流动套筒沿径向延伸到所述冷却流动环带中。技术方案5.根据技术方案1所述的燃烧器，其特征在于，所述导叶包括前缘和设置在所述前缘下游的后缘，其中所述前缘沿周向偏离所述钝头体。技术方案6.根据技术方案1所述的燃烧器，其特征在于，所述导叶包括前缘和设置在所述前缘下游的后缘，其中所述前缘设置在所述钝头体下游。技术方案7.一种燃烧器，包括：至少部分地限定所述燃烧器的热气体通路的环形衬套；沿周向围绕所述衬套的至少一部分的流动套筒，其中所述流动套筒与所述衬套沿径向间隔开以形成其间的冷却流动环带；在所述流动套筒与所述衬套之间沿径向延伸穿过所述冷却流动环带的钝头体；以及设置在所述冷却流动环带内的多个导叶，所述多个导叶中的各个导叶在所述流动套筒与所述衬套之间在所述钝头体附近延伸。技术方案8.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述钝头体为喷射器凸台或燃料喷射器中的一者。技术方案9.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶中的至少一个导叶固定地连接到所述流动套筒上。技术方案10.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶中的至少一个导叶经由所述流动套筒沿径向延伸到所述冷却流动环带中。技术方案11.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶中的各个导叶包括前缘和设置在所述前缘下游的后缘，其中至少一个导叶的所述前缘沿周向偏离所述钝头体。技术方案12.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶中的各个导叶包括前缘和设置在所述前缘下游的后缘，其中至少一个导叶的所述前缘设置在所述钝头体的下游端的上游，且所述后缘设置在所述钝头体的下游端的下游。技术方案13.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶中的各个导叶包括前缘和设置在所述前缘下游的后缘，其中至少一个导叶的所述前缘和后缘设置在所述钝头体的下游。技术方案14.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶包括导叶的第一子集和导叶的第二子集，其中所述导叶的第二子集在所述冷却流动环带内沿轴向偏离所述导叶的第一子集。技术方案15.根据技术方案7所述的燃烧器，其特征在于，所述多个导叶包括导叶的第一子集和导叶的第二子集，其中所述导叶的第一子集包括一对沿周向间隔开的导叶，且所述导叶的第二子集包括一对沿周向间隔开的导叶，并且所述钝头体设置在所述导叶的第一子集的一对沿周向间隔开的导叶之间。技术方案16.一种燃气轮机，包括：压缩机；涡轮；以及设置在所述压缩机下游和所述涡轮上游的燃烧器，所述燃烧器包括：至少部分地限定所述燃烧器的热气体通路的环形衬套；沿周向围绕所述衬套的至少一部分的流动套筒，其中所述流动套筒与所述衬套沿径向间隔开以形成其间的冷却流动环带；以及在所述流动套筒与所述衬套之间沿径向延伸穿过所述冷却流动环带的钝头体；以及设置在所述冷却流动环带内且在所述流动套筒与所述衬套之间在所述钝头体附近延伸的至少一个导叶。技术方案17.根据技术方案16所述的燃气轮机，其特征在于，所述钝头体为喷射器凸台或燃料喷射器中的一者。技术方案18.根据技术方案16所述的燃气轮机，其特征在于，所述至少一个导叶经由所述流动套筒沿径向延伸到所述冷却流动环带中。技术方案19.根据技术方案16所述的燃气轮机，其特征在于，所述至少一个导叶包括前缘和设置在所述前缘下游的后缘，其中所述前缘沿周向偏离所述钝头体，并且所述前缘设置在所述钝头体的下游端的上游。技术方案20.根据技术方案16所述的燃气轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧器(16)，包括：至少部分地限定所述燃烧器(16)的热气体通路的环形衬套(42)；沿周向围绕所述衬套(42)的至少一部分的流动套筒(54)，其中所述流动套筒(54)与所述衬套(42)沿径向间隔开以形成其间的冷却流动环带(56)；在所述流动套筒(54)与所述衬套(42)之间沿径向延伸穿过所述冷却流动环带(56)的钝头体(58)；以及设置在所述冷却流动环带(56)内且在所述流动套筒(54)与所述衬套(42)之间在所述钝头体(58)附近延伸的导叶(68)。

【技术特征摘要】
2016.03.15 US 15/0701101.一种燃烧器(16)，包括：至少部分地限定所述燃烧器(16)的热气体通路的环形衬套(42)；沿周向围绕所述衬套(42)的至少一部分的流动套筒(54)，其中所述流动套筒(54)与所述衬套(42)沿径向间隔开以形成其间的冷却流动环带(56)；在所述流动套筒(54)与所述衬套(42)之间沿径向延伸穿过所述冷却流动环带(56)的钝头体(58)；以及设置在所述冷却流动环带(56)内且在所述流动套筒(54)与所述衬套(42)之间在所述钝头体(58)附近延伸的导叶(68)。2.根据权利要求1所述的燃烧器(16)，其特征在于，所述钝头体(58)为喷射器凸台(60)或燃料喷射器(62)中的一者。3.根据权利要求1所述的燃烧器(16)，其特征在于，所述导叶(68)固定地连接到所述流动套筒(54)上。4.根据权利要求1所述的燃烧器(16)，其特征在于，所述导叶(68)经由所述流动套筒(54)沿径向延伸到所述冷却流动环带(56)中。5.根据权利要求1所述的燃烧器(16)，其特征在于，所述导叶(68)包括前缘(72)和设置在所述前缘(72)下游的后缘(74)，其中所述前缘(72)沿周向偏离所述钝头体(58)。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：AG戈弗里，CP威利斯，DW奇拉，DP波尔齐奥，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US