一种燃气轮机及用于燃气轮机的燃烧器制造技术

燃气轮机（１０）的一种燃烧器（１６）包括一个内套（４４），一个外套（４０），在其间限定一个燃烧室（５４），一个外支撑（４２）从外套径向向外，使在外支撑与外套之间限定一个外通道（５８），内支撑（４６）从内套径向地向内，使在内支撑与内套之间限定一个内通道（６０）。内支撑和外支撑中的至少一个包括至少两排排列成列阵（１４４）的冲击孔（１４０），用于引导冲击冷却空气朝向内套和外套中的至少一个。内套和外套中的至少一个包括至少一排贯穿其间的稀释孔（１２０）以引导稀释冷却空气进入燃烧室。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的是关于燃气轮机，尤其是关于燃气轮机所使用的燃烧器。
技术介绍
大家都知道的燃气轮机包括一个对空气进行压缩的压气机，这些空气与燃料适当地混合并被引入到一个燃烧器内，在那里这些混合物被点燃以产生热的燃气。至少有一些已知的燃烧器包括一个内套，它连接到一个外套，使在它们之间形成一个燃烧室。另外，一个外支撑从外套径向向外连接，使在它们之间形成一个外冷却通道，并且一个内支撑从内套径向向内连接，使在它们之间形成一个内冷却通道。在至少一些已知的回热型燃气轮机内部，涡轮机的冷却要求可能会在燃烧器处产生一个型式因素(pattern factor)要求，由于与回热型燃气轮机相关联的燃烧器的设计特点，这个要求是难以达到的。更明确说，由于在空间方面的考虑，这样的燃烧器可能比其他已知的燃气轮机燃烧器更短。此外，与其他已知的燃气轮机燃烧器相比较，这样的燃烧器可能包括一个角度很大的流道以及大的燃料喷射器间隔。因此，至少一些已知的燃烧器包括一个稀释型单排稀释喷嘴，以便于控制燃烧器的出口温度。这些稀释喷嘴被从一阵列的冲击孔提供冷却空气，这些孔在整个内外支撑上延伸。但是，由于燃烧器下游的冷却考虑以及由于这些冲击和稀释孔有限的数量及相对朝向，这些燃烧器可能只能从这些孔接受到有限的稀释空气。专利技术概述一方面，提出了组装燃气轮机燃烧器的一种方法。这个方法包括把一个内套连接到一个外套上，使得在它们之间形成一个燃烧室，把一个外支撑放置在距外套径向向外的一个距离，以及把一个内支撑放置在距内套径向向内的一个距离。这个方法还包括安排至少两排冲击孔，它们在内支撑和外支撑中的至少一个上面延伸以把冲击冷却空气通过那里引导到朝向内套和外套中的至少一个，并安排至少一排稀释孔，它们在内套和外套中的至少一个上面延伸以把稀释空气引导通过那里进入该燃烧室。另一方面，提出了燃气轮机的一种燃烧器。该燃烧器包括一个内套、一个外套，一个外支撑和一个内支撑。该外套连接到内套，在它们之间形成一个燃烧室。该外支撑从外套径向向外，使得在外支撑与外套之间形成一个外通道。该内支撑从内套径向向内，使得在内支撑与内套之间形成一个内通道。内支撑和外支撑中至少有一个包括至少两排冲击孔，这些孔排成列阵并通过那里延伸以引导冲击冷却空气朝向内套和外套中的至少一个。内套和外套中的至少一个包括至少一排稀释孔，通过那里延伸以引导稀释空气进入燃烧室。在另外一方面，提出一个包括一种燃烧器的燃气轮机。该燃烧器包括至少一个燃料喷射器，一个内套，一个外套，一个外支撑，和一个内支撑。该内套连接到外套在它们之间形成一个燃烧室。内套和外套还形成一个喷射器的孔，而该喷射器实际上是与喷射器孔是同心延伸的。该外支撑从外套径向向外间隔。该内支撑是从内套径向向内间隔。内支撑和外支撑中的至少一个包括至少两排冲击孔，它们排列成一个列阵并通过那里延伸以引导冲击冷却空气朝向内套和外套中的至少一个。内套和外套中的至少一个包括至少一排稀释孔，它们通过那里延伸以把稀释空气进入燃烧室。附图简述附图说明图1是一个燃气轮机的示意图。图2是图1中燃气轮机所用的一个环状燃烧器一部分的横断面图；图3是图2中所示的燃烧器的一部分沿区域3展开的示意图；图4是图2中所示燃烧器的一部分沿区域4展开的示意图。专利技术详述图1是燃气轮机10的示意图，它包括一个压气机14，和一个燃烧器16。燃气轮机10还包括一个高压涡轮18和一个低压涡轮20。压气机14和涡轮18被一个主轴24连接在一起，而涡轮20驱动一个副轴26。副轴26提供一个旋转力以驱动一个从动机器，例如齿轮箱、传动装置，发电机、风扇或泵等，但是并不局限于这些机器。燃气轮机10还包括一个回热器28，它具有一个在压气机14和燃烧器16之间串联连接的主流道29、一个在涡轮20与大气35之间串联的副流道31。在一个实施例中，该燃气轮机是可以从俄亥俄州辛辛那提市的GE公司买到的LV100型燃气轮机。在该示例性实施例中，压气机14被主轴24连接到涡轮18上，动力系和涡轮20被副轴26连接。在运转时，空气流经高压压气机14。高度压缩的空气被送到回热器28，在那里从涡轮20出来的热的废气把热量传给压缩空气。被加热的压缩空气被送到燃烧器16。从燃烧器16出来的气流驱动涡轮18和20并在从燃气轮机10排出以前流经回热器28。在该示例性实施例中，在运转期间，空气流经压气机14，高度压缩的回热空气被送到燃烧器16。图2是环状燃烧器16一部分的横断面图。图3是燃烧器16一部分沿区域3(图2中所示)的展开图。图4是燃烧器16的一部分沿区域4(图2所示)的展开图。燃烧器16包括一个环状外套40，一个外支撑42，一个环状内套44，一个内支撑46，和一个拱顶罩48，它分别在内套40和外套44之间延伸。外套40和内套44从拱顶罩48下游延伸并在它们之间形成一个燃烧室54。燃烧室54是环形的并在内套40和外套44之间径向向内间隔。外支撑42连接到外套40并从拱顶罩48的下游延伸。另外，外支撑42从外套40径向向外间隔，使得在它们之间形成一个外冷却通道58。内支撑46也连接到拱顶罩48，并从那里向下游延伸。内支撑46从内套44径向向内间隔，使得在它们之间形成一个内冷却通道60。外支撑42和内支撑46在燃烧器罩壳62内径向间隔。燃烧器罩壳62一般是环状的并围绕燃烧器16而延伸。更明确说，外支撑42和燃烧器罩壳62形成了一个外通道66而内支撑42和燃烧器壳62则形成了一个内通道68。外套40和内套44延伸到涡轮喷嘴69，它在套40和44的下游。燃烧器16还包括一个拱顶罩装置70，它包括一个空气旋流器90。具体说，空气旋流器90从一个拱形板72上游径向向外延伸以便雾化和分配从燃料喷嘴82喷射出的燃料。当燃料喷嘴82连接到燃烧器16上时，喷嘴82与空气旋流器90在圆周上接触以有助于减小在喷嘴82与空气旋流器90之间到燃烧室54的漏泄。燃烧器拱形板72安装在外套40和内套44的上游。拱形板72包括多个环状间隔的空气旋流器90，它通过拱形板72延伸进入燃烧室54内并且每个旋流器包括一个对称纵向中心轴76，它贯穿延伸。燃料通过一个燃料喷射装置80而送到燃烧器16，该燃料喷射装置包括多个环状间隔的燃料喷嘴82，它们通过空气旋流器90延伸进入燃烧室54。更明确说，燃料喷射装置80连接到燃烧器16，使得每个燃料喷嘴82与空气旋流器90同心对齐，并且喷嘴82向下游延伸进入空气旋流器90。因此，通过每个燃料喷嘴82而延伸的一个中心线84基本上与空气旋流器的对称轴76是共直线的。由于在燃烧器16内部形成的大角度流道100、相邻的燃料喷嘴82与空气旋流器90之间的环状间隔，以及下游部件的冷却要求，在燃烧器16内产生的燃气在从燃烧器16排出以前就被冷却，使得燃烧器16能够保持预定的型式因素(pattern factor)。燃烧器型式因素一般定义为PF＝(T4peak-T4avg)/(T4avg-T35)其中T4是燃烧器出口温度，T35是燃烧器进口温度，而T4peak是测量得的最高温度，T4avg是测量得的平均温度。型式因素是燃烧器出口温度变化的一种量度，并且一般说要求较低的值。因此，燃烧器外套和内套40和44，每个都包括多个稀释喷嘴110以有助于在燃烧室54内本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃气轮机（１０）的一种燃烧器（１６），所述燃烧器包括：　　　　一个内套（４４）；　　　　一个外套（４０），连接到所述内套以在其间形限定一个燃烧室（５４）；　　　　一个外支撑（４２），从所述外套径向朝外，使在所述外支撑和所述外套之间限定一条外通道（５８）；以及　　　　一个内支撑（４６），从所述内套径向朝内，使在所述内支撑与所述内套之间限定一条内通道（６０），所述内支撑和所述外支撑中的至少一个包括至少两排冲击孔（１４０），排列成一列阵（１４４），并贯穿其间以引导冲击冷却空气朝向所述内套和所述外套中的至少一个，所述内套和所述外套中的至少一个包括至少一排稀释孔（１２０），该排稀释孔贯穿其间以引导稀释冷却空气进入所述燃烧室（５４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SJ霍维尔，AM达尼斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]