涡轮机的燃烧器及其改装和建造方法技术

本发明专利技术涉及涡轮机的燃烧器及其改装和建造方法，具体而言，提供了一种涡轮机的燃烧器、一种改装涡轮机的燃烧器的方法以及一种建造涡轮机的燃烧器的方法。该燃烧器包括：燃烧室，沿着该燃烧室限定掺混口；壳体，其周向地包围燃烧室以限定壳体和燃烧室之间的气流，该气流成形为经由掺混口向燃烧室供给掺混空气；以及容易调整的掺混气流调节部分，其设置在壳体上并与气流连通。掺混气流调节部分构造成增加和／或减少向燃烧室供给的掺混空气的可用量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的方面涉及涡轮机的燃烧器、改装涡轮机的燃烧器的方法、以及建造涡轮机的燃烧器的方法，并且，更具体而言，涉及 包括摻混空气调节部件的涡轮机的燃烧器、改装带有掺混空气调节部 件的涡轮机的燃烧器的方法、以及建造带有掺混空气调节部件的涡轮 机的燃烧器的方法。
技术介绍
由于调节需要改变，人们已经注意到燃气涡轮发动机的安 装和/或修理中的低效率。换言之，应当理解，在燃气涡轮发动机的燃 烧室内保持一定量的掺混空气对于燃气涡轮发动机的高效运行和调 节而言是必要的。还应当理解，通过增大或减小燃烧室的衬套中的掺 混口的大小，能够实现保持这样的量的掺混空气。然而，与增大或减 小掺混口的大小相关的过程费时且昂贵，而且，为了达到目前要求的 所期望的结果，可能需要重复多次来调节燃烧器。例如，如果发现燃气涡轮机因为掺混口 (dilution breach)需 要扩大而低效地运行，那么至少需要移除整个燃气涡轮机的壳体。这 可能包括关闭燃烧器，拆卸盖组件、端盖、燃料管路和衬套，以及从 壳体的每个凸缘移除20个螺栓。 一旦将衬套移除，则可以扩大掺混 口并可以重新建造组件。在该点处，如果仍然发现燃气涡轮发动机低 效地运行，那么可能需要重复该过程。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种涡轮机的燃烧器，其 包括燃烧室，在该燃烧室内发生燃料燃烧，且沿着该燃烧室限定掺混口；壳体，其周向地包围燃烧室以限定壳体和燃烧室之间的气流， 该气流成形为经由掺混口向燃烧室供给掺混空气；以及掺混气流调节 部分，其设置在壳体上并与气流连通，掺混气流调节部分构造成增加 和/或减少向燃烧室供给的掺混空气的可用量。根据本专利技术的另 一个方面，提供了 一种改装涡轮机的燃烧 器的方法。该涡轮机包括燃料燃烧室，以及周向地包围燃烧室并限定 气流的壳体，从该气流经由掺混口向燃烧室供给掺混空气。该方法包 括测量燃料燃烧特征；确定向燃烧室供给的掺混空气的可用量低于 基于测量的燃料燃烧特征的预先确定的阈值；以及将掺混气流调节部 分安装在壳体上并使其与气流连通，以增加和/或减少向燃烧室供给的 掺混空气的可用量。根据本专利技术的另 一个方面，提供了 一种建造涡轮机的燃烧 器的方法。该方法包括形成燃料燃烧室；沿着燃烧室的外部形成掺 混口；用壳体周向地包围燃烧室，以限定壳体和燃烧室之间的气流， 气流成形为经由掺混口向燃烧室供给掺混空气；以及将掺混气流调节 部分安装在壳体上并使其与气流连通，由此将其定位成增加和/或减少 向燃烧室供给的掺混空气的可用量。附图说明别指出并被明确地主张。通过结合相关附图的以下的具体说明，本专利技术的前述和其它的对象、特征以及优点将变得显而易见，其中 图1是一个示范性的燃气涡轮发动机的部分截面图； 图2A和图2B分別是^4居本专利技术的示范性实施例的、形状与火花塞相似的"^参混空气调节装置和形状与窜火管相似的掺混空气调节装置的透视图；图3是根据本专利技术的示范性实施例的掺混空气调节构件的透#见图；以及图4是与图1的示范性的燃气涡轮发动机共同使用的控制 器和伺服机构的透视图。部件列表1燃气涡轮发动机10燃烧器20燃烧室21环状的燃烧衬套22文丘里喉管区23排气端口24掺混口25过渡管道30流套管35气流40壳体41第一凸缘42螺栓43外部壳体44第二凸缘45螺栓容纳空间50盖组件60主燃料喷嘴70从燃料喷嘴80掺混气流调节部分81第一轴向位置82第二轴向位置100第一掺混空气调节装置101轴线110第二掺混空气调节装置120掺混气流调节构件 121内部构件 122外部构件 125第一排放孔 126第二排放孔 200伺ll机构 205信号 210控制器具体实施例方式参考图1, 一个示范性的燃气涡轮发动机1包括压缩机(未 显示)、燃烧器10以及位于燃烧器10的下游的涡轮(未显示)。压缩机 10包括在其中发生空气和燃料的燃烧的燃烧室20、从燃烧室20向下 游延伸的过渡管道25、以及封闭燃烧室10的壳体40。燃烧室20包括环状的燃烧衬套21。文丘里喉管区22^fe沿 着燃烧衬套21限定，且包括会聚部分和发散部分，燃烧衬套21在会 聚部分变窄，发散部分设置在会聚部分的下游且燃烧衬套21在发散 部分扩大。排气端口 23被沿着燃烧衬套21限定，以容许冷却并协助 前进至燃烧室20内的燃烧。掺混口 24在燃烧衬套21中^皮限定在燃 烧室20的第二轴向位置82处。掺混口 24允许掺混空气进入燃烧室 20内，并且，当摻混口 24的大小对于燃气涡轮发动机1校准时，掺 混口 24构造成为燃烧室20内的燃烧保持适当水平的掺混空气。燃烧室20被壳体40包围，从而绕着燃烧室20的外部限定 环状的气流35。流套管30联接到壳体40的内表面上并引导气流35 中的气流从壳体40的远端至少流向掺混口 24。壳体40包括被第一螺栓42支撑的第一凸缘41、联接到第 一凸缘41上的外部壳体43、以及联接到外部壳体43上JU皮第二螺栓支撑的第二凸缘44,第二螺栓容纳在螺栓容纳空间45中。包括主燃 料喷嘴60和从燃料喷嘴70的盖组件50设置在壳体40的端部处，并 至少通过第二螺栓联接到第二凸缘44上。由于第一螺栓42和第二螺栓各自以约二十(20)个螺栓的组 提供，因而组装和拆卸壳体40的过程每次都是费时的。换言之，壳 体40的组装包括将第一凸缘41、外部壳体43、第二凸缘44以及盖 组件50定位，以及拧紧大约四十(40)个螺栓，而壳体40的拆卸则至 少要求移除四十(40)个螺栓。因此，减少要执行组装过程和拆卸过程 的次数以例如重新校准掺混口 24的大小可能是有利的。为此，将掺混气流调节部分80设置在壳体40上并与气流 35连通。掺混气流调节部分80构造成增加和/或减少向燃烧室20供 给的掺混空气的可用量，并且因此充分地降低或消除重复地拆卸以才交 准掺混口 24的必要，否则校准掺混口 24将要求至少重复地组装/拆卸 壳体40。根据本专利技术的一个实施例，掺混气流调节部分80位于燃烧 器10的第一轴向位置81处。此处，第一轴向位置81从设置有掺混 口 24的第二轴向位置82沿着燃气涡轮发动机1的纵轴线向前。进一 步具体而言，应当注意，第一轴向位置81可能贴近盖组件50，但不 限于该位置。参考图2A、 3和4,应当注意，4参混气流调节部分80可以 包括形状与火花塞相似的第一掺混空气调节装置100。在本专利技术的一 个备选实施例中，并参照图2B,应当注意，#^昆气流调节部分80可 以包括形状与窜火管相似的第二掺混空气调节装置110。进一步具体而言，如即将参考第一掺混空气调节装置100 的情况所述，第一掺混空气调节装置100的掺混空气孔隙率决定了气 流35中存在的摻混空气的可用量。因此，由于可以增加和/或减少第 一掺混空气调节装置IOO的掺混空气孔隙率，因而可以增加和/或减少 气流35中的掺混空气的可用量。为此，第一掺混空气调节装置100可以包括掺混气流调节构件120,该掺混气流调节构件120具有例如 由操作员将扳手应用于第一掺混空气调节装置100的适合的部分而可 以绕着其轴线101旋转的部件(例如，内部构件121)。该旋转增加和/ 或减少第一掺混空气调节装置IOO的掺混空气孔隙率，并由此增加和 /或减少气流35内的掺混空气的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机（１）的燃烧器（１０），包括：　燃烧室（２０），在该燃烧室内发生燃料燃烧，且沿着该燃烧室限定掺混口（２４）；　壳体（４０），其周向地包围所述燃烧室（２０），以限定所述壳体（４０）和所述燃烧室（２０）之间的气流（３５）， 所述气流（３５）成形为经由所述掺混口（２４）向所述燃烧室（２０）供给掺混空气；以及　掺混气流调节部分（８０），其设置在所述壳体（４０）上并与所述气流（３５）连通，所述掺混气流调节部分（８０）构造成增加和／或减少向所述燃烧室（２０）供给 的所述掺混空气的可用量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W赫斯勒，P波波维克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]