用于冷却燃烧器中的燃烧器衬里的方法和装置制造方法及图纸

公开了用于冷却燃烧器中的燃烧器衬里的方法和装置。在一个实施例中，公开了一种燃烧器。该燃烧器包括过渡件和冲击套管，该冲击套管至少部分包围过渡件并且在二者之间至少部分地限定大致环形的流动通路。该燃烧器还包括喷射套管，该喷射套管安装在过渡件或冲击套管中的一者上并且定位成从冲击套管径向向外，该喷射套管至少部分地限定构造成使工作流体流向流动通路的流动通道。在另一实施例中，公开了一种用于冷却燃烧器中的燃烧器衬里的方法。该方法包括使工作流体流经至少部分地由喷射套管限定的流动通道，并且将来自流动通道的工作流体排放到邻近燃烧器衬里的流动通路中。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题总体涉及涡轮机系统，且更具体地涉及用于冷却燃烧器中的燃烧器衬里的方法和装置。
技术介绍
涡轮机系统广泛地用于诸如发电的领域中。例如，常规的燃气涡轮机系统包括压缩机、燃烧器和涡轮。在涡轮机系统运行期间，系统中的各种构件可能承受高温流，高温流能够导致构件失效。由于温度较高的流通常导致燃气涡轮机系统的性能、效率和功率输出增加，所以必须冷却承受高温流的构件，以允许燃气涡轮机系统在升高的温度下运行。需要在运行期间冷却的一个此类构件是燃烧器衬里。燃烧一般发生在燃烧器衬里内，从而使燃烧器衬里承受高温流。特别地，燃烧器衬里的下游端可能是燃烧器的寿命限制位置。典型的燃烧器采用包围燃烧器衬里的流套管以及包围燃烧器衬里下游的过渡件的冲击套管来形成流动通路。冷却空气或其它工作流体经该流动通路流向上游，以冷却燃烧器衬里。此外，额外的冷却空气或工作流体经例如在冲击套管和流套管中限定的冲击孔流入该流动通路。这种额外的冷却空气或工作流体进一步用于冷却燃烧器衬里。然而，这些孔的典型布置引起显著的压力损失和燃烧器衬里不均匀的冷却。另外的现有技术方案已利用安装在流套管上的喷射套管来冷却燃烧器衬里。这些套管向流动通路提供冷却空气或工作流体的附加的通常上游流。然而，这些套管不会充分冷却燃烧器衬里的下游端。另外，这些套管占用可用于例如燃料向燃烧器系统的迟滞贫喷射(late lean injection)的流套管区域。因此，本领域中需要用于冷却燃烧器中的燃烧器衬里的改进的装置和方法。例如，冷却燃烧器衬里同时使引起的压力损失最小化的装置和方法将是有利的。此外，需要向燃烧器衬里的下游端提供相对均匀的冷却的装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地陈述，或者可从该描述变得明显，或者可通过实践本专利技术而获悉。在一个实施例中，公开了一种用于燃烧器的套管组件。该燃烧器包括过渡件和冲击套管，该冲击套管至少部分包围过渡件并且在二者之间至少部分地限定大致环形的流动通路。该套管组件包括构造成用于安装在过渡件上的内套管，和至少部分地包围内套管并且构造成在二者之间部分地限定流动通路的中间套管，该中间套管构造成用于安装在冲击套管上。该套管组件还包括安装在内套管或中间套管中的一者上的喷射套管，该喷射套管至少部分地限定构造成使工作流体流经其中的流动通道。 在另一实施例中，公开了一种燃烧器。该燃烧器包括过渡件和冲击套管，该冲击套管至少部分地包围过渡件并且在二者之间至少部分地限定大致环形的流动通路。该燃烧器还包括安装在过渡件或冲击套管中的一者上并且从冲击套管径向向外定位的喷射套管，该喷射套管至少部分地限定构造成使工作流体流向流动通路的流动通道。在另一实施例中，公开了一种用于冷却燃烧器中的燃烧器衬里的方法。该方法包括使工作流体流经至少部分地由喷射套管限定的流动通道。喷射套管安装在过渡件或冲击套管中的一者上并且从冲击套管径向向外定位，该冲击套管至少部分地包围过渡件并且在二者之间至少部分地限定大致环形的流动通路。该方法还包括使来自流动通道的工作流体排放到邻近燃烧器衬里的流动通路中。参考以下描述和所附 权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附示了本专利技术的实施例，并且连同描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在参照附图的说明书中陈述本专利技术对于本领域的普通技术人员而言完整和能够实现的公开内容，包括其最佳模式，在附图中图I是燃气涡轮机系统的示意图；图2是根据本公开内容的一个实施例的燃气涡轮机系统的各种构件的侧剖视图；图3是根据本公开内容的一个实施例的包括过渡件、冲击套管和喷射套管的燃烧器的一部分的透视图；图4是根据本公开内容的一个实施例的套管组件的透视图；图5是根据本公开内容的一个实施例的套管组件沿如图4中所示的线5—5的截面图；以及图6是根据本公开内容的另一实施例的套管组件的截面图。零部件列表10涡轮机系统12压缩机14燃烧器16 涡轮18 轴20扩散器22排放气室24工作流体25外壳体26燃料喷嘴28燃烧室30热气流32热气通路34过渡件腔室36涡轮喷嘴40燃烧器衬里42流套管44流动通路50冲击套管56过渡件58流动通路 60 进口70上游部分72下游端100喷射套管102套管组件104流动通道106支承件108前套管部分112内套管114中间套管120轴向流动方向122 出口124 角度130上游端(喷射套管)具体实施例方式现将详细参见本专利技术的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。每个实例均作为本专利技术的解释而非本专利技术的限制提供。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够在本专利技术中做出各种修改和变化而不偏离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征能够与另一实施例一起使用以产生又另外的实施例。因此，本专利技术旨在涵盖处于所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。图I是燃气涡轮机系统10的示意图。系统10可包括压缩机12、燃烧器14和涡轮16。此外，系统10可包括可多个压缩机12、多个燃烧器14和多个涡轮16。压缩机12和涡轮16可通过轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起以形成轴18的多个轴段。如图2中所示，燃烧器14总体上流体联接到压缩机12和涡轮16上。压缩机12可包括以流体连通方式彼此联接的扩散器20和排放气室22，以便有利于将工作流体24引导到燃烧器14。如图所示，排放气室22的至少一部分由外壳体25例如压缩机排放壳体限定。在压缩机12中被压缩后，工作流体24可流经扩散器20并且可被提供给排放气室22。然后，工作流体24可从排放气室22流向燃烧器14，其中工作流体24与来自燃料喷嘴26的燃料混合。在与燃料混合后，工作流体24/燃料混合物可在燃烧室28内被点燃，以形成热气流30。热气流30可沿热气通路32经燃烧室28被引导到过渡件腔室34中并经涡轮喷嘴36被引导到涡轮16。燃烧器14可包括构造成有利于工作流体24的中空环形壁。例如，燃烧器14可包括燃烧器衬里40，该燃烧器衬里设置在流套管42内使得流套管42至少部分地包围燃烧器衬里40。如图2中所示，燃烧器衬里40和流套管42的布置总体上是同心的并且可在二者之间限定环形通道或流动通路44。在某些实施例中，流套管42和燃烧器衬里40可限定燃烧器14的第一或上游中空环形壁。燃烧器衬里40的内部可限定大致圆柱形或环形的燃烧室28并且至少部分地限定热气流30可通过其中被引导的热气通路32。冲击套管50可在燃烧器衬里40和流套管42下游联接到流套管42上。过渡件56可设置在冲击套管50内，使得冲击套管50包围过渡件56的至少一部分。冲击套管50和过渡件56的同心布置可在二者之间限定环形通路或流动通路58。冲击套管50可包括多个进口 60，进口 60可提供用于来自压缩机12的工作流体24的至少一部分经排放气室22进入流动通路58的流动通路。换言之，冲击套管50可穿有开口的图案，以限定穿孔的环形 壁。过渡件56的内腔34还可限定热气通路32，来自燃烧室28的热气流30可经热气通路32被引入涡轮16。如图所示，流动通路58流体联接到流动通路44上。因此，流动通路44和58限定构造成向燃料喷嘴26提供来自压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·奇拉，P·B·梅尔顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：